Bio II - Unidad 8 - Biodiversidad I: Virus, Bacterias Y Protistas

¿A que nos referimos con la palabra biodiversidad?

La variedad de organismos vivientes y los ecosistemas de los que son parte

¿Qué es la sistemática?

El estudio científico de la diversidad de los organismos y sus relacionas evolutivas

¿Qué es la taxonomía?

La ciencia de nombrar, describir y clasificar organismos.

Clasificación

ordenar los organismos en grupos con base a semejanzas que reflejan relaciones evolutivas entre linajes

¿En qué consiste el Sistema binomial de nomenclatura?

Creado por Linneo, en el que cada especie se le asigna un nombre único de dos partes:

1. Género: (sustantivo-siempre em mayúscula)

2. Epíteto específico (Adjetivo)

¿Cuántos dominios existen?

1. Archea

2. Bacteria

3. Eukarya: Protistas, Plantae, Fungi, Animalia

¿Cuántos reinos existen? Características y papel ecológico principales de estos reinos.

5 Reino

1. Bacteria

2. Archaea

3. Protistas

4. Plantae

5. Fungi

1. Bacteria: 

1. Características: 

   1. Procariotas (carecen de núcleos distintivos y otros organelos membranosos), unicelulares, microscópicos, paredes celulares usualmente compuestas de peptidoglucano

2. Papel ecológico:

   1. Desintegradores, parásitos (y patógenos), autótrofos, quimiosintéticos, fotosintéticos, importantes recicladores de nitrógeno y otros elementos, utilizados en procesos industriale

Archaea

1. Características:

   1. Procariotas, unicelulares, microscópicos, peptidoglicano ausente en paredes celulares, difiere bioquímicamente a las bacterias

2. Papel ecológico: 

   1. Metanógenos son anaerobios que habitan drenajes, pantanos y sistemas digestivos animales

   2. Halófilos extremos habitan en ambientes salinos

   3. Termófilos extremos

1. Protistas:

1. Características:

   1. Eucariotas, principalmente unicelulares o multicelulares simples

2. Papel ecológico:

   1. Los protozoos son una parte importante del zooplancton

   2. Las algas productores importantes en ecosistemas marinos y de agua dulce

   3. Importante fuente de oxígeno

   4. Algunos causan enfermedades: malaria

1. Plantae: 

1. Características:

   1. Eucariotas, multicelulares, fotosintéticos, poseen órganos reproductores multicelulares, alternación de generaciones, paredes celulares de celulosa

2. Papel ecológico:

   1. La biosfera depende de su papel como productores primarios

   2. Importante fuente de O2 para la atmósfera

1. Fungi

1. Características:

   1. Eucariotas, heterótrofos, absorben nutrientes, no realizan fotosíntesis. 

   2. Cuerpo compuesto de hifas conforma de hilo que forman masas enmarañadas que infiltran alimento o hábitat, paredes celulares de quitina.

2. Papel ecológico:

   1. Desintegradores, parásitos (patógenos)

   2. Forman importantes relaciones simbióticas con plantas o algas

   3. Se utilizan como alimento y producción de otros

   4. Para fabricar químicos industriales y antibióticos

   5. Responsables de putrefacción y pérdida de cultivos

1. Animalia

1. Características:

   1. Eucariotas, heterótrofos multicelulares

   2. Presentan diferenciación celular y sistemas orgánicos complejos

   3. Mayoría pueden moverse mediante contracción muscular

   4. Tejido nervioso coordina respuestas a los estímulos

2. Papel ecológico:

   1. Consumidores: herbívoros, carnívoros y detritos.

¿Qué es un virus?

Agente infeccioso muy pequeño que consiste de un centro de ácido nucleico y depende de un huésped vivo. (Microorganismos más numerosos de la Tierra)

¿Por qué decimos que los virus son parásitos intracelulares obligados?

Porque solo sobreviven usando los recursos de una célula huésped. 

*No contienen los ácidos nucleicos necesarios para realizar copias de sí mismos, se replican al invadir células vivas y tomar el control

Características generales de los virus.

-No contienen los ácidos nucleicos necesarios para realizar copias de sí mismos, se replican al invadir células vivas y tomar el control.

