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TEMA 15: LAS FORMAS ACELULARES Y LOS MICRO 0 0 1 FORGANISMOS
1. LOS VIRUS
2. OTRAS FORMAS ACELULARES
2..a PLÁSMIDOS
2..b VIROIDES
2..c PRIONES
3. REINO MONERAS
3..a EUBACTERIAS
3..b ARQUEOBACTERIAS
4. REINO PROTOCTISTAS
4..a PROTOZOOS
4..b ALGAS
5. REINO HONGOS
1.- LOS VIRUS
Descubiertos por Iwanovski en 1892 como agentes causantes del mosaico del tabaco que pasaban a través de los filtros bacterianos.
- Organización acelular. No se nutren (no necesitan materia ni energía para su metabolismo) ni se relacionan con otros virus ni con el medio. Por tanto, no se consideran seres vivos y no pertenecen a ningún Reino. Pueden cristalizar.
- Muy pequeños (<2500Å, visibles sólo con el M.E.) y de estructura muy simple (AN rodeado por una envoltura proteica).
- No tienen metabolismo propio. Son parásitos intracelulares obligados. Alternan entre un estado extracelular inerte ( viriones ) y otro intracelular activo.
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN
Los virus se componen fundamentalmente de un ácido nucleico (ADN o ARN) envuelto por una estructura proteica (cápsida).
Ácidos nucleicos Pueden tener ADN o ARN En ambos casos se puede tratar de:
- monocatenario (mc) = una sola cadena
- bicatenario (bc) = dos cadenas
- circulares o lineales
- con genoma fragmentado (gripe)
- con bases anormales
Cápsida Es la estructura proteica que rodea al ácido nucleico. Constituida por capsómeros. Cada capsómero puede estar formado por una u más subunidades proteicas. Su número es constante para cada virus. a. Virus de simetría helicoidal
- Virus helicoidales. Estructura cilíndrica. Sólo un tipo de capsómero. Aspecto tubular. Virus de la rabia y el TMV (virus del mosaico del tabaco). b. Virus de simetría icosaédrica (virus esféricos)
- Virus poliédricos (esféricos). Generalmente icosaédricos. Existen dos tipos de capsómeros. Virus de la polio, adenovirus. c. Virus complejos
- Virus complejos. Se distinguen: una cabeza poliédrica, que contiene el ADN; un cuello; una cola, compuesta por un eje tubular proteico rodeado por una vaina contráctil; y una placa basal con espinas basales y filamentos caudales que sirven al virus para adherirse a la pared de la célula huésped. Estructura característica de algunos virus bacteriófagos (T2, fx174).
Algunos virus pueden poseer elementos adicionales tales como una envoltura o algunos enzimas.
Envoltura = membrana (bicapa lipídica) que rodea a algunos virus y que está implicada en el reconocimiento virus-célula. Puede presentar proteínas insertadas (generalmente glucoproteínas). Procede de las membranas de las células que parasitan. La envoltura es frecuente en virus que parasitan a animales, y menos entre los que parasitan vegetales. Virus de la gripe, VIH, herpes, sarampión.
Enzimas. Los retrovirus, por ejemplo, poseen la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa.
CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS
Como criterios de clasificación se suelen utilizar el tipo de ácido nucleico, el tipo de huésped, la morfología de la cápsida o la presencia o no de envoltura.
- tipo III ARN bc
- tipo IV, ARN mc+ (el ARN actúa como ARNm) (poliovirus, fago MS);
- tipo V, ARN mc- (el ARN no actúa como ARNm) (rhabdovirus);
- tipo VI, ARN mc+ (con transcripción inversa, ARN+ ® ADN-) (retrovirus).
Polaridad. - Si dice que el ácido nucleico tiene polaridad positiva cuando el ARNm tiene la misma secuencia que el ácido nucleico del virus. Los bicatenarios tienen polaridad positiva y negativa.
CICLOS DE MULTIPLICACIÓN VÍRICA
Los viriones (virus en fase extracelular) no realizan ninguna actividad fisiológica, por lo que no requieren sintetizar proteínas ni utilizan energía; son estructuras inertes. Así, el ácido nucleico viral se replica a expensas de la maquinaria y la energía de la célula infectada.
Existen dos sistemas de replicación de virus, el ciclo lítico y el ciclo lisogénico. La
explicación de estos ciclos viene referida a la que se da en virus bacteriófagos:
Ciclo lítico (virus virulentos)
Se denomina así porque la célula infectada muere por rotura al liberarse las nuevas copias virales. Consta de las siguientes fases:
- Fase de adsorción o fijación : El virus se une a la célula hospedadora de forma estable. La unión es específica ya que el virus reconoce complejos moleculares de tipo proteico, lipoproteico o glucoproteico, presentes en las membranas celulares.
