VIRUS Y BACTERIAS

PARA LOS ESTUDIANTES DE BIOLOGIA GRADO 10º:
LAS BACTERIAS
Jóvenes los invito a explorar el documento temàtico que encontraràs en la siguiente pàgina; les recuerdo que deben analizar aspèctos como la morfologìa, la reproducciòn y los hàbitos especificos.


http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Bacteria.htm

Jóvenes éste es el segundo material que les recomiendo:

GUÍA N°6: BACTERIAS Y VIRUS

Figura 1. Células.

El término célula hace referencia tanto a organismos completos (de vida libre): dinoflagelados, diatomeas, espiroquetas causantes de enfermedades, como células especializadas de organismos superiores pluricelulares, como linfocitos, eritrocitos, células musculares o nerviosas. Con independencia del tamaño o de que sea una entidad autónoma o una parte de un organismo, todas las células tienen ciertos elementos estructurales comunes.

Figura 2.

Esquema de una célula vegetal que muestra sus principales características: pared celular, y cloroplastos.

Figura 3.

Esquema general de la ultra estructura de una célula animal ideal.

En los procariontes existen algunas otras estructuras externas como los flagelos, que permiten el movimiento celular, los cilios están asociados a los procesos de conjugación entre las células, y la cápsula que es el envoltorio externo que poseen algunas bacterias como elemento protector, usualmente asociado a la patogenicidad.

En los eucariontes existen las mitocondrias donde ocurre la respiración y otras funciones asociadas a la conversión energética, los cloroplastos en donde se realiza la fotosíntesis, los lisosomas que contienen enzimas degradativas, el aparato de Golgi donde se originan y transportan los lisosomas y otras vacuolas.

BACTERIAS

Del griego, bakteria, ‘bastón’, es un grupo abundante de organismos unicelulares y microscópicos, que carecen de núcleo diferenciado y se reproducen por división celular sencilla.

No todas las bacterias tienen capacidad de movimiento, pero las que lo hacen se desplazan gracias a la presencia de apéndices filamentosos denominados flagelos (Figura 4). Éstos pueden localizarse a lo largo de toda la superficie celular o en uno o ambos extremos, y pueden estar aislados o reunidos en grupo. Dependiendo de la dirección en que gire el flagelo, la bacteria puede moverse avanzando o agitándose en una dirección concreta. La duración de los movimientos de avance en relación a los de giro, está asociada a receptores presentes en la membrana bacteriana; estas variaciones permiten a la bacteria acercarse a determinadas sustancias, como partículas alimenticias, y alejarse de aquellas condiciones ambientales adversas. En algunas bacterias acuáticas, que contienen partículas ricas en hierro, el movimiento se orienta según el campo magnético.

Figura 4. Anatomía de una bacteria sencilla.

Una bacteria simplificada está formada por tres capas externas que envuelven las estructuras internas; la capa pegajosa protege la pared celular rígida, que a su vez cubre la membrana celular semipermeable. El flagelo es un medio de locomoción y los pelos que se extienden por fuera de la cápsula ayudan a la bacteria a sujetarse a las superficies. El material genético está contenido en el ADN que forma el nucleoide. Los ribosomas que flotan en el citoplasma intervienen en la síntesis de proteínas.

Figura 5. Estreptococos.

Streptococcus pyogenes es una bacteria patógena común, que se encuentra en la boca, la garganta, el tracto respiratorio, la sangre y las heridas de los seres humanos. Es transportada por el aire, y es responsable de diversas enfermedades humanas, como la infección hemolítica de garganta.

Figura 6. Espiroqueta.

Son organismos unicelulares que carecen de una organización interna bien definida. La bacteria Leptospirilla ichterohaemorrhagiae, fotografiada aquí, presenta una estructura espiral característica, llamada espiroqueta, que es común a más de 1.600 especies de bacterias.

Muchas especies tienden a vivir asociadas a grupos de a pares, en cadenas, en flóculos, etc.

TABLA III.

Clasificación de las bacterias y enfermedades que causan en el hombre.

