UNIDAD 6. EL CITOPLASMA

 El citoplasma, el citoesqueleto y los orgánulos celulares

5. El alumnado debe tener capacidad de describir, localizar e identificar los componentes de la célula eucariótica en relación con su estructura y función.

UNIDAD 5. LA CÉLULA Y SUS ENVUELTAS

Presentaciones de la célula y sus envueltas

 1. El alumnado debe ser capaz de describir y diferenciar los dos tipos de organización celular.

Existen dos tipos de organización celular dependiendo de su complejidad estructural interna: estas son las células procariotas y las células eucariotas.

2. El alumnado debe conocer el fundamento básico del microscopio óptico y electrónico y su aplicación para el estudio de las células. Se recomienda que conozcan el poder de resolución de cada uno de ellos.

El poder de resolución es la distancia mínima a la que se pueden discriminar dos puntos. Este límite viene determinado por la longitud de onda de la fuente de ondas electromagnética (fotones de luz en el ótico o electrones en el electrónico)

El microscopio óptico tiene un limite resolución de cerca de 200 nm (0.2 µm ). Este limite se debe a la longitud de onda de la luz (0.4-0.7 µm ).

El microscopio electrónico de transmisión (MET) tiene un limite de resolución de cerca de 2 nm.

3. El alumnado debe saber comparar las características de las células vegetales y animales.

La célula animal es una célula eucariota caracterizada por la presencia de núcleo, membrana plasmática y citoplasma. Se diferencia de la célula vegetal por la ausencia de pared celular y (cloro)plastos y por la presencia de centríolos.

4. Se recomienda incidir sobre la descripción, localización e identificación de los componentes de la célula procariótica en relación con su estructura y función. Además, se sugiere la mención de, al menos, los siguientes componentes de la célula procariótica: apéndices (flagelo o fimbrias), cápsula, pared celular, membrana plasmática, citoplasma, cromosoma bacteriano, plásmidos, ribosomas y gránulos (o inclusiones).

5. El alumnado debe tener capacidad de describir, localizar e identificar los componentes de la célula eucariótica en relación con su estructura y función.

12. El alumnado debe explicar los diferentes procesos mediante los cuales la célula incorpora sustancias: permeabilidad celular y endocitosis. 

UNIDAD 4. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

28. Se sugiere que el alumnado conozca la composición y estructura general de los nucleótidos.

 29. El alumnado tiene que reconocer la fórmula del ATP.

30. El alumnado debe ser capaz de reconocer a los nucleótidos como moléculas de gran versatilidad funcional y describir las funciones más importantes: estructural, energética y coenzimática.

31. Se sugiere que el alumnado pueda describir el enlace fosfodiéster como característico de los polinucleótidos.

32. El alumnado debe poder diferenciar y analizar los diferentes tipos de ácidos nucleicos de acuerdo con su composición, estructura, localización y función. 

 

UNIDAD 3: PROTEÍNAS

UNIDAD 3: LAS PROTEÍNAS 

LAS ENZIMAS (PP) Y LAS VITAMINAS Y COENZIMAS

OBSERVACIONES PEBAU ANDALUCÍA:

17. El alumnado debe saber definir qué es una proteína y destacar su multifuncionalidad. 18. El alumnado debe ser capaz de definir qué son los aminoácidos, escribir su fórmula general y clasificarlos según sus radicales.

19. El alumnado debe saber identificar y describir el enlace peptídico como característico de las proteínas.

20. Será necesario que el alumnado pueda describir la estructura de las proteínas y reconocer que la secuencia de aminoácidos y la conformación espacial de las proteínas determinan sus propiedades biológicas.

21. Es conveniente resaltar en qué consiste la desnaturalización y renaturalización de proteínas.

22. Se debe incidir en describir las funciones más relevantes de las proteínas: catálisis, transporte, movimiento y contracción, reconocimiento molecular y celular, estructural, nutritiva y reserva, y hormonal.

23. El alumnado debe ser capaz de explicar el concepto de enzima y de describir el papel que desempeñan los cofactores y coenzimas en su actividad. Además, debe poder describir el centro activo y resaltar su importancia en relación con la especificidad enzimática.

24. Se sugiere que el alumnado conozca y sea capaz de reconocer que la velocidad de una reacción enzimática es función de la cantidad de enzima y de la concentración de sustrato.

25. El alumnado debe conocer el papel de la energía de activación y de la formación del complejo enzima-sustrato en el mecanismo de acción enzimático.

26. El alumnado debe comprender cómo afectan la temperatura, el pH y los inhibidores a la actividad enzimática. Además, debe ser capaz de definir la inhibición reversible y la irreversible.

33. El alumnado debe conocer la importancia de las vitaminas para el mantenimiento de la vida. También debe conocer los diferentes tipos de vitaminas: las hidrosolubles y las liposolubles. En concreto, de las hidrosolubles debe conocer la vitamina C y el grupo B (ácido fólico y B12) y de las liposolubles la vitamina A y D; y relacionar la función de las mismas con las enfermedades que previenen o que producen debido a su carencia (escorbuto, espina bífida, anemia perniciosa, ceguera nocturna y raquitismo).

Unidad 2: Glúcidos y lípidos

UNidad 2 

OBSERVACIONES pEVAU:

5. El alumnado debe ser capaz de caracterizar los tipos generales de biomoléculas, pero sin que sea necesario un conocimiento pormenorizado de las fórmulas correspondientes. Sin embargo, deberá distinguir entre varias fórmulas, por ejemplo, la de un aminoácido, la de un nucleótido, etc.

6. Las clasificaciones de biomoléculas serán válidas siempre que se indique el criterio utilizado para establecerlas.

7. El alumnado debe poder definir los glúcidos y clasificarlos, así como diferenciar monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

8. En relación con la clasificación de los monosacáridos, se sugiere que el alumnado realice esta clasificación en función del número de átomos de carbono. También debe reconocer y escribir las fórmulas lineal y cíclica desarrolladas de los siguientes monosacáridos: glucosa, fructosa y ribosa, así como destacar la importancia biológica de los monosacáridos.

9. Se recomienda describir el enlace O-glucosídico como característico de los disacáridos y polisacáridos.

10. No será necesario que el alumnado explique la clasificación de los polisacáridos. Se sugiere utilizar como ejemplos de polisacáridos el almidón, el glucógeno y la celulosa.

