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Capítulo
iNirauoacN
Máquina exprim idora para juego de naranja (Así de compleja es una célula, para cumplir una función aparentemente insignificante)
La palabra BIOLOGÍA fue acuñada por el científico francés Jean Baptista de Lamarck (Juan Bautista Ftedro Antonio, conde de Lamarck), para reunir un conjunto de conocimientos que se remontan a la época de Aristóteles, el cual es considerado el Padre de la Biología. Con el devenir del tiempo, se han ido incrementando los conocimientos relacionados con los seres vivos al punto que hoy en día es una de las ciencias naturales con mayor repunte e importancia en la comunidad científica. El término BIOLOGÍA, deriva de dos voces griegas: bio= vida y logos= estudio o tratado. Entonces podemos concluir que la BIOLOGÍA es la ciencia de los seres vivos Ciencia que se encarga de estudiar a los diversos organismos, tomando en cuenta todos los pormenores desde el grado de evolución hasta el rol que cumple dentro de la Tierra. Así mismo, hay que resaltar que está tácitamente incluido el hombre como materia de estudio, donde se contem plar sus tejidos órganos funcionamiento, etc; en pala^rg&'friás sencillas la Anatomía Humana. El presente libro tiene como finalidad contri^iSr al desarrollo intelectual de nuestra juventud y de igual forma aportar al engrandecimiento de nuestra sociedad y por consiguiente de nuestro país.
Origen de la vacuna
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CtiLUfcD
¿POR Q U É SE ESTUDIA LA B IO LO G ÍA?
Existe una razón que tiene primacía sobre todas las demás : conocernos mejor a nosotros mismos y conocer mejor el mundo en que vivimos. El hombre es un animal. En ciertos aspectos difiere ligeramente de otros animales Sin embargo, en otros la diferencia están profunda como para ocupar una posición única en el mundo. Aunque es debatible si el hombre posee algunos atributos no presentes en algún grado en otros animales, está perfectamente establecido que el hombre presenta algunos de ellos en grado mucho más alto. Uno de estos es la curiosidad. Homo Sapiens es el "hombre que conoce". Es el hombre siempre ávido de saber. Así, estudiamos biología, por las mismas razones por las cuales estudiamos física, matemática, historia, literatura y arte; esto es, para adquirir conocimientos sobre otros aspectos de nuestra vida y de nuestro mundo. Deberíamos también anotar que ciertas carreras profesionales productivas y retributivas pueden edificarse sobre el conocimiento de la biología. Los laboratorios del mundo demandan más hombres para realizar muchos nuevos descubri mientos. También se necesita a menudo hombres y mujeres que apliquen sus conocimientos de biología a actividades tan prácticas como la medicina, la investigación agrícola, la zootecnia, la ingeniería ambiental, las industrias alimentarias, etc. Todo ciudadano podrá participar más efectivamente en una democracia si puede pronunciarse y votar inteligente mente sobre cuestiones que impliquen tanto principios biológicos como el bienestar humano. El uso de aditivos alimenti cios, drogas, insecticidas, radiación, técnicas de ingeniería genética y medidas de control de la población, son justamente algunos de los diversos medios por los cuales nuestras vidas pueden ser modificadas por el conocimiento biológico. Aunque no se conoce cuando se originó el estudio de la biología, el hombre primitivo debió tener algún conoci miento racional de los animales y de las plantas que le rodeaban. Su propia supervivencia dependía de la certeza con laque reconociese el carácter no venenoso de las plantas que le sirviesen como alimento, aa como del conocimiento de los hábitos de los animales predadores Los registros arqueológicos indican que, incluso antes del desarrollo de la civilización, los hombres habían domesticado prácticamente a todos los animales susceptibles de serlo y habían desarrollado un sistema agrícola suficientemente estable y eficiente para satisfacer las necesidades de un elevado número de personas que iniciaban una vida en comunidad. Está claro que una buena parte de la historia de la biología tiene una fecha anterior al tiempo en el que el hombre comenzó a escribir y a dejar registros culturales. Con la creación de las universidades en los siglos XII y XIII y el surgir del Renacimiento en los agios XV, XVI y comienzos del XVIII, la Biología emprendió un gran desarrollo y se enriqueció de estas circunstancias
- Observación directa de los fenómenos biológicos
- Descubrimientos geográficos y con ellos el conocimiento de una flora y fauna desconocidos en Europa.
- Interés de la sociedad.
En el Renacimiento cobraron enorme importancia la anatomía y fisiología humana.