	TIPO	ESPECIE	ENFERMEDAD
	Bacilo	Bacillus anthracis Bacillus cereus Clostridium botulinum Clostridium perfringens Clostridium tetani Corynebacterium diphtheriae Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Legionella pneumophila Mycobacterium leprae Mycobacterium tuberculosis Salmonella sp. Salmonella typhi Salmonella typhimurium Shigella dysenteriae Shigella sp. Yersinia enterocolitica Yersinia pestis Yersinia pseudotuberculosis	Ántrax Intoxicación alimentaria por Bacillus cereus Botulismo Mionecrosis clostridial (gangrena gaseosa) Tétanos Difteria Diarrea Bronconeumonía Enfermedad del legionario Lepra Tuberculosis Salmonelosis Fiebres tifoideas Gastroenteritis por Salmonella Disentería bacilar Sigelosis Yersiniosis, gastroenteritis Peste Linfadenitis mesentérica
	Clamidia	Chlamydia trachomatis	Tracoma, uretritis, cervicitis, conjuntivitis
	Cocobacilo	Bordetella pertussis Brucella sp. Haemophilus influenzae Haemophilus pertussis	Tos ferina Brucelosis Meningitis, neumonía bacteriana Tos ferina
	Coco	Neisseria gonorrhoeae Neisseria meningitidis Staphylococcus aureus Streptococcus pneumoniae Streptococcus pyogenes Streptococcus sp.	Gonorrea, enfermedad inflamatoria pélvica Meningitis Neumonía, síndrome de shock tóxico, infecciones de la piel, meningitis Neumonía, infecciones del oído, meningitis Infecciones de garganta, fiebre reumática Escarlatina, fiebre puerperal
	Listeria	Listeria monocytogenes	Listeriosis, septicemia perinatal, meningitis, encefalitis, infecciones intrauterinas
	Micoplasma	Mycoplasma pneumoniae	Neumonía
	Rickettsia	Rickettsia prowazekii Rickettsia rickettsii Rickettsia typhi	Tifus epidémico, enfermedad de Brill-Zinsser (transmitida por piojos) Fiebre de las montañas Rocosas (transmitida por garrapatas) Tifus endémico (tifus murino, transmitido por la pulga de la rata)
	Espirilo	Campylobacter fetus jejuni Spirillum minor	Campilobacteriosis (diarrea bacteriana) Fiebre producida por mordedura de rata
	Espiroqueta	Treponema pallidum	Sífilis
	Vibrio	Aeromonas hydrophila Plesiomonas shigelloides Vibrio cholerae 01 Vibrio cholerae no-01 Vibrio parahemolyticus Vibrio vulnificus	Gastroenteritis, septicemia, celulitis, infecciones de heridas, infecciones de las vías urinarias Gastroenteritis, diarrea Cólera epidémico Gastroenteritis Gastroenteritis por Vibrio parahemolyticus Infecciones de heridas, gastroenteritis, septicemia primaria

Tabla IV.

Selección de algunas bacterias de interés industrial o epidemiológico.

Grupo	Género	Importancia (Característica)
Indicadores	Escherichia Enterobacter Streptococcus Clostridium	Se les utiliza como indicadores de contaminación de una fuente de agua, por contacto con heces humanas. Se utilizan como indicadores aquellas bacterias cuyo hábitat usual es principalmente humano.
Nitrificadores	Nitrobacter Nitrosomas	Oxidan compuestos inorgánicos de nitrógeno.
Desnitrificadores	Bacillus Pseudomonas	Reducen nitritos y nitratos a nitrógeno molecular gaseoso o a óxido nitroso gaseoso.
Bacterias del decaimiento o de la degradación	Pseudomonas Flavobacterium Zooglea Clostridium Micrococcus Methanobacterium Methanococcus Methanosarcina	Degradación de orgánicos. Degradación de proteínas. Formación de flóculos en lodos activados. Productor anaerobio de ácidos grasos. Productor anaerobio de ácidos grasos. Productor anaerobio de metano a partir de ácidos grasos (útiles en reactores de metanogénesis).
Bacterias del Azufre	Thiobacillus Desulfovibrio	Oxidadora de azufre y de hierro. Reductora anaerobia (azufre y otros, corrosión).
Bacterias fotosintéticas	Chlorobium Chromatium	Ambos géneros reducen sulfuros (S2-) a azufre elemental.

