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  • 1. Tema 18: EL MUNDO MICROBIANO1.- LA MICROBIOLOGÍA2.- MÉTODOS DE ESTUDIO DE LOS MICROORGANISMOS3.- REINO MONERAS 3.1.- MORFOLOGÍA DE LAS BACTERIAS 3.2.- FISIOLOGÍA DE LAS BACTERIAS4.- REINO PROTOCTISTAS5.- REINO HONGOS6.- VIRUS 6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA 6.2.- CLASIFIACIÓN DE VIRUS7.- VIROIDES Y PRIONES
  • 2. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOSANTECEDENTES PAU:2006 – Junio : bacterias, estructura general;2006 – Septiembre : virus, esquema e identificación de sus componentes; ciclo lítico y lisogénico de un bacteriófago; tipos de virus en función de su ácido nucleico;2008 – Junio : mecanismos de las bacterias para intercambiar genes;2008 – Septiembre : virus, estructura general; bacteriófago, retrovirus y priones, explicación; ciclo lítico y lisogénico de los virus, explicación;2009 – Junio : estructura general de las bacterias;2009 – Septiembre : estructura de la célula bacteriana y composición de su pared;2010 – Junio : estructura general del virus; ejemplos de virus nombrando su ác. nucleico y enfermedad que producen; ciclo vital de un fago (ciclo lítico y lisogénico);2011 – Junio : virus, ciclo vital;
  • 3. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS1.- LA MICROBIOLOGÍA MICROORGANISMOS  Origen de la microbiologíaLa microbiología estudia una parte de los organismos microscópicos, algunos unicelulares yotros que pueden formar asociaciones celulares. Una parte de ellos son causantes de numerosasenfermedades. · Construye el primer microscopio. · Observa “pequeños animáculos” 1674 Anton van Leeuwenhoek · Se comienzan a observar BACTERIAS, HONGOS y PROTOZOOS Señala a las levaduras como responsables de la fermentación 1837 Teodor Schwann alcohólica. 1857- Descubre que cada proceso de fermentación es llevado a cabo por Louise Pasteur 1860 un microorganismo distinto. Obtiene el Premio de la Academia de Ciencias de París por demostrar 1862 Louise Pasteur de modo definitivo la falsedad de la Teoría de la Generación Espontánea · Construye el primer microscopio electrónico que podía aumentar 7000 1937 James Hillier veces la imagen. · Se pudieron empezar a observar los VIRUS
  • 4. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS Origen de la microbiología MICROORGANISMOS
  • 5. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS2.- MÉTODOS DE ESTUDIO DE MICROORGANISMOSLOS MICROORGANISMOS  Se emplean los CULTIVOS: población microbiana en crecimiento activo • CARACTERÍSTICAS QUE HA DE TENER EL CULTIVO: • Necesita tener nutrientes y Tª y pH óptimos • Estar formado por individuos homogéneos • Manipularse en condiciones de asepsia y esterilización para evitar la contaminación• Generalmente, son de H2O + nutrientes a los que seañade gelatina o agar-agar para solidificarlos
  • 6. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS Métodos de Esterilización: su objetivo es la eliminación de todo microorganismo vivo deun medio de cultivo, alimento o material de laboratorio. MÉTODOS FÍSICOS MÉTODOS QUÍMICOS CALOR AGENTES MICROBICIDAS Bactericidas, fungicidas o SECO viricidas Horno Pasteur (≈ 200ºC) AGENTES ESTÁTICOS HÚMEDO Bacteriostáticos, Autoclave (≈ 120ºC) fungistáticos o viristáticos RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS Microondas, ultravioleta, rayos X, rayos y electrones. FILTROS Utilización de un asa de cultivo como método de transferencia aséptica
  • 7. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS Métodos de Identificación de Microorganismos:ESTUDIOS DE MICROSCOPÍA:• identificación por la forma de las células o la de sus colonias.• se emplean tinciones específicas.MÉTODOS BIOQUÍMICOS:• comparación con un patrón establecidoTÉCNICAS DE BIOLOGÍAMOLECULAR:· hibridación de secuencias del genoma de losmicroorganismos con sondas de ADN· si hibridan es porque el patógeno está en lamuestra
  • 8. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS¿QUÉ ORGANISMOS ESTUDIA LA MICROBIOLOGÍA? REINO MONERAS: • Bacterias REINO PROTOCTISTAS: • Protozoos • Algas microscópicas REINO FUNGI: • Hongos FORMAS ACELULARES: • Virus • Viroides • Priones
