¡Descarga els microorganismes y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
2n de Batxillerat TEMA 6: ELS MICROORGANISMES
1. ELS MICROORGANISMES ACEL·LULARS
ELS VIRUS
Són partícules microscòpiques molt senzilles constituïdes per un àcid nucleic que està envoltat per una càpsula proteica i de vegades per una coberta membranosa. Quan es troba fora de l’hoste s’anomena virió Són formes de vida acel·lulars , no són éssers vius: –No poden reproduir-se per ells mateixos, han d’infectar cèl·lules. –No duen a terme el metabolisme (nutrició), necessiten els enzims d’altres organismes. Els virus són paràsits obligats de cèl·lules Per reproduir-se... –S'adhereixen a la superfície de cèl·lules hoste on introdueixen el genoma víric. –Dins la cèl·lula (fase intracel·lular del virus) el genoma víric utilitza la matèria, l'energia i la maquinaria enzimàtica de la cèl·lula hoste per destruir el DNA cel·lular, replicar el seu propi material genètic i dirigir la síntesi de les cobertes dels nous virus. ESTRUCTURA DELS VIRUS Els virus estan constituïts per tres parts:
- Genoma víric
- Càpsida o coberta proteica
- Coberta membranosa (alguns)
2n de Batxillerat Genoma víric Es compon d'una o diverses molècules de DNA o RNA, de cadena oberta o circular, monocatenària o bicatenària. La majoria són de DNA de cadena doble (doble hèlix convencional) Càpsida Coberta proteica que envolta el genoma víric. Funció protegir el material genètic i reconèixer els receptors de membrana de la cèl·lula hoste. Formada per proteïnes globulars o capsòmersdisposats de forma regular i simètrica. Diversos tipus: icosaèdrica, helicoïdal i complexes. Coberta membranosa Coberta que envolta la nucleocàpsida d'alguns virus com el de la ràbia, l'hepatitis, la grip, la verola i la sida. Es compon d'una bicapa lipídica procedent de les cèl·lules hoste parasitades i de glicoproteïnes, la síntesi de les quals està controlada pel genoma víric. Funció de les glicoproteïnes : reconeixement de la cèl·lula hoste i permetre la introducció en aquesta del genoma víric per fagocitosi CLASSIFICACIÓ DEL VIRUS Segons el tipus d’àcid nucleic ADN o ARN –Amb càpsida proteica –Amb o sense coberta membranosa Segons l'hoste que parasiten els virus es classifiquen en: –Virus bacterians o bacteriòfags –Virus animals –Virus vegetals EL CICLE DELS VIRUS
2n de Batxillerat Quan el virus infecta una cèl·lula no la destrueix i el seu genoma passa a incorporar-se al DNA de la cèl·lula hoste. Aquest virus s'anomenen virus atenuats o provirus i la cèl·lula receptora, cèl·lula lisogènica. El DNA del provirus pot quedar-se molt de temps dins d'una cèl·lula en estat latent, de manera que la cèl·lula efectua mitosis amb el DNA víric incorporat, i així moltes cèl·lules, les quals, provenen d'aquestes divisions cel·lulars poden quedar afectades. Queda en estat latent fins que un estímul provoca la separació del DNA víric del DNA cel·lular, i en aquest moment comença el cicle lític des de la fase d'eclipsi. Quan les cèl·lules hostes tenen un DNA víric a seu interior no poden ser infectades per altres virus, de manera que es fan immunes. Això s'hereta genèticament , ja que el DNA pròfag s'hereta amb el DNA cel·lular VIROIDES Petites molècules de RNA, amb pocs centenars de nucleòtids, circulars i monocatenàries, no protegides per cap tipus de coberta, que infecten cèl·lules vegetals. PRIONS Proteïnes infeccioses causants de nombroses malalties degeneratives del cervell en diverses espècies animals inclòs l'home: tremolor ovina de les ovelles, encefalopatia espongiforme bovina (malaltia de les vaques boges), síndrome de Creutzefelf-Jakob (en éssers humans). Probablement es transmeten pel consum de carn d'animals infectats. Són agents infecciosos d'acció molt lenta : el període d'incubació fins que apareixen els primers símptomes és d'uns 10 anys. Són indestructibles: són resistents a tractaments físics i químics. No es destrueixen ni es desactiven pel calor a temperatures de cocció normals. No es coneix tractament per guarir les malalties produïdes per prions Quan el prió penetra en una cèl·lula que conté la forma normal de la proteïna, la transforma en prió, desencadenant-se una reacció en cadena que fa que es formin agregats de prions causants del mal funcionament cel·lular i la degeneració del cervell.