EN EL SIG LO X V II
Destacan : c.dfé'
H A N S y Z A C H A R IA S JA NSEN. ^ 0 ^ Aunque se ha atribuido a Galileo Galféí (1564 - 1642) el descubrimiento del microscopio compuesto, hay que esperar hasta finales del siglo XVI, concretamente a 1590, para la puesta a punto de un primer modelo comercial de microscopio compuesto, dedicado a los "Gabinetes de Curiosidades y fabricado por los hermanos Jansen, Hans y Zacharíaa Los jansen asociaron en tubos telescópicos dos lentes convergentes llegando a obtener imágenes aumentadas hasta aproximadamente 150 veces
FR A N C E S C O R E D I.
En 1668, este investigador italiano desautorizó la hipótesisde la generación espontánea. Demostró mediante un experimento que las larvas de mosca presentes en la carne en descomposición procedían de los huevos que habían sido puestos previamente y no surgía de la nada en condiciones adecuadas como se sospechaba hasta entonces Aún aa, ia polémica se mantuvo hasta bien entrada la segunda mitad del siglo XIX, cuando los hallazgos de Pasteur pusieron punto final a la discusión. Francesco Redi falleció en 1697.
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C H A R L E S DA RW IN.
Naturalista británico (1809 - 1882), Introdujo en su libro El origen de las especies (1859) dos ¡deas revolucionarias : la evolución biológica y la selección natural. Charles Darwin fue el creador de la teoría sobre el origen de las especies por selección natural. Esta teoría revolucionó el pensamiento científico a partir de la segunda mitad del agio XIX en el mundo entero, ya que se explicaba cuales son los mecanismos tan complejos por los cuales las especies evolucionan en la naturaleza. Obtuvo, a sus veintidós años, una plaza ("ad honorem", por recomendación de sus profesores de Cambridge) en el H.M.S. Beagle (His Majesty's Ship). Este viaje dio a Darwin una oportunidad única para estudiar la adaptación y obtener un sinnúmero de evidencias que fueron utilizadas en su teoría de la evolución.
M A T T H IA S S C H L E ID E N y T H E O D O R S C H WANN Un botánico Mathias Schleiden (1804 - 1881) y un zoólogo Theodor Schwann (1810 - 1882) enuncian lo que se conoce universal mente como Teoría Celular. El primer paso es dado por Schleiden al estudiar con el microscopio estructuras meristemáticas vegetales En su libro Beitrage zar Phytogenesis Schleiden determinó que las plantas eran estructuras multicelulares en las cuales las células eran sus unidades morfológicas y funcionales Theodor Schwann por sus trabajos microscópicos sobre el desarrollo de anfibios y de los tejidos celulares cartilaginoso publica un libro titulado Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Strukur und dem Wachstum der Tierre und Pflanzen. Schwann escribió que el tejido cartilaginosos de los animales poseía una estructura microscópica que "se parece exactamente al tejido celular parenquimatoso de las plantas". Theodor Schwann concluyó unos años más tarde : "Hemos derribado el gran muro de separación entre los reinos animal y vegetal".
L O U IS PASTEUR (1 8 2 2 - 1895)
Químico y biólogo francés que fundó la ciencia de la microbiología, demostró la teoría de los gérmenes como causantes de enfermedades (patóger^s), inventó el proceso que lleva su nombre y desarrolló vacunas contra varias enferi^gsraes incluida la rabia. Plenamente consciente de la presencia de m icroorganisn^s^n ia naturaleza, Pasteur emprendió una serie de experimentos diseñados para^SSPfrente a la cuestión de la procedencia de estos gérmenes ¿Se generaban de forma espontánea en las propias sustancias o penetraban en ellas desde el entorno?. Pasteur llegó a la conclusión de que la respuesta era siempre la segunda. Observó que en los cultivos que dejaba expuestos al aire aparecían gran número de microorganismos pero en los que se mantenían en condiciones estériles esto no sucedía. De este modo, Pasteur demostró que todo ser vivo procede de otro y nunca por generación espontánea.