- Fase de penetración o inyección : el ácido nucleico viral entra en la célula mediante una perforación que el virus realiza en la pared bacteriana.
- Fase de eclipse : en esta fase no se observan copias del virus en la célula, pero se está produciendo la síntesis de ARN, necesario para generar las copias de proteínas de la cápsida. También se produce la continua formación de ácidos nucleicos virales y enzimas destructoras del ADN bacteriano.
- (^) Fase de ensamblaje : en esta fase se produce la unión de los capsómeros para formar la cápsida y el empaquetamiento del ácido nucleico viral dentro de ella.
- Fase de lisis o ruptura : conlleva la muerte celular. Los viriones salen de la célula, mediante la rotura enzimática de la pared bacteriana. Estos nuevos virus se encuentran en situación de infectar una nueva célula.
Ciclo lisogénico (virus atemperados)
Las dos primeras fases de este ciclo son iguales a las descritas en el ciclo anterior. En la fase de eclipse el ácido nucleico viral en forma de ADN bicatenario recombina con el ADN bacteriano, introduciéndose en éste como un gen más. Esta forma viral se denomina profago, o virus atenuado , mientras que la célula infectada se denomina célula lisogénica.
En este estado el profago puede mantenerse durante un tiempo indeterminado, pudiendo incluso, reproducirse la célula, generando nuevas células hijas lisogénicas. El profago se mantendrá latente hasta producirse un cambio en el medio ambiente celular que provoque un cambio celular, por ejemplo, por variaciones bruscas de temperatura, o desecación, o disminución en la concentración de oxígeno. Este cambio induce a la liberación del profago, transformándose en un virus activo que continúa el ciclo de infección hasta producir la muerte celular y la liberación de nuevos virus (ciclo lítico).
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS VIRUS
Dada la ausencia de registros fósiles se desconoce el origen y evolución de los virus. Existen dos hipótesis:
1. Los virus complejos, como los poxvirus o los herpesvirus, podrían derivar de
células procariotas parásitas de otras mayores que con el tiempo se fueron simplificando y haciendo más dependientes (evolución retrógrada).
2. Los virus podrían ser ácidos nucleicos que se han independizado de las células.
Debido a la gran variedad de virus que existen es posible que presenten distintos orígenes.
2.- OTRAS FORMAS ACELULARES
PLÁSMIDOS
- Son moléculas de ADN bicatenario circular extracromosómico.
- Algunas semejanzas entre la secuencia de nucleótidos de los viroides y ciertas secuencias del genoma de las plantas no traducidas (intrones) sugieren que los viroides evolucionaron a partir de los intrones.
PRIONES
- Los priones son partículas infecciosas proteicas que provocan las encefalopatías espongiformes transmisibles.
- Poseen la misma secuencia aminoacídica de una proteína normal, pero presentan una estructura diferente.
- Inducen, por un mecanismo hasta ahora desconocido, la transformación de proteínas normales en anómalas.
- Contradicen el dogma central de la biología molecular, según el cual el flujo de información es en todos los seres vivos: ADN →ARNm→ Secuencia Aminoácidos →Estructura Tridimensional Proteínas. La teoría de los priones propuesta por Prusiner supone la existencia de dos plegamientos para una única secuencia de aminoácidos. Además, el replegamiento de la PrP normal por acción de la PrP patológica, implica un flujo de información de una proteína a otra a nivel de estructura terciaria.
Producen enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de las "vacas locas" o encefalopatía espongiforme bovina (EEB), el scrapie (prurito lumbar de las ovejas), el Kuru y la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob ,.
- Las encefalopatías espongiformes transmisibles (TSEs) son enfermedades cerebrales degenerativas que ocurren en muchos mamíferos, incluido el hombre. En estas enfermedades, se desarrollan progresivamente cavidades que hacen que adquiera el aspecto de una esponja.
- En los años 80 aparecieron numerosos casos de vacas afectadas por una TSE en Gran Bretaña que pudieron relacionarse con la ingestión de piensos obtenidos a partir de ovejas afectadas por el scrapie. En los 90 apareció una variedad de la enfermedad que afectaba a algunas personas que habían consumido carne de vacas con TSE y que los medios de comunicación bautizaron con el nombre de “mal de las vacas locas”.
