Los microorganismos
Los microorganismos son un extenso y variado grupo de seres vivos que, debido a sus reducidas dimensiones, solo pueden ser vistos con microscopio óptico y en algunas ocasiones con el electrónico; pueden existir como formas celulares aisladas, libres e independientes capaces de llevar a cabo sus procesos vitales de reproducción, generación de energía y crecimiento o como agrupaciones celulares.
Características
- El pequeño volumen que ocupa el citoplasma de un microorganismo mantiene una gran superficie de contacto con su entorno, lo que facilita el intercambio de sustancias, entre el medio externo y el citoplasma celular.
- Las pequeñas dimensiones permiten que todos los puntos estén relativamente próximos, por lo que las pérdidas de actividad enzimática por dilución se reducen al máximo. De esta forma las reacciones metabólicas transcurren a gran velocidad.
- Son capaces de capturar nutriente del medio y metabolizarlos rápido por lo que originan gran cantidad de productos de desecho, que son eliminados al medio externo. Por ello alteran en poco tiempo el medio en el que viven consumiendo sus nutrientes inundándolo de residuos de su metabolismo, esto puede ser útil para la fabricación de antibióticos.
- Debido a su escasa tasa metabólica se pueden multiplicar rápido si tienen condiciones ideales de presión temperatura y nutrientes se divide por bipartición cada 20 min.
Las bacterias
Las bacterias organismos simples con escasas estructuras internas y 4 tipos morfológicos distintos (bacilo: alargada/ coco: eferica/ espirilo: baton espiralado/ Vibrio: ,) , gran variabilidad en su metabolismo, algunas pueden formar agrupaciones (bacilos:cadenas % una dirección; diplococos: parejas % una dirección; esteptococos: cadenas % una dirección; estafilococos: racimos % 2 direcciones; sarcinas: asociaciones tridimesionales regulares).
Viroides
Viroides pequeñas moléculas de ARN circular y monocatenaria, infecta células vegetales, este ARN no codifica ninguna cadena polipetidica, tiene estructura secundaria que permite que la ARN polimerasa lo replique. Su infección causa disminución del crecimiento de la planta y un desarrollo anormal (cadang-cadang).
Priones
Priones partículas infecciosas constituidas por proteínas, son proteínas con la misma o parecida secuencia de aa que una proteína normal pero tienen forma distinta, son capaces de inducir a las proteínas normales de la celula a adoprtar la forma espacial del prion. Son proteínas de membrana de las neuronas por lo que suelen causar enfermedades neurodegenerativas. Como no tienen acidos nucleicos son capaces de autorreplicarse. Las defensas inmunitarias no pueden destruirlos (creutzfeld-jakob).
Virus
Virus no tienen estructura ni organización celular, formados por un acido nucleico asociado a proteínas, contienen información genética propia, dirigen su proceso de replicación y su acido nucleico codifica para la síntesis de proteínas virales algunas estructurales y otras necesarias para su multiplicación. Son parasitos intracelulares obligados. Cuando esta fuera de la celula recibe el nombre de virion es inerte y actua como vehiculo de transporte del acido nucleico entre una celula y otra. Dentro de la celula el acido nucleico del virus se integra en el acido nucleico de la celula que parasita tomando el control de su maquinaria metabolica para multiplicarse.
Composición virus
Acido nucleico –ADN o ARN –una cadena o dos –moleculas ciruculares o lineales –según el virus el acido en una única molecula o en varios segmentos separados dentro de la capsida –retrovirus lleva dos copias idénticas del genoma -algunos 5-hidroximetilcitosina o 5-hidroximetiluracilo. Capsida estructura proteica que protege al acido nucleico, cada capsida formada por subunidades proteicas capsomeros. Tipos (helicoidal: forma de cilindro proteico huecos, rigidos o flexibles, sus capsomeros formados por un tipo de proteínas/ poliédricas: forma poliedro regular/ complejas: capsida con otras estructuras. Envoltura formada por una bicapa lipídica que procede de la membrana plasmática del huésped que el virus esambla en su superficie al abandonarla, proteínas codificadas por el acido nucleico viral, muchas glucoproteinas que sobresalen de la envoltura formando espiculas.
Clasificación virus
Según la arquitectura de la capsida (helicoidales: organización simple, acido nucleico dentro de la capsida cilíndrica hueca con estructura helicoidal ejemplo: la rabia)//(poliédricos: los mas simples son virus icosaedricos con 20 caras ejemplo: adenovirus)//(complejos: estructuras complejas, tienen capsida poliédrica donde esta el acido nucleico y una cola en forma helicoidal y en la cola pueden tener placa basal provista de fibras articuladas y espiculas involucrados en la adhesión a la celula bacteriana, la cabeza conectada a la cola por el collar) según la presencia de la envoltura (envueltos: capsida envueltos por una capa de la membrana de la celula huésped)//(desnudos: las capsidas no cubiertas por una envoltura).
