T1 Biología PDF
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This document provides a detailed overview of fundamental biological concepts. It examines the historical development of the field, highlighting key figures and discoveries. The document's structure includes an exploration of scientific methodology and introduces fundamental principles of biology.
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TEMA 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE BIOLOGÍA. 1.1. Ciencia y biología. Historia. Método científico. La biología en el contexto actual. 1.1.1 Ciencia y biología Biología (bios -vida- y -logía -estudio). La biología es la ciencia que estudia la vida. Supone el estudio razonado, metódico y ordenado de la ma...
TEMA 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE BIOLOGÍA. 1.1. Ciencia y biología. Historia. Método científico. La biología en el contexto actual. 1.1.1 Ciencia y biología Biología (bios -vida- y -logía -estudio). La biología es la ciencia que estudia la vida. Supone el estudio razonado, metódico y ordenado de la materia viva. Su objetivo es definir los principios básicos que rigen el funcionamiento de los seres vivos. Se organiza en ramas o especialidades. RAE: Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales con capacidad predictiva y comprobables experimentalmente. Sus temas son: evolución, transferencia de información y obtención de energía. Se ha empleado en toda la historia para la salud, alimento y supervivencia. 1.1.2 Historia de la biología ➔ Aristóteles (S.IV a.C.). Padre de la Zoología. Describe y ordena en grupos a los animales. ➔ San Alberto Magno (S.XII). Dos grandes obras sobre plantas y animales. ➔ Leonardo Da Vinci (S.XV). Estudia la anatomía humana. ➔ Siglo XVII: ◆ Francesco Redi. Rebate la idea de la generación espontánea. ◆ Robert Hooke. Término de célula al observar el tejido suberoso del corcho. ➔ Van Leeuwenhoek. Perfecciona lentes de aumento y observa bacterias, protozoos, glóbulos rojos, tejido nervioso, etc. ➔ Carl von Linné (S. XVIII). Sistema binomial de nomenclatura de los seres vivos. ➔ Siglo XIX: ★ Lamarck. Evolución orgánica. Admite la heredabilidad de los caracteres adquiridos. El concepto de biología como ciencia nace en el siglo XIX. Utilizado previamente por Hanow en 1766. ◆ Cuvier. Padre de la anatomía comparada animal moderna. ◆ Darwin. Evolución de las especies por selección natural. ◆ Schwann y Schleiden. Enuncian teoría celular. ◆ Pasteur. Describe vacuna antirrábica. ★ Mendel. Leyes de herencia biológica. ◆ Miescher. Descubre la molécula de ADN. Aísla el núcleo de la célula. ➔ Siglo XX: ◆ 1900: De Vries, Correns y Tschermack. Redescubrimiento de las leyes de Medel. ◆ 1904: Pavlov. Fisiología de la digestión. ◆ 1905: Koch. Descubre el bacilo que produce tuberculosis. ◆ 1906: Golgi y Ramón y Cajal. Estudios en Citología. ◆ 1911: Morgan. Estudia recombinación genética y elabora mapas cromosómicos. ★ 1920: Levene. Describe nucleótidos de ADN. El ADN se encuentra unido por fosfatos. ◆ 1924: Oparin. Hipótesis del origen abiótico de la vida. ◆ 1927: Müller. Efecto mutágeno de los rayos X. ◆ 1929: Fleming. Descubre el antibiótico penicilina. ◆ 1930: Se fabrica el microscopio electrónico. ◆ 1944: Avery y McCarthy. ADN: molécula portadora de los caracteres hereditarios. ◆ 1952: Miller. Obtiene aminoácido con NH3, CH4 y H2. ★ 1953: Rosalind Franklin, Watson y Crick. Deducen la estructura de doble hélice de ADN. Nace la genética. ◆ 1959: Ochoa. Descubrimiento ADN-polimerasa. ◆ 1965: Monod y Jacob. Funcionamiento de los genes y del operón. ◆ 1967: Niremberg y Khorana. Descifran código genético. ★ 1968: Margulis. Propuso la teoría de la endosimbiosis. ◆ 1978: Mitchell. Teoría quimiosintética: fosforilación oxidativa de las mitocondrias. ◆ 1984: Milstein, Köler y Jerne. Síntesis de anticuerpos monoclonales. ◆ 1985: Mullis y colaboradores. Se desarrolla la PCR. ◆ 1987: Applied Biosystems. Primer secuenciador automático. ◆ 1989: Bishop y Varmus. Descubren oncogenes. ◆ 1990: Comienza a amplificar y secuenciar regiones de ADN. ★ 1993: Francisco Mojica. Descubrimiento de CRISPR. ➔ S.XXI: ◆ 2013. Desarrollo de la tecnología de la CRISPR/Cas. Útil para la anemia caliciforme. Alteración monogénica que afecta a los glóbulos rojos causante de una enfermedad grave y hereditaria. 