  • 9. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.- REINO MONERAS MICROORGANISMOS El estudio comparativo de las secuencias de ARNr ha revelado nuevas relaciones filogenéticasentre los microorganismos. La nueva filogenia establece tres grandes líneas celulares: eucariotas Dominio Eukarya Dominio Dominio Archea Bacteria procariotas PROGENOTE (Antepasado universal)
  • 10. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.- REINO MONERAS MICROORGANISMOS DOMINIO Eubacterias  Bacterias Purpúreas y Verdes: fotosintéticas y aerobias  Cianobacterias o “algas” verde-azuladas  Proclorofitas: bacterias con aspecto de cloroplastos  Bacterias nitrificantes: oxidan compuestos N inorgánicos  Bacterias fijadoras de N: captan N atmosférico  Espiroquetas: espirilos de medios acuáticos  Bacterias del ácido láctico: anaerobias tolerantes del O2  Micoplasmas: sin PC, como cocos o filamentosas DOMINIO Arqueobacterias  Metanógenas: anaerobias productoras de CH4  Halófilas: de ambientes hipersalinos  Termoacidófilas: en ambientes de elevadas T y bajo pH
  • 11. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS  Su molécula de ADN bicatenario y circular asociado PROCARIOTAS a proteínas NO histonas se encuentra en el citoplasma CARECEN DE VERDADERO NÚCLEO formando el nucleoide.  Además tienen Plásmidos  ADN extracromosómico que intercambianCÁPSULA BACTERIANA Capa más externa presente en casitodas las bacterias patógenas. Funciones:  regula el intercambio de H2O, iones y nutrientes con el medio  reservorio de H2O en condiciones de desecación  adherencia al huésped  dificulta la acción de anticuerpos, bacteriófagos y células fagocíticas
  • 12. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS LOS MICROORGANISMOSPARED CELULAR  Envuelta rígida que tienen todas las bacterias (exc. Mycoplasma)  ESTRUCTURA  en función de la Tinción Gram, hay 2 grupos de bacterias:  Bacterias GRAM POSITIVAS (retienen el colorante  pared celular violeta) • Capa de 10-80nm de peptidoglucano formado por cadenas de N-acetil glucosamina (NAG) y N-acetil murámico (NAM) unidas por enlaces O-glucosídicos • Al peptidoglucano se le asocian proteínas, polisacáridos y ácidos teicoicos cuyas funciones son: • Cargar negativamente la PC para poder captarÁcido lipoteicoico Ácido teicoico cationes (Mg+2) necesarios para la bacteria • Fijarse a la membrana plasmática • Receptores de bacteriófagos Peptidoglucano Membrana plasmática
  • 13. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS LOS MICROORGANISMOSPARED CELULAR  ESTRUCTURA  Bacterias GRAM NEGATIVAS (NO retienen el colorante  pared celular rosácea) • Formada por 2 capas: • 2-3nm de peptidoglucano • bicapa lipídica externa de 7-8nm, con lipoproteínas (p.e. porinas) y lipopolisacáridos asociados con función enzimática • Periplasma  espacio acuoso entre la mb plasmática y la mb externa de la PC que baña al peptidoglucano LPS Funciones de la Membrana Externa: Porina  Regula el paso de moléculas de ↓ Pm gracias a las proteínas porinas  Protección frente a agentes antibacterianos Lípido A  Responsable de adhesividad y carga e-  Lugar de fijación de fagos Peptidoglucano Funciones del Periplasma: Membrana plasmática  Función osmorreguladora
  • 14. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS LOS MICROORGANISMOSPARED CELULAR
  • 15. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS 3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOS MEMBRANA PLASMÁTICA Bicapa lipídica que limita al citoplasma y regula el paso de sustancias Forma invaginaciones hacia el interior de la célula  MESOSOMAS  Incrementan la superficie de la membrana y es donde se sitúan los enzimas de la respiración, fotosíntesis, fijación N2 atmosférico, asimilación de NO3 y NO2 y ADN polimerasa  Mantienen al cromosoma bacteriano en el seno del citoplasma BICAPA LIPÍDICA Proteína Diferencias con la de eucariotas Fosfolípidos • No tiene esteroles como el colesterol. • El porcentaje de los distintos tipos de fosfolípidos es diferente. Fosfolípidos • Algunas bacterias como las arqueas tienen unidades de isopreno en lugar de ácidos grasos. • En algunas arqueas las cadenas hidrofóbicas de MONOCAPA LIPÍDICA cada lado se unen covalentemente entre sí formando una monocapa. La estructura de monocapa es más estable y resistente en ambientes con temperaturas elevadas.
