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Configuración de losConfiguración de losseres vivosseres vivos

1. Introducción1. Introducción• La composición de los

organismos a través dela historia

• Concepto de célula y detejido

• Teoría celular COMPOSICIONCOMPOSICION

ESTR

UCTU

RA

ESTR

UCTU

RA FUNCION

FUNCION

Aspectos a considerar en el estudio de unAspectos a considerar en el estudio de unorganismo o una parte de un organismoorganismo o una parte de un organismo

Propiedades comunes aPropiedades comunes atodos los seres vivostodos los seres vivos

1.1. Organización específicaOrganización específica2.2. HomeostásisHomeostásis3.3. Reproducción y herenciaReproducción y herencia4.4. Crecimiento y desarrolloCrecimiento y desarrollo5.5. MetabolismoMetabolismo6.6. Respuesta al medio circundanteRespuesta al medio circundante

1.1. Extracción deExtracción denutrientes del medionutrientes del medio

2.2. Conversión deConversión denutrientes en energíanutrientes en energía

3.3. Excreción deExcreción deproductos de desechoproductos de desecho

4.4. Reproducción yReproducción yherenciaherencia

Paul Davies (2008)

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00 VV XX XVXV XXXX

Edad antiguaEdad antigua Edad MediaEdad Media EdadEdadModernaModerna

AtomismoAtomismo

ElementosElementosEmpedoclesEmpedocles

Teoría humoralTeoría humoral

Parte similarParte similarAristotelesAristoteles

GALENOGALENO

RhazesRhazes

TejidosTejidosBICHATBICHAT

Teoría CelularTeoría Celular

Teoría FibrilarTeoría Fibrilar

Principales concepcionesPrincipales concepcionesestequiológicas estequiológicas a través de la historiaa través de la historia

Galileo Galileo GalileiGalilei

Zacharias and Hans JanssenZacharias and Hans Janssen, 1580, 1580

LeewenhoekLeewenhoek LeewenhoekLeewenhoek

Carta a la Royal Carta a la Royal SocietySociety

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Renne Renne Descartes (1596-1650)Descartes (1596-1650)

Robert HookeRobert Hooke, 1665, 1665

00 VV XX XVXV XXXX

Edad antiguaEdad antigua Edad MediaEdad Media EdadEdadModernaModerna

AtomismoAtomismo

ElementosElementosEmpedoclesEmpedocles

Teoría humoralTeoría humoral

Parte similarParte similarAristotelesAristoteles

GALENOGALENO

RhazesRhazes

TejidosTejidosBICHATBICHAT

Teoría CelularTeoría Celular

Teoría FibrilarTeoría Fibrilar

Principales concepcionesPrincipales concepcionesestequiológicas estequiológicas a través de la historiaa través de la historia BichatBichat (1771-1802) (1771-1802)

1.1. Celular Celular2.2. Nervioso Nervioso de la de la vida vida animal animal3.3. Nervioso Nervioso de la de la vida orgánica vida orgánica4. Arterial4. Arterial5.5. Venoso Venoso6.6. Exhalante Exhalante7.7. Absorbente Absorbente8.8. Oseo Oseo9.9. Medular Medular10.10. Cartilaginoso Cartilaginoso11.11. Fibroso Fibroso12.12. Fibrocartilaginoso Fibrocartilaginoso13. Muscular de la13. Muscular de la vida vida animal animal14. Muscular de la14. Muscular de la vida orgánica vida orgánica15.15. Mucoso Mucoso16.16. Seroso Seroso17.17. Sinovial Sinovial18. Glandular18. Glandular19.19. Dermoide Dermoide20.20. Epidermoide Epidermoide21. 21. PilosoPiloso

Sistemasgenerales

Sistemasparticulares

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Matthias SchleidenMatthias Schleiden

Principles of Scientific BotanyPrinciples of Scientific Botany, 1849, 1849

Theodor Schwann Theodor Schwann (1810-1881)(1810-1881)

R. R. Virchow Virchow (1821-1902)(1821-1902)““Omnis cellula Omnis cellula e e cellulacellula””

•• Unidad anatómica Unidad anatómica

•• Unidad funcional Unidad funcional

•• Unidad genética Unidad genética

C. Golgi (1843-1926)C. Golgi (1843-1926)

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Santiago Santiago Ramon Ramon y y Cajal Cajal (1852-1934)(1852-1934)

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CamilloCamillo Golgi Golgi Cajal Cajal y y colscols..