-Partículas no vivientes: no están compuestos de células y no pueden realizar actividades metabólicas o reproducirse por cuenta propia, porque dependen de una célula huésped.

-No tienen los componentes necesarios para realizar respiración celular o para sintetizar proteínas y otras moléculas.

-Muy pequeños

Su centro nucleico está rodeado por un recubrimiento proteico llamado cápside

Cápside: 

Recubrimiento proteico protector que rodea el centro nucleico dl virus. 

Formados por capsómeros, que determinan su forma. Algunos tienen envoltura lipídica

¿Qué es un virión?

-Se refiere a la partícula completa que está fuera de una célula huésped. 

-Es la forma en la que el virus se mueve desde la célula donde se produjo hasta una nueva célula huésped.

Estructura de los virus

1. Es una partícula subcelular que consiste en un genoma de ADN o ARN de cadena simple o doble rodeada por un recubrimiento proteico o cápside (conformado de capsómeros). Algunos virus están rodeados por una envoltura exterior

·  Virus poliédrico:

1. Parecen un pocos esféricos

2. Sus capsómeros están organizados en triángulos equiláteros.

3. Su estructura más común es un icosaedro: 20 caras formadas por triángulos equiláteros.

4. Las proteínas en la envoltura se extienden hacia afuera como espículas

5. Ej: VIH

Virus helicoidal:

1. Capsídeo tiene una forma helicoidal, es decir, tiene una estructura similar a la de un cilindro o un tubo.

2. Compuestos por proteínas que se organizan en forma de hélice alrededor del ácido nucleico del virus

¿Pueden ser los virus una combinación de estructuras poliédricas y helicoidales?

Sí, como los virus que infectan bacterias (bacteriófagos o fagos)

¿Qué significa que un virus esté envuelto?

Tienen una envoltura membranosa externa hecha de fosfolípidos y proteínas de la membrana huésped que rodea al cápside. Desde esta se proyectan proteínas virales. 

¿De dónde adquieren su envoltura los virus envueltos?

Por lo general, lo adquiere a partir de la membrana plasmática de la célula huésped conforme lo deja. 

¿Qué son las espículas?

Proteínas de la envoltura, producidas por el virus, importantes para la infección de células huésped.

Define Ciclo lítico

1. El virus le ocasiona lisis (destrucción) a la célula huésped. 

2. Cuando el virus infecta la célula huésped, la fuerza a usar su maquinaria metabólica para replicar partículas virales. 

1. Pasos ciclo lítico:

1. Fijación: El virus se fija a receptores específicos del huésped específico

2. Penetración: El ADN del fago entra a la célula, degrada su ácido nucleico y usa la maquinaria molecular para replicar su propio ADN y producir proteínas virales

3. Replicación y síntesis: componentes virales sintetizados se ensamblan en nuevos virus

4. Liberación: Los virus ensamblados se liberan y estos infectan otras células. Las enzimas líticas de los fagos destruyen la membrana plasmática de la bacteria. 

Define ·  Ciclo lisogénico

1. El genoma viral se integra en el ADN bacteriano del huésped

Pasos ciclo lisogénico

1. Fijación: El fago se fija a la superficie celular de la bacteria

2. Penetración: El ADN del fago entra en la célula bacteriana

3. Integración: El ADN del fago se integra al ADN bacteriano

4. Replicación: El profago integrado se replica cuando el ADN bacteriano se replica

¿Qué son los agentes subvirales?

Son agentes infecciosos más pequeños y más simples que los virus.

Incluyen satélites, viroides y priones

·  Los satélites: 

1. Son agentes subvirales que depende la de co-infección de una célula huésped con virus auxiliar.

2. Consiste en ADN o ARN que no puede reproducirse sin virus auxiliar

3. Cuando condifica la proteína para su recubrimiento proteico se llama: virus satélite

Ej: El agente que causa la hepatitis D es un satélite que puede reproducirse sólo cuando también está presente el virus de la hepatitis B.