11. Se debe destacar la función estructural y de reserva energética de los polisacáridos. 

12. El alumnado debe saber definir qué es un ácido graso y escribir su fórmula química general.

13. Se recomienda que el alumnado sea capaz de reconocer a los lípidos como un grupo de biomoléculas químicamente heterogéneas y clasificarlos en función de sus componentes. Además, debe poder describir el enlace éster como característico de los lípidos.

14. Se debe destacar la reacción de saponificación como típica de los lípidos que contienen ácidos grasos.

15. El alumnado debe ser capaz de reconocer la estructura de los triacilglicéridos y glicerofosfolípidos, así como las funciones energéticas de los triacilglicéridos y las estructurales de los glicerofosfolípidos.

16. Se recomienda resaltar el papel de los carotenoides (pigmentos y vitaminas) y esteroides (componentes de membranas y hormonas).

CURSO 2021-22 UNIDAD 1.

unidad 1 

·         OBSERVACIONES PEVAU ANDALUCÍA

1. El alumnado debe saber definir qué es un bioelemento y enumerar los más importantes, así como poder destacar las propiedades físicoquímicas del carbono.

2. Se recomienda resaltar la relación entre la estructura molecular del agua y sus propiedades físico-químicas. También debe destacarse el papel biológico del agua como disolvente, reactivo químico y termorregulador, en relación con su densidad y tensión superficial.

3. Se recomienda explicar el papel del agua y de las disoluciones salinas en los equilibrios osmóticos y ácido-base.

4. El alumnado debe ser capaz de clasificar las sales minerales en solubles e insolubles, con ejemplos de cada grupo. También debe relacionar cada grupo con sus funciones generales en los organismos.

INMUNOLOGÍA (2ª PARTE): DISFUNCIONES Y DEFICIENCIAS DEL SISTEMA INMUNITARIO.

 8.1. Hipersensibilidad (reacciones inmunitarias exageradas: alergias).

La hipersensibilidad es una respuesta desproporcionada del sistema inmunitario ante Ag generalmente inofensivos, lo cual causa alteraciones orgánicas.

Esta respuesta exagerada se caracteriza por no manifestar síntomas en el primer contacto con el Ag, sino que el organismo se queda sensibilizado y en posteriores contactos con el el Ag se puede producir una reacción alérgica (hipersensibilidad de tipo I o alergia), que es una respuesta mediada por IgE.

En la alergia, tras un primer contacto con el alérgeno, se desencadena una respuesta primaria, en la que los macrófagos fagocitan al Ag y lo presentan a los linfocitos Th, que liberan linfocinas (interleucinas liberadas por los linfocitos, es decir, un tipo de citocinas), lo que hace que los linfocitos B se transformen en c. plasmáticas productoras de grandes cantidades de IgE, que se fijan a mastocitos y basófilos. En contactos posteriores, el alérgeno se unirá  a las IgE fijadas en estas células, que descargarán sus gránulos de histamina, produciendo una reacción inflamatoria, una respuesta exagerada e innecesaria.

8.2. Autoinmunidad(reacciones inmunitarias equivocadas: enfermedades autoinmunes). Ej. diabetes tipo I.

Es una respuesta equivocada del sistema inmunitario, que por alguna razón, comienza a considerar como extrañas moléculas o células propias (defecto en la autotolerancia, es decir, deja de tolerar moléculas propias y empieza a considerarlas como Ag, o sea, como moléculas o células extrañas que hay que atacar, neutralizándolas o destruyéndolas). De este modo, la respuesta contra "Ag propios" da lugar a diversas enfermedades. Un ejemplo es la diabetes de tipo I, en la que, generalmente en la infancia, el sistema inmunitario comienza a considerar como extrañas las células beta del páncreas, productoras de insulina, por lo que el organismo deja de producir esta hormona y el enfermo debe inyectarse insulina para controlar sus niveles sanguíneos de glucosa.

A veces, puede haber mimetismo molecular entre Ag de microorganismos y moléculas propias del cuerpo, lo que puede hacer que el sistema inmunitario se confunda y no ataque al microorganismo o, por el contrario, ataque a las células propias.

8.3. Inmunodeficiencias (I): congénitas.

Están causadas por diversas causas, pero la causa última siempre es una mutación. Un ejemplo son los niños burbuja, que necesitan estar totalmente aislados o confinados o bien someterse a terapia génica para sustituir el gen mutado por el correcto, usando virus como vectores génicos.  

       Inmunodeficiencias (II):SIDA (aspectos epidemiológicos: información interesante pero prescindible) y sus efectos en el sistema inmunitario

Son reacciones inmunitarias disminuidas o deficientes.

CICLO REPRODUCTIVO DEL VIH

Es un ciclo lítico-lisogénico

1.Adsorción mediante la complementariedad de la proteína gp120 de la envuelta lipoproteica vírica y la proteína CD4 de los linfocitos Th. 

2. Penetración de la cápsida troncocónica con 2 moléculas de ARN monocatenario y las enzimas necesarias para el ciclo vírico (transcriptasa inversa o retrotranscriptasa, integrasa y proteasa).

3. Transcripción inversa mediante la retrotranscriptasa, que crea una molécula de ADN bicatenario a partir de la molécula de ARN monocatenario.

4. Inserción en el ADN mediante la integrasa, que integra el ADN vírico en el genoma del linfocito, en forma de provirus.

5. Transcripción del ARN vírico a partir del ADN vírico integrado.

6. Traducción de proteínas víricas, utilizando los ribosomas del linfocito. Se forma un polipéptido largo, que debe escindirse mediante la proteasa, para dar las proteínas víricas (capsómeros, enzimas y proteínas de superficie de la envuelta lipoproteica)..

7. Ensamblaje del virus, mediante la unión de capsómeros víricos y encapsulamiento de las moléculas de ARN vírico y las enzimas víricas.

8. Liberación (gemación o exocitosis), llevándose parte de la membrana celular del linfocito, que es modificada, de modo que presente en su superficie proteínas víricas de reconocimiento, como la gp120.

Muy buena explicación con un fallo al final: la proteasa corta las proteínas, no la cadena de ARN en dos, como dice la youtuber.