- El kuru es otra TSE que afectaba a los nativos de una tribu de Nueva Guinea que practicaban canibalismo ritual.
- Los investigadores encontraron que las TSEs podían ser transmitidas de un animal a otro mediante extractos cerebrales de animales afectados. Sin embargo, los agentes que inactivan los ácidos nucleicos no inactivaban al agente causante de la enfermedad, lo
que hizo suponer que eran proteínas y no de virus, como se pensaba hasta entonces, las causantes de la transmisión de la enfermedad.
- En 1982 Stanley Prusiner aisló e identificó la proteína causante de una TSE en el hamster y la denominó prión (acrónimo de proteinaceous infective particle ).
- Las células normales del cerebro tienen una proteína de membrana denominada PrPc. Los tejidos afectados por la encefalopatía espongiforme presentan una proteína con la misma secuencia de aminoácidos pero con una estructura terciaria diferente, denominada PrPsc. Este cambio de forma afecta al funcionamiento de la proteína, que se acumula en las células del tejido nervioso y provoca su muerte.
- La proteína anómala PrPsc parece inducir un cambio conformacional en la proteína normal PrPc, transformándola en anómala también (como una manzana podrida en un barril lleno de manzanas), aunque no se conoce el mecanismo de acción.
Los priones, o las enfermedades producidas por priones, tienen un comportamiento sorprendente, por un lado se transmiten verticalmente , como cualquier enfermedad hereditaria típica, mientras que por otro lado se comportan de manera infectiva, transmitiéndose horizontalmente , mediante contagios que pueden darse entre individuos de distintas especies.
La proteína del prión (PrP) normal, tiene una secuencia de aminoácidos, ( estructura
primaria ) idéntica a la proteína del prión patógena. La diferencia entre las dos recae en la
estructuras secundaria y terciaria ,
La proteína normal es muy rica en hélices alfa , la proteína patógena lo es en láminas beta. Este cambio de configuración es crucial, ya que las proteínas con láminas beta son muy
resistentes a las enzimas proteolíticas , al calor y no se disuelven en agua. Pero sobre todo,
la proteína alterada tiene una característica única: interacciona con una molécula de proteína normal, le cambia la conformación y la hace capaz de convertir las estructuras de más proteínas normales. Ahí radica al parecer, el poder infectivo de los priones.
Puede ocurrir que la proteína patógena infecte individuos que producen proteína normal (a), como ha ocurrido por ejemplo al consumir las vacas piensos elaborados a partir de de ovejas enfermas. En este caso la proteína patógena origina un cambio conformacional de la proteína normal (b), transformando las hélices alfa de su
- Membrana plasmática: Bicapa lipídica, carece de esteroles.
- Invaginaciones de la MP: repliegues de la membrana que permiten aumentar la superficie.
- Mesosomas: Intervienen en la formación de la pared, en la replicación del ADN y en su distribución durante la división celular. Portan las cadenas respiratorias y los pigmentos fotosintéticos.
- Flagelos: Apéndices proteicos que permiten el desplazamiento de la bacteria gracias a su rotación.
- Fimbrias: Estructuras proteicas cortas y numerosas que favorecen la fijación de la bacteria a las superficies.
- Pili: Apéndices más anchos y largos que las fimbrias. Sólo hay unos diez por célula. Intervienen en la conjugación (intercambio de ADN).
- Citoplasma: Carece de orgánulos membranosos. En su seno se encuentra el cromosoma bacteriano (nucleoide), puede tener plásmidos, ribosomas 70S y gránulos de diversas sustancias (cuerpos de inclusión).
Las formas que presentan las bacterias pueden ser:
Coco Bacilo Vibrión Espirilo
Las bacterias pueden presentarse como individuos sueltos , o formando colonias. Se pueden encontrar colonias de diplococos (bacterias redondeadas, de dos en dos), diplobacilos (bacterias alargadas, de dos en dos), estreptococos (cordones de bacterias redondeadas), estafilococos (masas laminares de bacterias redondeadas) o sarcinas (conglomerados tridimensonales de bacterias redondeadas).
REPRODUCCIÓN BACTERIANA
Bipartición
El mecanismo de reproducción habitual en bacterias es asexual por bipartición. Mediante este mecanismo se obtienen dos células hijas, con idéntica información en el ADN circular, y de contenido citoplásmico celular similar. Las células hijas son clones de la progenitora.