G R E G O R J O H A M M EN D EL En 1865, el monje agustino austríaco Gregor Joham Mendel, abad del monasterio de Brünn (Chequia), formuló las leyes hereditarias que llevan su nombre, fruto de sus estudios tras un descubrimiento ocurrido en su jardín con determinadas especies vegetales. Presenta en 1865 su trabajo de investigación a la Sociedad de Historia Natural de Brünn, con el título H íbridos en plantas. Los científicos de esa época no comprendieron esta publicación debido a su complejo tratamiento matemático y, fue hasta después de 35 años que otros científicos valoraron su importancia. Entonces ya se conocía el hecho de que todos los seres vivo s estaban form ados por células y que en ellas se encontraban unas estructuras denominadas cromosomas
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EN EL SIG LO X X
H U G O D E VRIES (1 8 4 8 - 1935)
Botánico holandés, n. en Haarlemy m. en Lunteren. Contribuyó al conocimiento de la herencia y las leyes que la rigen con su trabajo Intracelular Pangeneás, publicado en 1889. La teoría por él propuesta había sido formulada rudimentariamente por Darwin. En ella resaltaba que el núcleo de cada célula germinal contiene unidades que representan plenamente los caracteres hereditarios con lo que se anticipaba al conocimiento actual de los genes probado experimentalmente. Su trabajo sobre la mutación Die Mutationstheorie (1901 - 03), contiene los resultados de los experimentos genéticos sobre la Oenothera lamarckiana que había iniciado en 1886. Dio el nombre de mutación al proceso por el cual aparecen súbitamente nuevasespecieso varledadesde un tronco ancestral que se consolidan al transmitirse las características adquiridas durante varias generaciones
E D W A R D S STRASB URG ER (Varsovia, 1844 - Bonn 1912) Botánico polaco. Fue profesor de botánica en Jena y dirigió el Jardín Botánico de esta ciudad. Especialistas en etiología vegetal, llevó a cabo diversas investigaciones en la Universidad de Bonn. Describió la división celular y afirmó que el número de cromosomas que se forman durante la misma es constante y característico para cada especie vegetal. Entre sus obras destacan La formación y la división de la célula (1875), Las gimnospermas y las angiospermas (1879) y un importante Tratado de botánica (1887).
A L E X A N D E R FLE M IN G Bacterólogo escocés famoso por haber descubierto la proteína Lisozima, la cual contiene propiedades antibacteriales; sobre todo por el descubrimiento de la penicilina, que ataca a gérmenes y no afecta a los glóbulos blancos del organismo humano.
JA M E S WATSON y F R A N C IS C R IC K En 1953, combinaron los datos químicos y físicos del DNA, y propusieron un modelo estructural del DNA. El modelo de la doble hélice del ADN de Watson y Crlck ha sido, quizá merecidamente, el hallazgo científico más profusamente representado en los más diversos materiales y medios, como emblema de los logros de la ciencia del siglo XX. Recibieron el premio Nobel en 1962.
G ^ °
R. H. W HITTAKER (1 9 6 9 )
Propuso el esquema de clasificación de los cinco reinos biológicos : Monera, Protista, Fungí, Animalía y Plantae. Varios frentes o líneas maestras de investigación, que pueden incluso cambiar nuestra visión actual sobre el mundo, están ahora mismo abiertos Actualmente, la secuenciación y anotación de más de cien genomas es una fuente inagotable de datos que junto con el desarrollo de herramientas bioinformáticas y de la proteómica permite abordar el estudio de los seres vivos en toda su complejidad. Ello va a permitir comprender como las partes de las células y de los organismos están integradas funcionalmente. Fbr lo tanto, se abre un campo de estudios muy amplio que va a llevar todavía mucho tiempo, que podríamosdenominar era postgenómica, en la que entender la función de losgenesy su regulación va a ser fundamental para entender la complejidad celular. Con tantos datos es deseable que en las próximas décadas se avance en los distintos temas de investigación, como el estudio de los mecanismos de control y regulación del crecimiento y división celular, las bases moleculares que determinan la invasión y metástasis por células transformadas o las implicaciones que pueda tener en estos procesos el sistema inmune. También el campo de la Biología Aplicada ofrece un abanico enorme de posibilidades aún a medio
O ü J J K )
La Astrobiología o Exobiología, que pretende la búsqueda de vida extraterrestre, aunque es un área en la actualidad prácticamente inexistente e incluso exótica, es un tipo de estudio necesario y de casos de demostrarse la existencia de la vida fuera de nuestro planeta, puede cambiar nuestra percepción actual del universo o por lo menos provocaría que la Biología dejara de ser considerada una ciencia menor, porque se ocupa del estudio de un fenómeno local : la vida en el planeta Tierra. Muy probablemente, el campo que mayor éxito relativo experimentará será la Ecología.
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Donantes do -ovuli Los. doctores someten a 40 mujeres volu.nlarias a un tratamiento farmaGológscD de estimulación av&icá. Esto penréto qu 0 :tsda m¡j|er en rI dnln mRnsíriinl uno. media Je 15 óvulos. De este mudo, se obtienen unos 400 óvulos.
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Éi )]út.dtíü- Jo í^niá Ovulo es extraído .cánula ayuda de una ; aguja diminuli.. Luogo, o| ói.ulo sin ADN y ?a célula dongiits 55 colocan una junto a otra y ñfi R-urriRteii ?. una fl«K carí^ ftlc&tfica, lo que ¡su fusjúrt; A lyunas du ;as células recién fabricadas se dividen sucesivamentepara formar Ufi embrión.