9. El trasplante de órganos y su rechazo: células que actúan.

Importancia de la compatibilidad entre las proteínas de membrana conocidas como MHC (complejo principal de histocompatibilidad o también HLA) del órgano donado y los linfocitos T de la persona que lo recibe (ver vídeo sobre el MHC de Efi-ciencia en la entrada anterior del blog).

UNIDAD 15 (BLOQUE V). INMUNOLOGÍA

I. PRINCIPALES TEMAS 

Nota: se subraya en amarillo lo más importante

1. Concepto de infección. 

Invasión y multiplicación de agentes patógenos en los tejidos de un organismo.

 2. Mecanismos de defensa orgánica. 

 2.1. Inespecíficos. Barreras naturales (primarias y secundarias) y respuesta inflamatoria. 

Ver los dos primeros vídeos de Efi-ciencia (arriba)

La respuesta inflamatoria se produce como consecuencia de un golpe,  una herida o una infección, así como en algunas enfermedades autoinmunes (p.ej. la artritis). 

Primero, se produce una liberación de citocinas que van a atraer a los mastocitos del tejido conjuntivo, los cuales van a liberar sustancias inflamatorias como la histamina y la heparina, que producen vasodilatación y aumento de la permeabilidad capilar. También prostaglandinas y tromboxanos, que van a producir aumento de la temperatura y dolor.  También producen más citocinas (retroalimentación positiva), que van a atraer a los neutrófilos (micrófagos) y macrófagos (procedentes de monocitos), que van a fagocitar a los microbios, que producen mediadores de la inflamación como las IL1 (interleucinas 1) y más prostaglandinas, continuando la retroalimentación positiva. También presentan en su superficie antígenos de los microbios fagocitados a a los linfocitos T, y también a los B.

MANIFESTACONES CLÍNICAS O SÍNTOMAS DE LA INFLAMACIÓN Y MECANISMOS QUE LOS DESENCADENAN:

1. CALOR Y RUBOR (enrojecimiento): se deben al aumento del volumen de sangre en el tejido dañado, que se produce como efecto de la vasodilatación producida por algunos mediadores de la inflamación, como la histamina y las prostaglandinas.

2. TUMOR (hinchazón): se debe a la acumulación de leucocitos (neutrófilos y macrófagos derivados de monocitos) y plasma sanguíneo.

3. DOLOR: se debe a la presión y a la acción de algunos mediadores de la inflamación, como las prostaglandinas y tromboxanos, sobre la terminaciones nerviosas del dolor. 

1. Defensas primarias (mecánicas, químicas y biológicas) y secundarias: son inespecíficas.

2. Defensas secundarias: Sistema inmunitario innato: Fagocitos: monocitos y granulocitos (basófilos, eosinóflos y neutrófilos)

a) Monocitos sanguíneos, que se convierten en Macrófagos tisulares.

b) Neutrófilos o micrófagos. Forman el pus (junto a bacterias muertas) blanquecino pues son glóbulos blancos.

c) Basófilos sanguíneos, que junto a los Mastocitos del tejido conjuntivo intervienen en las reacciones alérgicas e inflamatorias, liberando histamina, eicosanoides (prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos) que hacen que la zona inflamada se caliente, dificultando la supervivencia bacteriana, citocinas e interferones que son proteínas que atraen quimiotácticamente a los fagocitos, además de activar a los linfocitos T citotóxicos. 

d) Eosinófilos. Participan en infestaciones (por gusanos como los nemátodos que producen la filariasis linfática o elefantiasis, o la triquinosis)  o infecciones por parásitos intracelulares (como el Plasmodium de la malaria o paludismo).

2.2. Específicos. Concepto de respuesta inmunitaria.

Defensas terciarias: el sistema inmunitario adaptativo (los linfocitos): son específicas

Respuesta inmunitaria adaptativa
   Respuesta Primaria
          1. Detección de los Ag foráneos por los macrófagos, fagocitosis y exhibición de fragmentos peptídicos (epítopos) del Ag en su superficie.
          2. Activación del linfocito colaborador (Th) mediante la presentación del Ag. Al activarse libera interleucinas, con 3 efectos:
a) Activan a los linfocitos Tc o citotóxicos (respuesta celular), debido principalmente a la acción de las interleucinas Interferón-gamma y TNF (Factor de Necrosis Tumoral)
b) Activan a los linfocitos B (respuesta humoral).
c) Producen linfocitos Th de memoria (respuesta secundaria por memoria inmunológica).
          3. Inactivación del Ag: Reacción Ag-Ac (ver más abajo).

          4. Desactivación de la respuesta inmunitaria por los linfocitos T supresores.

Una vez controlada la infección, la respuesta inmune se debe suprimir, pues si quedase permanentemente activada podría crear problemas de hiperinflamación.

Respuesta celular 
Predomina en la infecciones víricas, por endoparásitos y frente a c. cancerosas. Destruyen cualquier c. que contenga los Ag que los han activado, a través de las perforinas, que forman poros en la superficie de la c. diana, lo que lleva a la lisis celular.

Respuesta humoral
Predomina en las infecciones bacterianas y fúngicas. Cuando las interleucinas liberadas por los Th interaccionan con los linfocitos portadores del epítopo, se produce la activación de los linfocitos B, que se transforman en c.plasmáticas productoras de Ac o en linfocitos B de memoria. 

5. Respuesta inmunitaria secundaria: diferencias con la primaria. 

Es más rápida y se liberan más Ac.

Ver gráfica más abajo.

 3. Concepto de inmunidad y de sistema inmunitario.

INMUNIDAD: Estado de resistencia natural o adquirida que poseen algunos organismos frente a una determinada enfermedad o al ataque de un agente infeccioso o tóxico.

El sistema inmunitario es el sistema de defensa del cuerpo contra las infecciones.

 3.1. Componentes del sistema inmunitario: moléculas, células y órganos.

a) Órganos linfoides:

Se clasifican en primarios, en los que se forman y maduran los linfocitos, y en secundarios, donde se activan. Son primarios La MOR y el timo y secundarios el bazo y los ganglios linfáticos.

Médula ósea: la MOR (médula ósea roja de los extremos de los huesos largos, como el fémur) es un órgano linfoide primario, es decir,  donde se forman los linfocitos y donde maduran , en mamíferos, los linfocitos B.