  • 16. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOSMEMBRANA PLASMÁTICA
  • 17. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOSCITOPLASMA  Disolución gelatinosa granulosa de H2O+proteína que rodea al nucleoide (fibroso)  En él aparece:  Ribosomas: libres, 2 subunidades, + pequeños que en Eucariotas  Inclusiones con sustancias de reserva o residuos del metabolismo  Vesículas con sustancias gaseosas que aseguran la flotabilidad
  • 18. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOSPILI y FIMBRIAS  Estructuras tubulares que aparecen en la superficie  Se inserta en la cápsula, PC y mb plasmática  FUNCIONES:  Sistema de anclaje  Participan en la conjugación
  • 19. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOSFLAGELOS  Estructura de locomoción  ESTRUCTURA  Filamento  Cuerpo Basal: bastón con 4 discos · S y M giran (en la mb plasmática) · L y P fijos (en el peptidoglucano) (Gram+ sólo tienen S y M)  CLASIFICACIÓN:  Bacterias Monótricas: 1 flagelo  Bacterias Lofótricas: varios flagelos a lo largo de su superficie  Bacterias Perítricas: varios flagelos formando un penacho
  • 20. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.2.- FISIOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOS NUTRICIÓN BACTERIAS AUTÓTROFAS HETERÓTROFAS Producen materia orgánica a partir de la Ingieren materia orgánica extrayendo parte de su materia inorgánica ingerida: litótrofos energía química: quimiorganótrofos FOTOLITÓTROFAS captan la energía de la luz; CO2 como fuente de Carbono SAPROFÍTICAS Fotosíntesis anoxigénica Bacterias descomponedoras Sulfobacterias verdes y púrpuras PARÁSITAS Fotosíntesis oxigénica Cianobacterias Bacterias patógenas QUIMIOLITÓTROFAS obtiene energía de la SIMBIÓTICAS oxidación de moléculas inorgánicas; CO2 como fuente C Bacterias del suelo Bacterias de la flora intestinal · Ox amoníaco: bacterias nitrosificantes · Ox nitritos: bacterias nitrificantes · Ox ácido sulfídrico: bacterias del S · Ox hidrógeno: bacterias del H · Ox carbonatos de Fe: bacterias del Fe
  • 21. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.2.- FISIOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOS NUTRICIÓN Tipo de Organismo Fuente de Fuente de Dadores de electrones Energía CarbonoFOTOLITÓTROFOS Luz CO2 Compuestos inorgánicosBacterias verdes y purpúreas del S, (S2- )cianobacteriasFOTOORGANÓTROFOS Luz Compuestos Compuestos orgánicosBacterias purpúreas NO de S orgánicos (alcoholes, ácidos grasos, etc.)QUIMIOLITÓTROFOS - Uniones CO2 Compuestos inorgánicosArqueobacterias hipertermófilas químicas (H2, S, S2-, Fe+2, NO3, NO2, CO)del S, metanógenas, bacterias del - ReaccionesH, del Fe, nitrificantes, REDOXcarboxibacteriasQUIMIORGANÓTROFOS - Uniones Compuestos Compuestos orgánicosLa mayor parte de las bacterias químicas orgánicos (glucosa y otros hidratos de C) - Reacciones REDOX
  • 22. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.2.- FISIOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOS RELACIÓN  Fototactismos y Quimiotactismos: • Sensibilidad a luz o sustancias químicas • Se desplazan con flagelos o reptan  Fabricación de Endosporas • Estructuras de resistencia que fabrican en condiciones adversas • Resisten T de 80ºC, sequedad, acción de ag. químicos o radiaciones
  • 23. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.2.- FISIOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOS REPRODUCCIÓNREPRODUCCIÓN REPRODUCCIÓNASEXUAL por BIPARTICIÓN MECANISMOS PARASEXUALES• Duplicación del cromosoma • Se produce intercambio de material genético• Estrangulación• Se generan 2 células hijas idénticas