Los viroides

1. Una sola cadena circular muy corta de ARN desnudo (240 a 400 nucleótidos)

2. No tiene recubrimiento proteico protector ni proteínas asociadas para ayudar en la duplicación

3. Extremadamente resistentes, toleran calor y rayos UV debido al compacto plegamiento de su ARN

4. Causante de enfermedades vegetales.

·  Los priones

1. Partículas proteínas infectivas

2. Proteínas que pueden plegarse de forma diferente, por lo que son insolubles

3. Pueden inducir a otras moléculas proteicas iguales a plegarse mal

4. Determinadas mutaciones en la proteína aumentan el riesgo de que se convierta en prión. 

5. Pueden agregarse y acumularse en tejidos específicos causando daño severo

6. Producen: encefalopatías espongiformes transmisibles (EET)

Retrovirus

Virus ARN que tienen una polimerasa ADN llamada trasncriptasa inversa, que transcribe el genoma ARN en un intermediario ADN. 

Repasar las características de las células procariotas

1. No tienen núcleo celular verdadero, su material genético está disperso en el citoplasma en una región llamada nucleoide.

2. Una sola molécula circular de ADN

3. Carecen de organelos membranosos

4. Pared celular de peptidoglicano.

5. Pueden tener flagelos para la locomoción.

Su reproducción es principalmente por fisión binaria.

Crenarqueotas

 Termófilas extremas, arqueas que pueden habitar ambientes muy calientes, en ocasiones ácidos. 

Ejemplo visto en clase: Colonias anaranjadas y amarillas

euriarqueotas

Son halófilas extremas son inocuas que viven en soluciones salinas saturadas porque requieren de grandes cantidades de Na+ para su crecimiento

-Incluyen metanógenas que son anarerobias obligadas que producen gas metano a partir de compuestos de carbono simple. 

Ejemplo visto en clase: Estanques de evaporación de agua para producir sal de manera comercial de colores rosa, anaranjado y amarillo.

¿Qué son las bacterias?

Son microorganismos unicelulares y procariotas que pertenecen al reino de Bacteria con una gran diversidad de formas y funciones, y desempeñan un papel crucial en los ecosistemas y en la salud tanto de los seres humanos como de otros seres vivos.

¿Qué caracteriza la célula bacteriana?

-Procariotas unicelulares: carecen de núcleo, su ADN se ubica en nucleoide

-Plásmidos: fragmentos circulares más pequeños de ADN

-Pared celular de peptidoglicano

-Ribosomas pequeños, pueden poseer flagelos

-Forman Endosporas

-Se reproducen de modo asexual: fisión binaria

-Transferencia genética horizontal

¿De qué está compuesta la pared celular de las bacterias?

-Peptidoglicano, un complejo polímero que consiste en dos tipos inusuales de azúcares ligados con polipéptidos cortos

-Brinda un rígido armazón que sostiene la célula y mantiene su forma.

Formas comunes de las bacterias

Coco: 

1. Procariotas esféricas

2. Existen solas y en grupos de células independientes

·  Bacilos

1. Procariotas con forma de bastón individuales o cadenas largas

·  Espiroquetas

1. Procariotas con forma de espiral flexible.

Diferencias entre bacterias Gram positivas y Gram negativas

Gram positiva: 

1. Bacterias que absorben y retiene en el laboratorio el tinte violeta cristal

2. Paredes celulares gruesas y consisten principalmente de peptidoglicano

Gram negativa: 

1. Bacterias que NO retienen el tinte violeta cristal cuando se enjuagan con alcohol

2. Paredes celulares tienen dos capas: una delgada de peptidoglicano y una gruesa membrana exterior que contiene polisacáridos enlazados a lípidos.

¿Qué son las endosporas?

Células latentes extremadamente duraderas producidas por ciertos tipos de bacterias. Solo se forma una sola, de modo que el número total de individuos no aumenta. 

*Cuando las condiciones ambientales nuevamente son adecuadas, forman una célula bacterial activa y en crecimiento. 

Flagelo en bacterias: 

-No consisten de microtúbulos, consta de tres partes: un cuerpo basal, un gancho y un solo filamento. Su movimiento es giratorio y utiliza ATP. 

Modo de reproducción de las bacterias (Reproducción asexual):

Fisión binaria:

-Un proceso en el que una célula se divide en dos células similares.

-Primero se replica el ADN circular; luego, una invaginación tanto de la membrana plasmática como la de la pared celular forma una pared transversal.