Los científicos extraon ocluías, por cjcmpíD candidatodepieí, del q aer elurvodo. '
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Deosao^cpe ios embriones. ^ciiiM^Orecuenciñ o>:ILo. Ió&mcdicijE^ rn^ se^ implantan colocan ' v q íSub en el Siero de cada inujtri. Los especialistas estiman quo se nece sita n unas ífl m adres dn alquíle para garaTitjaar ^n a d e c o n n de em barazos. Qe ásttjs, la m ayqria no prospera va «¡ue, en teoría, el niño clonado debería nace* c o m p le ta m e n te aono.
Madres desalquilar
Nino clonado
Embarazadas
La inmensa máynrta de IrWfíMinsno
Permitirá un entendimiento más completo del funcionamiento del ecosistema. Fbr otro lado, el momento actual, en que el medio ambiente está especialmente amenazado, requiere una Investigación que permita salvaguardar los ecosistemas, haciendo los modelos de explotación más racionales y menos destructivos La aplicación de tecnologías de biología molecular a la ecología está permitiendo un conocimiento más exhaustivo de los ecosistemas (especialmente en cuanto a poblaciones microbianas no cultivables) y el impacto que cualquier variación ejerce sobre estos ecosistemas Los distintos frentes de ampliación del conocimiento y aplicación de éste que se encuentran abiertos en la Biología actual auguran un auge desconocido hasta el momento para esta ciencia y hacen muy posible que el siglo XXI sea considerado el siglo de la Biología.
O ü J M íJ à
Niño burbuja
LA B IO LO G ÍA C O M O LA C IE N C IA
Una vez secuenciado el genoma, co mienza la tarea de desentrañar lo que hacen los genes es decir ; para qué sirven las proteínas que fabrican, por ejemplo. Hay fundadas esperanzas de que a partir de ahora podamos saber cuáles son los genes cuyo mal funcionamiento origina algunas en fermedades para poder reemplazar los p o r otros corregidos Es lo que se llama terapia génica. Pero para poder combatir éstas y otras patolo gías, se precisa saber cómo funcio nan las proteínas que produce un gen determinado. Comienza la era post-genómica. La historia asistirá al relevo del genoma p o r el proteoma.
D E F IN IC IÓ N
Biología es la ciencia del tratado de la vida, que tiene como fin supremo el describir las leyes generales a las que obedecen los fenómenos biológicos; sendo un fenómeno biológico toda manifestación material o energética de los seres vivos Diciéndose por esto que es una ciencia concreta. Etimológicamente se sabe que la palabra Biología deriva de dos vocablos griegos: B IO = vida; y L O G O S = tratado científico acerca de algo.
LA F IL O S O F ÍA D E L A VIDA ... La Biología nace como una disciplina científica en el siglo XIX. La palabra 'B io lo g ía "aparece por primera vez en una nota a pie de página en una obscura publicación alemana en 1800. Fbsteriormente, Jean Baptiste Lamarck publica su "Filosofía Biológica", mientras que Gottfried R. Treviranusen 1805 habla en su "Filosofía de los seres vivos" de la siguiente fo rm a "... el objeto de nuestra definición serán los diferentes fenómenos y las diferentes formas de vida; las condiciones y las leyes bajo las que ocurren y las causas que las producen. A la ciencia que se encargue de estos objetivos le llamaremos ’B io lo g ía" o "ciencia de la v id a "..."
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D IV IS IO N E S D E LA B IO L O G $y9°
I. D E A C U E R D O AL O R G A N IS M O :
1. B otánica : Se encarga de estudiar a los seres autótrofos con capacidad de fotosíntesis (vegetales y plantas superiores).
a) Botánica Criptogámica : Estudia a las plantas que carecen de flores. b) Botánica Fanerogámica : Estudia a las plantas que presentan flores visibles
2. Zoología : Se encarga de estudiar a los animales (seres heterótrofos de estructura compleja).
a) Protozoología : Estudia a los protozoarios, seres heterótrofos unicelulares de vida independiente. b) Helmintología : Estudia a los gusanos. c) Entomología : Estudia a los insectos d) Ornitología : Estudia a las aves e) Malacología Estudia a los moluscos.
O iL U > t> j f r m a 3 Í 01 A
- C ie n c ia s E c o ló g ic a s : a) Ecología : Estudio de las diferentes interreiaciones que existen entre los seres vivos y el medio en que viven, as como la influencia que ejercen entre ellos
EL M É TO D O C IE N T ÍF IC O
El método científico es una buena manera de recopilar información y comprobar ideas. Es la forma en que un científico trata de hallar respuestas a sus interrogantes sobre la naturaleza. A pesar de que el procedimiento puede variar, el método científico consta de los siguientes pasos generales : (1) hacer observaciones; (2) formular hipótesis; (3) someter a prueba las hipótesis (experimentación y resultados) y (4) llegar a conclusiones. El método científico es lo que distingue a la ciencia de los otros campos de estudio.