1.1.3 Método científico Hipótesis. Una idea que puede ser sometida a pruebas (se valida o se niega). Una vez comprobada la hipótesis, se comparte con la comunidad científica. Los investigadores pueden ampliar esta hipótesis posteriormente. Teoría. Una hipótesis que ha sido validada repetidamente aportando pruebas y datos. Ley o principio. Teoría que ha sido validada numerosas veces a lo largo del tiempo. Sin embargo, nunca podrá llegar a ser un dogma, puesto que siempre puede haber nuevos experimentos que podrían refutar este principio. 1.1.4 Actualmente la biología Algunas de las principales investigaciones: - Cómo se desarrolla una sola célula para formar un organismo complejo. (telatomas) - Cómo transforman las plantas la energía solar en energía química de los alimentos. - Cómo funciona la mente humana. - Cómo se relacionan las diversas formas de vida en las comunidades biológicas. El origen de la vida en la Tierra procedente del exterior se estudia mediante la astrobiología, una línea activa de investigación. El AlphaFold es un mecanismo biológico. Consiste en una herramienta de IA. Supone un gran hallazgo en el campo de la biología y medicina; moléculas clave del andamiaje biológico (enzimas, estructuras, hormonas, etc., vinculadas a múltiples procesos). Sirve para comprender la estructura de las proteínas y permite conocer mucho mejor sus mecanismos de acción. Posee un 58% de eficacia predictiva, millones de estructuras disponibles. Algunos de los problemas hoy en día son: Los super hongos, bacterias resistentes y nuevos virus. Infecciones de bacterias por ser resistentes a los antibióticos. Crisis de biodiversidad y zoonosis. ○ Destrucción de hábitats. ○ Pérdida de diversidad de hospedadores. Los virus aumentan su plasticidad como parásitos. 1.2. Característica de los seres vivos. Niveles de organización biológica. Origen y diversificación de los seres vivos. ¿Qué es la vida? Un ser vivo es un sistema químico autosostenible capaz de experimentar evolución. Es decir, que ha de tener material genético que se replique y varíe (Joyce, NASA 1994) Definimos como seres vivos a toda la diversidad de organismos que descienden de un ancestro común unicelular que surgió hace casi 4000 millones de años. (Sadava et al.2009). La vida. Concepto abstracto que poseen los seres vivos. 1.2.1 Característica de los seres vivos. Organización precisa. Los seres vivos se componen de CÉLULAS. Se establece con la teoría celular propuesta por Schleiden y Schwann (S.XIX): todo en los seres vivos está formado por una o más células. La célula es la unidad básica de organización y función de la vida. Estas se pueden clasificar en: Unicelulares. Célula = organismo. Multicelular. Célula = subdivisión del organismo. La actividad de un organismo depende de la actividad total de sus células. En 1855, Virchow propone su teoría celular donde afirma que toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de ésta. La capacidad de las células para dividirse y formar nuevas células es la base de la reproducción, del crecimiento y de la reparación de los organismos. La teoría celular resulta en un concepto unificador fundamental de la Biología. Unifica dos conceptos: 1. Todos los organismos están formados por células, siendo éstas las unidades estructurales, funcionales y reproductivas de los seres vivos. 2. Todas las células proceden de otras células. Weismann 1880 Las semejanzas básicas en su estructura y en las moléculas que fabrican proporcionan la evidencia de que todas las células vivas tienen un origen común. La célula posee una membrana plasmática (regula el paso de sustancias), citoplasma y ADN (molécula especializada, capaz de replicarse y transmitirse, posee la información genética). Son comunes a todos, lo que demuestra un origen común: Utilizan las mismas moléculas: ADN y ARN para almacenar la información genética. Son capaces de replicar la información contenida en el ADN. Presentan los mismos tipos de