Bazo: es un órgano linfoide secundario (donde se activan los linfocitos) donde hay abundancia de linfocitos de ambos tipos, por lo que interviene en la inmunidad humoral y celular.

Timo: órgano linfoide primario donde se produce la maduración de los linfocitos T. 

Ganglios linfáticos: nódulos intercalados en el sistema linfático con funciones similares al bazo. Abundan especialmente en ciertas partes del organismo, como la ingle, las axila o el apéndice. Actúan como órganos linfoides secundarios.

b) Células del Sistema Inmunitario:

 Macrófagos: Células de gran tamaño que tienen capacidad de fagocitar partículas grandes y que se encarga de destruir los antígenos (y las células que los transportan) y de presentarlos a los linfocitos encargados de iniciar el proceso inmunológico.

Neutrófilos: Se llaman neutrófilos porque no se tiñen con colorantes ácidos ni básicos, por lo que su citoplasma al microscopio óptico aparece de color rosa suave. su consistencia  le facilita atravesar las paredes de los vasos sanguíneos para migrar hacia los tejidos, ayudando en la destrucción de bacterias y hongos y respondiendo a estímulos inflamatorios. A este fenómeno se le conoce como diapédesis.

Los neutrófilos normalmente se encuentran en el torrente sanguíneo. Pero, durante el inicio agudo de la inflamación, particularmente como resultado de infección bacteriana, son unos de los primeros migrantes hacia el sitio de inflamación, dirigidos por señales químicas (mediadores de la inflamación) como interleucinas e interferón, en un proceso llamado quimiotaxis. Son las células predominantes en el pus.

La liberación de los neutrófilos desde los vasos sanguíneos está condicionada por la liberación de histamina (liberada por mastocitos) y TNF-α (Factor de Necrosis tumoral liberado por macrófagos).

Linfocitos: Los linfocitos son células del sistema inmunitario. Son un tipo de leucocito que provienen de la diferenciación linfoide de las células madre hematopoyéticas ubicadas en la médula ósea y que completan su desarrollo en los órganos linfoides primarios y secundarios. Hay de dos tipos: B (productores de anticuerpos) y T, que a su vez, se subdividen en varios tipos, como los citotóxicos, los auxiliares (algunos de ellos de memoria) y los supresores. Hay un tipo de linfocitos (los NK o Natural Killers, que se consideran parte del sistema inmune innato). Los NK identifican y matan las c. tumorales y las infectadas por virus.

Células cebadas (mastocitos): Los mastocitos o células cebadas son células pertenecientes al sistema inmunitario originadas por células hematopoyéticas de la MOR. Se encuentran en la mayoría de los tejidos del cuerpo. Son conocidos por su relación con la alergia y la anafilaxis (reacciones exageradas), la artritis (enfermedad autoinmune) y en la defensa contra bacterias y parásitos.

c) Moléculas del Sistema Inmunitario:

 Anticuerpos: Los anticuerpos (también conocidos como inmunoglobulinas, abreviado "Ig") son glucoproteínas producidas por las c. plasmáticas (linfocitos B maduros) en respuesta a la presencia de un Ag. Pueden encontrarse de forma soluble en la sangre u otros fluidos corporales de los vertebrados, disponiendo de una forma idéntica que actúa como receptor de membrana en los linfocitos B y son empleados por el sistema inmunitario para identificar y neutralizar microorganismos como bacterias y virus. Se unen específicamente a los antígenos.

Ver su estructura y tipos más abajo.

Interferón: Los interferones (IFNs) son un grupo de proteínas señalizadoras producidas y secretadas por células NK y linfocitos T como respuesta a la presencia de diversos patógenos, como virus, bacterias o parásitos y a c. tumorales. Generalmente, una célula infectada por un virus secretará interferones, generando una activación en las defensas antivirales en las células cercanas. 

Interleucinas: Las interleucinas  o IL), son un conjunto de citocinas (proteínas ,que actúan como moléculas mensajeros químicos a corta distancia, en la comunicación celular). La función del sistema inmunológico depende en gran parte de las interleucinas.​ Su principal papel es regular los eventos que atañen a las funciones de las células del sistema inmunitario, como su activación, diferenciación o proliferación, la secreción de Ac o la quimiotaxis.

Sistema del complemento: Consta de un conjunto de glucoproteínas reacciones en cadena (el producto de una reacción actúa sobre otra), cuyas funciones son potenciar la respuesta inflamatoria, facilitar la fagocitosis y dirigir la lisis de células incluyendo la apoptosis.

 3.2. Concepto y naturaleza de los antígenos. 

Son sustancias heterogéneas (proteínas, oligosacáridos, etc.) que normalmente no posee el organismo y que desencadenan la producción de anticuerpos específicos contra ellos.

 3.3. Tipos de respuesta inmunitaria adaptativa: humoral y celular. 

Está explicado más arriba

4. Respuesta humoral.

Es la respuesta inmunitaria adaptativa o específica mediada por anticuerpos. Tras la inactivación del antígeno por el anticuerpo, sigue la fagocitosis producida por los macrófagos o neutrófilos. 

 

 4.1. Concepto, estructura y tipos de anticuerpos.

Anticuerpos o Inmunoglobulinas

Concepto: son glucoproteínas plasmáticas específicas para determinados antígenos que son producidas por las células plasmáticas, derivadas de los LINFOCITOS B.

Estructura:
Son, al contrario que los antígenos, moléculas con una estructura similar, pues son proteínas o glucoproteínas ya que tienen un pequeño oligosacárido unido a cada cadena pesada, en rojo en el dibujo) producidas por las c. plasmáticas que se unen específicamente a los antígenos, para destruir o neutralizar a los microbios.
La unidad básica, que se corresponde con la Ig G, tiene forma de Y, con dos cadenas ligeras (L) y dos pesadas (H), cada una de ellas tiene en su parte superior un dominio variable (parátopo), específico del epítopo o determinante antigénico.

Tienen 2 cadenas ligeras y 2 pesadas, unidas por puentes disulfuro. Ambas tienen una región común y una región variable en la parte superior, por la que se unen a los Ag. 

