CAPITAL HUMANO
Todavía es un concepto a la búsqueda de un contexto
Las personas ya no son vistas como bienes perecederos, a consumir, sino como bienes valiosos a desarrollar.
La economía considera al individuo desde dos puntos de vista:
• Consumidor
• Productor de bienes y servicios
¿Son productivos aquéllos que crían puercos o elaboran píldoras, pero los profesores de jóvenes y de adultos virtuosos, músicos, jueces y administradores son productivos en un grado mucho mayor?
Concepto del capital humano
Agregación – sujeto a la oferta y la demanda.
Crecimiento – con educación
Inversión - $$$$$$
Distribución de ingresos
¿Y el ingeniero que tiene que ver con el C.H.?
¿Y el diseñador que tiene que ver con el C.H.?
¿Y el arquitecto que tiene que ver con el C.H.?
Dos puntos importantes
Personal
¿Qué necesito hacer para formar un buen Capital Humano?
Como representante de una organización.
Al frente de un negocio
¿Cómo invierto en el Capital Humano de una organización?
Valor del C.H.
Es el mismo que el del consumo de bienes y servicios que produce directa o indirectamente.
Cuando se eleva el valor de los bienes y servicios, también se eleva el del C.H. y cuando disminuye en ele primero, lo mismo sucede en el segundo.
Cómo se puede medir el C.H.
Indirectamente con los valores de mercado a los que puede arrendarse.
Qué es el producto marginal
Se determina en función de la oferta y la demanda de tal forma que se puede pagar de acuerdo a esto un producto marginal promedio por industria, oficio, etc.
Costo de oportunidad
Las recompensas que se posponen a cambio de la inversión de C.H.
El sacrificio de un ingreso, de tiempo a cambio de una formación.
En este sentido el costo de oportunidad que paga una familia de bajos ingresos es muy alta en relación a una familia de clase media o alta.
Valor neto del C.H.
Es igual al costo de adquisición.
Precio del C.H.
El valor presente neto de un activo fijo humano depende de las ganancias de las que su dueño pueda darse cuenta.
¿Qué le conviene más a un empresario contratar diseñadores con licenciatura o a nivel técnico y capacitarlos?
Qué afecta el precio
Región geográfica
Raza
Edad
Ocupación
Industria
Riesgo e incertidumbre
Cuando los casos son variables pero ocurren con probabilidades conocidas, se dice que existen riesgos, cuando los casos son variables pero ocurren con probabilidades desconocidas, se dice que existe incertidumbre.
¿Conocer el riesgo que corres al invertir en C.H.?
¿y la incertidumbre?
Actores en la formación del C.H.
Gobierno
Empresas
Familia
Sociedad
Personas
Universidades
La era del conocimiento.
“ahora el reto es tener la habilidad de acceder, en forma constante, a ese conocimiento”
Las universidades juegan un papel importante
UNAM
TEC
UDLA
UNIVERSIDAD IBEROAMERICANA
El objetivo que se ha propuesto alcanzar la universidad para contribuir al cambio social consiste, en formar profesionales capaces de aportar a la sociedad servicios socialmente relevantes.
Los valores y las actitudes cívicas y sociales se enseñan con el ejemplo, en un ambiente que lo estimule. La educación es un proceso esencialmente humano, de transformación y de desarrollo de la persona.
Es un sistema universitario que tiene como misión formar personas comprometidas con el desarrollo de su comunidad para mejorarla en lo social, económico y político, y que sean competitivas internacionalmente en su área de conocimiento, la misión incluye hacer investigación y extensión relevantes para el desarrollo sostenible del país.
La característica esencial de estos programas es que hacen mayor hincapié en la enseñanza aplicada y, en especial, en los vínculos con el mercado de trabajo es decir en los conocimientos y habilidades que son necesarios para alcanzar un empleo.
Decisiones de inversión
¿Realmente es rentable una inversión en Capital humano?
Satisfacción personal
Necesidad de logro
Pertenencia
Formación
Todo depende del punto de vista desde el que se este viendo, por ejemplo para un padre lo más importante puede ser el titulo de su hijo y no los resultados.