ARN (ribosómico, mensajero y de transferencia). Las proteínas están formadas por 20 aminoácidos, codificados en el genoma. Presentan algunas enzimas similares. Usan el nucleótido ATP como fuente de energía para la mayoría de las funciones celulares como desarrollo, crecimiento, reparación de daños, reproducción, etc. La necesitan para el movimiento y el metabolismo. Hay dos tipos de células diferentes: Procariontes (Bacterias, Archaea): Carecen de núcleo. Eucariontes (Plantas, animales, hongos, protistas). Tienen núcleo y orgánulos rodeados de membrana. En resumen: Ser vivo. Sistema químico capaz de experimentar evolución darwiniana (ha de tener material genético que se replique y varíe). - Presentan una alta organización. - Pueden ser unicelulares o multicelulares. - La actividad de un organismo depende de la actividad de sus células. 2. Son sistemas abiertos: intercambian sustancias y energía con el medio externo (metabolismo). 3. Son capaces de mantener su medio interno estable (homeostasis). 4. Crecen, se desarrollan y reproducen (continuación de la vida). 5. Responden a estímulos externos o internos. 6. Las poblaciones evolucionan y se adaptan a su ambiente: - A través de sucesivas generaciones, los rasgos heredables que facilitan la supervivencia y éxito reproductivo tienden a incrementar su frecuencia entre los individuos de una población. - Las adaptaciones son características hereditarias que potencian la capacidad de un organismo para sobrevivir en un ambiente particular. Pueden ser morfológicas, fisiológicas, bioquímicas o del comportamiento. 7. Las poblaciones evolucionan y se adaptan a su ambiente, a lo largo de generaciones. 1.2.2 Niveles de organización biológica. Biología: organismos. Química: átomos y moléculas. Física: Partículas subatómicas, materia y energía. Al observar la materia viva podemos distinguir varios grados de complejidad estructural, que son los denominados niveles de organización biológica. Célula: estructura básica y unidad fundamental de la vida, el componente más simple de la materia viva. Cada nivel de organización tiene unas propiedades únicas que normalmente no se pueden predecir sólo a partir del estudio de otros niveles inferiores. Cada nivel posee propiedades emergentes que se deben al ordenamiento e interacción entre las partes. Ej: Propiedades que tiene el H20 pero el H y O por separado. Organización ecológica. Niveles superiores del organismo. Población. Conjunto de organismos de la misma especie que habitan en un área determinada. Comunidad. Conjunto de organismos de distintas especies que conviven en un área determinada. Ecosistema. Comunidades interaccionando con su entorno. Biosfera. Partes del planeta donde hay vida. Se emplean dos estudios distintos: Holismo. Los niveles de organización superiores presentan propiedades emergentes que las partes no pueden explicar. Reduccionismo. Estudiar las partes para comprender el todo. Aprender sobre una estructura compleja estudiando sus partes. El reduccionismo es una estrategia poderosa en biología. Al estudiar la estructura molecular del ADN extraído de las células, Rosalind Franklin, James Watson y Francis Crick descubrieron, en 1953, el modo en que esta molécula se comportaba como la base química de la herencia. En 2003, un equipo internacional de científicos publicó las secuencias de las tres mil millones de letras químicas del genoma humano (completada en 2023): Proyecto Genoma Humano. Biología de sistemas: Teoría de sistemas o enfoque sistémico Teoría general de sistemas o enfoque sistemático. Estudia cómo se integra cada componente del sistema biológico desde un punto de vista funcional. Sistema. Conjunto de elementos en interacción que, pudiendo ser dividido en partes, adquiere entidad precisamente en la medida en que tales partes se integran en la totalidad. Estructura: organización entre las partes. Los sistemas existen dentro de los sistemas. Función: interacción entre las partes. La función de los sistemas depende de su estructura. Entorno: factores exteriores influyen. Los sistemas son abiertos, interaccionan con el entorno intercambiando materia y energía. Karl Ludwig