Biología e Inmunología -...

BiologBiologíía e Inmunologa e Inmunologííaa

Lic. Gastón Westergaard

Lic. Gastón G. Westergaard ([email protected])

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Teóricas (16)

Trabajos Prácticos (6)

Seminarios (7)


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BibliografíaLibros de texto• "Biología Celular y Molecular". Lodish H, Berk A, Zipursky SL,

Matsudaira P, Baltimore D, Darnell J. W H . 4th. Ed. Editorial Médica. Panamericana 2002.

Libros de consulta• "Molecular Biology of the Cell". Alberts, B, Bray, D., Lewis, J.,

Raff, M., Robert, K. and Watson, J.D. Garland Publishing Inc. New York. 4th Ed.

• "Molecular Cell Biology". Lodish H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D, Darnell J. W H Freeman and Co, Inc. New York. 4th. Ed. 2000.

• "Cell and Molecular Biology". Karp G. John Wiley and Sons, Inc. New York 2nd Ed. 1999.


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Programa analítico

Módulo 1: Panorama general deestructura y funciones celularesMódulo 2: Las funciones de las biomoléculas

Módulo 3: Introducción a la Biología Celular

Módulo 4: Inmunología e Introducción a la Ingeniería genética


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• Módulo 1: Panorama general de estructura y funciones celulares

– Clase 1 – Niveles de organización de la materia: desde átomos hasta órganos y sistemas. Definición de vida y seres vivos. El árbol de la vida y sus tres ramas principales. Características generales y estructuras de las células de las tres ramas. Ubicación y características generales de los virus.

– Clase 2 – Las moléculas de la vida: Ácidos nucleicos, proteínas, hidratos de carbono y lípidos. Características y estructura. Integración de funciones dentro de las células. La quimica dentro de la celula. Energía y tipos de uniones entre moléculas: covalentes y no covalentes (puentes hidrogeno, Van del Waals, electrostáticas, hidrofobicas, puentes disulfuro, peptidicas).


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Clase 1

Niveles de organización de la materia: desde átomos hasta órganos y sistemas.

Definición de vida y seres vivos.

El árbol de la vida y sus tres ramas principales.

Características generales y estructuras de las células de las tres ramas.

Ubicación y características generales de los virus.

Módulo 1: Panorama general de estructura y funciones celulares


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Átomos

Moléculas

Célula

Tejidos

Órganos

Organismos

Población

Comunidad

Biosfera

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA


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Átomos

Moléculas

Célula

Tejidos

Órganos

Organismos

Población

Comunidad

Biosfera



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Niveles de organización de la materia: desde átomos hasta órganos y sistemas.

¿Qué átomos conocen?


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Átomos

Moléculas

Célula

Tejidos

Órganos

Organismos

Población

Comunidad

Biosfera


Átomos (O, H, N, C, S, P)


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¿Qué moléculas conocen?


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Célula

Tejidos

Órganos

Organismos

Población

Comunidad

Biosfera



Moléculas (H2O, CO2, CH4, C6H12O6)

AQUÍ COMIENZA LA VIDA


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Célula

Tejidos

Órganos

Organismos

Población

Comunidad

Biosfera




AQUÍ COMIENZA LA VIDA


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Definición de ser vivo1. Organización y Complejidad.

Teoría celular (unificadora)

2. Crecimiento y desarrollo.

3. Metabolismo.

4. Homeostasis

5. Irritabilidad

6. Reproducción y herencia.


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1. Organización y Complejidad.Teoría celular (unificadora)La unidad estructural de todos los organismos es la CÉLULA

Algunos organismos estás formados por una sola célula -> unicelulares, en contraste los organismos complejos son multicelulares, en ellos los procesos biológicos dependen de la acción coordinada de las células que los componen, las cuales suelen estar organizadas en tejidos, órganos, etc.

Ver videos alberts


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2. Crecimiento y desarrollo.

En algún momento de su ciclo de vida TODOS los organismos crecen.

En sentido biológico, crecimiento es el aumento del tamaño celular, del número de células o de ambas.

Aún los organismos unicelulares crecen, las bacterias duplican su tamaño antes de dividirse nuevamente.

El desarrollo incluye todos los cambios que ocurren durante la vida de un organismo, el ser humano sin ir mas lejos se inicia como un óvulo fecundado.


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3. Metabolismo

Los organismos necesitan materiales y energía para mantener su elevado grado de complejidad y organización, para crecer y reproducirse.