Gobierno
Dos situaciones:
Productores de bienes públicos
Promotores del bienestar general
¿Por qué la decisión de inversión no puede turnarse a individuos y a empresas particulares?
Empresas
¿las habilidades, talentos y conocimientos pueden obtenerse en el mercado?
¿conviene dar entrenamiento o contratar individuos con las habilidades y conocimientos necesarios?
¿capacitación general o especifica?
¿Qué tanto tiempo vivirá el empleado?
¿por cuánto tiempo trabajará para la empresa?
Materia prima
Individuo
¿calidad de vida o los bienes de consumo que pueden adquirir?
Valores
Preferencias presentes y futuras
Duración de vida del activo, su tasa de depreciación, su probabilidad de ser obsoletos y sus costos de mantenimiento.
Ya sea que el individuo invierta sus propios recursos en su C.H. o que pida prestado en el mercado, depende de la tasa a la que desea permutar los bienes de consumo presentes por los de consumo futuro.
El que el capital humano agregado desempeña un papel muy relevante en el proceso productivo, es una cuestión que desde una perspectiva teórica que ha sido tratada exhaustivamente.
En este sentido se identifican dos vías por las que la
educación participa en dicho proceso.
Una directa, denominada efecto nivel, que considera la educación que atesora el trabajador como un factor productivo más, de manera que la acumulación de capital humano genera directamente crecimiento del output.
Otra indirecta y calificada como efecto tasa, que supone que la educación facilita la innovación, la difusión y la adopción de nuevas tecnologías, afectando el nivel de capital humano al crecimiento de la productividad vía mejora del progreso técnico. Dada su importancia, han sido numerosos los trabajos.
jueves, 25 de enero de 2007
Capital humano
CAPITAL HUMANO
RECURSO, INVERSIÓN, CAPITAL, GASTO.
¿Cómo es el ser humano?
Flojo
Reactivo
Proactivo
Siempre motivado por superarse
Trabajador
¿Cómo surge la teoría del capital humano?
Factores del crecimiento económico.
Tierra
Trabajo
Capital
Capital humano
Conocimientos
Los esconomistas han colocado considerablemente la atención sobre la distribución del ingreso, considerando a la par (tanto de lejos como de cerca) la interacción de otros factores correlacionados, tales como la educación.
CAPITAL HUMANO
Se define como las habilidades, talentos y conocimientos productivos de un individuo.
Adam Smith
Un pueblo inteligente e instruido será siempre más ordenado y decente que uno ignorante y estúpido.
Theodore Schultz.
Existe una relación vital entre la productividad económica y el bienestar humano.
Las perspectivas de crecimiento económico se encuentran determinadas por la evolución inteligente de la humanidad.
Los gastos destinados a mejorar la calidad de la población deben ser considerados como una inversión.
Educación y salud.
¿Puede un campesino ser productivo sin importar las inclemencias del tiempo?
Gary S. Becker.
Las retribuciones normalmente aumentan con la edad, pero a una tasa decreciente.
Existe una relación inversa entre las tasas de paro y el nivel de capacitación.
Los jóvenes cambian de trabajo más frecuentemente y reciben más enseñanza y más formación que los demás.
Las personas más aptas reciben más educación y otros tipos de formación que los demás.
El típico inversionista en capital humano es menos reflexivo y, por tanto, tiene más posibilidades de errar que el inversionista típico de capital físico
Pan Yotopoulos.
Factor tiempo.
Las inversiones de capital humano serían más rentables si se invierte:
En individuos jóvenes con vida más largas.
Miembros de la sociedad con tasas de mortalidad menores.
Individuos o grupos para quienes los costos directos y de oportunidad de las inversiones sean relativamente bajas y se limiten a un periodo de tiempo relativamente breve.
Harvey Leibstein.
Teoría de la eficiencia.
¿Qué representa el trabajo para los mexicanos?
La productividad no sólo depende de la cantidad de mano de obra y de capital, sino también de la manera en que los empleados, los trabajadores y los empresarios interpreten el trabajo.
