Microbiologia: Arqueus, Bacteris i Resposta Immunitària

Arqueus

S'engloben dins del domini Archea. Són procariotes, generalment anaerobis i sobreviuen en ambients extrems. La seva membrana plasmàtica pot ser bicapa (semblant a la de les cèl·lules eucariotes) o monocapa, amb una sola capa de fosfolípids. La paret cel·lular dels arqueus no té mureïna. El seu genoma està format per una sola cadena de DNA més petit que el dels bacteris.

• Halòfils extrems: organismes anaerobis que viuen en ambients hipersalins com llacs salins, profunditats marines.
• Termòfils: Sobreviuen entre 45 i 121 graus. Es troben en sòls escalfats per l'activitat volcànica o falles de l'escorça oceànica.
• Acidòfils: Es desenvolupen a pH inferiors a 3. Habiten en termes volcàniques amb fissures per les quals surten vapors sulfurosos.
• Metanògens: Produeixen metà i habiten en aiguamolls, pantans. Són importants per a l'ésser humà.

Bacteris

Tots presenten paret cel·lular menys els micoplasmes (organismes més senzills). La paret cel·lular dels bacteris conté mureïna i la seva membrana plasmàtica és semblant a la de les cèl·lules eucariotes. Depenent de la seva paret cel·lular, es classifiquen en:

• Grampositius: la tinció és de color blau. La seva paret cel·lular és una gruixuda capa monoestratificada de mureïna. Entre ells destaquen: estreptococs i estafilococs, bacteris patògens que habitualment causen infeccions a la boca, vies respiratòries i pell en l'espècie humana.
• Gramnegatius: la tinció surt de color vermell. La seva paret té una capa fina de mureïna i una membrana externa semblant a la membrana plasmàtica, que els protegeix contra certs antibiòtics. Alguns exemples són: bacteris que fixen el nitrogen en simbiosi amb arrels de plantes, cianobacteris i enterobacteris.

Transformació

És un procés pel qual un bacteri introdueix al seu interior fragments de DNA que apareixen lliures al medi, procedents de la lisi d'altres bacteris. L'entrada de DNA pot ser deguda a proteïnes de membrana. Els gens que entren s'integren amb el DNA bacterià. És un procés molt generalitzat entre bacteris gramnegatius i grampositius.

Transducció generalitzada

1. Un virus amb el cicle lític afecta un bacteri.
2. El virus fa còpia del material genètic i fragmenta el d'aquest bacteri.
3. Algun fragment de DNA bacterià s'empaqueta en una càpsida en lloc del genoma víric.
4. Els nous virus surten a l'exterior i lisen el bacteri.
5. Un segon bacteri rep la partícula transductora amb el DNA del bacteri anterior.
6. El DNA del primer bacteri s'integra en el segon. Aquest bacteri, en no tenir genoma víric, viurà i els seus gens seran heretats pels seus fills.

Prions, leucòcits i limfòcits

Prions: proteïna que té la forma alterada amb una estructura terciària o quaternària. Està formada pel mateix tipus de proteïna, però amb forma alterada perquè en entrar en contacte amb la proteïna canvia la seva forma.

Monòcits: Tipus de leucòcits. Després de diversos dies a la sang, aquestes cèl·lules migren a diferents teixits o òrgans i es transformen en macròfags (fagociten bacteris). Augmenten de mida i incrementen la seva capacitat fagocítica.

Neutròfils: tenen com a funció fagocitar bacteris. Representen la major part dels leucòcits. Es troben al torrent sanguini i tenen una vida mitjana curta.

Limfòcits:

• Limfòcits B: fabriquen anticossos.
• Limfòcits T col·laboradors: s'encarreguen d'activar els limfòcits B i d'iniciar la proliferació dels limfòcits T citotòxics mitjançant la secreció d'unes molècules anomenades interleucines.

A la medul·la òssia vermella s'hi troben les cèl·lules mare precursores dels limfòcits (poden madurar en aquesta mateixa on es transformen en limfòcits B, o en poden sortir). El complex d'histocompatibilitat principal o MHC es troba a la membrana de totes les cèl·lules. Quan les cèl·lules presentadores d'antigen tenen antígens units als seus MHC, els limfòcits T els reconeixen i s'activen.

• MHC tipus I: es troba a les cèl·lules nucleades. Presenta antígens intracel·lulars.
• MHC tipus II: es troba principalment en els macròfags, limfòcits B i en les cèl·lules dendrítiques del sistema immunitari que fagociten i presenten antígens.

Reaccions immunitàries

Reacció d'aglutinació

Es produeix quan els anticossos reaccionen amb antígens de la superfície dels bacteris o altres cèl·lules. Aquests antígens de superfície es diuen aglutinògens i els seus anticossos específics, aglutinines. L'aglutinació passiva consisteix en l'adherència d'antígens solubles a la membrana de certes cèl·lules, als quals després s'uneixen anticossos i es produeix l'aglutinació.