Hay 5 tipos:

A. Forman dímeros presentes en las secreciones, como la leche materna, y protegen las mucosas, como la vaginal. Realizan la opsonizacíón, uniéndose al antígeno y así facilitando su fagocitosis.

D. Monómeros que constituyen menos del 1% de las Ig. No son producidas por las c. plasmáticas ni se suelen encontrar en el plasma, sino que se encuentran en la superficie de los linfocitos B circulantes. Abundan en las personas con mieloma, aunque su papel es desconocido.

E. Monómeros localizados en la superficie de los mastocitos y basófilos  que intervienen en las reacciones alérgicas o de hipersensibilidad.

G. Son los más abundantes, especialmente en la respuesta secundaria. Estos monómeros los recibe el feto a través de la placenta. Son los únicos que pueden atravesar la placenta. Realizan la opsonización, facilitando la fagocitosis. Pueden activar el Sistema del Complemento. Se encuentran en el suero sanguíneo, líquido intersticial intercelular y la leche materna.

M. Forman pentámeros. Intervienen en la respuesta primaria (primera reacción ante la invasión). Solo se encuentran en l suero sanguíneo.

 4.2. Células productoras de anticuerpos: linfocitos B/ células plasmáticas (linfocitos B activados).

Son los responsables de la respuesta humoral. En mamíferos se forman en la MOR, presentando en su membrana unos receptores de Ag en forma de Y (Ac de membrana o de superficie). Al unirse específicamente a los Ag, desarrollan su RER y se transforman en c. plasmáticas y comienzan a producir Ac plasmáticos o libres.

 4.3. Reacción antígeno-anticuerpo. 

 5. Respuesta celular.

 5.1. Concepto. 

Es la respuesta inmunitaria adaptativa que se lleva a cabo por los linfocitos T.

 5.2. Tipos de células implicadas: linfocitos T, macrófagos.

 6. Respuestas primaria y secundaria. Memoria inmunológica. 

Gracias a los linfocitos con memoria (B y Th), tras un primer contacto con el Ag, el organismo queda preparado para actuar más rápida y eficazmente en un segundo contacto con el Ag. Gracias a estos linfocitos, el organismo está inmunizado y se puede conseguir tras superar la enfermedad infecciosa o por vacunación. La primaria es más lenta y se producen menos Ac, siendo la mayoría Ig M. Por el contrario, la secundaria es una respuesta más rápida y se producen más Ac, predominando las Ig G.

 7. Tipos de inmunidad.

 7.1. Congénita y adquirida. 

CONGÉNITA O INNATA. Nacemos con ella. P.ej, somos inmunes al VIS (Virus de Inmunmodeficiencia de los Simios). En ella actúan los mecanismos inespecíficos de las barreras secundarias (fagocitos).

ADQUIRIDA: La adquiere el individuo a lo largo de la vida, de diversas maneras:

 7.2. Natural y artificial. 

NATURAL. Al recibir (pasivamente) Ac de nuestra madre (vía placenta las IgG o vía lactancia las Ig A o G) o al superar (activamente) una infección (linfocitos con memoria, p.ej. los niños que cogen la varicela no necesitan vacunarse de ella).

ARTIFICIAL. A través de sueros (pasivamente con Ac) o de vacunas (con Ag para que nosotros produzcamos activamente los Ac).

 7.3. Pasiva y activa.

PASIVA. recibimos los Ac. Puede ser de nuestra madre (natural) o por sueroterapia (artificial).

ACTIVA. Recibimos los Ag (en la nueva generación de vacunas de ARNm recibimos la información genética para fabricar nosotros mismos los Ag) para que, de un modo activo, nuestros linfocitos B produzcan Ac específicos (artificial). También es activa cuando el propio individuo supera la enfermedad.

 7.4. Sueros y vacunas. Importancia en la lucha contra las enfermedades infecciosas. 

SUEROS. Contienen los Ac (pueden proceder de animales, como los caballos, o de personas que hayan superado la enfermedad). Ventajas: si ya la persona está infectada o se puede infectar en los próximos días, le va a ayudar a combatir la infección o a prevenirla (por poco tiempo). Por tanto, es un método curativo. INMUNIDAD ARTIFICIAL PASIVA.

Desventajas: los Ac recibidos no duran mucho tiempo en nuestra sangre.

VACUNAS: Contienen los Ag o el ARNm para que lo fabriquen nuestras células, y nuestros linfocitos B activados, se van a encargar de generar Ac (respuesta inmune primaria). Además van a estimular la producción de LINFOCITOS CON MEMORIA, esenciales para quedar inmunizados. Las vacunas producen respuesta tanto humoral (producción de anticuerpos) como celular (activación de linfocitos T). Es un método preventivo. En un 2º contacto con el Ag, se produce una respuesta secundaria. INMUNIDAD ARTIFICIAL ACTIVA.

Ventajas: proporcionan una inmunidad a largo plazo, de modo que nos previene de infectarnos. Desventaja: constituyen una técnica preventiva, no curativa. Por lo tanto hay que vacunarse antes de haberse infectado.

Importancia de las vacunas en el control o erradicación de las enfermedades infecciosas

La primera vacuna la creó a finales del siglo XVIII el médico inglés Jenner contra la viruela  a partir del virus de la viruela vacuna (de las vacas). Ya en el siglo XIX, Pasteur creó la vacuna contra la rabia y otras. La palabra "vacunación" la acuñó Pasteur en honor a Jenner.

La Real Expedición Filantrópica de la Vacuna, también conocida como Expedición Balmis en referencia al médico español Balmis, fue una expedición de carácter filantrópico que dio la vuelta al mundo y duró desde 1803 hasta 1806. Su objetivo era en principio que la vacuna de la viruela alcanzase todos los rincones del Imperio Español, ya que la alta letalidad del virus estaba ocasionando la muerte de miles de niños. Se considera la primera expedición sanitaria internacional de la historia. La vacuna la transportaron en un barco un grupo de 22 huérfanos en sus propios cuerpos. Un primer niño era inoculado con las vesículas de las vacas. Tras una semana, le aparecían sus propias vesículas, con la que se inoculaba al siguiente, etc. 