  • 24. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS3.2.- FISIOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOSMecanismos Parasexuales: implican recombinación genética entre el ADN propio y el añadido ADN transformante TRANSFORMACIÓNLas bacterias pueden captardel medio ADN libre Cromosomaprocedente de otra célula. Lo bacterianointegran en su cromosoma. Pili Célula Replicación del ADN CONJUGACIÓN receptora F-Bacteria donadoratransmite ADN de susplásmidos a través de lospili a una bacteria Célulareceptora. donante F+ + Célula F+ Célula F+ TRANSDUCCIÓNUn bacteriófago actúa devector transfiriendo ADN debacterias donadoras abacterias receptoras. Bacteria infectada Lisis bacteriana Célula transducida por un fago
  • 25. Cuadro resumen de los reinos Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS tradicionales Dominio Dominio Dominio Eukarya Bacteria Archea Protozoos Algas Hongos Plantas AnimalesCélulas sin núcleo  Células con núcleo     Organismos unicelulares     Organismos pluricelulares    Pared celular de celulosa  Pared celular de quitina Pared celular de mureína  Organismos autótrofos    Organismos heterótrofos  ?   Membrana gram + o - En la actualidad se dividen 12 3 20 8 4en más de un reinoOrganismos anaerobios   Organismos aerobios  ?     
  • 26. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS6.- VIRUS MICROORGANISMOS Son formas acelulares de 30-300nm constituidas por: ÁCIDO NUCLEICO + CÁPSULA PROTEICA (Cápsida) - ADN / ARN - una / varias moléculas - circular / lineal - mono / bicatenario No realizan la función de nutrición ni relación; sí la de reproducción pero utilizando lamaquinaria metabólica de la célula huésped El genoma puede codificar entre 8-200 proteínas cuya misión puede ser:  Estructural: proteínas de la cápsida  Enzimática: sintetizan ácidos nucleicos víricos  Aglutinante: para adherirse a la membrana del huésped Son parásitos intracelulares obligados de bacterias (bacteriófagos), animales y plantas
  • 27. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS Morfología Vírica MICROORGANISMOS  Las cápsidas están formadas de múltiples copias de las proteínas CAPSÓMEROS  NUCLEOCÁPSIDA = Cápsida + Ácido nucleico  La forma de las cápsidas de los virus viene determinada por la ordenación de los capsómeros. Según esta morfología los virus se clasifican en: Virus bacteriófago: · Cabeza icosaédrica con el ácido nucleico · Zona caudal helicoidal que termina en placa basal con espinas de anclaje a la bacteria Virus helicoidal: el ADN forma una espiral Virus envuelto: interna presentan un recubrimiento membranoso exterior a la cápsida Virusicosaédrico:la cápsida es un icosaedro
  • 28. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS6.- VIRUS Morfología Vírica MICROORGANISMOS VIRUS HELICOIDAL - Infectan células vegetales - p.e. Virus del mosaico del tabaco
  • 29. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS6.- VIRUS Morfología Vírica MICROORGANISMOS VIRUS ICOSAÉDRICO con ENVOLTURA - Infectan células animales - p.e. Virus de la gripe
  • 30. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS6.- VIRUS Morfología Vírica MICROORGANISMOS VIRUS BACTERIÓFAGO - Infectan bacterias - p.e. Fago T4
  • 31. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS 6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA MICROORGANISMOSEl C I C L O L Í T I C O consiste en la multiplicación del virus en el interior de la célula y la posteriorlisis de esta, liberando de golpe muchos virus con la consiguiente muerte celular. 2. Síntesis del genoma y de las proteínas víricas 1. Fase de absorción y penetración 3. Fase de maduración y ensamblaje 4. Fase de liberación o lisis
  • 32. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA MICROORGANISMOS
  • 33. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA MICROORGANISMOS Fijación o adsorción del Penetración del virión o Replicación del ácido nucleico virión a una célula con inyección de su ácido vírico, tras alterar la maquinaria receptores específicos. nucleico en la célula. de síntesis de la célula. Síntesis de las proteínas Ensamblaje de las unidades Liberación de los viriones estructurales de la estructurales y empaquetamiento maduros fuera de la célula. cubierta del virus. del ácido nucleico.