Los átomos y moléculas que forman los organismos pueden obtenerse del aire, agua, del suelo o a partir de otros organismos.

La suma de todas las reacciones químicas de la célula que permiten su crecimiento, conservación y reparación, recibe el nombre de metabolismo.

El metabolismo es anabólico cuando estas reacciones químicas permiten transformar sustancias sencillas para formar otras complejas, lo que se traduce en almacenamiento de energía, producción de nuevos materiales celulares y crecimiento. Catabolismo, quiere decir desdoblamiento de sustancias complejas con liberación de energía.


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4. Homeostasis

Las estructuras organizadas y complejas no se mantienen fácilmente, existe una tendencia natural a la pérdida del orden denominada entropía.

Para mantenerse vivos y funcionar correctamente los organismos vivos deben mantener la constancia del medio interno de su cuerpo, proceso denominado homeostasis (del griego "permanecer sin cambio").

Entre las condiciones que se deben regular se encuentra: la temperatura corporal, el pH, el contenido de agua, la concentración de electrolitos etc.

Gran parte de la energía de un ser vivo se destina a mantener el medio interno dentro de límites homeostáticos.


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5. IrritabilidadLos seres vivos son capaces de detectar y responder a los estímulos que son los cambios físicos y químicos del medio ambiente, ya sea interno como externo. Entre los estímulos generales se cuentan:

Luz: intensidad, cambio de color, dirección o duración de los ciclos luz-oscuridad

Presión

Temperatura

Composición química del suelo, agua o aire circundante.

En organismos sencillos o unicelulares, TODO el individuo responde al estímulo, en tanto que en los organismos complejos multicelulares existen células que se encargan de detectar determinados estímulos.


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6. Reproducción y herencia.

Dado que toda célula proviene de otra célula, debe existir alguna forma de reproducción, ya sea asexual (sin recombinación de material genético) o sexual (con recombinación de material genético).

La variación, que Darwin y Wallace reconocieran como fuente de la evolución y adaptación, se incrementa en este tipo de reproducción.

La mayor parte de los seres vivos usan un producto químico: el ADN (ácido desoxirribonucleico) como el soporte físico de la información que contienen. Algunos organismos, como los retrovirus (entre los cuales se cuenta el HIV), usan ARN (ácido ribonucleico) como soporte.

Si existe alguna característica que pueda mencionarse como la ESENCIA misma de la VIDA, es la capacidad de un organismo para reproducirse


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Dominio

Características Bacteria Archaea Eukaria

Núcleo rodeado por membranas Ausente Ausente Presente

Organelas rodeadas por membranas Ausente Ausente Presente

Peptidoglucanos en la pared celular Presente Ausente Ausente

Lipidos de membrana Enlazado por éster No ramificado

Enlazado por éter Ramificado

Enlazado por éster No ramificado

Ribosomas 70S 70S 80S

Iniciador de RNAt Formilmetionina Metionina Metionina

Operones Sí Sí No

Plásmidos Sí Sí Raro

RNA polimerasas Uno Varios Tres

Sensibles al cloranfenicol y a la estreptomicina Sí No No

Ribosomas sensibles a la toxina difeterica No Sí Sí

Algunos son metanógenos No Sí No

Algunos fijan nitrógeno Sí Sí No

Algunos conducen una fotosíntesis basada en la clorofila Sí No Sí

Los tres dominios de la vida sobre la tierraLos tres dominios de la vida sobre la tierra


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Archaea

Korarchaeota

Crenarchaeota

Euryarchaeota

Scanning electron micrograph of Pyrodictiumcells, connected by a network of protein"fibers" (Rieger 1995)

Pyrobaculum, a rod-shapedorganism with flagella. Transmission electron micrographof a cell, shodowed with platinum(Voelkl 1993).

Pyrolobus, the organism with thehighest known growth temperature(113°C). Transmission electronmicrograph of freeze-etched cells(Bloechl 1997).


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Eubacteria

Scanning electron micrographof Leptospira interrogansstrain RGA. Two spirochetesbound to a 0.2 µm filter. Strain RGA was isolated in 1915 by Uhlenhuth andFromme from the blood of a soldier in Belgium.

Colorized low-temperature electron micrograph of a cluster bacteria. Individual bacteria in this photo are oblong and colored brown.

