Conceptos Fundamentales de Virología, Inmunología y Genética Microbiana

Virus y Partículas Subvirales

Bacteriófago

Un bacteriófago (o fago) es un virus que infecta exclusivamente a las bacterias. Al igual que los virus que infectan células eucariotas, los fagos están constituidos por una cubierta proteica o cápside, en cuyo interior está contenido su material genético, que puede ser ADN (monocatenario o bicatenario).

Retrovirus

La característica principal que particulariza a los retrovirus es que su genoma está constituido por ARN en lugar de ADN, a diferencia del resto de los virus. Para infectar a una célula, los retrovirus deben convertir (transcribir inversamente) su ARN en ADN mediante la enzima transcriptasa inversa, e insertarlo dentro del ADN propio de la célula a infectar.

Prión

Los priones fueron descubiertos en 1983 como causantes de enfermedades neurológicas mortales. Son partículas proteínicas anómalas que carecen de ácidos nucleicos. Actúan provocando un cambio conformacional en proteínas celulares normales (PrPc), transformándolas en proteínas alteradas (PrPSc). Este cambio provoca la pérdida de la función en la proteína normal y la acumulación de la forma anómala, pudiendo generar graves alteraciones en la célula, especialmente en las neuronas.

Sistema Inmunitario

Tipos de Linfocitos T

Existen principalmente tres tipos de linfocitos T:

• Linfocitos T citotóxicos (Tc): Liberan citotoxinas que destruyen células infectadas por antígenos (Ag) o células tumorales.
• Linfocitos T cooperadores (Th o helpers): Colaboran con los linfocitos Tc y los linfocitos B. Potencian la acción de los macrófagos secretando citoquinas y activan a los propios macrófagos y otros linfocitos.
• Linfocitos T supresores (o reguladores, Treg): Regulan la respuesta inmune a nivel celular y mantienen la tolerancia inmunológica, evitando respuestas autoinmunes.

Concepto de Antígeno y Anticuerpo

Antígeno

Los antígenos (Ag) son moléculas, generalmente extrañas al organismo, que son reconocidas por el sistema inmunitario y se unen a anticuerpos específicos o a receptores de linfocitos T. No suelen ser células completas ni virus completos, sino fragmentos moleculares (epítopos), a menudo localizados en la superficie de patógenos o células extrañas. También pueden ser toxinas u otras moléculas. Los más inmunogénicos suelen ser los de estructura proteica y de elevado peso molecular.

Anticuerpo

Los anticuerpos (Ac), también llamados inmunoglobulinas (Ig), son glucoproteínas globulares, un tipo de globulinas del plasma sanguíneo. Tienen la capacidad de reconocer y unirse específicamente a los antígenos que indujeron su formación, neutralizando su posible efecto patógeno. Son fabricados por las células plasmáticas (linfocitos B activados y diferenciados) y liberadas principalmente a la sangre y otros fluidos corporales.

Células de Memoria: Función

La memoria inmunológica es la capacidad que tiene el sistema inmune para producir una respuesta más rápida, eficaz y duradera frente a un antígeno que se presenta por segunda vez (respuesta secundaria). De esta forma, el antígeno será eliminado con mayor rapidez, a menudo sin que se produzca la enfermedad.

Las células de memoria (linfocitos B y T de memoria) se generan durante la respuesta primaria, cuando un macrófago (u otra célula presentadora de antígeno) con el complejo mayor de histocompatibilidad de clase II (MHC-II) activa a los linfocitos T cooperadores, los cuales a su vez ayudan a activar a los linfocitos B y T citotóxicos específicos. Las células de memoria ya están "preparadas" (no necesitan la misma activación inicial completa) y, al reencontrar el antígeno, se dividen rápidamente, generando una gran población de células efectoras (células plasmáticas y linfocitos T citotóxicos) para combatir la infección de forma acelerada.

Genética Molecular y Microbiana

Profago

En el ciclo lisogénico de algunos bacteriófagos, el ácido nucleico viral, en forma de ADN bicatenario, se integra en el cromosoma bacteriano mediante recombinación. Esta forma del genoma viral integrado y latente dentro del ADN bacteriano se denomina profago. El profago se replica junto con el ADN de la bacteria huésped y se transmite a las células hijas.

Plásmido

Los plásmidos son moléculas de ADN extracromosómico, generalmente circular y bicatenario, que se replican y transmiten de forma independiente del ADN cromosómico. Están presentes de forma natural en muchas bacterias y algunas arqueas y eucariotas inferiores. A menudo portan genes que confieren ventajas selectivas a la bacteria, como la resistencia a antibióticos, la producción de toxinas o nuevas capacidades metabólicas.

Transposones

Los transposones (o elementos genéticos móviles) son secuencias de ADN que tienen la capacidad de moverse (transponerse) a diferentes posiciones dentro del genoma de una célula. Son secuencias de ADN bicatenario que pueden escindirse de un lugar e insertarse en otro, o copiarse e insertarse en una nueva ubicación. Si un transposón se inserta dentro de un gen funcional, puede interrumpirlo y provocar una mutación, inactivando dicho gen.

Conceptos Clave en Microbiología

Definición de Patogenicidad y Resistencia

• Patogenicidad: Se define como la capacidad de un microorganismo (parásito, bacteria, virus, etc.) para causar enfermedad en un huésped susceptible.
• Resistencia: Se refiere a la capacidad del huésped para defenderse de la acción del patógeno o a la capacidad del patógeno para sobrevivir a los mecanismos de defensa del huésped o a tratamientos (como antibióticos). La susceptibilidad o resistencia del huésped puede estar influida por diversos factores (genéticos, nutricionales, estado inmunitario, etc.).

Aplicaciones Biotecnológicas

Levaduras y su Papel en la Industria

Las levaduras se incluyen en el Reino Fungi. Son hongos unicelulares que se reproducen típicamente de forma asexual por gemación y, en ciertas condiciones, sexualmente mediante la formación de ascosporas. Son de gran importancia para el ser humano:

• Son responsables de procesos de fermentación cruciales en la industria alimentaria (pan, cerveza, vino).
• Algunas especies producen antibióticos u otras moléculas de interés biotecnológico.
• Ciertas levaduras son patógenas y pueden provocar enfermedades (micosis) en humanos, animales o plantas.
• Son organismos modelo importantes en investigación biológica.