La motivación es un insumo, pero es importante recordar que no se puede comprar en el mercado.
Ragman Nurkse.
Círculo de la pobreza.
Del lado de la oferta está la poca capacidad de ahorro, que resulta del bajo nivel de ingreso real. El escaso ingreso real es un reflejo de la baja productividad que a su vez se debe en gran parte a la falta de capital. La falta de capital es el resultado de la poca capacidad de ahorro, y así el círculo es completo. De lado de la demanda, el estimulo a invertir puede ser bajo a causa del escaso poder de compra de la población, que se debe a su reducido ingreso real, lo que a su vez es atribuible a la baja productividad.
Enfoques actuales
Hogendorn (1996)
Establece que la educación de baja calidad y pobre, conduce en la mayoría de los casos a ingresos bajos.
Recalca que la educación es el elemento más importante para estudiar el capital humano, y que diferencias en la dotación de educación pueden explicar en gran medida las brechas de los ingresos per cápita entre los países desarrollados y menos desarrollados.
Ram, 1999
La educación es percibida como un determinante para el equilibrio, y su expansión permite el bienestar económico de un país.
Muchas investigaciones han estudiado la relación entre la educación y la desigualdad del ingreso. Aunque las estadíasticas, especificaciones y modelos difieren, muchos han concluido que incrementos en el promedio escolar, disminuyen la desigualdad del ingreso.
¿Qué teoría consideras que se aplica más en nuestros días?
¿Por qué?
¿Coinciden en algo?
Educación
La educación es el eje que permite a la comunidad humana la conservación de su peculariedad física, moral y espiritual; es el medio por el cual el hombre ha logrado propagar y conservar su existencia social, esto es, la fuerza de la razón. Esta es la característica principal de la humanidad, misma que nos hace diferentes del resto de los seres vivientes y que debemos preservar.
Educación formal.
Comprende el sistema educativo altamente instucionalizado, cronológicamente graduado y jerárquicamente estructurado que se extiende desde los primeros años de la escuela primaria hasta los últimos años de la universidad.
Educación no formal.
Es toda actividad organizada, sistemática, educativa, realizada fuera del marco del sistema oficial.
Educación informal.
Es un proceso que dura toda la vida y en el que las personas adquieren y acumulan conocimientos, habilidades, actitudes y modos de discernimiento mediante las expresiones diarias y su relación con el medio ambiente.
En muchos países subdesarrollados, la escuela es un reflejo y un fruto del subdesarrollo circundante, de donde derivan su deficiencia, su pobreza cuantitativa y cualitativa. Pero poco a poco, y aquí reside el peligro verdaderamente grave, la escuela de estos países subdesarrollados corre el peligro de convertirse a su vez en un factor de subdesarrollo.
Crecimiento económico.
El crecimiento económico de un país puede definirse como el aumento a largo plazo de la capacidad para proveer a su población de bienes económicos cada vez más diversificados, cuya capacidad creciente se basa en el avance de la tecnología y en los ajustes institucionales e ideológicos que ella exige.
Capital intelectual.
¿Cómo podemos determinar el valor de una empresa?
Cuando la bolsa de valores evalúa una empresa a tres, cuatro a diez veces el valor contable de sus bienes, ésta expresando una verdad sencilla pero profunda: los bienes tangibles de una empresa intelectual aportan mucho menos al valor de su producto (o servicio) terminado que los intangibles: el talento de sus trabajadores, la eficacia de sus sistemas, las relaciones con sus clientes, todo lo que en conjunto constituye su capital intelectual.
“El capital intelectual es conocimiento útil envasado”.
Gestión del conocimiento.
Implica administrar los procesos de creación, desarrollo, difusión y explotación del conocimiento para ganar capacidad organizativa.
¿ Por qué en algunos países que han incrementado su nivel de escolaridad no se ve reflejado en el crecimiento económico?
RECURSO, INVERSIÓN, CAPITAL, GASTO.
¿Cómo es el ser humano?
Flojo
Reactivo
Proactivo
Siempre motivado por superarse
Trabajador
¿Cómo surge la teoría del capital humano?