La bipartición se produce cuando la célula ha aumentado su tamaño y ha duplicado su
ADN. El ADN bacteriano se une a un mesosoma , que separa el citoplasma en dos y reparte
cada copia del ADN duplicado a cada lado. Al final del proceso el mesosoma se ha unido al
resto de la membrana plasmática y se han formado dos células hijas genéticamente iguales.
Reproducción parasexual
En ocasiones, la célula bacteriana tiene la oportunidad de intercambiar información
genética por procesos de recombinación. Estos procesos son la transformación , la
transducción y la conjugación. En estos procesos no hay formación de ningún tipo de
gametos, por lo que no es reproducción sexual.
Fragmentos de ADN que pertenecían a células lisadas (rotas) se introducen en células normales. El ADN fragmentado recombina con el ADN de la célula receptora, provocando cambios en la información genética de ésta.
Cuando una célula es atacada por un virus bacteriófago, la bacteria genera nuevas copias del ADN vírico. En la fase de ensamblaje se pueden introducir fragmentos de ADN bacteriano en la cápsida del virus. Los nuevos virus ensamblados infectarán nuevas células. Mediante este mecanismo, una célula podrá recibir ADN de otra bacteria e incorporar nueva información.
Este proceso se lleva a cabo si la célula presenta el plásmido F , que contiene la información genética para formar pili , puentes que sirven de unión citoplásmica entre dos bacterias. La célula que presenta el plásmido se denomina F +^ ; la célula que no lo contiene se llama F -^. La bacteria F+^ (donadora de información) se une a una bacteria F -^ (receptora) mediante uno de sus pili. A través de él introduce una hebra del plásmido F, de forma que la bacteria F-^ se convierte en bacteria F+^.
En ocasiones el plásmido se introduce en el anillo del ADN bacteriano. Entonces, la bacteria donadora se denomina Hfr (High frequency of recombination). De esta forma la bacteria Hfr puede donar a otras células cualquier gen de su ADN.
LAS ARQUEOBACTERIAS
individuos. Estas agrupaciones reciben el nombre de “marea roja” y son alimento de bivalvos (mejillones). Estos protozoos producen una toxina inofensiva para los mejillones, pero en el hombre produce el “envenenamiento por mejillones” que puede producir la muerte.
2. Ciliados
Se piensa que es el grupo de protozoos más evolucionado. Presentan cilios que sirven para el desplazamiento del individuo o para la captura de alimento.
La estructura del ciliado es compleja. Se puede distinguir una región deprimida, en cuyo final se presenta el citostoma y la citofaringe (implicadas en la fagocitosis). Estas estructuras se continúan, en el interior del citoplasma, con las vesículas alimenticias que realizan un movimiento predeterminado por el citoplasma llamado Ciclosis. Las vacuolas pueden unirse a vacuolas contráctiles que expulsan agua y al citopigio o citoprocto , que es el ano celular.
Además, en el citoplasma se observa un macronúcleo que se encarga del control de la célula y un micronúcleo que actúa en la reproducción sexual que presenta este grupo.
Los ciliados pueden dividirse mediante reproducción asexual , por procesos de bipartición o gemación. También pueden reproducirse sexualmente mediante conjugación.
La mayoría tienen vida libre en aguas dulces, marinas o salobres. También aparecen algunas especies parásitas. Los representantes más conocidos son:
- Paramecium: ciliado que aparece en aguas dulces que contiene restos vegetales.
- Vorticella: también aparece en aguas dulces. Se caracteriza por vivir fijo al sustrato. Utiliza los cilios para la captura de alimento.
3. Rizópodos o Sarcodinos
Incluye protozoos muy sencillos cuya característica general es que forman pseudópodos para el desplazamiento y para fagocitar.
Algunos grupos presentan una estructura externa dura llamada teca , que puede ser de carbonato cálcico como los Foraminíferos, o de sílice como los Radiolarios.
En este grupo aparecen individuos de vida libre y parásitos. Entre los más conocidos se encuentran:
- Amoeba proteus: especie de vida libre.
- Entamoeba histolytica: especie parásita que produce la disentería amebiana.
- Entamoeba gingivalis: vive en la boca de mamíferos, es comensal.
- Nummulites: foraminífero fósil.
4. Esporozoos
Protozoos parásitos inmóviles. Viven en el interior de células, cavidades corporales o líquidos corporales. Atacan a todo tipo de animales causando enfermedades muy graves. Son capaces de formar esporas muy resistentes. Los más representativos son:
- Toxoplasma: Produce la toxoplasmosis.
- Plasmodium malarie y P. Falciparum: estas dos especies provocan la malaria.