Gracias a las vacunas se ha erradicado la viruela y casi se ha erradicado la poliomelitis. Hay esperanzas puestas en la vacuna de la malaria o contra otros virus agresivos como Ébola, Zika, etc. Gracias a las vacunas anti-covid, a pesar de algunos efectos secundarios, graves en algunos casos, logramos superar la pandemia y a volver a la normalidad. Actualmente muchas vacunas se hacen por ingeniería genética utilizando vectores víricos que utilizan otros virus que portan en su genoma inserto el genoma o un trozo del genoma del virus que se quiere combatir o en plásmidos como en la vacuna contra la hepatitis B. La nueva generación de vacunas, que se utilizaron masivamente para prevenir la CoViD-19 son las vacunas de ARNm, con un futuro muy prometedor, incluso para prevenir ciertos tipos de cáncer.

DISFUNCIONES Y DEFICIENCIAS DEL SISTEMA INMUNITARIO

 

II. OBSERVACIONES 

1. No se pretende que se explique exhaustivamente el proceso de inflamación sino sólo mencionar los mecanismos que desencadenan las manifestaciones clínicas de dicha respuesta. 

 2. Cuando se trate el tema de enumerar los componentes del sistema inmunitario e indicar su función, éste se considera que debe tener un carácter introductorio. Se sugiere la mención y el conocimiento de la función de, al menos, los siguientes elementos del sistema inmunitario: médula ósea, bazo, timo, ganglios linfáticos, macrófagos, neutrófilos, linfocitos, células cebadas (mastocitos o basófilos), anticuerpos, interferón, interleucinas y sistema del complemento. 

 3. Es conveniente incidir en que los antígenos son sustancias heterogéneas mientras que los anticuerpos tienen una estructura molecular similar y en que los anticuerpos son específicos contra los antígenos. 

 4. Con relación a los distintos tipos de anticuerpos, para evitar una clasificación en forma de tabla, sería suficiente que el alumno conociera que los anticuerpos desempeñan distintas funciones biológicas y en distintas localizaciones, y que supiera indicar alguna característica diferencial de los mismos. Por ejemplo, saber que no todos los tipos de anticuerpos atraviesan la placenta (solo la IgG); que en el período inicial de la infección predomina notablemente un tipo de inmunoglobulina (IgM); que en las secreciones es mayoritario otro tipo (IgA), y que un tipo es específico de la respuesta alérgica (IgE).

 5. Debe quedar claro en la explicación de la respuesta humoral que, tras la inactivación del antígeno por el anticuerpo, sigue la fagocitosis producida por los macrófagos o neutrófilos. 

 6. Se deben explicar los conceptos de hipersensibilidad, autoinmunidad e inmunodeficiencia (natural y adquirida), utilizando ejemplos para ello, por ejemplo: de hipersensibilidad, las alergias; de inmunodeficiencia, los niños burbuja o el sida; de autoinmunidad, la esclerosis múltiple, ELA, lupus eritematoso o diabetes tipo I. 

7. Respecto a las vacunas, se debe incidir que éstas producen respuesta tanto humoral (producción de anticuerpos) como celular (activación de linfocitos T).  Con respecto a la importancia de las vacunas en la salud se recomienda hacer referencia a la erradicación de la viruela y la poliomielitis, así como en las esperanzas puestas en la vacuna de la malaria o contra otros virus agresivos como Ébola, Zika, etc. 

 9. El ciclo del virus del SIDA deberá recoger los siguientes apartados: adsorción, penetración, transcripción inversa, inserción en el ADN, transcripción del ARN vírico, traducción de proteínas víricas, ensamblaje del virus y liberación (gemación). No es necesario el conocimiento exhaustivo de los procesos moleculares implicados en el desarrollo del ciclo.

 10. El alumno debe reconocer la importancia de la compatibilidad entre las proteínas de membrana conocidas como MHC (complejo principal de histocompatibilidad o también HLA) del órgano donado y los linfocitos T de la persona que lo recibe

 

UNIDAD 14 (BLOQUE IV): MICROBIOLOGÍA. 4 SESIONES

MICROBIOLOGÍA 

1. Microbiología. Concepto de microorganismo.

Los microorganismos son seres vivos o con algunas características de seres vivos para cuya observación es necesario un microscopio (óptico o electrónico).

¿En qué dominios se incluyen los microorganismos?

Rangos de tamaño (se solapan):

a) Acelulares (Virus): de 18 nm (algún parvovirus, virus de ADN 1C, monocatenario) a 1.200 nm (1,2 micrómetros) (algunos virus parásitos de amebas) o incluso 1.500 nm. El coronavirus tiene 120 nm (0,12 micrómetros). Excepto los virus gigantes, solo se ven con un m.e.

b) Procariotas (Arqueas y bacterias): 400 nm (una arquea endoparásita de otra) o 450 nm (micoplasmas: bacterias parásitas sin PC) a 750.000 nm o 20.000 micrómetros o 20 mm (Thiomargarita magnifica, una bacteria marina del azufre dada a conocer en 2022). E. coli tiene una longitud de entre 1.000 y 2.000 nm (entre 1 y 2 micrómetros).

c) Eucariotas (Algas, protozoos y hongos). El organismo eucariótico más pequeño es un alga verde, que tiene 800 nm (0,8 micrómetros).

Más información sobre el tamaño de los microorganismos: Microorganismos enanos y gigantes

 2. Criterios de clasificación de los microorganismos.

a) Organización celular: Acelulares (virus, viroides y priones) o Celulares (arqueas, bacterias y eucariotas).

b) Presencia de núcleo: Procariotas (arqueas y bacterias) o Eucariotas (protoctistas y hongos).

c) Tipo de nutrición: Autótrofos (algas y algunas bacterias y arqueas) o Heterótrofos (protozoos, hongos y algunas bacterias y arqueas).

d) Bioquímica: Sin histonas y con fMet como aa iniciador de la traducción (bacterias) o con histonas y Met como aa iniciador de la traducción (arqueas* y eucariotas).

*En la arquea, el ADN se enrolla sobre una estructura proteica compuesta por tres dímeros idénticos de histonas

e) Modo de vida: Patógenos o parásitos (virus, viroides, priones, y algunas bacterias, protozoos y hongos) o no, es decir, de vida libre (las arqueas, algas y muchas bacterias, protozoos y hongos). De los primeros se ocupa la Microbiología médica, veterinaria o la agrícola o forestal, dependiendo si producen enfermedades en el ser humano, animales, plantas cultivadas o árboles, formando parte en estos dos últimos casos de la Fitopatología (estudio de las enfermedades de las plantas).