Factores del crecimiento económico.
Tierra
Trabajo
Capital
Capital humano
Conocimientos
Los esconomistas han colocado considerablemente la atención sobre la distribución del ingreso, considerando a la par (tanto de lejos como de cerca) la interacción de otros factores correlacionados, tales como la educación.
CAPITAL HUMANO
Se define como las habilidades, talentos y conocimientos productivos de un individuo.
Adam Smith
Un pueblo inteligente e instruido será siempre más ordenado y decente que uno ignorante y estúpido.
Theodore Schultz.
Existe una relación vital entre la productividad económica y el bienestar humano.
Las perspectivas de crecimiento económico se encuentran determinadas por la evolución inteligente de la humanidad.
Los gastos destinados a mejorar la calidad de la población deben ser considerados como una inversión.
Educación y salud.
¿Puede un campesino ser productivo sin importar las inclemencias del tiempo?
Gary S. Becker.
Las retribuciones normalmente aumentan con la edad, pero a una tasa decreciente.
Existe una relación inversa entre las tasas de paro y el nivel de capacitación.
Los jóvenes cambian de trabajo más frecuentemente y reciben más enseñanza y más formación que los demás.
Las personas más aptas reciben más educación y otros tipos de formación que los demás.
El típico inversionista en capital humano es menos reflexivo y, por tanto, tiene más posibilidades de errar que el inversionista típico de capital físico
Pan Yotopoulos.
Factor tiempo.
Las inversiones de capital humano serían más rentables si se invierte:
En individuos jóvenes con vida más largas.
Miembros de la sociedad con tasas de mortalidad menores.
Individuos o grupos para quienes los costos directos y de oportunidad de las inversiones sean relativamente bajas y se limiten a un periodo de tiempo relativamente breve.
Harvey Leibstein.
Teoría de la eficiencia.
¿Qué representa el trabajo para los mexicanos?
La productividad no sólo depende de la cantidad de mano de obra y de capital, sino también de la manera en que los empleados, los trabajadores y los empresarios interpreten el trabajo.
La motivación es un insumo, pero es importante recordar que no se puede comprar en el mercado.
Ragman Nurkse.
Círculo de la pobreza.
Del lado de la oferta está la poca capacidad de ahorro, que resulta del bajo nivel de ingreso real. El escaso ingreso real es un reflejo de la baja productividad que a su vez se debe en gran parte a la falta de capital. La falta de capital es el resultado de la poca capacidad de ahorro, y así el círculo es completo. De lado de la demanda, el estimulo a invertir puede ser bajo a causa del escaso poder de compra de la población, que se debe a su reducido ingreso real, lo que a su vez es atribuible a la baja productividad.
Enfoques actuales
Hogendorn (1996)
Establece que la educación de baja calidad y pobre, conduce en la mayoría de los casos a ingresos bajos.
Recalca que la educación es el elemento más importante para estudiar el capital humano, y que diferencias en la dotación de educación pueden explicar en gran medida las brechas de los ingresos per cápita entre los países desarrollados y menos desarrollados.
Ram, 1999
La educación es percibida como un determinante para el equilibrio, y su expansión permite el bienestar económico de un país.
Muchas investigaciones han estudiado la relación entre la educación y la desigualdad del ingreso. Aunque las estadíasticas, especificaciones y modelos difieren, muchos han concluido que incrementos en el promedio escolar, disminuyen la desigualdad del ingreso.
¿Qué teoría consideras que se aplica más en nuestros días?
¿Por qué?
¿Coinciden en algo?
Educación
La educación es el eje que permite a la comunidad humana la conservación de su peculariedad física, moral y espiritual; es el medio por el cual el hombre ha logrado propagar y conservar su existencia social, esto es, la fuerza de la razón. Esta es la característica principal de la humanidad, misma que nos hace diferentes del resto de los seres vivientes y que debemos preservar.
Educación formal.
Comprende el sistema educativo altamente instucionalizado, cronológicamente graduado y jerárquicamente estructurado que se extiende desde los primeros años de la escuela primaria hasta los últimos años de la universidad.
