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Biología Microbiana: Nutrición, Virus, Patógenos y Parásitos Explicados

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Nutrición bacteriana

Quimioorganoheterótrofos: bacterias patógenas, hongos y animales.

Quimiolitoheterótrofos: Nitrobacter.

Fotoheterótrofos: bacterias verdes.

Quimiolitoautótrofos: bacterias nitrificantes, bacterias del azufre y del hierro.

Fotoautótrofos: cianobacterias y plantas.

Minerales esenciales para los microorganismos

Cationes (aprox. 2%)

  • K⁺: proteínas, pH y ósmosis.
  • Mg²⁺: ribosomas y cofactor enzimático.
  • Ca²⁺: esporas.
  • Fe²⁺: citocromos.
  • Na⁺: equilibrio osmótico.

Micronutrientes (oligoelementos)

  • Cu²⁺: enzimas respiratorias.
  • Co²⁺: vitamina B12.
  • Zn²⁺: centros enzimáticos.
  • Mo: fijación de nitrógeno.
  • Mn²⁺: enzimas.

Proteínas de la división celular bacteriana

  • FtsZ: polimeriza y forma el anillo en el centro celular.
  • FtsA: ATPasa que ensambla proteínas.
  • ZipA: ancla FtsZ a la membrana citoplasmática.
  • FtsI: peptidoglucano y une penicilina.
  • FtsK: separa el cromosoma.

Mecanismos de acción de los antimicrobianos

  1. Inhibición de la síntesis de la pared celular (β-lactámicos).
  2. Alteración de la permeabilidad de la membrana citoplasmática (lisis).
  3. Inhibición de la síntesis de proteínas (macrólidos).
  4. Bloqueo de la síntesis de ácidos nucleicos (inhibición de la replicación y la transcripción).
  5. Interferencia en las vías metabólicas (sulfamidas y cotrimoxazol).

Clasificación de los virus

Virus de ADN

  • Clase I: ADN bicatenario. La replicación y la transcripción son similares a las de las células.
  • Clase II: ADN monocatenario (+). El genoma pasa a ADN bicatenario y se replica mediante la maquinaria celular (duplicación).

Virus de ARN

Utilizan la ARN polimerasa ARN replicasa.

  • Clase III: ARN bicatenario. La transcripción se realiza a partir de la hebra ARN (+). Pasos: ensamblaje y creación de la hebra.
  • Clase IV: ARN monocatenario (+). Tiene la misma polaridad que el ARNm, por lo que no requiere conversión para generar proteínas virales. Existen dos modelos: unas proteínas se generan en el primer paso y otras mediante traducción.
  • Clase V: ARN monocatenario (−). Sintetiza un ARN monocatenario (+) utilizando el ARN (−) como molde. El ARN (+) resultante se utilizará para la transcripción y la replicación.

Retrovirus

Replican su ARN con un ADN bicatenario intermedio mediante transcripción inversa.

  • Clase VI: ARN monocatenario (+) con retrotranscriptasa. El virus aporta la retrotranscriptasa, que convierte el ARN (+) en ADN.
  • Clase VII: ADN bicatenario. Se inserta en el genoma celular y genera proteínas virales (enzima RT).

Microbiota del tracto digestivo

  • Estómago: Helicobacter pylori, Proteobacteria y Bacteroidetes.
  • Intestino grueso: predominan los procariotas fermentadores, como E. coli, Clostridium y Bacteroides.

Enfermedades causadas por toxinas bacterianas

  • Difteria: gen vírico que codifica la toxina.
  • Tétanos: bloquea los neurotransmisores. Las esporas se encuentran en el suelo y se diseminan a través de las neuronas, produciendo parálisis espástica.
  • Botulismo: bloquea la liberación de acetilcolina, impidiendo la contracción muscular.
  • Cólera: bloqueo del flujo de Na⁺, provocando una pérdida masiva de líquidos hacia la luz intestinal.

Ciclo lítico del bacteriófago T4 en E. coli

  1. Fijación: el virión T4 se une a un receptor de la membrana del hospedador.
  2. Penetración: el virión T4 se une a E. coli mediante las fibras basales. Estas se retraen y la cola toca la pared celular. La lisozima T4 forma un poro y se contrae la vaina de la cola.
  3. Replicación y síntesis de proteínas: el T4 codifica tres tipos de proteínas. Las proteínas tempranas actúan junto con el replisoma para copiar el genoma del fago. Las proteínas medias y tardías son estructurales.
  4. Empaquetamiento del genoma y liberación del virión: las procabezas se llenan y el motor de empaquetamiento se desprende. Después se añaden las demás partes del virión mediante autoensamblado.

Ejemplos de virus

  • Coronavirus: ARN monocatenario (+). El ARN molde sirve para generar cadenas complementarias, a partir de las cuales se producen los ARNm.
  • Orthomyxoviridae: ARN monocatenario (−). La envoltura presenta simetría helicoidal y proteínas como la hemaglutinina, la neuraminidasa, M2-1, el complejo polimerasa, la nucleoproteína y el ARN.
  • Retrovirus: ARN monocatenario (+) con transcriptasa inversa. El ADN bicatenario se integra de forma indefinida, formando un provirus.

Micosis

Micosis superficiales

Dermatofitosis: afecta la piel, el pelo y las uñas. Pitiriasis versicolor.

Micosis subcutáneas

Esporotricosis: es crónica. Puede ser localizada (nódulos en el punto de inoculación) o fija (sin diseminación).

Micosis cutáneo-mucosas

Candidiasis (Candida albicans): es endógena. Se favorece por la eliminación de la flora bacteriana, la diabetes y la inmunodepresión.

Micosis sistémicas

Afectan a dos o más órganos. Ejemplos: aspergilosis, zigomicosis y candidiasis sistémica (transmisión endógena por contaminación o traumatismo gastrointestinal).

Protozoos parásitos

  • Trichomonas: protozoo unicelular flagelado. Trofozoíto en hospedador monoxeno.
  • Leishmania: protozoo unicelular flagelado. Transmitido al hospedador por flebótomos (forma cutánea o visceral).
  • Trypanosoma: protozoo unicelular flagelado. Produce la enfermedad del sueño.
  • Paludismo (malaria): transmitido por mosquitos Anopheles (esporozoíto).
  • Entamoeba (disentería amebiana): ameba cosmopolita. Forma trofozoíto o quiste.
  • Giardiasis: parásito monoxeno cosmopolita. Forma quiste resistente.

Helmintos parásitos

  • Enterobius vermicularis: hospedador definitivo. Se reproduce sexualmente. Los huevos eclosionan en el duodeno.
  • Ascaris lumbricoides (ascariosis): monoxeno en el intestino delgado. Generalmente asintomático.
  • Trichinella spiralis (triquinosis): autoheteroxeno. Migra del intestino a los músculos.

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