Otras formas menos comunes de reproducción asexual en bacterias

1. Gemación: Se desarrolla un abultamiento o yema que se agranda, madura y se separa de la célula progenitora

2. Fragmentación: Dentro de la célula se desarrollan paredes que luego se separan en varias células nuevas

¿En qué consiste la transferencia genética horizontal?

Ocurre cuando  un organismo transfiere material genético hacia otro que no es su descendiente. Resulta en recombinación genetica.

Ej: Intercambio de ADN en diferentes poblaciones; endosimbiosis

¿Cuáles son los tres mecanismos posibles de la transferencia genética horizontal?

1. Transformación

2. Transducción

3. Conjugación

·  Transformación: 

Cuando una bacteria muere, libera ADN que puede tomar otras bacterias. 

1. Una célula bacterial toma fragmentos del ADN extraño: estas se enlazan a proteínas sobre la superficie de la una bacteria viva. 

2. El ADN entra en la célula y parte de él se incorpora en la célula huésped mediante recombinación recíproca. 

·  Transducción: 

1. Un fago transfiere ADN bacterial de una bacteria a otra. El ADN del fago puede integrarse con el ADN del huésped como profago, lo que resulta en la recombinación genética.

2. El profago se vuelve lítico, el ADN bacterial se degrada.

3. Los nuevos fagos contienen algo del ADN bacterial.

4. 

·  Conjugación: 

1. Dos células de diferentes tipos de apareamiento entran en contacto y el material genético se transfiere de una a la otra por medio de pelos sexuales (largas extensiones que se proyectan en la superficie celular).

2. Una bacteria donadora transfiere ADN plásmido a una bacteria receptora. Requiere contacto entre células por medio de pelos sexuales.

Importancia de las bacterias

-Tienen papeles ecológicos clave: Forman relaciones simbióticas

-Desintegradores.

-Productores que realizan fotosíntesis (Cianobacterias).

-Convierten el nitrógeno atmosférico en amoniaco y luego en nitratos, formas que utilizan las plantas (Fijación de nitrógeno: Rizobios)

Fijación de nitrógeno

Proceso en el que bacterias y arqueas reducen el nitrógeno en la atmósfera a amoniaco. Las bacterias pueden usar estas formar simples de nitrógeno para producir compuestos orgánicos. 

Relaciones simbióticas: Repasar sus diferencias.

mutualismo: ambos participantes se benefician (bacterias del colon)

·  comensalismo: Una se beneficia y la otra ni se beneficia ni es afectada. 

·  parasitismo: Una se beneficia, y la otra es afectada (patógenos bacterianos) 

Importancia comercial y tecnológica de las bacterias. Diap 34 U8

-Son importantes en muchos procesos comerciales y tecnológicos:

Producción de antibióticos.

Producción de biomoléculas.

Producción de alimentos y bebidas (fermentación).

Biorremediación.

·  ¿Qué son las biopelículas?

Las bacterias que habitan en ambientes acuosos forman densas películas que se unen a superficies sólidas. Son comunidades de microorganismos: muchas especies de bacterias, arqueas, hongos y protozoarios.

Ej: Placa dental.

·  ¿Qué es un plásmido R?

Plásmidos que tienen genes de resistencia a los antibióticos. 

-Tienen genes para la resistencia de un medicamento específico y para transferir a otras bacterias

Ej: Staphylococus resistente a la meticilina. 

¿Qué son los protistas?

Son un grupo informa de organismos eucariotas principalmente acuáticos con diversas formas corporales, tipos de reproducción, modos de nutrición y estilo de vida. 

Características generales de los protistas

-Unicelulares

-Forman colonias, algunas son cenocíticas (masa multinucleada de citoplasma), otras son multicelulares

-La mayoría son acuáticos y viven el océano

-Formas corporales relativamente simples sin tejidos especializados.

-Diversos medios de locomoción (flagelos, cilios, seudópodos), obtención de nutrientes (autótrofas o fotosintéticas, heterótrofos), interacción con otros organismos y modos de reproducción (asexual mayormente). 

·  Giardia intestinalis (protozoarios)

-Se transporta en el agua y es la mayor causante de diarrea en el mundo.