S. Ramón y S. Ramón y CajalCajal (1934) (1934)¿¿NeuronismoNeuronismo o o reticularismoreticularismo??

D. Pío del RíoHortega

D. Fernandode Castro

1896-19671882-1945

PrincipalesPrincipalesdescubrimientosdescubrimientos

00 VV XX XVXV XXXX

Edad antiguaEdad antigua Edad MediaEdad Media EdadEdadModernaModerna

AtomismoAtomismo

ElementosElementosEmpedoclesEmpedocles

Teoría humoralTeoría humoral

Parte similarParte similarAristotelesAristoteles

GALENOGALENO

RhazesRhazes

TejidosTejidosBICHATBICHAT

Teoría CelularTeoría Celular

Teoría FibrilarTeoría Fibrilar

Principales concepcionesPrincipales concepcionesestequiológicas estequiológicas a través de la historiaa través de la historia

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Observaciones a distinto Observaciones a distinto ““aumentoaumento”” Niveles de complejidad de laNiveles de complejidad de lamateria vivientemateria viviente

NIVELNIVEL ElementosElementosSUBATOMICO............ SUBATOMICO............ ParticulasParticulas elementales elementalesATOMICO................... ATOMICO................... AtomosAtomosMOLECULAR............. MOLECULAR............. IonesIones y moléculas y moléculasORGANULOS ............ ORGANULOS ............ Orgánulos celularesOrgánulos celularesCELULAR .................. CELULAR .................. CélulasCélulasTISULAR ................... TISULAR ................... Asambleas celularesAsambleas celularesORGANOS ................ ORGANOS ................ Conjunto de tejidosConjunto de tejidosSISTEMAS ................ SISTEMAS ................ Sistemas y aparatosSistemas y aparatosINDIVIDUOS ............. INDIVIDUOS ............. OrganismosOrganismosCOMUNIDADES ....... COMUNIDADES ....... Grupos de organismosGrupos de organismos

Célula eucariota animalCélula eucariota animal Máquina para exprimir naranjasMáquina para exprimir naranjas

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El término El término ""prionprion" " es usado para describir el agente infecciosoes usado para describir el agente infecciosoresponsable de varias enfermedades responsable de varias enfermedades neurodegenerativasneurodegenerativasencontradas en los mamíferos. La palabra en sí deriva deencontradas en los mamíferos. La palabra en sí deriva de""proteinaceous infectious particleproteinaceous infectious particle"", definición propuesta por, definición propuesta porStanley Stanley B. B. PrusinerPrusiner..

Los Los prionespriones: Un enigma médico: Un enigma médico

•• Esta definición vino dada por la hipótesis inicial, que másEsta definición vino dada por la hipótesis inicial, que mástarde se confirmaría, de que este agente infecciosotarde se confirmaría, de que este agente infecciosoconsistíaconsistía únicamente en una proteína, carente deúnicamente en una proteína, carente degenoma y ácidos nucleicos.genoma y ácidos nucleicos.

KuruKuru: Etapas: Etapas

Fase ambulatoria: Temblor generalizado,pérdida de la capacidad para coordinar losmovimientos, disartria. Demuestra afectacióncerebelar incipiente.

Fase sedentaria: Incapacidad para deambularindependientemente, temblores más severos,ataxia, síntomas psiquiátricos (labilidademocional, depresión, bradipsíquia). Ladegeneración muscular no es aún patente, y losreflejos tendinosos están conservados.

Fase terminal: Incapacidad para la sedestaciónindependiente, ataxia severa, temblores ydisartria, incontinencia urinaria y fecal, disfagia,ulceraciones cutáneas.