Reacció d'opsonització

La unió d'anticossos a la superfície dels microorganismes afavoreix la fagocitosi. La unió produeix un augment d'adherència.

Cicles vírics

Cicle lític

Els virus provoquen la destrucció de la cèl·lula hoste que infecten. Ho realitzen els bacteriòfags (és el lloc on es produeix la síntesi de proteïnes o de toxines).

Cicle lisogènic

Els virus no destrueixen la cèl·lula en infectar-la, però el seu genoma s'acobla al genoma de la cèl·lula infectada (necessita un estímul per separar el genoma del virus del cel·lular per fer el cicle lític).

Tipus de resposta immunitària

Resposta humoral

1. Una cèl·lula fagocítica, com ara els macròfags sanguinis, fagocita i digereix un microorganisme, associa els antígens extrets a les seves proteïnes de membrana MHC tipus II i actua com a cèl·lula presentadora d'antigen.
2. La cèl·lula fagocítica mostra l'antigen a un limfòcit T col·laborador inactiu, el qual s'activa. El limfòcit T activat, en reconèixer el mateix antigen presentat per un limfòcit B, allibera interleucines que activen el limfòcit B.
3. Els limfòcits B activats es multipliquen i generen:

• Cèl·lules plasmàtiques que secreten anticossos lliures.
• Limfòcits B de memòria, que es mantindran a la sang per respondre ràpidament si en el futur el mateix microorganisme provoca una nova infecció.

Resposta cel·lular

Resposta enfront de patògens intracel·lulars. Es duu a terme per limfòcits T citotòxics que ataquen les cèl·lules canceroses o infectades, sense produir anticossos.

1. Un limfòcit T citotòxic específic s'uneix a una cèl·lula diana, que pot ser una cèl·lula cancerosa, una cèl·lula infectada per virus o una cèl·lula d'un teixit trasplantat. Aquestes cèl·lules presenten antígens específics units a les seves proteïnes de membrana, MHC tipus I.
2. S'activa el limfòcit T citotòxic que prolifera, generant més limfòcits T citotòxics específics contra aquest antigen, que localitzen altres cèl·lules infectades de l'organisme i s'hi uneixen. Després de la unió alliberen perforines, unes proteïnes que originen porus en la membrana de la cèl·lula, i granzims, proteïnes que penetren per endocitosi a la cèl·lula diana i n'inicien la mort.
3. El limfòcit T citotòxic queda lliure per atacar altres cèl·lules diana.

Sistema del complement i interferó

Sistema del complement

Està format per més de trenta proteïnes del tipus globulines, presents sempre al plasma. Intervé en la immunitat innata i en l'adquirida. L'activació d'una d'aquestes proteïnes origina una seqüència d'activacions de les proteïnes restants del complement. Les cèl·lules, com ara macròfags, mastòcits, eritròcits, etc., tenen a la membrana receptors per a algunes proteïnes del complement. El sistema del complement s'activa per tres vies i les seves funcions són:

• Activen la inflamació.
• Actuen com a opsonines.
• Originen toxicitat.
• Eliminen complexos Ag-Ac (el sistema del complement forma porus a les membranes de les cèl·lules endotelials i això provoca la lisi de la cèl·lula).

Interferó

Conjunt de petites proteïnes plasmàtiques que interfereixen en la replicació dels virus a l'interior de les cèl·lules.

Transcriptasa: enzim que copia l'ARN en forma d'ADN.

Transcripció d'un gen: enzim que copia la informació continguda a l'ADN i fa una molècula d'ARN.

Procés de l'interferó

L'entrada del virus produeix un senyal en el nucli de la cèl·lula hoste. La replicació viral activa el gen de l'interferó. L'interferó sintetitzat s'allibera a l'exterior cel·lular. La unió de molècules d'interferó a la superfície de cèl·lules veïnes té com a finalitat:

• Activar la producció de proteïnes antivirals que, davant una infecció viral, bloquegen la replicació del virus.
• Provocar la lisi en cèl·lules pròximes infectades.
• Posar en marxa els leucòcits i potenciar l'efecte dels limfòcits, cèl·lules assassines i macròfags per destruir cèl·lules infectades o tumorals.

Reacció de neutralització

En unir-se els anticossos amb els determinants antigènics de la càpsula vírica, la capacitat d'infecció d'un virus disminueix.

Barreres secundàries

• Proteïnes antimicrobianes (sistema del complement i interferó).
• Cèl·lules assassines: tipus de limfòcits que detecten cèl·lules canceroses i cèl·lules infectades per un virus, provoquen la mort trencant les membranes.
• Cèl·lules fagocítiques: cèl·lules sanguínies dels vertebrats superiors que, entre elles, es troben diversos tipus de glòbuls blancs o leucòcits amb capacitat fagocítica.

Conjugació

La conjugació bacteriana és el procés de transferència d'informació genètica des d'una cèl·lula donadora a una altra de receptora, promogut per determinats tipus de plasmidis, a través d'un pèl sexual. També pot contenir el plasmidi al DNA bacterià (un altre cas).