  • 34. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA MICROORGANISMOS
  • 35. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS 6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA MICROORGANISMOSEn el C I C L O L I S O G É N I C O el ADN vírico se integra en el cromosoma bacteriano ypermanecen en estado de profago, replicándose con la bacteria cada vez que se divide, pero singenerar nuevos virus, hasta que se produzca un estímulo y comience el CICLO LÍTICO.
  • 36. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA MICROORGANISMOS El ciclo replicativo de los bacteriófagos pueden seguir dos caminos: Lisis CICLO LÍTICO Síntesis de proteínas Replicación del y ensamblaje de ADN vírico partículas víricas Inyección del ADN vírico CICLO ADN Cromosoma Integración del ADN LISOGÉNICO vírico bacteriano vírico en el cromosoma División celular bacteriano
  • 37. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA MICROORGANISMOS
  • 38. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS6.2.- CLASIFICACIÓN DE VIRUS VIRUS GENOMA REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN EJEMPLOS Transcripción Bacteriófago T4, Tipo I ADN bicatenario ADN ARNm poxvirus, herpesvirus Síntesis Transcripción Bacteriófago X174 y Tipo II ADN monocatenario ADN ADN ARNm M13 Transcripción Tipo III ARN bicatenario Reovirus, picornavirus ARN ARNm Uso directo Bacteriófago MS2, Tipo IV ARN monocatenario ( + ) ARN (+) ARNm polivirus Transcripción Tipo V ARN monocatenario ( - ) Virus de la rabia ARN (-) ARNm Transcripción inversa Transcripción Tipo VI ARN monocatenario ( + ) Retrovirus ARN (+) ARN (±) ARNm
  • 39. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS6.2.- Virus ADN de CÉLULAS ANIMALES
  • 40. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS6.2.- Virus ARN de CÉLULAS ANIMALES
  • 41. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS
  • 42. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS7.- VIROIDES Y PRIONES MICROORGANISMOS VIROIDES • ARN monocatenario con < 400 nucleótidos y varios bucles • No disponen de cápsida • La ARN polimerasa de la célula lo replica • Interfiere en la expresión de genes de la célula huésped; nunca se traduce a proteínas • Parasita exclusivamente a plantas: • Limonero, aguacate, planta del tabaco, pepino, cocotero • Malformaciones, necrosis, moteados de hojas…
  • 43. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS7.- VIROIDES Y PRIONES MICROORGANISMOS PRIONES• Son partículas proteínicas que se sitúan en la membrana de neuronas• Según la hipótesis de la proteína sola el prion provoca un cambio conformacional en la proteína normal, transformándola en infecciosa• Se desconoce el mecanismo de cambio y vías de contagio  Encefalitis espongiforme bovina:  Los cerebros de vacas afectadas mostraban huecos  Incoordinación motora entre otros, que finaliza con su muerte
  • 44. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS7.- VIROIDES Y PRIONES MICROORGANISMOS PRIONES Síndrome de Creutzfeldt-Jakob:  Aparició en 1994 en pacientes que habían consumido carne de vacuno afectada por el mal de las vacas locas.  Demencia, degeneración neuronal y pérdida de coordinación
  • 45. Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS7.- VIROIDES Y PRIONES MICROORGANISMOS PRIONES Kuru:  Enfermedad endémica de una tribu que se contrae por prácticas de canibalismo  De desarrollo lento, se puede incubar hasta 30 años.  Una vez que se manifiesta, es letal en 1 año máximo  Degeneración cerebral y muerte

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