ALGAS
Las algas, al igual que los protozoos, están incluidas dentro del Reino de los Protoctistas. Estos individuos se caracterizan por ser autótrofos fotosintéticos ; presentan clorofila a y otros pigmentos como carotenos, fucoxantina o ficobilinas. La estructura celular está rodeada por una pared de celulosa.
Viven en el agua o en ambientes húmedos. A veces son endosimbiontes o simbiontes de hongos (líquenes). Las algas eucariotas unicelulares suelen presentar flagelos para realizar su desplazamiento. También aparecen flagelos en los individuos que forman colonias.
La forma de reproducción puede ser asexual, por bipartición, o sexual. En algunos grupos la reproducción sexual se realiza cuando las condiciones del medio son desfavorables. Los gametos que forman las algas son del tipo isogameto. Otras algas pueden formar sincitios. Éstos se producen cuando un alga divide su núcleo pero no ocurre así con su citoplasma.
Estos seres pueden aparecer con formas unicelulares o en colonias donde se aprecia reparto de funciones.
Los grupos más representativos son Euglenofitas , Crisofitas , Dinoflagelados y Clorofitas.
ENLACES
1. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/micro/contenidos2.htm
2. http://www.biologia.edu.ar/viruslocal/phagerep.htm
3. http://biologiamedica.blogspot.com/2010/09/los-virus-ciclo-litico-y-lisogenico.html
4. http://www.lourdesluengo.es/biologia/acelular.html
5. http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/
bio_ejercicios.htm#micro
6. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/organis/contenidos5.htm
7. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/micro/contenidos.htm
Están formados por ARNViroides:-)
Están formados por ADNPlásmidos:-)
Están formados por ProteínasPriones:-)
Producen enfermedades que afectan al Sistema Nervioso CentralPriones:-)
Provocan el cambio de forma en proteínas del organismo infectadoPriones:-)
Su ARN no codifica proteínasViroides:-)
Se utilizan mucho en Ingeniería GenéticaPlásmidos:-)
Son exclusivos de las plantas superioresViroides:-)
Pueden conferir resistencia a antibioticos a las bacteriasPlásmidos:-)
Producen la enfermedad de las "vacas locas"Priones:-)
Ejercicios de autoevaluación y repaso. Biología de 2º de bachillerato. Autor: Eduardo Gómez
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Formas acelulares - Plásmidos
ADN cromosómico antibióticos bacterias clones doble hélice episoma
extracromosómico ingeniería genética levaduras plásmido proteínas
Los plásmidos son moléculas de ADN circular o lineal que se replican y transcriben
independientes del. Están presentes normalmente en , y en algunas ocasiones en
organismos eucariotas como las. Su tamaño varía desde 1 a 250 kb. El número de
plásmidos puede variar, dependiendo de su tipo, desde una sola copia hasta
algunos cientos por célula. El término fue presentado por primera vez por el biologo
molecular norteamericano Joshua Lederberg en 1952.
Las moléculas de ADN plásmidico, adoptan una conformación tipo al igual que el
ADN de los cromosomas, aunque, por definición, se encuentran fuera de los
mismos. Se han encontrado plásmidos en casi todas las bacterias. A diferencia del
ADN cromosomal, los plásmidos no tienen asociadas.
En la mayoría de los casos se considera material genético dispensable. Sin
embargo, posee información genética importante para las bacterias. Por ejemplo,
los genes que codifican para las proteínas que las hace resistentes a los están,
frecuentemente, en los plásmidos.
Hay algunos plásmidos integrativos, es decir, que tienen la capacidad de insertarse
en el cromosoma bacteriano. Rompen el cromosoma y se sitúan en medio, con lo
cual, automáticamente la maquinaria celular también reproduce el plásmido.
Cuando ese plásmido se ha insertado se les da el nombre de.
Los plásmidos se utilizan en por su capacidad de reproducirse de manera
independiente del ADN cromosomal como así también por que es relativamente fácil
manipularlos e insertar nuevas secuencias genéticas.
Los plásmidos usados en Ingeniería Genética suelen contener uno o dos genes que
les confieren resistencia a antibióticos y permiten seleccionar recombinantes. Hay
otros métodos de selección además de la resistencia a antibióticos, como los
basados en fluorescencia o en proteínas que destruyen las células sin uso de
antibióticos. Estos nuevos métodos de selección de plásmidos son de uso frecuente
en agrobiotecnologia, debido a la fuerte crítica de grupos ecologistas contra la
posibilidad de presencia de antibioticos en los organismos modificados
genéticamente.
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