Posibles causas:Posibles causas:•• Enfermedad Infecciosa: ¿Virus? Enfermedad Infecciosa: ¿Virus?¿¿ViroidesViroides? ¿Otros agentes?? ¿Otros agentes?

•• Patología Patología Psiquiatrica/NeurológicaPsiquiatrica/Neurológica..

•• Enfermedad Tóxica. Enfermedad Tóxica.

•• Enfermedad gen Enfermedad genética.ética.

•• Encefalitis Encefalitis espongiformeespongiforme•• Perdida neuronal Perdida neuronal•• AstrogliosisAstrogliosis•• Placas Placas amiloides amiloides de de PrPPrP

Neuropatología:Neuropatología:

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Posibles causas:Posibles causas:•• Enfermedad Infecciosa: ¿Virus? Enfermedad Infecciosa: ¿Virus?¿¿ViroidesViroides? ¿Otros agentes?? ¿Otros agentes?

•• Patología Patología Psiquiatrica/NeurológicaPsiquiatrica/Neurológica..

•• Enfermedad Tóxica. Enfermedad Tóxica.

•• Enfermedad gen Enfermedad genética.ética.

• Una mortalidad tan elevada de origen, al parecer reciente,que alcanzara una frecuencia tan alta en la población;

• Que se manifestara en individuos de grupos de edad tandiversa, desde niños de corta edad hasta adultos de edadavanzada;

• Que afectara en igual número a hombres y a mujeresjóvenes, pero que atacara a mujeres adultas en proporcióntrece veces mayor que a los hombres;

• Que ocurriera en una persona nacida en otra región de la islaque se había mudado a vivir a la población afectada.

C.C. Gajdusek Gajdusek (Australia, 1957)(Australia, 1957)KuruKuru: ¿Una enfermedad genética?: ¿Una enfermedad genética?

Posibles causas:Posibles causas:•• Enfermedad Infecciosa: ¿Virus? Enfermedad Infecciosa: ¿Virus?¿¿ViroidesViroides? ¿Otros agentes?? ¿Otros agentes?

•• Patología Patología Psiquiatrica/NeurológicaPsiquiatrica/Neurológica..

•• Enfermedad Tóxica.Enfermedad Tóxica.

•• Enfermedad genEnfermedad genética.ética.

ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR PRIONES

En animales, las enfermedades más conocidas son:•    Encefalopatía espongiforme bovina (BSE), ("Vacas locas").•    Scrapie (ovejas).•    Encefalopatía transmisible (visones).•    Enfermedades crónicas de desgaste (mulas, ciervos, alces).

Los humanos son susceptibles a varias enfermedades vinculadas apriones:

•    Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJD).•    Síndrome de Gerstmann-Straussler-Scheiner (GSS).•    Kuru.•    Insomnio fatal familiar (FFI).•    Síndrome de Alpers.

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Métodos aplicados para dañarMétodos aplicados para dañarácidos nucleicosácidos nucleicos

•Nucleasas•Psoralenos•Hidroxilamina•Iones Zn•Radiación ionizante•Radiación ultravioleta

Inactivación Inactivación de agentes infecciososde agentes infecciosospequeños por radiación UV a 254 pequeños por radiación UV a 254 nmnm

4200042000Agente del Agente del ““ScrapieScrapie””50005000Viroide tuberculos Viroide tuberculos de la patatade la patata14001400Virus de la leucemia Virus de la leucemia murinamurina500500Virus de la leucemia de Virus de la leucemia de FriendFriend240240PoliomavirusPoliomavirus150150Virus del Sarcoma de Virus del Sarcoma de RousRous2020Bacteriófago Bacteriófago fX174fX1742020Bacteriófago S13Bacteriófago S1344Bacteriófago T2Bacteriófago T2

DD3737 (J/m (J/m22)*)*EjemploEjemplo

Métodos de Métodos de inactivacióninactivación::• Autoclave >134 °C, 18 minutos• Hipoclorito sódico (20ºC, 1hora)• Hidroxido sódico 2N• Fenol 90%• Eter• Acetona• Permanganato potásico 0.002 M• Urea 6 M• 2 – Cloroetanol• Cloroformo

• 1920. Creutzfeldt describe por vez primera una demencia progresiva enuna mujer de 22 años.