-Se elimina como quiste resistente en las heces de muchos animales vertebrados. Estos quistes son un contaminante común en el agua potable no tratada.

-En una infección severa, gran parte de la pared del intestino delgado está recubierta con estos flagelados, que interfieren con la absorción de nutrientes digeridos.

·  Trypanosoma brucei (protozoarios)

-Parásito humano que causa la enfermedad del sueño (tripanosomiasis africana).

-Se transmite por la mordedura de moscas tse-tsé infectadas.

-Invaden el sistema nervioso central.

-Si no se trata, puede causar la muerte.

Leishmania (protozoarios)

-Provoca la Leishmaniasis.

-Se transmite por mosquitos.

-Se dividen en los macrófagos de vertebrados.

Plasmodium

-Es un género de protistas apicomplejos de la clase Aconoidasida

-Provoca Malaria (Paludismo)

-Es trasmitido por la picadura de un mosquito Anofeles infectado

-En regiones donde la malaria es altamente endémica, las personas se infectan tan a menudo que desarrollan inmunidad adquirida, es decir, son portadores más o menos asintomáticos del parásito (Ventaja Heterocigóticos para anemia falciforme).

-Plasmodium adquirió resistencia a muchos medicamentos.

·  Toxoplasma gondii

Provoca toxoplasmosis

-Puede causar infecciones leves y asintomáticas, así como infecciones mortales que afectan mayormente al feto.

-Zoonosis transmitida principalmente por gatos.

-La principal fuente de infección es la carne cruda, frutas y verduras mal lavadas, o a través de trabajos de jardinería o campo

Toxoplasmosis congénita

Las formas más graves pueden llevar a la muerte intra-uterina o causar secuelas graves si la infección de la madre ocurre en la primera mitad de la gestación.

¿Qué son los dinoflagelados? (Protistas flagelados)

Son alveolados principalmente unicelulares y biflagelados, fotosintéticos de gran  importancia ecológica como productores en ecosistemas marinos. 

-Sus alvéolos, vesículas aplanadas bajo la membrana plasmática, tienen placas de celulosa impregnadas con silicatos.

-Muchos dinoflagelados marinos son bioluminiscentes.

Mareas rojas: Blooms tóxicos

-Algunos tienen explosiones poblacionales ocasionales (florecimiento).

-Con frecuencia colorean las aguas costeras de anaranjado, rojo o café.

-Son particularmente comunes en agua cálidas ricas en nutrientes.

-Algunas especies producen una toxina que ataca el sistema nervioso de los peces, lo que conduce a matanzas de peces. Afecta a aves, manatíes y delfines que se alimentan de esos peces.

Algas: 

-Son importantes productores en ambientes marinos: capacidad de realizar la fotosíntesis oxigénica y obtener el carbono orgánico con la energía de la luz del Sol

-Componen una porción significativa del nanoplancton del océano, algas extremadamente diminutas (2 μm a 10 μm) que son grandes productores debido a su gran abundancia.

¿Qué son las amebas?

Protozoo rizópodo o amebozoos unicelulares cuyo cuerpo carece de cutícula y emite seudópodos incapaces de anastomosarse entre sí. Se conocen numerosas especies, de las que unas son parásitas de animales, otras viven en las aguas dulces o marinas y algunas en la tierra húmeda.

Características de Amebas

-Producen proyecciones citoplásmicas temporales llamadas seudópodos (que significa “falso pie”).

-Dada la extrema flexibilidad de su membrana plasmática exterior, muchos miembros de este grupo tienen una forma corporal asimétrica y continuamente cambian de forma conforme se mueven.

-Los seudópodos también capturan y engullen alimento al rodearlo y formar una vacuola a su alrededor.

·  Entamoeba histolytica (Amoeba)

-Causa disentería amebiana, una seria enfermedad intestinal humana caracterizada por  diarrea severa, heces sangrantes y úlceras en la pared intestinal.

-Se transmite como quistes en agua de beber contaminada. Un quiste es una etapa latente, de pared gruesa y resistente, en el ciclo de vida de algunos protistas.

·  Acanthamoeba (Amoeba)

-De vida libre, produce infecciones oportunistas como infecciones oculares en los usuarios de lentes de contacto.