Bacteris, Virus i Prions: Biologia, Estructura i Malalties

Els Procariotes: Bacteris i la seva Biologia

Els procariotes són organismes unicel·lulars. La cèl·lula no té nucli, té pocs orgànuls membranosos, ni citoesquelet ni centríols. Es reprodueixen per bipartició.

Tipus de Metabolisme Procariota

Les cèl·lules procariotes poden ser de diferents tipus depenent del seu metabolisme:

• Fotoautòtrofs: utilitzen energia solar i CO₂
• Fotoheteròtrofs: utilitzen energia solar i matèria orgànica
• Quimioautòtrofs: utilitzen energia de les reaccions químiques i CO₂
• Quimioheteròtrofs: utilitzen energia de les reaccions químiques i matèria orgànica

Si utilitzen O₂ per a respirar són aeròbics; si no utilitzen O₂ per a respirar són anaeròbics; si, depenent de les condicions, utilitzen o no O₂, són aeròbics facultatius.

Els bacteris són procariotes.

Estructura dels Bacteris: Components Clau

• Càpsula: Poden tenir-ne o no. La constitueixen molècules de polisacàrids i polipèptids que els dóna protecció.
• Paret: Formada per mureïna. Permet al bacteri viure en condicions extremes. Si la paret té molta mureïna, la paret no es tenyirà i els bacteris seran Grampositius. Si la paret té poca mureïna, la paret es tenyirà i els bacteris seran Gramnegatius.
• Membrana: Bicapa lipídica de tipus unitari. Té replegaments anomenats mesosomes que permeten les reaccions metabòliques.
• Citoplasma: Només té ribosomes, no té ni orgànuls membranosos, ni citoesquelet, ni centríols.
• Material hereditari: El podem trobar en el nucleoide (hi ha ADN circular de doble cadena que regula les funcions cel·lulars) i als plasmidis (on hi ha petits cercles d’ADN circular de doble cadena que es dupliquen i passen d’un bacteri a l’altre).
• Flagels: Pèls proteics llargs enganxats a la membrana, és el mitjà de moviment d’alguns bacteris.
• Fímbries: Tubs fins que serveixen per a unir bacteris perquè puguin intercanviar plasmidis.

Morfologia dels Bacteris: Formes Comunes

Tipus de Formes Bacterianes

Tenen 4 tipus de forma:

• Cocs: tenen forma esfèrica. Poden estar junts (diplococs, estafilococs, estreptococs).
• Bacils: forma de cilindre allargat.
• Espirils: forma d’espiral.
• Vibrions: forma de coma.

Reproducció i Sexualitat Bacteriana

Reproducció Asexual per Bipartició

Fan reproducció asexual per bipartició.

Mecanismes de Sexualitat Bacteriana

La sexualitat es considera un intercanvi de gens. La sexualitat pot ser per:

• Conjugació: es combinen gens de dos bacteris mitjançant la fímbria i es forma un bacteri recombinant.
• Transducció: un virus incorpora el seu ADN dins del bacteri i es forma un bacteri recombinant.
• Transformació: un bacteri incorpora material genètic dispers en el medi i es forma un bacteri recombinant.

Els Virus: Estructura i Cicles de Vida

Els virus són entitats constituïts només per ADN o ARN que no tenen estructura cel·lular, ni metabolisme propi. Només són visibles al microscopi i només es poden reproduir dins d’una cèl·lula. Els virus estan compostos d’ADN o ARN i proteïnes que formen la coberta o l’embolcall dels àcids nucleics.

Els virus ADN poden ser monocatenaris lineals o bicatenaris lineals.

Els virus ARN poden ser monocatenaris lineals o cíclics, o bicatenaris lineals o cíclics.

Estructura Vírica Detallada

Càpsida: estructura proteica, dins de la qual es troba el material genètic.

A vegades tenen coberta i estructures d’ancoratge (espícules o fibres).

Tipus de Virus segons la seva Estructura

Segons l’estructura, els virus poden ser:

• Helicoïdals: capsòmers al voltant dels àcids nucleics en forma d’espiral.
• Polièdrics: els capsòmers formen una estructura icosaèdrica.
• Complexos o mixtos: part polièdrica i una beina contràctil.