von Bertalanffy fue pionero en considerar un organismo como un sistema abierto. Introductor del concepto de niveles de organización biológica. Las células, los organismos y los ecosistemas son algunos ejemplos de sistemas biológicos. Las propiedades emergentes resultan de las interacciones y ordenación de estructuras dentro de los sistemas. La biología de sistemas requiere: - Tecnología de alto flujo. - Bioinformática. - Equipos interdisciplinarios de investigación. La epigenética: estudio de los mecanismos que regulan la expresión de los genes sin modificación en la secuencia del ADN. Relaciona genes y ambiente y define el fenotipo. 1.2.3 Origen y diversificación de los seres vivos Origen de la vida. La vida evolucionó de la materia inerte (formación de la tierra c. 4600 Ma), cuando el vapor de agua puede condensarse por primera vez y c. 3700 Ma parece que ya existía la fotosíntesis. Los procesos químicos y físicos en la tierra primitiva produjeron células sencillas a través de una secuencia de etapas: 1. Síntesis abiótica de pequeñas moléculas orgánicas. 2. Unión de estas pequeñas moléculas en polímeros. 3. Envoltura de estos polímeros formando protobiontes (microesferas proteinoides). 4. Origen de moléculas autorreplicantes. Teoría de Oparine/Haldane (1920). Secuencia de eventos comprobada en un laboratorio: Experimento de Miller y Urey. El experimento de Miller/Urey consistió en distintas combinaciones de gases (CO2, N2, CO,...) produjeron variedad de moléculas 20 aa, azúcares, ácidos grasos, bases nitrogenadas del ARN, ADN y ATP. Actualmente hay experimentos en fumarolas hidrotérmicas: - Submarino de investigación Alvin. Los procariontes que viven cerca de las fumarolas utilizan H2 como fuente de E. - Posible origen de moléculas orgánicas en fumarolas que expulsan vapor de H2O y minerales (Abundancia en S y Fe importantes para la síntesis de ATP). La comunidad científica piensa que hace c. de 4.000 M.a. Existió el último ancestro común universal LUCA (progenote - tipo de organismo celular simple, primitivo, que teóricamente precedió a las células procariontes -, organismo hipotético del cual descienden todos los existentes actualmente en la Tierra). Protobiontes: Agregados moleculares. - Capaces de incorporar polipéptidos que actúan de forma selectiva de sustancias (como las membranas plasmáticas). - Capaces de replicarse. Es probable que: fuera un organismo unicelular y autótrofo. tuviera un anillo de ADN que flota libremente dentro de la célula, con unos pocos cientos de genes, pero que ya tenía el diseño completo para: ○ La replicación del ADN. ○ La transcripción del ARN. ○ La síntesis de proteínas. La base del código genético que conocemos hoy. *Fósiles de bacterias del Fe c.3800 Ma? Las pruebas indican que los primeros organismos fotosintéticos aerobios fueron cianobacterias. Estromatolitos. Estructuras órgano-sedimentarias de CaCO3 que emergen del sustrato en vertical. Generados por la actividad de microorganismos (principalmente cianobacterias fotosintéticas), que favorecen la precipitación de carbonatos. Son una de las evidencias de vida más antigua que se conoce en la Tierra (aprox: 3800 millones de años?). No significa que sean los primeros. Posteriormente surgirían los procariontes heterótrofos. Árbol universal de la vida (árbol filogenético). Clado: agrupación que contiene un antepasado común y todos los descendientes (vivos y extintos) de ese antepasado. Origen de los eucariotas Las células eucarióticas con núcleo y otros orgánulos membranosos, tienen un origen procariota (ca. 2100 Ma) y es uno de los sucesos más enigmáticos en la evolución de la vida. Las eucariotas se sitúan próximas a Lokiarchaeota (nuevo grupo de Archaea). Su genoma codifica un grupo de proteínas típicas de eucariotas con funciones relacionadas con la remodelación de membranas y cambios en la forma del citoesqueleto. Contienen más genes eucarióticos que otras Archea lo que sugiere que comparten un ancestro común un ancestro común relativamente reciente. El modelo más reciente para la diversificación temprana de los seres vivos consiste en un árbol con dos ramas principales (bacterias, arqueobacterias), y los eucariotas originados mediante la endosimbiosis de una bacteria dentro de una arqueobacteria tipo Loki (Lokiarchaeota). Las células eucarióticas contienen un núcleo y otros compartimentos rodeados de membrana. El núcleo celular tiene elementos genéticos relacionados con las arqueas y parece de origen arqueano. Se conoce que los complejos de poros nucleares y membranas nucleares coevolucionaron con el sistema de endomembranas, y que el último antepasado común eucariota (LECA) ya tenía complejos de poros nucleares funcionales. Las mitocondrias y los cloroplastos tienen características bacterianas y parecen de origen bacteriano. Su origen se explica por endosimbiosis. Modelo del origen de los eucariontes a través de endosimbiosis en serie: Procarionte ancestral → Invaginaciones → Retículo endoplasmático, envoltura nuclear, núcleo → Incorporación de procariontes heterótrofos aeróbicos → Mitocondria → Eucarionte heterótrofo ancestral Incorporación de procariontes fotosintéticos → Plástidos → Eucarionte fotosintético ancestral Evidencias del origen endosimbiótico: Similitudes en estructura y función de la membrana interna (procariotas y orgánulos). Ambos poseen su propio ADN circular. Ambos poseen sus propios ribosomas, ARN y otros orgánulos para la síntesis de proteínas. Los ribosomas son muy parecidos a los procariotas. Origen de las mitocondrias y cloroplastos Las mitocondrias proceden de α-proteobacterias (aeróbicas) capaces de usar el O2 para obtener energía que fueron fagocitadas por otras células, sin digestión posterior, así la célula aeróbica se convirtió en mitocondria (c. 2100 M.a.). Los cloroplastos, de forma análoga, proceden de procariotas autótrofos (cianobacterias) que fueron fagocitadas por otras células eucariotas heterótrofas (1700 - 1200 M.a.) sin que existiera una digestión posterior, y fueron las precursoras de los cloroplastos. La relación se hizo permanente en el tiempo completando la endosimbiosis primaria. El endosimbionte perdió algunos útiles para la vida independiente y transfirió otros al núcleo del eucariota. Origen de los cloroplastos Endosimbiosis primaria Proceso por el que procariotas autótrofos (cianobacterias) fueron fagocitadas por un hospedante eucariota (endosimbiosis). El endosimbionte llega a convertirse en un cloroplasto con una envuelta con 2 membranas. Este eucariota autótrofo ancestral, se diversifica en algas rojas y algas verdes, que se reúnen en “Archaeplastida”, considerado monofilético (todos los descendientes de ese ancestro están incluidos en el grupo). Endosimbiosis secundaria Proceso por el que eucariotas autótrofas fueron fagocitadas posteriormente por otras eucariotas, que ya habían sufrido la endosimbiosis primaria. El núcleo de la protista fotosintética se pierde. Los cloroplastos que tienen una envoltura de 3 (o 4) membranas, aparece en varios grupos de algas, y ha ocurrido varias veces de forma independiente a lo largo del tiempo. Los distintos linajes heterótrofos adquirieron plastos en distintos momentos en endosimbiosis sucesivas de protistas fotosintéticas. Los linajes fotosintéticos no están todo estrechamente relacionados (grupo parafilético = no incluye todos los descendientes del ancestro común). Algunos linajes han perdido plastos secundariamente. Los linajes fúngicos tampoco están directamente relacionados. El nivel multicelular se alcanza repetidas veces en distintos linajes (animales, plantas y hongos). 1.3. Concepto de especie. Nomenclatura y métodos de clasificación. Virus. 