 3. Microorganismos eucarióticos. Principales características de algas, protozoos y hongos.

Paramecio, ejemplo de protozoo ciliado (Reino Protoctista).

Vorticella, ejemplo de protozoo ciliado sésil (vive fijo al sustrato) al que se une por un pedúnculo contráctil.

Sacharomyces cerevisae, levadura cervecera, hongo unicelular (Reino Fungi, Hongos). Responsable de la fermentación alcohólica utilizada en la fabricación del pan, cerveza y otras bebidas alcohólicas.

Limón colonizado por el moho Penicillium (Reino Fungi)

Cultivo de Penicillium chrysogenum, productor de penicilina en una placa de Petri. En un cultivo bacteriano en una placa de Petri contaminado por este moho, Fleming observó la destrucción de las colonias bacterianas por la acción de una sustancia antibiótica producida por el moho.

Rhizopus, moho del pan.

Los mohos, como todos los hongos, crecen y se multiplican con la humedad. 

 4. Bacterias.

Son organismos procariotas incluidos en el Reino Moneras. Actualmente, las arqueobacterias se han incluido en un dominio aparte, Archaea, mientras que las eubacterias o bacterias verdaderas, se incluyen en el Dominio Bacteria. Biodiversidad bacteriana y arqueana.

    4.1. Características estructurales.

Son organismos unicelulares procariotas con pared celular de peptidoglucano (excepto los micoplasmas). En algunos casos, forman filamentos, como muchas cianobacterias o los estreptococos. En otros casos, los cocos se agrupan por parejas o en racimos: 

 

 

 

 

    4.2. Características funcionales.

          4.2.1. Reproducción

          4.2.2. Tipos de nutrición.

Hay de todos los tipos:

a) Fotótrofos oxigénicos (cianobacterias, muy importantes pues contribuyeron a oxigenar nuestra atmósfera, pero su proliferación en los lagos puede provocar eutrofización, que es una disminución de la calidad del agua) y anoxigénicos (bacterias verdes y purpura del azufre). 

La mayoria son fotolitotrofos o fotoautotrofos (usan CO2 como fuente de C) pero algunas son fotoorganotrofas o fotoheterotrofas (usan moléculas orgánicas como fuente de C) como alguna bacteria verde no sulfurosa.

b) Quimiolitotrofos o quimiosintéticos, como las bacterias nitrificantes (muy para la fertilidad de los suelos y, por tanto, para la agricultura)

c) Heterotrofas u organotrofas Fermentadoras. Como las bacterias lácticas (muy importantes en la fabricación de productos lácteos, como el yogur, además de que muchas de ellas tienen una función probiótica en nuestro organismo).

d) Heterotrofas con respiración aerobia (usan oxígeno como aceptor final de electrones, como E.coli) o con respiracion anaerobia (no usan oxígeno como aceptor final).

Las bacterias pueden ser parásitas y en este caso, pueden ser patógenas, simbióticas o comensales. Estos dos últimos tipos forman parte de la importantísima microbiota humana (p.ej. la microbiota intestinal, llamada anteriormente flora bacteriana intestinal). También las hay saprófagas con un importante papel como descomponedoras en los ecosistemas, reciclando la materia para los productores.

Respecto a su relación con el oxígeno pueden ser:

a) Aerobias: necesitan oxígeno, al realizar la respiración aerobia.

b) Anaerobias facultativas. En presencia de oxígeno realizan la respiración aerobia y en su ausencia, la fermentación.

c) Anaerobias estrictas. Realizan un metabolismo fermentativo y el oxígeno las mata (poder antiséptico del agua oxigenada).

 5. Virus.

Son seres acelulares formados por un ácido nucleico (ADN o ARN, uno de los dos) cubierto por una cápsida proteica y que son parásitos celulares obligados, por lo que pueden provocar la destrucción de las células parasitadas o provocar enfermedades en las plantas (estudiadas por la fitopatología o por la virología agrícola o forestal) o en los animales, incluido el ser humano. Por ello, los virus, además de parásitos, son patógenos. A la organización básica se le puede añadir una envuelta lipoproteica en muchos virus animales o una organización compleja en bacteriófagos o fagos (virus que infectan a bacterias).

En muchos casos, el material genético vírico se puede integrar en el genoma parasitado y replicarse con él, sin efectos fenotípicos durante generaciones.

Adenovirus, virus animal de ADN bicatenario. Se ha usado como vector (portador de la información genética) del coronavirus SARS-CoV-2 (CoViD-19) en algunas vacunas, como la rusa Sputnik.

VMT (Virus del mosaico del tabaco), virus vegetal de ARN (+), es decir de ARN monocatenario que podría servir como ARNm. 

VIH (Virus de Inmunodeficiencia Humana), retrovirus (tiene una molécula de ARN que mediante una retrotranscriptasa o transcriptasa inversa que va dentro de la cápsida, da lugar a una molécula de ADN) causante del SIDA (Síndrome de Inmuno-Deficiencia Adquirida)  

.

Bacteriófago T4, parásito lítico de E. coli. Su material genético es una molécula de ADN bicatenario.

     5.1. Composición y estructura.

Los virus tienen una estructura básica formada por dos componentes:

a) Ácido nucleico:

  a1. ARN

    a1.1. Bicatenario (ARN2C o RNA ds), como los rotavirus, que producen diarrea.

    a1.2. Monocatenario (ARN1C o RNA ss). Es mucho más frecuente.

           a1.2.1. ARN (+), que puede actuar como ARNm, como los coronavirus.

           a1.2.2. ARN que lleva a cabo la retrotrancripción, como el VIH (son los retrovirus). 

           a1.2.3. ARN (-), complementario del ARNm, como los virus de la gripe.

  a2. ADN

     a2.2. Bicatenario (ADN2C o DNA ds), como los adenovirus, que producen algunas infecciones respiratorias.

     a2.1. Monocatenario (ADN1C o DNAss). Es menos abundante. Los parvovirus, que producen gastroenteritis.

b) Cápsida proteica, que puede ser cilíndrica (ej. VMT) o icosaédrica (ej. adenovirus).

