Enfermedades infecciosas: Caracterización genotípica y ejemplos
¿Qué causa las enfermedades infecciosas?
Ya sea un brote de malaria, el retiro de vegetales debido a la contaminación por salmonela o la pandemia de COVID-19, las enfermedades infecciosas son una parte siempre presente de nuestras vidas. Una característica clave que distingue una enfermedad infecciosa de una enfermedad no infecciosa, como el cáncer o las enfermedades del corazón, es que las enfermedades infecciosas se pueden propagar de un individuo a otro. ¿Cómo es esto posible?
Las enfermedades infecciosas son causadas por patógenos , que son entidades biológicas que causan enfermedades. Los patógenos son infecciosos porque se comportan de manera similar en todos los individuos de una especie susceptible a ese patógeno. Su infectividad también puede verse favorecida por su capacidad para sobrevivir durante un breve período de tiempo fuera de un huésped.
Hay varios grupos principales de patógenos. Ahora echemos un vistazo más de cerca a algunos resúmenes de las características de cada grupo.
bacterias
Las bacterias (o procariotas) son organismos unicelulares de vida libre que se encuentran entre los seres vivos más ubicuos de la Tierra. Sus células contienen muchos de los mismos componentes que las células animales. Su información genética normalmente se transporta en un solo cromosoma que se replica cuando las células bacterianas se dividen. También recogen ADN de su entorno o de otras células bacterianas en formas como plásmidos, lo que las hace únicas de las células eucariotas (que incluyen a los animales). Los animales portan bacterias en la mayor parte del cuerpo, y la mayoría de las especies de bacterias son inofensivas para el huésped (y algunas son realmente beneficiosas, particularmente en el intestino para ayudar a digerir los alimentos). Sin embargo, algunas cepas de bacterias son patógenas debido al daño que causan en el cuerpo.
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virus
Los virus son entidades biológicas que en cierto modo se parecen a las células, pero no se consideran organismos vivos porque dependen de las células huésped para su replicación. Su información genética se transporta en hebras de ADN o ARN, y el virus secuestra la maquinaria de replicación de la célula huésped para producir más hebras genéticas virales. Los virus tienden a ser más específicos de especie para los huéspedes que pueden infectar porque necesitan interactuar con las proteínas celulares del huésped para infectar la célula (mientras que las bacterias pueden vivir en los espacios entre las células eucariotas).
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hongos
Los hongos son organismos eucariotas que pueden ser unicelulares o pluricelulares. Su información genética se transporta en cromosomas que son muy similares a otras células eucariotas. Al igual que las bacterias, actúan como patógenos cuando causan daño al cuerpo al vivir en los espacios entre las células.
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Parásitos
Los parásitos son un amplio grupo de organismos que pueden vivir fuera de las células huésped pero que dependen de un huésped para obtener nutrientes y refugio. Pueden ser unicelulares (como los protozoos) o pluricelulares (como los gusanos helmintos y ectoparásitos como las pulgas y las garrapatas). Como eucariotas, su información genética también se encuentra en los cromosomas.
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¿Cómo evolucionan los patógenos?
La evolución se refiere al proceso en el que los cambios genéticos aleatorios obtenidos al azar durante la replicación genética contribuyen a la aptitud relativa (o la propensión a producir descendencia) del organismo. La mayoría de los cambios genéticos (o mutaciones) no tienen un efecto perceptible sobre la aptitud física, mientras que algunos cambios genéticos tienen efectos positivos o negativos sobre la aptitud física. La aptitud de un patógeno puede verse afectada por mutaciones genéticas de muchas maneras, que van desde la adquisición de resistencia a un antibiótico hasta el aumento de su tasa de replicación. Por lo tanto, es importante que los científicos realicen un seguimiento de estos cambios en los patógenos a lo largo del tiempo para determinar cómo pueden comportarse en el futuro.
¿Cómo identificamos los patógenos?
Los patógenos se pueden identificar utilizando varios métodos:
- microscopía _ Muchos patógenos tienen una morfología clara cuando se tiñen con diferentes tintes y se observan bajo un microscopio. La microscopía es útil para procesar rápidamente una muestra para determinar qué tipo de patógeno puede estar causando una enfermedad. La microscopía estándar no se puede usar para los virus debido a su pequeño tamaño y solo se puede ver con microscopios electrónicos especiales.
- inmunoensayos . Estas pruebas utilizan anticuerpos que reconocen una parte del patógeno. Los anticuerpos se unen a una sustancia química que puede cambiar de color en las condiciones adecuadas, lo que indica si el patógeno reconocido por ese anticuerpo está presente en la muestra. Las pruebas rápidas de antígenos de COVID-19 son un buen ejemplo de inmunoensayo.
- Secuenciación genética . Hay una técnica de laboratorio conocida como PCR que puede hacer muchas copias del material genómico de un patógeno mediante el uso de un conjunto de cebadores que son específicos para el genoma de ese patógeno. La PCR también se puede realizar con sondas fluorescentes para obtener la secuencia genética de un patógeno y, por lo tanto, es el mejor método para rastrear la evolución del patógeno.
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Resumen de la lección
En resumen, las enfermedades infecciosas son causadas por patógenos o entidades biológicas que causan enfermedades en sus huéspedes. Hay varios tipos de patógenos, incluyendo:
- Las bacterias , que son organismos unicelulares de vida libre.
- Los virus , que son entidades biológicas que en cierto modo se asemejan a las células, pero no se consideran organismos vivos porque dependen de las células huésped para su replicación.
- Hongos , que son organismos eucariotas que pueden ser unicelulares o pluricelulares.
- Parásitos , que son un amplio grupo de organismos unicelulares y multicelulares que pueden vivir fuera de las células huésped pero que dependen de un huésped para obtener nutrientes y refugio.
Al igual que sus anfitriones, los patógenos están sujetos a la evolución al tener mutaciones genéticas aleatorias ocurridas durante la replicación genética que afectan su aptitud. La aptitud evolutiva de los patógenos puede tener un gran impacto en la patología y el tratamiento de las enfermedades infecciosas, por lo que es importante utilizar métodos para identificar patógenos y seguir su evolución. Estos métodos incluyen lo siguiente:
- Microscopía , que consiste en observar los patógenos bajo un microscopio.
- Inmunoensayos , que utilizan anticuerpos que reconocen una parte del patógeno en la que los anticuerpos se unen a una sustancia química que puede cambiar de color en las condiciones adecuadas.
- Secuenciación genética , que es una técnica que puede hacer muchas copias del material genómico de un patógeno mediante el uso de un conjunto de cebadores que son específicos para el genoma de ese patógeno.