LA O BSER VA C IÓ N
Un científico debe cuidar que sus opiniones y emociones no influyan en lo que observa (cuota de amor). Una idea u opinión que influya en la observación es una ¡dea viciada porque es parcial o prejuiciada. Fbr ejemplo, puede que un científico le tenga miedo a las serpientes y, por esta razón, sempre le parecerá agresivo el comportamiento de las serpientes La "observación" del científico sobre el comportamiento agresivo de las serpientes está viciada porque su prejuicio influye en ella. Las observaciones de un científico, además de ser exactas, deben también constar en un registro escrito, película, cinta magnetofónica, archivo electromagnético o en otra forma. Esa información constituye la matriz de datos del experimen to.
H IP Ó T E S IS
Una observación, o una serie de observaciones, muy a menudo lleva a un científico a hacer una o más preguntas Fbr ejemplo : con relación a los murciélagos que cazan durante la noche, un científico puede preguntarse : ¿En qué forma detectan los murciélagos en la noche, los pequeños insectos que cazan?. Para contestar esta pregunta, el científico puede leer acerca de los murciélagos y su comportamiento. Si no encuentra la respuesta en los escritos de otros científicos debe hacer observaciones adicionales muy cuidadosas acerca de los murciélagos Después que se ha formulado la pregunta, el científico la contesta formulando una hipótesis Una h ip ó te s is es una posble respuesta a una pregunta acerca de la naturaleza, basada en observaciones lecturas y los conocimientos de un científico. ¿Qué hipótesis puedes formular acerca de la forma en que los murciélagos cazan de noche?. Una hipótesis es que usan su vista al cazar de noche. El siguiente paso en el método científico es probar la hipótesis
E X P E R IM E N TA C IÓ N Y R E S U L T A R É
Es la prueba científica de una hipqrgsá!§ Un científico debe diseñar un experimento para probar la hipótesis que propone. Un experimento incluye, generalmente, dos grupos sobre los que se van a hacer observaciones. A uno se le llama el grupo control. El otro es el grupo experimental. El grupo experimental difiere del grupo control, se conoce como el fa c to r variable. Mientras se realiza un experimento deben anotarse las observaciones exactas Fbr ejemplo, al tratar de determinar si los ratones necesitan vitamina C. Una vez anotados los datos deben organizarse y analizarse. Hoy en día, los científicos cuentan con programas especializados que reducen notablemente el tiempo que toma esta tarea.
C O N C L U S IO N E S Y TEO RÍAS
La información que se obtiene de un experimento se estudia con el fin de determinar si confirma o no la hipótesis original, si la confirma se concluye que la hipótesis es válida. Una teoría es una explicación de algo en la naturaleza y que la evidencia ha apoyado repetidas veces La teoría de la relación entre los gérmenes y las enfermedades, por ejemplo, dice que ciertas enfermedades son causadas por unos organismos muy pequeños (gérmenes o microbios). Dice, también, que una enfermedad se puede transmitir de una
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persona a otra por medio de estos organismos. Una teoría sirve, generalmente, como base para experimentación adicional. La teoría de que los microbios causan enfermedades resultó en el desarrollo de las vacunas. En ciencia, una teoría es una explicación que tiene un alto grado de confiabilidad. Las teorías científicas pueden cambiar. En algunos casos, aparecen nuevas teorías que las sustituyen. En otros casos, se encuentran nuevos datos que obligan a modificarlas. Así por ejemplo la teoría que trata de explicar la estructura y función del DNA se ha modificado varias veces. Además de teorías, la ciencia tiene leyes o principios. Una ley científica es una descripción de algún aspecto de la naturaleza. Fbr ejemplo, la ley de Alien dice que algunas partes del cuerpo de un animal, como lasorejas, son más pequeñas en los climas fríos que en los climas cálidos. Un conejo que vive en la región polar tiene las orejas más cortas que un conejo que vive en el desierto. Una ley no explica el por qué de un aspecto de la naturaleza como sí lo hace una teoría; una ley sólo describe algún aspecto.
OBSERVACIÓN
Las moscas rondan la carne que está en un recipiente abierto; luego algunas larvas aparecen en la carne.
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¿COMO SUCEDIÓ ESTO?
HIPÓr
Las moscas producen las larvas; si se mantienen a
rESis
ejadasde la carne se evitara la aparición de éstas.
EXPERIMENTACION
Obtención de dos recipientes y dos piezas idénticas de carne. Colocar la carne en cada recipiente
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Carne
variable experimental la gasa impide el acceso a las moscas
Carne
£ E É? L T A D O S
varíate© Experimental la gasa impide el acceso a las moscas
___________ LC Larvas
Larvas (^) Carne
y Gasa Carne
CONCLUSIÓN
La generación espontánea en la carne no se presenta cuando se cubre el recipiente, probablemente las moscas son la fuente de las larvas.