El proceso de vida de una célula bacteriana puede ser simplificado a una síntesis de acumulación de sus propios componentes a partir de compuestos más simples, conocido como metabolismo celular. El concepto de sustrato engloba todos los requerimientos nutricionales y físicos de la célula y, naturalmente, dependen de la especie en particular. Una de las variables más importantes es la temperatura, se debe tener en cuenta que hay bacterias que se pueden desarrollar a temperaturas de los 0°C, mientras que existen otras que crecen óptimamente a temperaturas del orden de los 70°C. Sin duda lo más típico es el rango de temperatura ambiente baja (4 a 6°C) hasta los 70°C.

Desde el punto de vista nutricional, se distinguen dos grandes grupos:

• Heterótrofos: obtienen tanto su energía como el carbono a partir de moléculas orgánicas.
• Autótrofos: obtienen el carbono desde el CO₂ y la energía a partir de compuestos inorgánicos (sales que resultan oxidadas) o de la luz. Si el caso de este autótrofo utilizara luz, será clasificado como fotoautótrofo, mientras que si utiliza sales se le llama quimioautótrofo.

El soporte de la vida celular no sólo incluye el carbono y la energía, además se debe contemplar fuentes de nitrógeno, fosfato, azufre, metales y otros elementos en bajas concentraciones, que dependerán sus requerimientos de cada especie.

Considerando las variables físicas, respecto a la temperatura se clasifican:

• Psicrófilos: para aquellas bacterias capaces de crecer a temperaturas bajo 0°C hasta los 25°C.
• Mesófilos: entre el rango de 25°C a los 40°C.
• Termófilos: capaces de crecer entre los 40°C y los 100°C.

Desde el punto de vista del pH, aquellas que habitan en lugares de acidez extrema, se denominan acidófilas (entre 1 a 2 pH).

Los organismos fotoautótrofos (fotosintetizadores) conforman la entrada de materia orgánica al planeta. La fotosíntesis produce orgánicos a partir de CO₂, agua y luz solar con 0₂. La diferencia es que estos fotoautótrofos también pueden funcionar heterotróficamente, sobre todo cuando no hay suficiente radiación solar, en este caso la reacción cursa al revés:

nCO₂ + nH₂O + Radiación º (CH₂O)n + O₂

La letra "n" se ha usado para destacar que el carbohidrato CH₂O, no ocurre en aislación sino que conforma moléculas más grandes.

Los heterótrofos aeróbicos consumen orgánicos y O₂:

(CH₂O)n + nO₂ º nCO₂ +n H₂O

de modo que en un sistema acuático se puede encontrar interacciones entre seres vivos en que, por ejemplo, el O₂ producido por las algas sirve para la respiración de bacterias, que de existir orgánicos producen CO₂ que resulta útil a las algas.

Los sistemas acuáticos no se saturan de microorganismos (excepto en el caso de la eutroficación). El control se relaciona con la presencia de otros organismos más grandes (por ejemplo los peces) que necesitan ingerir varias veces su masa, de modo que las cadenas alimenticias aseguran una alta diversidad y una baja densidad de seres vivos.

Aquellas descargas de carácter urbano (aguas servidas) generadas por altas densidades urbanas, contienen una razón de carbono: nitrógeno: fosfato, que equilibra los requerimientos de las bacterias, mientras que las aguas descargadas por actividades industriales pueden descargar nitrógeno: fosfato, sin carbono. Por lo tanto, es posible que las descargas industriales generen condiciones de alta productividad de algas, porque proveen compuestos químicos necesarios para el desarrollo de fotoautótrofos y quimiautótrofos, en ausencia de carbono orgánico.

VIRUS

Figura 7. Estructura viral.

Algunos bacteriófagos (virus que parasitan bacterias), izquierda, tienen una estructura bastante complicada y elaborada. El fago T4, representado aquí, consta de cinco proteínas y de las siguientes partes: cabeza, cola, un cuello o collar, placa basal y unas fibras a modo de patas. Por contra, un virus de la gripe, derecha, es más simple. Una envuelta lipídica envuelve el caparazón proteico, o cápsida, el cual, como en el bacteriófago, encierra el material genético enrollado. Desde esta envuelta se proyectan dos tipos de proteínas a modo de púas, que determinan las propiedades infectivas del virus. Los hospedadores humanos deben producir nuevas defensas inmunes cada vez que éstas mutan; de aquí las vacunaciones anuales que se realizan.