Fischerella (Eubacteria, Cyanobacteria)

Prochloron


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Eukaryotes


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Fungi(Hongos)

Animales

Plantas verdes

Alveolados


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Célula

Tejidos

Órganos

Organismos

Población

Comunidad

Biosfera





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Epitelio simple prismático (Duodeno)

Muscular

Célula Tejido

Epitelial

Músculo cardíaco(Corazón)

Neurona multipolar(Bulbo raquídeo) Nervioso


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Célula (Neurona, Epitelial, Muscular)

Tejidos (Nervioso, epitelial, Muscular)

Órganos (Cerebro, Piel, Corazón)



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Organos y Sistemas de órganos


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Organismos (Bacteria, Insecto, Pez)

Población (de E. coli, de peces payaso)

Comunidad (arrecife de coral)

Biosfera



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Organismos (Bacteria, Insecto, Pez)

Población (de E. coli, de peces payaso)

Comunidad (arrecife de coral)

Biosfera



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Virus (¿seres vivos?)

• Los virus son parásitos intracelulares obligados.

• CLASIFICACION: En virus que contienen ADN ó ARN, Ej: los virus del herpes tienen ADN, el polio tiene ARN. Ningún virus tiene ADN y ARN simultáneamente, en contraste con otros microorganismos.


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Genoma - ADN o ARN.

Nucleocápside - son las proteínas que recubren al genoma.

Cápside - es la cubierta proteica externa del virus.

Membrana - es la cubierta lipídica externa, formada de la célula en la cual se replica el virus. No está presente en todos los virus. Mientras la membrana lipídicala codifica la célula , las proteínas virales (usualmente glicoproteínas) son insertadas en la membrana. Ej: hemaglutinina (HA) del virus influenza-A.

Los virus que tienen membranas son menos estables que aquellos que no las tienen Ej: los virusherpes las tienen y los virus del polio y papilomavirus (virus de los condilomas) que no las tienen.

PROPIEDADES FISICO - QUIMICAS

DE LOS VIRUS


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Estructuras de las partículas virales

Replicación viral: pasos del ciclo vital del virus


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Los ejemplos de las moléculas receptoras de virus incluyen:

CD4 sobre las células T para el virus HIV. (más el cofactor de entrada: receptores de las quimoquinas)

ICAM sobre las células epiteliales del tracto respiratorio superior: rhinovirus (resfríado común)

Receptores como los de las inmunoglobulinas: virus de la poliomielitis

1. Anclaje: por medio de un receptor. Este es un proceso específico.


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endocitosis ( Endocitosis: transporte de partículas hacia el interior de la célula por una invaginación de la membrana celular.) mediada por receptores, Ej: Virus de la gripe y los adenovirus

por fusión de membranas : Ej: los herpesvirus y los paramixovirus.

traslocación a través de la membrana, Ej: los virus del polio.

2. Entrada: Son posibles varios mecanismos, incluyendo:


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3. Decapar: (Decapar: destrucción de una capa por medios físico-químicos) desencadenado por cambios del pH en los endosomas, Ej: virus de la influenza A

4. Replicación y producción de proteínas virales. La replicación viral se suele dividir en dos fases: precoz y tardía

Las primeras proteínas que se producen, controlan la siguiente fase del ciclo de replicación., Ej: la replicación del genoma y la producción de proteínas en la fase final.Las proteínas que se producen al final suelen ser proteínas estructurales.

5. Ensamblaje y liberación del virus. Las partículas virales son liberadas de las células por: lisis celular ó por protrusión de yemas de la membrana celular. Ambos procesos causan la muerte celular -Se puede ver in vitro en los cultivos celulares - Es el efecto citopático(CPE)


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45VER ANIMACION LODISH CAP 6


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Efectos de la infección viral en las células

•Muerte celular: El efecto citopático de los virus se puede observar en todo el tejido diana: Ej: virus respiratorios destruyen epitelio respiratorio y los virus del polio destruyen las células del cuerno anterior en la médula espinal causando parálisis.

•Escaso efecto directo: Algunos virus producen escasa muerte celular, Ej: el virus de la hepatitis B no causa daño en las células hepáticas. El daño lo produce la respuesta inmunitaria del huésped a la presencia viral.

•Transformación celular: Los virus también pueden modifcar las células ytransformarlas en células malignas, Ej:

•Los virus del papiloma humano y el cáncer genital. •El virus de la hepatitis B y el carcinoma hepatocelular.•El virus de Epstein Barr (EBV) y el linfoma de Burkitt con el carcinoma nasofaríngeo.•El virus de la leucemia de células T (HTLV I y II) y la leucemia de células T del adulto.

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