**_3. C itologico
- C elular_** : La célula pasa a ser la unidad fundamental de la vida, como estructura y funcionamiento de todo ser vivo. La evolución ha desarrollado a la célula procariótica (bacterias) y la eucariótica (ej: célula animal y vegetal).
- Tisular: Se define como tejido a la reunión de células con el mismo origen, morfológicamente comunes y fisiológicamente iguales (ej: tejido epitelial, tejido meristemático).
**_4. O rgánico
- Organológico:_** La reunión de tejidos da formación a los diversos órganos de un animal (corazón, riñón) o de una planta (raíz, tallo).
- Sistèm ico: Sistema es el conjunto de órganos con funciones particulares, ej: sistema nervioso.
- Individual: El conjunto de sistemas constituye un individuo.
5. Ecológico * Poblacionai: Se dice que una población es aquella reunión de individuos de la misma especie, con un determi nado espacio y tiempo de vida.
- Comunidad: Resulta de la reunión de diversas poblaciones de especies diferentes, de igual forma en un tiempo y espacio determinado.
- Ecosistema: Consiste en la interacción entre el espacio vital: biotopo y la comunidad biòtica: biocenosis.
- Biosfera: Se denomina así al espacio terrestre: litosfera; espacio aéreo: atmósfera; espacio acuático: hidrosfera. Fbr lo tanto, la litosfera, atmósfera e hidrosfera, en conjunto, constituyen la biosfera.
- Ecosfera: Es la reunión total de todos los ecosistemas.
VIR U S
I. IN T R O D U C C IÓ N
Desde que se tiene referencia del hombre conformando poblaciones, se sabe que hemos sucumbido ante diversas enfermedades, generalmente de tipo BACTERIANAS, VIRÓSICAS o VIRALES (provocadas por VIRUS) son las que nos interesan en este momento, no tanto las enfermedades que pueden causar, si no el AGENTE en sí, cómo es su organización, su composición química, sus tipos de propagación o replicación, etc.
II. IM P O R TA N C IA Los VIRUS como organizaciones moleculares, son de gran importancia en los aspectos :
B IO M É D IC O S : La infección mediada por estos ANTÍGENOS promueven una serie de síntomas y signos de infección, que en muchos casos termina en ia muerte del individuo. Algunas enfermedades no son exclusivas del hombre, es decir pueden presentarse tanto en el hombre, como en otros animales, como es el caso de la GRIPE. Desde este punto de vista, los VIRUS, suelen^ix'Sgentes dañinos; aunque por otro lado, actualmente se utiliza o manipula genéticamente para la tra n sfe ^jS i^d e algunos GENES a ciertas cepas de bacterias, las cuales al multipli carse, replican dichos genes queutaegb se manifestarán sintetizando las proteínas respectivas a las cuales se a inducido.
E C O N Ó M IC O S : En el sentido de la pérdida de vidas humanas productivas económicamente, por enfermedades como la VIRUELA (ya exterminada sobre la tierra). En el caso de virus vegetales, como es la enfermedad denom inada: MOSAICO DEL TABACO, que provocó grandes pérdidas a finales del siglo XIX, o tipos de cánceres en animales como los pollos, por medio del virus del SARCO MA de ROUS. etc.
III. D E F IN IC IÓ N A los virus se les puede definir de muchas maneras, ejemplo :
- Los VIRUS son considerados AGREGADOS SUPRAMOLECULARESdetipo HETERÓGENO NUCLEOPROTEICO.
- Fbrción mínima de materia con capacidad infectiva.
- Organizaciones moleculares parásitas.
- Parásitos celulares obligados, etc.
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IV. ESTRUCTURA VIRAL
Como se indicó anteriormente, ios VIRUS están constituidos por una cubierta de PROTEÍNAS, denominada CAPSIDE, que contiene a un tipo de ÁCIDO NUCLEICO (ADN o ARN) que vendría a ser el MATERIAL GENÉTICO.
A. C Á P S ID E Es una envoltura externa que contiene : proteínas, lípidos, giúcidos y vestigios de metales. Generalmente una cápside está constituido por la repetición de un solo tipo de proteínas o capsómeros, las cuales al reunirse originan tres tipos de cápsides : Icosaèdri co
A. 1. Icosaédrico : De forma poliédrica de 20 caras triangulares, 12 vértices y 30 aristas Ejemplo : Virus de la poliom ielitis el poliovirus
A.2. Helicoidal : De forma cilindrica donde las proteínas se disponen en hélice protegiendo al material genético. Ejemplo : Virus del mosaico del tabaco (VMT), virus de la rabia.
A .3. Complejo : Es típico de los virus que atacan a las bacterias : bacteriófagos. Presentan una cápside icosaédrica y una cola para inyectar el ácido nucleico. Ejemplo : El bacteriófago T - 2 el bacteriófago T - 4.