1.3.1 Nomenclatura y métodos de clasificación. Existen alrededor de 1,8 millones de especies (10-200 millones), necesitamos un sistema para organizar, denominar y clasificar sus innumerables formas. Sistemática. Estudia la diversidad de los organismos (actuales y extintos). Taxonomía. Denomina, describe y clasifica a los organismos. Permite conocer el desarrollo biológico, conocer las especies para conservarlas y hacer de la biología una ciencia internacional. ¿Qué criterio debemos utilizar para clasificar a los seres vivos? Especie (concepto biológico). Un grupo de poblaciones naturales cuyos miembros pueden reproducirse entre sí y producir descendencia fértil (limitaciones). Esta definición no considera el aislamiento reproductivo, es decir, la reproducción asexual. La especie a nivel morfológico presenta caracteres morfológicos iguales: - Especies crípticas. Idénticas por fuera pero genéticamente distintas. - Especies hermanas o pares de especies. Idénticas genéticamente pero fenotípicamente distintas, debido a ciertas adaptaciones. Especie (concepto filogenético). Comparte un único carácter derivado o apomórfico (novedoso, no presente en ancestro o afines, rama independiente en el árbol de la vida). Basado en caracteres moleculares (ADN, ARN). El ARN evoluciona muy lentamente, lo que permite establecer parentescos entre especies lejanamente emparentadas. Concepto ecológico de especie. Comparten un nicho. Antigua Grecia: - Aristóteles. Propuso el sistema lineal de clasificación. - Demócrito. Diferenció entre animales con sangre y sin sangre. En la Edad Media, San Agustín distinguió entre útiles, peligrosos y superfluos. Carlos Linneo (S.XVIII). Es considerado el padre fundador de la taxonomía moderna. Clasificó a los animales por su semejanzas morfológicas y estructurales. Escribió Sistema de la Naturaleza para agrupar a todos los seres vivos. Su sistema no se basa en la filogenética, sino que solo emplea las características morfológicas y fisiológicas. Taxonomía moderna. División ordenada de organismos en categorías basadas en un conjunto de características, utilizadas para establecer similitudes y diferencias. Características que se mantiene en la actualidad: - Sistema Binomial de Nomenclatura. Es el sistema universal de denominación de las especies. Ejemplo: clasificación del chimpancé común Pan troglodytes Las especies se nombran con un binomen (dos nombres). Género (con mayúscula) Epíteto específico (con minúscula) Latín (cursiva) Clasificación jerárquica. Agrupa y ordena las especies similares en categorías cada vez más amplias. Son las categorías taxonómicas: Dominio ⟶ Reino ⟶ Filo ⟶ Clase ⟶ Orden ⟶ Familia ⟶ Género ⟶ Especie Taxones: Eukarya; Animalia; Chordata; Mammalia; Primates; Pongidae; Pan; Pan troglodytes Taxón. Unidad taxonómica denominada a cada nivel Especie. La única entidad biológica. Clasificación de los seres vivos Carl Linné (s. XVIII) propuso separar a los seres vivos en dos grandes grupos, Reino Animal y el Reino Vegetal (incluídos microscópicos). Haeckel (1866) introdujo el Reino Protista. Copeland (1956) introdujo el Reino Monera (procariontes). Diferencia entre eucarionte/procarionte (tienen o no núcleo). Whittaker (1969) propuso el sistema de los cinco reinos (Monera, Protista; más evolucionadas: Planta, Fungi y Animalia) Posteriormente se reconoce el sistema de los tres dominios: Bacteria, Archaea y Eukarya. El RNA evoluciona muy lentamente, y se mantienen por miles de años, lo que permite establecer parentesco entre parientes muy lejanos. Si la secuencia es muy similar, son parientes cercanos. Archae comparte algunas características con Bacteria y otras con Eukarya. Actualmente la clasificación de las eucariotas reconoce 7 grandes Supergrupos. Cada uno con diferentes características.Los protistas son los mayores responsables de la diversidad eucariotas. Es un grupo parafilético incluye algunos, pero no todos los descendientes del ancestro común. 1.3.2 Virus o Virión Características: No son celulares: no presentan ni membrana plasmática ni citoplasma. Genoma (ácido nucleico, ADN o ARN), cápside (cubierta proteica). No pueden realizar actividades metabólicas. Por lo que, NO son seres vivos. Pueden reproducirse sólo dentro de células vivas hospedadoras a las que infectan. Parásitos intracelulares obligados. Organismos Virus Sí, mantienen su medio interno gracias a No, no tienen citoplasma, ni organelos, ni Celulares una membrana plasmática de membrana plasmática. permeabilidad selectiva. Material genético ADN siempre cadena doble. ADN o ARN, cadena doble o sencilla. Metabolismo Sí. No, pertenece a la célula huésped. Transcripción de manera No. Incluso en presencia de polimerasa, independiente Sí. requiere ATP y nucleótidos de la célula