Enfermedades
- Enfermedad del sueño: Protozoo (Trypanosoma brucei) Los primeros síntomas generales pueden empezar a aparecer al cabo de aproximadamente una semana: Dolor de cabeza, dolores musculares, picor generalizado, estado de gran debilidad, inflamación ganglionar en todo el cuerpo. Posteriormente van surgiendo otros: Taquicardia, anemia, pérdida de peso. A continuación el tripanosoma invade el sistema nervioso: empiezan a producirse cambios de humor,somnolencia durante el día e insomnio de noche. Finalmente el paciente entra en coma y, como consecuencia, fallece. Vias de transmisión: por una picadura de la mosca tse-tsé del género Glossina. Se trata de un insecto que únicamente se encuentra en el África subsahariana. Las moscas se infectan con el tripanosoma al chupar la sangre de algún animal o humano infectado. Al entrar en el torrente sanguíneo comienza a reproducirse y a extenderse por todo el organismo.
- Pie de atleta Hongo (Trichophyton sp y Microsporum sp) El pie de atleta o Tinea pedis es una infección micótica producida por hongos dermatofitos (que se alimentan de queratina). Afecta a los pliegues interdigitales, la planta y los bordes del pie, causando picores, enrojecimiento y descamación de la piel.
- S.I.D.A. Virus (V.I.H.) En fase inicial: Fiebre, dolor, malestar (similar a una gripe). En fase tardía; pérdida brusca de peso, inflamación de ganglios, cansancio persistente, diarrea crónica, dolor de garganta, tos seca, erupciones de la piel. -Vía sexual. Vía sanguínea:transfusiones, jeringuillas. Vía vertical: de madre portadora del VIH al bebé durante el embarazo, parto o lactancia.
Biotecnología
La biotecnología es el conjunto de técnicas mediante las que se obtienen productos útiles para las personas a partir de seres vivos o de sus componentes. Incluye: a.- Procedimientos biotecnológicos como las fermentaciones. b.-La ingeniería genética es un conjunto de técnicas que permiten la manipulación y la transferencia de genes de un organismo a otro, obteniendo de este modo organismos genéticamente modificados también se conoce como la técnica del ADN recombinante. (Un ADN recombinante es un ADN obtenido en el laboratorio que presenta segmentos procedentes de organismos diferentes). La ingeniería genética incluye la tecnología del ADN recombinante: con la que es posible aislar y manipular un fragmento de ADN de un organismo para introducirlo en otro. La secuenciación del ADN: Técnica que permite saber el orden o secuencia de los nucleótidos que forman parte de un gen. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR): con la que se consigue aumentar el número de copias de un fragmento determinado de ADN (lo que se conoce como amplificación génica), por lo tanto, con una mínima cantidad de muestra de ADN, se puede conseguir toda la que se necesite para un determinado estudio. La realización de transgénesis (organismos transgénicos): que consiste en la transferencia de ADN a células o grupos de células y que originan células u organismos, llamados transgénicos con características genéticas nuevas. La ingeniería genética permite eliminar una característica indeseable de un organismo anulando el gen correspondiente, permite introducir una nueva característica en una especie copiando el gen correspondiente e introduciéndolo en el genoma de la especie susceptible. Organismo transgénico: un organismo está modificado genéticamente cuando su genoma ha sido alterado mediante técnicas de Ingeniería Genética y puede transmitir esta modificación a la progenie.Cuando la modificación se ha producido mediante la incorporación a su genoma de un fragmento de ADN que procede de otra especie se dice que el organismo modificado genéticamente es un organismo transgénico. El gen introducido o transgén, debe estar acompañado por las secuencias reguladoras que permitan su expresión. El objetivo de esta técnica, es obtener en un organismo características «útiles» de otros organismos. TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE nos permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que llevará además el gen o los genes que se desee. Este ADN puede incorporarse a las células de otros organismos en los que se podrá «expresar» la información de dichos genes. CONSTRUCCIÓN DE UN ADN RECOMBINANTE Las moléculas de ADN recombinante suelen contener un vector y el gen o los genes de interés. Las herramientas básicas para la construcción de moléculas de ADN recombinante son los enzimas de restricción o endonucleasas de restricción y ADN ligasas. Los enzimas o endonucleasas de restricción (enzimas tijera), son un grupo de varias enzimas propias de diversas especies de bacterias. Su función es destruir los ADN víricos que puedan entrar en estos organismos, para lo cual realizan cortes en el ADN extraño.