B. M ATERIAL G EN ÉTIC O
El ácido nucleico que puede presentar un VIRUS, es bien el ADN o el ARN, nunca los dos juntos Cualquiera fuera el ácido nucleico, esta molécula consta de una sola cadena, ya sea abierta o circular.
NO TA : Existe un grupo de VIRUS, como ios responsables de la : rabia, la gripe, la hepatitis, la viruela, que presentan una envoltura tipo membranosa sobre la cápside, al parecer la obtienen cuando salen de las células que han parasitado.
V. C A R A C TE R ÍS TIC A S
A. S O N C R ISTALES O R G Á N IC O S : La CRISTALIZACIÓN es una form a especial de mantenerse en estado latente en la naturaleza. Esto ocurre cuando escapan de la célula infectada y no encuentran otra cercana.
B. S O N TER M O SEN SIB LES : Conocida su naturaleza NUCLEOPROTEICA las altas temperaturas desestabilizan tanto a sus proteínas capsoméricas como ai matjg$k$jenético, inhabilitándolo de una próxima infección.
C. S O N ALTA M EN TE M U TA N TES M aterial genético al igual que la de cualquier organismo está sujeto a cam bioso modificaciones de la irfi$rmación, lo cual conlleva a adoptar nuevas propiedades
D. S O N U L T R A M IC R O S C O P IO S ; Los VIRUS en su gran mayoría son bastante pequeños generalmente con un diámetro menor de 0,25 n m. Salvo el VIRUS de la viruela, que puede ser visto al microscopio óptico, los demás son extremadamente pequeños. En una célula infectada, las acumulaciones en citoplasma son notorias.
VI. F IS IO L O G ÍA VÍR IC A :
Se sabe que los VIRUS carecen de funciones que le permitan desarrollar alguna actividad debido a que no cuentan con la materia y energía requerida para estos procesos, en pocas palabras NO realizan METABOLISMO. Esto conlleva a una pregunta, los VIRUS se reproducen?. En realidad si consideramos que NO son SERES VIVOS, no podríamos hablar de este evento como tal, pero sí de una REPLICACIÓN o MULTIPLICACIÓN VIRAL siempre expensas de una célula huésped. Esto se cumple por medio de dos procesos denominados :
- c ic l o l ìt i c o y
- CICLO LISOGÉNICO
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2. Según el tipo de ácido nucleico : a) Virus ADN (Desoxivirus) Ejemplos : Proxivirus
Adenovirus Papo vavi rus
b) Virus ARN (Ribo virus) Ejemplos : Paramixovirus Reovirus
Togavirus Picornavirus
3. Según el órgano que ataquen : a) Dermotrópico : Causan infecciones o enfermedades cutáneas. Ejemplo : Sarampión, varicela, verruga, viruela. b) Viscerotrópico : Se compromete a los órganos o visceras Ejemplo : Hígado, hepatitis glándulas parótidas : paperas. c) Neurotrópico : La invasión es a las células nerviosas. Ejemplo : Médula espinal : parálisis infantil Cerebro : Rabia. d) Inmunotrópico : Atacan a las células de defensas. Ejemplo : El VIH, responsable del S.I.D.A.
/. D E F IN IC IÓ N
Enfermedad infecto contagiosa, provocada por el V.I.H. (Virus de la Inmunodeficiencia humana), conduciendo al paciente a la muerte, debido a la destrucción del sistema inmunológico (sistema de defensa).
II. ESTRUC TU RA DEL V.I.H.
El diámetro aproximado es de I0|xm , presenta una capa externa bilipídica con proteínas incrustadas y a esto una envoltura proteica. El CORE, es una estructura que presenta al ARN, a las enzimas Transcriptasa reversa (invertasa) y a la Integrasa, todo contenido en una capa proteica.
III. C A R A C TE R ÍS T IC A S D EL V.I.H. Es un virus ARN, que pertenece a la familia RETROVIRUS (su ARN sintetiza ADN), y a la subfamilia LENTIVIRUS.
I V. VÍA S D E C O N TA G IO
homosexuales, bisexuales p ro s titu id o B. VÍA SA N G U ÍN E A ; Generalmeríb entre fármacodependientes que se inyectan; personas que padecen de hemo filia por una transfusión con sangre. C. VÍA PERINATAL : (Transplacentarla), ocurre cuando en las mujeres infectadas con V.I.H. transmiten el virus al feto, a través de la placenta. Casos : De cada 4 mujeres infectadas 1 le transmite el virus a su bebé.