huésped. Son unidades no incluidas entre los dominios de los seres vivos por sus características específicas. Estructura de los virus Compuesto por una molécula de ácido nucleico (ADN o ARN) y un cápside (cubierta proteica) formada por subunidades proteicas llamadas capsómeros. Tamaño de los virus Comparación del tamaño de virus, bacterias y células eucariontes. Virus 300-400 nanómetros: solo visibles con microscopio electrónico. Estructura Sin envoltura membranosa externa: Con envoltura membranosa. Muchos virus que infectan animales están rodeados de una envuelta que deriva de la membrana de la célula huésped. - Permite que el virus entre a la célula huésped fusionándose con su membrana (p. ej. rubéola, VIH, gripe, herpes, coronavirus). - Formación de la envoltura viral a partir de la membrana plasmática de la célula huésped. Clasificación por genoma Los virus también se clasifican por la diversidad de su genoma: 1. En función ADN/ARN: a. Virus ADN, muchos con polimerasa viral para replicarse y usando ATP y nucleótidos de la célula. Múltiples virus de mamíferos. Herpes, Viruela. b. Virus ARN, con ARN replicasa. Coronavirus, Gripe, Ébola. c. Retrovirus, Virus ARN con transcriptasa inversa. Dos copias de ARN de una sola hebra. VIH. 2. El ADN/ARN puede ser de cadena doble o sencilla. SARS-COV-2 (COVID-19): esférico, con envuelta, virus ARN monocatenario. Pertenece a la familia Coronaviridae. Reproducción de los virus Solo se reproduce en el interior de las células hospedadoras. Los virus ARN utilizan polimeras codificadas con el propio virus. Desarrollan un complejo ciclo vital en que obtienen la energía y la materia necesarias para sintetizar nuevos ácidos nucleicos y capsómeros. 1. El virus entra en la célula y libera: - DNA viral. - Proteínas de la cápside 2a. 2a. Las enzimas del huésped transcriben el genoma viral en ARNm. Otras enzimas del huésped lo utilizan para elaborar más proteínas del virus. 2b. Las enzimas del huésped replican el genoma viral. 3.El genoma viral y las proteínas de la cápside se autoensamblan, formando nuevos virus que salen de la célula. -Ciclo lítico (virulento): Conduce a la destrucción (lisis) de la célula hospedadora. En bacteriófagos. 1. Fase de fijación: El fago se fija a la membrana de la bacteria. Hay una gran especificidad entre los virus y sus células hospedadoras. Existen moléculas que actúan como receptores para la adhesión. Los bacteriófagos se fijan a través de las puntas de las fibras caudales. 2. Fase de penetración: El ADN del fago penetra en la célula bacteriana. El bacteriófago perfora la pared celular, contrae la vaina de la cola e introduce su ADN directamente al citoplasma bacteriano. 3. Fase de eclipse: El ADN del fago se duplica. Se sintetizan las proteínas del fago. Se produce la síntesis de capsómeros (proteínas, cápsida + vaina ácido nucleico (ADN/ARN). El ADN vírico sufre múltiples procesos de replicación utilizando para ellos las enzimas de la bacteria. 4. Fase de ensamblaje: Los componentes del fago se ensamblan para formar nuevos virus. Los capsómeros recién formados se reúnen formando cápsides mientras que las nuevas moléculas de ADN vírico penetran en ellas. 5. Fase de lisis: La célula bacteriana se lisa y libera muchos fagos, que infectan otras células. Debido a la acción de las enzimas se produce la lisis de la bacteria y los nuevos virus salen al exterior y pueden infectar a otras bacterias. -Ciclo lisogénico (virus lisogénico o templado): No destruyen las células que infectan, y su genoma se incorpora al de la célula lisogénica. El ADN del profago puede permanecer en forma latente durante varias generaciones celulares, hasta que un estímulo determinado induzca la separación de ambos ADNs. Entonces el ADN del profago iniciará un ciclo lítico típico desde la fase de eclipse. Importancia sanitaria Produce gran variedad de enfermedades - Virus de la gripe: Gripe española (1917-18). Mató a más de 50 millones de personas en todo el mundo. - Covid19 (2020). 4,5 millones de personas muertas hasta la actualidad. - VIH (Virus de Inmunodeficiencia Humana) causa SIDA, +70 millones infectadas, 39 millones muertas. - Herpes.