• 1921. Jakob refiere hallazgos similares en cuatro casos, y desde entonces sedefine la enfermedad descrita por estos dos científicos (CJD).

• 1954. Sigurdsson introduce en concepto de infecciones lentas (Prusinercorrige más tarde señalando que no están producidas por ningún agenteinfeccioso sino por priones).

• 1959. El grupo de Klatzo observa similitudes histopatológicas entre el kuruy CJD. Hadlow (veterinario patólogo) describe este mismo parecido perocon el Scrapie.

• 1960. El grupo de Gajdusek logra transmitir experimentalmente a monos laenfermedad de CJ.

• 1976. Carleton Gajdusek (junto a Baruch Blumberg) es galardonado con elNobel de Medicina por sus aportaciones al conocimiento de lasenfermedades infecciosas provocadas por virus de acción lenta.

Historia de los Historia de los prionespriones

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•1982. Stanley Prusiner identifica el prión en un hámster.

•1997. Prusiner recibe el premio Nobel de Medicina por su descubrimiento

de los priones.

Historia de los Historia de los priones priones (2)(2)

• El agente causal era muypequeño, mucho más pequeñoque cualquier virus conocido(27000-30000 daltons)

• Carecía de ácidos nucleicos

• Filtrable con poros 25 nm o 100 nm.

• Son invisibles al microscopio óptico yelectrónico.

• Resistente a:FormaldehidoEDTAProteasas ( Tripsina, pepsina ),Nucleasas ( ribonucleasas A y III,desoxiribonucleasa I )Radiación ultravioleta ( 2540 Å )Radiación ionizante

• Largo periodo de incubación ( meses, años,décadas).

• No producen respuesta inflamatoria

• No antigénicos.

• Patología crónica progresiva.

• Fatal en todos los casos.

• Carecen de cuerpos de inclusión.

• Presencia de ácido nucleico no demostrada.

• El único componente conocido es la proteína PrP.

• Pueden existir en múltiples formas moleculares

• Periodo de adaptación a nuevos hospedadores.

• Control genético de la susceptibilidad de algunasespecies.

• Existencia de distintas cepas.

Propiedades físicas yPropiedades físicas yquímicasquímicas

PropiedadesPropiedadesbiológicasbiológicas

La PrPc, debido a determinadas mutaciones, podría transformarse en unaconformación mayoritaria en láminas β provocando la agregación de estasproteínas que se irían acumulando en los lisosomas produciendo, finalmente,la encefalopatía.

CContradicción con el Dogma Central de laontradicción con el Dogma Central de laBiología:Biología:Según el enunciado de J.Monod (1970):

``La secuencia de amino ácidos o estructura primaria de laproteína determina de manera unívoca el plegamiento de laproteína para adoptar su estructura terciaria. Es decir, entrelas miles de configuraciones 3-dimensionales en principioposibles, sólo se adopta una.''

Según su enunciado más general:

``Todas las formas de vida, desde los virus hasta lasplantas y los animales superiores, transmiten sus caracteresa las siguientes generaciones a través del DNA(excepcionalmente RNA).''

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•• Hipótesis de las partículas proteicas. Hipótesis de las partículas proteicas.

•• Hipótesis víricas. Hipótesis víricas.

•• Hipótesis de las moléculas mixtas Hipótesis de las moléculas mixtas

((holoprionesholopriones).).

El polémico agente infecciosoEl polémico agente infeccioso

Diversidad de Diversidad de prionespriones LLa a función de la forma celular del función de la forma celular del prionprion es hoyes hoyaun desconocida, aunque se barajan variasaun desconocida, aunque se barajan variashipótesishipótesis::•Al ser capaz de unir Cu2+ específicamente se le haasignado un papel activo en la homeostasis de este catiónimplicado en procesos de oxido reducción (Brown et al.1997).

•Superóxido dismutasa

•Proteína de transducción de señal

•Adhesión celular

•Regulación y distribución de los receptores de acetilcolina

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