V. M O D O D E A C C IÓ N D EL V.I.H. El V.I.H. presenta una gran afinidad a los receptores CD - 4 de loslinfocitoso macrófagos (célulasdel sistema inmune) la infección ocurre de la siguiente manera : A. El V.I.H. se adhiere al receptor CD - 4 del linfocito T4 , para Inyectar el core, al citoplasma celular. B. Quedan libre el ARN viral y las enzimas : transcriptasa reversa y la integrasa. Ocurre ia transcripción invertida, sintetizándose ADN viral a partir del ARN viral, con ayuda de la transcriptasa reversa. C. Ahora el ADN viral, ingresa al núcleo "hibridizándose" con el ADN viral, dándose inicio a la síntesis de proteínas virales así mismo de ARN virales. D. En el citoplasma, sucede el ensamblaje de las nuevas cápsides y de sus cores todo queda listo para la "salida" de los Iinfocitos por evaginaciones de la membrana celular.
S .I.D .A.
(Síndrom e de Inmudeficiencia Adquirida)
A. VÍA SEXUAL : Es la más frecuente. Sa4(érranite al mantener relaciones sexuales con personas promiscuas :
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VI. S ÍN TO M A S
Los síntomas que se mencionarán no todos aparecen en forma simultánea en los individuos infectados por ejemplo:
- Pérdida de peso corporal.
- Infecciones pulmonares.
- Trastornos del sistema nervioso y del tubo digestivo.
- Cansancio inexplicable.
- Manchas rojas en la piel.
- Inflamación de los ganglios
VII. A N Á L IS IS C L ÍN IC O S
1. E .L .I.S .A. : Prueba de Inmunoadsorción enzimàtica. Detecta antígenos Anticuerpos 2. WESTERN B L O T ; Detecta anticuerpos específicos Es una prueba confirmatoria, luego de un E.L.I.S.A.
VIII. TRATAMIENTO Lo que se conoce hasta hoy son solamente "paliativos", es decir mantienen al paciente (le alargan la vida).
1. A Z ID O T IM ID IN A (AZT o ZIDOVUDINA), retarda la replicación del VIH. 2. ddl : Didanosina. 3. ddC : Didesoxicitldina.
Los virus
A
B
C
Capsómero
Cápsida
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C re c im ie n to y d e s a rro llo En térm inos biológicos, el crecim iento im plica un aumento en el tamaño celular, en su número o en ambos casos. Aún los org a n ism o s u n ice lu la re s crecen d u p lic a n d o pre via m e n te sus com p on ente s; los multicelulares, es más complicado, ellos experimentan diferenciación y organogénesis.
ORGANISMO UNICELULAR
ORGANISMO MULTICELULAR
ESTIMULO ENDOCRINO
R e p ro d u c c ió n y he ren cia Una de las características fundamentales d é la vida, es la R e pro ducción , capacidad que co n lle va a la formación de descendientes (iguales o recombinados genéticamente), los cuales habrán de conservar viva la especie en el tiempo y espacio. ( • ) Existen dos tipos: asexual, descendientes idénticos; n __ - Volumen celular
- Incremento sexual, descendientes con variabilidad genética. Número celular
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7. E v o lu c ió n Las diversas especies, con el transcurrir del tiempo, van cambiando de acuerdo a los factores presentes en su medio, en otras palabras las especies evolucionan. La fuerza más importante de la evolución es la selección natural, proceso por el cual los organism os que presentan rasgos a d a p ta tiv o s sobreviven y se reproducen de manera más satisfactoria que los demás sin dichos rasgos Para la evolución, es de vital importancia el adaptación.
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REPRODUCCIÓN
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8. M o v im ie n to Los seres vivos se caracterizan por responder a los diferentes estímulos mediante los movimientos Existen diferentes tipos de movimientos : Los movimientos más simples sedan anivel citoplasmàtico (ciclosis: corriente citoplasmàtica), anivel celular (movimiento ameboideo), etc.
- Las taxias son movimientos de desplazamiento y es propio de microorganismos como bacterias y protozoarios Las taxias son positivas cuando el organismo se desplaza hacia la fuente del estímulo. La taxia es negativa cuando el organismo se aleja del estímulo nocivo. La quim iotaxis es cuando el organismo es atraído por una sustancia química; la fototaxia, es cuando el organismo responde al estímulo de luz Los animales también realizan movimientos de desplazamientos (taxias), como la reptación, el vuelo, la marcha, la natación, el salto, el galope, etc.
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G lóbulo blanco (^) Sustancias quim iotácticas
M ovim iento ameboideo Pseudópodos
Lasnastias son movimientos sin orientación a un estímulo, lo realizan las plantas, ejm: hay plantas sensitivas que al contacto con un objeto, realizan el movimiento del cierre de hojas (tigmonastia). En otros casos las partes florales de una planta se abren frente ai estímulo de la luz (fotonastia).
Los tropismos, son movimientos de orientación de las plantas hacia un determinado estímulo :
- Tallo : Fototropismo positivo, pero geotropismo negativo.
- Raíz : Fototropismo negativo, pero geotropismo positivo.
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