Educación no formal.
Es toda actividad organizada, sistemática, educativa, realizada fuera del marco del sistema oficial.
Educación informal.
Es un proceso que dura toda la vida y en el que las personas adquieren y acumulan conocimientos, habilidades, actitudes y modos de discernimiento mediante las expresiones diarias y su relación con el medio ambiente.
En muchos países subdesarrollados, la escuela es un reflejo y un fruto del subdesarrollo circundante, de donde derivan su deficiencia, su pobreza cuantitativa y cualitativa. Pero poco a poco, y aquí reside el peligro verdaderamente grave, la escuela de estos países subdesarrollados corre el peligro de convertirse a su vez en un factor de subdesarrollo.
Crecimiento económico.
El crecimiento económico de un país puede definirse como el aumento a largo plazo de la capacidad para proveer a su población de bienes económicos cada vez más diversificados, cuya capacidad creciente se basa en el avance de la tecnología y en los ajustes institucionales e ideológicos que ella exige.
Capital intelectual.
¿Cómo podemos determinar el valor de una empresa?
Cuando la bolsa de valores evalúa una empresa a tres, cuatro a diez veces el valor contable de sus bienes, ésta expresando una verdad sencilla pero profunda: los bienes tangibles de una empresa intelectual aportan mucho menos al valor de su producto (o servicio) terminado que los intangibles: el talento de sus trabajadores, la eficacia de sus sistemas, las relaciones con sus clientes, todo lo que en conjunto constituye su capital intelectual.
“El capital intelectual es conocimiento útil envasado”.
Gestión del conocimiento.
Implica administrar los procesos de creación, desarrollo, difusión y explotación del conocimiento para ganar capacidad organizativa.
¿ Por qué en algunos países que han incrementado su nivel de escolaridad no se ve reflejado en el crecimiento económico?
Cuestionario
¿Qué es el valor del capital?
-El valor del capital humano es directamente proporcional con su producción.
-Es el mismo que el del consumo de bienes y servicios que produce directa o indirectamente.
-Cuando se eleva el valor de los bienes y servicios, también se eleva el del capital humano y cuando disminuye en el primero, lo mismo sucede en el segundo.
- Precio de la capacidad productiva multiplicado por la cantidad de la misma.
¿Cómo se puede medir el capital humano?
Indirectamente con los valores de mercado a los que puede arrendarse. Según sus capacidades.
¿Qué es el producto marginal?
Es la producción adicional que se obtiene mediante una unidad adicional de un factor (mano de obra, capital, tierra) manteniéndose constantes los demás factores.
Promedio de sueldo de determinada área (mecánico, doctor, obrero, etc.)
¿Cuál es el precio del capital humano?
Según su rentabilidad es su precio.
El valor presente neto de un activo fijo humano depende de las ganancias de las que su dueño pueda darse cuenta.
Lo que se esta dispuesta a pagar por un capital humano.
¿Qué es el valor neto del capital humano?
Es lo que cuesta en dinero tener ese capital humano a tu servicio. Es igual al costo de adquisición. La inversión
-El valor del capital humano es directamente proporcional con su producción.
-Es el mismo que el del consumo de bienes y servicios que produce directa o indirectamente.
-Cuando se eleva el valor de los bienes y servicios, también se eleva el del capital humano y cuando disminuye en el primero, lo mismo sucede en el segundo.
- Precio de la capacidad productiva multiplicado por la cantidad de la misma.
¿Cómo se puede medir el capital humano?
Indirectamente con los valores de mercado a los que puede arrendarse. Según sus capacidades.
¿Qué es el producto marginal?
Es la producción adicional que se obtiene mediante una unidad adicional de un factor (mano de obra, capital, tierra) manteniéndose constantes los demás factores.
Promedio de sueldo de determinada área (mecánico, doctor, obrero, etc.)
¿Cuál es el precio del capital humano?
Según su rentabilidad es su precio.
El valor presente neto de un activo fijo humano depende de las ganancias de las que su dueño pueda darse cuenta.