Figura 8. Cuerpos lítico y lisogénico de un bacteriófago.

Todos los bacteriófagos (virus que parasitan bacterias) tienen un ciclo lítico, o infeccioso, en el que el virus, incapaz de replicarse por sí mismo, inyecta su material genético dentro de una bacteria. Utilizando las enzimas y los mecanismos de síntesis de proteínas del huésped, el virus puede reproducirse y volverse a encapsular, fabricando unas 100 nuevas copias antes de que la bacteria se destruya y estalle. Algunos bacteriófagos, sin embargo, se comportan de diferente forma cuando infectan a una bacteria. El material genético que inyectan, se integra dentro del ADN del huésped; se replica de manera pasiva con éste, y lo heredan la progenie bacteriana. En una de cada 100.000 de estas células lisogénicas, el ADN viral se activa de forma espontánea y comienza un nuevo ciclo lítico.

Figura 9. Virus.

Los virus son parásitos intracelulares obligados, partículas compuestas de material genético (ADN o ARN, pero no ambos) rodeado por una cubierta proteica protectora. Fuera del huésped son inertes; dentro, entran en una fase dinámica en la que se replican, utilizando las enzimas de la célula huésped, sus ácidos nucleicos, sus aminoácidos y sus mecanismos de reproducción. Así, llevan a cabo lo que no pueden realizar solos. La replicación viral conlleva, a menudo, perjuicios para el hospedador: enfermedades como el herpes, la rabia, la gripe, algunos cánceres, la poliomielitis y la fiebre amarilla, son de origen vírico. Entre los 1.000 a 1.500 virus conocidos, hay unos 250 que causan enfermedades en los seres humanos (unos 100 de los cuales, provocan el resfriado común), y otros 100 infectan a distintos animales.

Tabla V.

Clasificación de los virus y las enfermedades que causa en el hombre.

	TIPO		VIRUS	ENFERMEDAD
	Adenovirus				Resfriado común
	Bunyavirus		Hantaan La Crosse Sin Nombre		Insuficiencia renal Encefalitis (infección cerebral) Síndrome pulmonar
	Calicivirus		Norwalk		Gastroenteritis (diarrea, vómitos)
	Coronavirus		Corona		Resfriado común
	Filovirus		Ébola Marburg		Fiebre hemorrágica Fiebre hemorrágica
	Flavivirus		Hepatitis C (no A, no B) Fiebre amarilla		Hepatitis Hepatitis, hemorragia
	Hepadnavirus		Hepatitis B (VHB)		Hepatitis, cáncer de hígado
	Herpesvirus		Citomegalovirus Virus Epstein-Barr (VEB) Herpes símplex tipo 1 Herpes símplex tipo 2 Virus herpes humano 8 (VHH8) Varicela-zóster		Defectos de nacimiento Mononucleosis, cáncer nasofaríngeo Herpes labial Lesiones genitales Sarcoma de Kaposi Varicela, zona
	Ortomixovirus		Influenza tipos A y B		Gripe
	Papovavirus		Virus del papiloma humano (VPH)		Verrugas, cáncer de cuello del útero
	Picornavirus		Coxsackievirus Echovirus Hepatitis A Poliovirus Rinovirus		Miocarditis (infección del músculo cardiaco) Meningitis Hepatitis infecciosa Poliomielitis Resfriado común
	Paramixovirus		Sarampión Paperas Parainfluenza		Sarampión Paperas Resfriado común, infecciones del oído
	Parvovirus		B19		Eritema infeccioso, anemia crónica
	Poxvirus		Ortopoxvirus		Viruela (erradicada)
	Reovirus		Rotavirus		Diarrea
	Retrovirus		Virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) Virus de la leucemia humana de las células T (VLHT-1)		Síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) Leucemia de células T del adulto, linfoma, enfermedades neurológicas
	Rhabdovirus		Rabia		Rabia
	Togavirus		Encefalomielitis equina del este Rubéola		Encefalitis Rubéola, defectos de nacimiento

Aerobios: Usan O2

Anaerobios: No usan O2