Cicles de Reproducció Vírica

Els virus només es poden reproduir quan estan en contacte amb una cèl·lula hoste. Poden seguir dues formes de cicle:

• Cicle lític: Primer el virus es fixa a la membrana de la cèl·lula hoste (fixació), després penetra a la cèl·lula (penetració) i insereix l’ADN víric dins del genoma de la cèl·lula (eclipsi). Més tard, la cèl·lula, amb el material víric, començarà a crear més material víric fins que es formen nous virions (virus amb la seva estructura completa) (fase de maduració) i al final els virions s'alliberen (fase d’alliberament). Després de l’alliberament, la cèl·lula pot morir o no.
• Cicle lisogènic: Primer el virus es fixa a la membrana de la cèl·lula hoste (fixació), després penetra a la cèl·lula (penetració) i insereix l’ADN víric dins del genoma de la cèl·lula (eclipsi). La cèl·lula no comença a fabricar més material víric fins que no s’activa i es transforma en un cicle lític; a vegades no s’activa mai.

El Virus de la SIDA (VIH): Un Retrovirus

La SIDA es tracta d’un virus ARN o retrovirus. Els retrovirus tenen un enzim de transcriptasa inversa que els permet transcriure l’ARN en ADN just després de penetrar la cèl·lula per a poder integrar el material genètic víric dins d’aquesta i així completar el cicle.

Microbis i Salut Pública: Conceptes Clau

La Cadena Epidemiològica: Transmissió d'Infeccions

La cadena epidemiològica descriu els elements i factors que intervenen en la transmissió d’una infecció a un hoste.

Agent causal: Font que causa la infecció o malaltia. L’agent pot provocar que la malaltia es desenvolupi o no, depenent de:

• Dosi infectiva: quantitat d’agent infecciós que entra en contacte amb l’hoste. Si la dosi és alta, pot causar una malaltia; si és baixa, potser no arribarà a causar la infecció.
• Infectivitat: capacitat dels agents per a envair un hoste.
• Patogenicitat: capacitat dels agents per a causar malalties en un hoste.
• Virulència: és el grau de gravetat de la malaltia.
• Immunogenicitat: capacitat del sistema immunitari per a reaccionar davant un agent.

Transmissió: la fase on l’agent entra dins de l’organisme. Pot ser una transmissió directa (mitjançant contacte de mucoses, contacte cutani o inhalacions a curta distància com esternuts o tos) o indirecta (a través d’aliments, objectes, inhalació a llarga distància o vectors).

Hoste: l’organisme que és infectat. Un hoste pot tenir més o menys risc de desenvolupar una malaltia (susceptibilitat) depenent de l’edat, del sexe i de la base genètica. També depèn de si està exposat o no a la malaltia, i de com actuïn les seves barreres de defensa i el seu sistema immunològic.

Medi ambient: l’ambient, tant físic, biològic com social, pot influir en la baixada de defenses i facilitar l’entrada de malalties.

Principals Agents Infecciosos

• Prions: molècules proteiques patògenes i transmissibles.
• Virus: paràsits cel·lulars obligats sense estructura cel·lular.
• Bacteris: organismes procariotes senzills.
• Fongs: Eucariotes unicel·lulars i pluricel·lulars (Micosis: malalties infeccioses causades per fongs).
• Protozous: eucariotes unicel·lulars i pluricel·lulars.

Fases del Procés Infecciós

Primer, el microorganisme entra en contacte amb l’hoste (colonització); després, aquest envaeix els teixits interns de l’hoste (infecció). Més tard, hi ha un període d’incubació fins que apareixen els primers símptomes (fase de manifestació clínica). La malaltia seguirà intentant envair altres teixits i òrgans, però si l’acció del sistema immunològic i dels tractaments són eficaços, el malalt entrarà en una fase on el sistema s’anirà recuperant (fase de convalescència). Finalment, l’hoste es cura del tot o mor si el tractament no ha sigut eficaç (resolució de la infecció).

Cianobacteris: Característiques i Hàbitat

Són bacteris fotoautòtrofs i aeròbics de color verd que viuen en medis aquàtics. Contenen pigments fotosintètics en els ficobilisomes. També tenen carboxisomes al citoplasma que els ajuda a fixar i incorporar el CO₂. Poden aguantar condicions extremes.

Arqueobacteris: Organismes Extremofils

Bacteris quimioautòtrofs primitius que viuen en condicions extremes. Utilitzen CO₂ per al seu metabolisme.

Prions i la Malaltia de les Vaques Boges

Els prions són molècules proteiques sense material genètic. Hi ha dos tipus: els prions cel·lulars (bons) i els prions infecciosos.

Els prions cel·lulars formen part de les membranes de les neurones. Tenen una estructura secundària de tipus alfa.

Els prions alterats tenen una estructura secundària de tipus beta.

Quan els prions infecciosos entren en contacte amb els cel·lulars, canvien la seva estructura alfa per beta i els transformen en infecciosos.

Els prions van ser els agents que causaven la malaltia de les vaques boges (encefalopatia espongiforme bovina). Aquesta malaltia es podia contraure a través d’aliments que continguessin prions o genèticament per mutacions.