2n de Batxillerat
2. ELS MICROORGANISMES PROCARIOTES
ELS BACTERIS
Tenen poques estructures però presenten una gran quantitat de metabolismes diferents, poden ser autòtrofs o heteròtrofs i aerobis o anaerobis. TIPUS DE BACTERIS SEGONS LA FORMA Bacils: forma de bastó. Cocs: Forma esférica. Espirils: Forma de bastó cargolat. Vibrions: en forma de coma ortogràfica Els bacteris poden formar agrupacions, ja que quan es divideixen els bacteris fills queden units per mitjà dels components químics de les càpsules. Els bacils poden formar cadenes lineals, perquè la divisió va en una sola direcció. Els cocs poden dividir-se en diferents direccions i per això poden formar grups de diplococs (en parelles), estreptococs (formen parelles). Estafilococs (formen raïms d’individus) ESTRUCTURA BACTERIANA L’estructura interna dels bacteris és molt simple, mentre que la externa és molt més complexa que la de les cèl·lules eucariotes. Els components estructurals són:
- La càpsula bacteriana
- La paret bacteriana
- La membrana plasmàtica
- El citoplasma, amb el hialoplasma o citosol i el morfoplasma.
- El DNA bacterià *També poden tenir: flagels, fímbries, i el pili
2n de Batxillerat Els bacteris es reprodueixen asexualment , és a dir, són clons, la qual cosa significa que hereten còpies idèntiques dels gens parentals. El creixement i la reproducció per divisió cel·lular estan íntimament lligats: creixen fins a una mida fixa i aleshores s’inicia la reproducció per bipartició o escissiparitat. Poden evolucionar per mitjà de mutacions, que introdueixen canvis en l’ADN, i per transferència horitzontal de gens i la recombinació genètica posterior. Aquesta transferència horitzontal no té relació amb la reproducció i es pot produir entre bacteris que no pertanyin a la mateixa espècie. Es pot fer mitjançant 3 mecanismes: transformació, transducció i conjugació Transformació: permet als bacteris recollir ADN exogen, procedent de la lisi d’altres bacterià, introduir-lo i substituir un fragment del seu genoma per aquest ADN estrany (recombinació) Transducció: és un mecanisme de transferència de gens entre bacteris per mitjà d’un bacteriòfag. Aquest actua com a vehicle que transporta fragments d’ADN procedents de l'últim bacteri parasitat Conjugació: L’ADN es transfereix per mitjà del contacte directe entre dues cèl·lules, un bacteri donador (F+)i un altre receptor (F-). El bacteri (F+) té la capacitat de donar ADN gràcies a la presència d’un plasmidi conjugatiu anomenat plasmidi F1. Mitjançant aquest procés, el donar transfereix el plasmidi F al receptor. RELACIONS DELS BACTERIS AMB ALTRES ORGANISMES Saprobis : s’alimenten de matèria orgànica i la degraden Comensals: són úbics i creixen sobre qualsevol superfície, inclosos animals i plantes. No hi ha perjudici ja que el bacteri s’alimenten de restes inservibles Mutualistes: s’associen a un benefici mutu Patògens: són una de les causes més importants de malalties
2n de Batxillerat
3. ELS ANTIBIÒTICS
Els antibiòtics són substancies químiques, sintetitzades de manera natural per fongs, bacteris o bé fabricades al laboratori, que tenen la capacitat de destruir una gran diversitat de microorganismes o impedir-ne la reproducció Els antibiòtics actuen sobre la majoria dels bacteris i sobre alguns fongs i protozous Des del punt de vista de la seva acció, poden ser de dos tipus: Bacteriostàtics: inhibeixen el creixement i la multiplicació dels microorganismes EX: eritromicina, tetraciclines, cloramfenicol i les sulfamides Bactericides: interfereixen en la síntesi o la unió dels peptidoglicans, els components principals de la paret cel·lular. EX: penicil·lines, cefalosporines, estreptomicina, neomicina i la gentamicina
- Espectre d’acció antimicrobiana: el conjunt de microorganismes sobre els quals és efectiu un antibiòtic. Pot ser d’ espectre reduït o d’ ampli espectre.
2n de Batxillerat
2n de Batxillerat 2- En els pacients al·lèrgics a la penicil·lina, les infeccions per Streptococcus pyogenes es tracten amb un altre grup d’antibiòtics, anomenats macròlids. En un estudi recent s’ha observat un augment progressiu de soques bacterianes resistents als macròlids. Aquesta resistència és produïda per un gen situat en un plasmidi del bacteri. a) Expliqueu el mecanisme de parasexualitat bacteriana implicat en aquest augment de la resistència als macròlids de Streptococcus pyogenes. Es pot parlar de dos mecanismes de parasexualitat bacteriana diferents, però només cal que n’esmentin UN: Resposta model: CONJUGACIÓ bacteriana : un bacteri donant introdueix, a través d'un pili, una còpia del plasmidi a un bacteri receptor (potser afegeixen que és un procés unidireccional; no cal que ho diguin explícitament, però per tenir la màxima puntuació ha de quedar implícit en el redactat de la resposta) O bé, tot i que no sigui el mecanisme més habitual atenent al context de l’enunciat, també donarem per bo: TRANSFORMACIÓ bacteriana: incorporació de material genètic –o de DNA– presents en el medi. __________________________________________________________________________ 2- Per produir grans quantitats d’aquest nou antibiòtic –la piridomicina– i poder-lo comercialitzar, es vol introduir el gen que el codifica en bacteris de l’espècie Escherichia coli. A continuació es mostra un esquema general del procés a seguir. Expliqueu-lo utilitzant els termes següents: [1 punt] plasmidi – DNA – enzims de restricció – plasmidi recombinant – bacteri Resposta model: Se selecciona el gen que es vol clonar, el que codifica la piridomicina, i es talla de la cadena de DNA on es troba amb enzims de restricció. Es talla un plasmidi adequat (que farà de vector) també amb enzims de restricció, i es lliguen el gen a clonar i el plasmidi, la qual cosa forma un plasmidi recombinant. Finalment s’introdueix en el bacteri que fabricarà l’antibiòtic.