Dependiendo del tipo de virus, pueden tener:

c) Envuelta lipoproteica, en muchos virus animales, como los coronavirus, que se la llevan por gemación a partir de la última célula infectada. Dicha envuelta, procedente de la membrana plasmática de la célula infectada, es modificada con proteínas víricas, p.ej. con las espículas del coronavirus:

d) Estructura compleja en los bacteriófagos, como el T4:

e) En algunos casos, como los retrovirus, llevan alguna enzima vírica dentro de la cápsida, necesaria para su multiplicación. Los retrovirus llevan la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa.

     5.2. Ciclos de vida: lítico y lisogénico.

   6. Partículas infectivas subvirales: viroides y priones.

   7. Métodos de estudio de los microorganismos (ver PP en el apdo. 8.3). Esterilización y pasteurización.

Para obtener un cultivo puro de una cepa bacteriana o fúngica es necesario que se empleen una serie de técnicas (diluciones sucesivas, etc.) que nos permitan el aislamiento  de células individuales de una mezcla inicial que tiene diferentes tipos de microorganismos. Si el aislamiento se realiza en un medio sólido apropiado, p.ej. en una placa de Petri con agar-agar, podemos hacer un cultivo: la célula se multiplica,  y se origina un clon o población clonal: una colonia, visible a simple vista.

Para la eliminación de los microorganismos del medio de cultivo (paso previo a su cultivo), se lleva a cabo una esterilización por calor en un autoclave.

Temperaturas entre 50 y 70ºC: matan protozoos y hongos.

Temperaturas entre 70 y 100ºC: matan a las bacterias.

Temperaturas superiores a 100ºC: matan las endosporas bacterianas (formas de resistencia)

Para matar los microorganismos (en el laboratorio o en la industria alimentaria) se suele utilizar calor húmedo, que produce la desnaturalización y coagulación de las proteínas microbianas:

a) Esterilización clásica: 120ºC durante 30 minutos. Se utiliza para esterilizar conservas en lata y frascos de vidrio.

b) Esterilización UHT (Ultra High Temperature): 140ºC durante 3 segundos. Mantiene mejor el sabor y vitaminas de los alimentos, pero proporciona un tiempo menor de conservación que la anterior.

c) Pasteurización (que toma el nombre del microbiólogo francés Louis Pasteur, que desarrolló el método): mata a la mayoría de microorganismos de los alimentos, conservando su sabor y aroma. Se calienta a 72ºC durante 15 a 20 segundos. Después hay que mantenerla refrigerada y su fecha de caducidad es corta.

   8. Relaciones entre los microorganismos y la especie humana.

       8.1. Beneficiosas. 

Los microorganismos pueden ser beneficiosos para el ser humano por diferentes motivos:

a) Se usan en biotecnología o microbiología industrial para obtener una gran variedad de productos (Ver PP de biotecnología microbiana más abajo).

b) Se emplean para obtener antibióticos (ciertos hongos y bacterias) o terapias novedosas antibacterianas, como la fagoterapia (uso de fagos para combatir bacterias resistentes a antibióticos).

c) Papel importantísimo en la agricultura: bacterias nitrificantes.

d) Papel ecológico como base de cadenas tróficas (cianobacterias y algas) y como regulador del clima (al absorber dióxido de carbono).

       8.2. Perjudiciales: enfermedades producidas por microorganismos en la especie humana, animales y plantas.

PP de enfermedades infecciosas

En las plantas, el mosaico del tabaco es producido por un virus (el VMT), el exocortis de los cítricos por un viroide y , p.ej., el "ébola del olivar" se debe a la bacteria Xylella fastidiosa.

       8.3. Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos. 

PP de Técnicas de cultivo bacterianas y papel de los microbios en los ciclos biogeoquímicos

9. Biotecnología. 

    9.1. Concepto y aplicaciones.

    9.2. Importancia de los microorganismos en investigación e industria: productos elaborados por biotecnología. 

PP de Biotecnología microbiana

II. OBSERVACIONES 

1. Es conveniente resaltar que la definición de microorganismo se hace en razón de su tamaño y que los grupos que se incluyen bajo este término presentan una gran heterogeneidad. 

 2. Al establecer distintos grupos de microorganismos, deben destacarse las diferencias que permitan su identificación. Para ello, se recomienda la utilización de imágenes que posibiliten la distinción, por ejemplo, entre una bacteria y un alga o un protozoo. Se sugiere que de los virus se elijan imágenes de adenovirus, VMT, virus del SIDA y bacteriófagos; del Reino Monera se elijan imágenes de cocos, bacilos, vibrios y espiroquetas; del Reino Protoctista, imágenes de algas unicelulares flageladas, diatomeas, paramecios, vorticelas y amebas; y del Reino Fungi, imágenes de levaduras (Saccharomyces cerevisiae) y mohos (Penicillium, Rhizopus). No se trata, por tanto, de discutir pormenorizadamente la estructura y fisiología de dichos grupos. 

 3. Con relación a los virus debe destacarse su carácter acelular. Al exponer la composición y estructura general de los virus, es aconsejable utilizar como ejemplos el bacteriófago T4 y el virus del SIDA. La replicación de los virus puede ejemplificarse mediante los ciclos del fago lambda y del virus del SIDA.

 4. Respecto al ciclo lisogénico de los virus, se sugiere destacar que tras la etapa de integración del ADN vírico en el ADN de la célula huésped, en determinadas condiciones, el ADN vírico puede activarse dando lugar a la duplicación del ADN, transcripción y síntesis de las proteínas víricas, ensamblaje y liberación. 

 5. El alumnado debe conocer la existencia de otras formas acelulares diferentes a los virus, como son los viroides y los priones. Deben destacarse las diferencias en su composición y su relación con enfermedades de plantas y animales (encefalopatía espongiforme).

 6. Se recomienda resaltar la importancia del aislamiento y el cultivo de los microorganismos, así como diferenciar los conceptos de esterilización y pasteurización. 

 7. El alumnado debe conocer las relaciones tanto beneficiosas como perjudiciales que establecen los microorganismos con el ser humano, así como con los animales, las plantas y el medio ambiente. Este conocimiento debe ilustrarse con ejemplos sin que ello implique necesariamente el conocimiento del nombre científico