Lo que se esta dispuesta a pagar por un capital humano.
¿Qué es el valor neto del capital humano?
Es lo que cuesta en dinero tener ese capital humano a tu servicio. Es igual al costo de adquisición. La inversión
sábado, 13 de enero de 2007
Solociones
Introducción general
Las soluciones en química, son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. La concentración de una solución constituye una de sus principales características. Bastantes propiedades de las soluciones dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química. Algunos ejemplos de soluciones son: agua salada, oxígeno y nitrógeno del aire, el gas carbónico en los refrescos y todas las propiedades: color, sabor, densidad, punto de fusión y ebullición dependen de las cantidades que pongamos de las diferentes sustancias.
La sustancia presente en mayor cantidad suele recibir el nombre de solvente, y a la de menor cantidad se le llama soluto y es la sustancia disuelta.
El soluto puede ser un gas, un líquido o un sólido, y el solvente puede ser también un gas, un líquido o un sólido. El agua con gas es un ejemplo de un gas (dióxido de carbono) disuelto en un líquido (agua).
Las mezclas de gases, son soluciones. Las soluciones verdaderas se diferencian de las soluciones coloidales y de las suspensiones en que las partículas del soluto son de tamaño molecular, y se encuentran dispersas entre las moléculas del solvente.
Algunos metales son solubles en otros cuando están en el estado líquido y solidifican manteniendo la mezcla de átomos. Si en esa mezcla los dos metales se pueden solidificar, entonces serán una solución sólida.
El estudio de los diferentes estados de agregación de la materia se suele referir, para simplificar, a una situación de laboratorio, admitiéndose que las sustancias consideradas son puras, es decir, están formadas por un mismo tipo de componentes elementales, ya sean átomos, moléculas, o pares de iones. Los cambios de estado, cuando se producen, sólo afectan a su ordenación o agregación.
Sin embargo, en la naturaleza, la materia se presenta, con mayor frecuencia, en forma de mezcla de sustancias puras. Las disoluciones constituyen un tipo particular de mezclas. El aire de la atmósfera o el agua del mar son ejemplos de disoluciones. El hecho de que la mayor parte de los procesos químicos tengan lugar en disolución hace del estudio de las disoluciones un apartado importante de la química-física.
Este trabajo cuenta con una introducción general del tema que habla un poco acerca de lo básico que se debe saber para poder adentrarse en el tema de las soluciones, este habla acerca de lo que son las soluciones, de lo que es un disolvente y un soluto, también explica acerca de lo que hace diferente a una solución coloide o de las suspensiones.
Este trabajo cuenta con varios temas los cuales son solubilidad, propiedades físicas de las soluciones, concentración de una solución, soluciones sólidas, líquidas y gaseosas, efecto de la temperatura y presión en la solubilidad de sólidos y gases.
Solubilidad
La solubilidad es la capacidad que tiene una sustancia para disolverse en otra, la solubilidad de un soluto es la cantidad de este.
Algunos líquidos, como el agua y el alcohol, pueden disolverse entre ellos en cualquier proporción. En una solución de azúcar en agua, puede suceder que, si se le sigue añadiendo más azúcar, se llegue a un punto en el que ya no se disolverá más, pues la solución está saturada.
La solubilidad de un compuesto en un solvente concreto y a una temperatura y presión dadas se define como la cantidad máxima de ese compuesto que puede ser disuelta en la solución. En la mayoría de las sustancias, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura del solvente. En el caso de sustancias como los gases o sales orgánicas de calcio, la solubilidad en un líquido aumenta a medida que disminuye la temperatura.
En general, la mayor solubilidad se da en soluciones que moléculas tienen una estructura similar a las del solvente.
La solubilidad de las sustancias varia, algunas de ellas son muy poco solubles o insolubles. La sal de cocina, el azúcar y el vinagre son muy solubles en agua, pero el bicarbonato de sodio casi no se disuelve.