2n de Batxillerat b) Quina figura representa la paret cel·lular dels bacteris gramnegatius? Justifiqueu la resposta a partir de l’estructura que mostra la figura. Quina figura representa la paret cel·lular dels bacteris gramnegatius? Figura B La justificació ha de tenir en compte l’estructura i la composició de la paret cel·lular Paret biestratificada: Capa prima de mureïna o peptidoglicans (també s’admet si diuen la composició d’aquests peptidoglicans: N-acetilglicosamina + N-acetilmuràmic + aminoàcids) Membrana externa: bicapa lipídica que conté proteïnes, lipoproteïnes i lipopolisacàrids No cal que diguin que les dues capes estan separades per un espai periplasmàtic. Exercici 3 En Xavier, un alumne que està cursant segon de batxillerat, ha trobat un article sobre els antibiòtics en una revista de divulgació. Atès que estan treballant precisament aquest tema a l’institut, el porta a classe i l’ensenya als companys. L’article diu el següent: Els antibiòtics estan deixant de funcionar A principis d’any, una dona de setanta anys es va fer tristament famosa a tot el món. L’havia matada el bacteri Klebsiella pneumoniae, després que se li infectés una ferida que s’havia fet mesos abans en trencar-se una cama. Aquest bacteri pertany a la família de les enterobacteriàcies, dins la qual s’han identificat alguns organismes que són resistents a la major part d’antibiòtics que hi ha al mercat. Per això, aquest «superbacteri» va resistir tots els antibiòtics que se li van subministrar.
2n de Batxillerat El cicle vital dels bacteris, que pot durar des d’uns minuts fins a unes hores, fa que en la durada d’una vida humana tinguin centenars de milers d’oportunitats d’esdevenir resistents als antibiòtics.
1. Anomeneu i expliqueu dos mecanismes mitjançant els quals un bacteri pot esdevenir resistent a un antibiòtic.[1 punt] Qualsevol dels següents 4 mecanismes és correcte. Els examinands n’han d’explicar només 2.
- Mutacions atzaroses i preadaptatives que originen un gen de resistència, i l’antibiòtic actua de selecció natural afavorint la supervivència dels resistents (o eliminant els sensibles).
- Per conjugació (o parasexualitat bacteriana), través d’un plasmidi que contingui un gen de resistència.
- Per transformació, a través de fragments d’ADN que continguin un gen de resistència, que el bacteri agafa del medi i incorpora al seu genoma.
- Per transducció , a través d’un virus (o d’un bacteriòfag) que transporta un fragment d’ADN amb un gen de resistència d’un bacteri a un altre.
Exercici 1 Segons l’Organització Mundial de la Salut (OMS), actualment 257 milions de persones viuen amb una infecció crònica del fetge causada pel virus de l’hepatitis B (VHB). La implantació de programes de vacunació contra l’hepatitis B ha fet que disminueixi el nombre de persones afecta- des per aquesta infecció crònica. 1. El VHB està format per un embolcall membranós i una càpsida icosaèdrica que conté el DNA. Algunes proteïnes del VHB són antígens: es tracta de les proteïnes HBsAg de l’embolcall i HBcAg de la càpsida. [1 punt] a) La vacuna de l’hepatitis B s’elabora amb la proteïna HBsAg. Expliqueu la resposta immunitària que genera l’administració d’aquesta vacuna en una persona que no ha estat mai infectada pel VHB. Resposta model: La vacuna proporciona una immunització activa contra l'antigen de superfície (HBsAg) del virus de l’hepatitis B. Els antígens presents en la vacuna activen la resposta immunitària primària. Alguns limfòcits B esdevenen cèl·lules plasmàtiques que elaboren anticossos anti-HBsAg. Altres limfòcits B originen cèl·lules de memòria, les quals s’activaran en cas d’un nou contacte amb aquest antigen del virus de l’hepatitis B i provocaran una resposta immunitària secundària més ràpida. Per això una persona vacunada no patirà l’hepatitis B. b) Expliqueu per què no tindria la mateixa eficàcia una vacuna elaborada amb la proteïna HBcAg.