Corte específico del ADN en fragmentos.Se realiza mediante la utilización de un tipo de enzimas, las endonucleasas de restricción (enzimas tijera).Los enzimas de restricción se desplazan por la hebra de ADN y lo cortan cuando topan con una secuencia determinada (característica para cada uno de ellos), que tiene entre cuatro y ocho bases y que es palindrómica, es decir, se lee igual de derecha a izquierda en una hebra que de izquierda a derecha en la otra. Al cortar la doble hélice, estos enzimas dejan en los extremos secuencias de una sola hebra, llamados extremos cohesivos o pegajosos porque tienden a aparearse nuevamente. Estos facilitan la formación de ADN recombinante a partir de los ADN cortados por la misma enzima de restricción. Inserción de estos fragmentos de ADN en vectores de clonado. Los vectores de clonado son transportadores biológicos capaces de entrar en la célula hospedadora, con el fragmento de ADN que queremos introducir y de autorreplicarse en ellas. Los más utilizados en la tecnología del ADN recombinante son los plásmidos y los virus bacteriófagos. Plásmidos. Son moléculas de ADN circular, con un tamaño menor que el del cromosoma bacteriano.Los plásmidos son útiles vectores de clonación debido a: Que se replican con independencia del cromosoma bacteriano ya que tienen su propio origen de replicación. Mayor estabilidad del ADN circular durante su aislamiento químico.Presencia de marcadores característicos, como genes de resistencia a antibióticos, haciendo así más fácil la detección y selección de los clones. Insulina: Hormona polipectídica formada por 51 aminoácido, producida por las células β de los islotes de Langerhans del páncreas, interviene en la regulación del metabolismo de los glúcidos en el organismo. Diabetes: enfermedad que se caracteriza por la disfunción en la producción de insulina). insulina consta de dos cadenas polipeptídicas (insulina A e insulina B, de 20 y 31 aminoácidos respectivamente) unidas mediante puentes disulfuro. Las dos cadenas están codificadas por partes diferentes de un mismo gen. En realidad, el gen de la insulina codifica una sola cadena polipeptídica más larga que posteriormente dará lugar a insulina, para lo que se debe eliminar el fragmento central de la cadena, que une la insulina A y la B Para conseguir que las bacterias produzcan insulina humana, producción de las cadenas A y B por separado (en distintas células bacterianas), y unión posterior de las cadenas A y B para formar insulina. Puesto que las cadenas polipeptídicas de la insulina son cortas, resulta más rentable sintetizar en el laboratorio los polinucleótidos que las codifican, que aislar el gen de la insulina a partir de células humanas. FABRICACION INSULINA 1: Se fabrica en el laboratorio un ADN que codifica para la cadena A de la insulina humana, y se inserta en un plásmido bacteriano. Se fabrica también ADN que codifica para la cadena B, y se inserta en otro plásmido similar al anterior. En ambos casos, el gen para la cadena de insulina se encuentra al lado del gen bacteriano para la β-galactosidasa. 2: Los plásmidos se han introducido (por separado) en células de Escherichia coli. Al expresarse, cada uno de ellos da lugar a una proteína de fusión, que contiene la cadena de β-galactosidasa unida a la cadena de insulina (A o B) mediante un residuo de metionina. 3: Ambas proteínas de fusión se extraen y se purifican por separado, tratándose con BrCN, que destruye la metionina, quedando libres las cadenas de insulina. 4: Se juntan las cadenas A y B, y mediante procedimientos químicos (oxidación) se establecen entre ellas puentes disulfuro, obteniéndose insulina en su forma final.AGENTE MUTAGENO agente físico quimico o biológico que desencadena una mutacion inducida, agente que puede afectar a la estructura del ADN. MUTACION GENICA mutacion en sentido estricto. Alteración en la secuencia de nucleótidos de un gen determinado MUTACION CROMOSOMICA afecta al numero y disposición de secuencias génicas normales de un cromosoma pero no a la secuencia de nucleótidos MUTACION GENOMICA altera aumentando o disminuyendo el numero de cromosomas característico de la especie. TRANSCRIPCION Sintesis de ARNm es la primesa fase de la expresión génica durante la cual se transfiere la información del ADN a una molecula de ARN (citoplasma procariotas y nucleo eucariotas)TRADUCCION Sintesis de proteínas etapa en la que se descodifica el mensaje genético que contiene el ARNm para que se sintetice una proteína ( ribosomas y citoplasma procariotas y citosol y rer de eucariotas)