Propiedades físicas de las soluciones
Cuando se añade un soluto a un solvente, se alteran algunas propiedades físicas del solvente. Al aumentar la cantidad del soluto, sube el punto de ebullición y desciende el punto de solidificación. Así, para evitar la congelación del agua utilizada en la refrigeración de los motores de los automóviles, se le añade un anticongelante (soluto). Pero cuando se añade un soluto se rebaja la presión de vapor del solvente.
Otra propiedad destacable de una solución es su capacidad para ejercer una presión osmótica. Si separamos dos soluciones de concentraciones diferentes por una membrana semipermeable (una membrana que permite el paso de las moléculas del solvente, pero impide el paso de las del soluto), las moléculas del solvente pasarán de la solución menos concentrada a la solución de mayor concentración, haciendo a esta última más diluida. Estas son algunas de las características de las soluciones:
• Las partículas de soluto tienen menor tamaño que en las otras clases de mezclas.
• Presentan una sola fase, es decir, son homogéneas.
• Si se dejan en reposo durante un tiempo, las fases no se separan ni se observa sedimentación, es decir las partículas no se depositan en el fondo del recipiente.
• Son totalmente transparentes, es decir, permiten el paso de la luz.
• Sus componentes o fases no pueden separarse por filtración
Concentración de una solución
La concentración de una solución lo da el número de moléculas que tenga que tenga el soluto de una sustancia y el número de moléculas que tiene el resto de la sustancia.
Existen distintas formas de decir la concentración de una solución, pero las dos más utilizadas son: gramos por litro (g/l) y molaridad (M).
Los gramos por litro indican la masa de soluto, expresada en gramos, contenida en un determinado volumen de disolución, expresado en litros. Así, una solución de cloruro de sodio con una concentración de 40 g/l contiene 40 g de cloruro de sodio en un litro de solución.
La molaridad se define como la cantidad de sustancia de soluto, expresada en moles, contenida en un cierto volumen de solución, expresado en litros, es decir: M = n/V.
El número de moles de soluto equivale al cociente entre la masa de soluto y la masa de un mol (masa molar) de soluto.
Por ejemplo, para conocer la molaridad de una solución que se ha preparado disolviendo 70 g de cloruro de sodio (NaCl) hasta obtener 2 litros de solución, hay que calcular el número de moles de NaCl; como la masa molar del cloruro de sodio es la suma de las masas atómicas de sus elementos, es decir, 23 + 35,5 = 58,5 g/mol, el número de moles será 70/58,5 = 1,2 y, por tanto, M = 1,2/2= 0,6 M (0,6 molar).
Concentración en miliosmoles por litro
El fenómeno de ósmosis se presenta cuando una solución esta separada de su solvente por una membrana semipermeable. La ósmosis es la difusión de solvente a través de la membrana desde la parte de menor a la de mayor concentración. La presión osmótica es la presión que se debe aplicar sobre la solución de mayor concentración para impedir el paso del solvente (ósmosis) a través de la membrana.
Las membranas biológicas tienen permeabilidades distintas y se dice que son semipermeables, es decir que son permeables para las moléculas del solvente o pequeñas moléculas, pero no permiten el paso libre todas las moléculas disueltas.
El osmol es una unidad biológica que se usa para soluciones que tienen actividad osmótica. El osmol resulta ser una unidad muy grande para los fenómenos biológicos, se usa con mayor frecuencia la subunidad miliosmol (mosmol) que es más representativa; Para calcular un mosmol es necesario conocer si el soluto ioniza o no lo hace, la ionización aumenta el numero de partículas en solución, cuando se disuelven 180 mg de glucosa hasta un litro tenemos 1 mmol de glucosa, como esta sustancia no ioniza también tenemos 1 mosmol de glucosa; cuando se disuelven 58.5 mg de cloruro de sodio, sal que ioniza dando dos iones (Na+ y Cl-), entonces los 58.5mg son iguales a 1 mmol de sal pero equivalen a 2 mosmol. La presión osmótica depende del número de partículas y no de su carga ni de su masa, la misma fuerza osmótica es ejercida por una molécula grande como una proteína, con peso molecular de muchos miles y muchas cargas, como la molécula de hemoglobina o un ion de sodio o de cloro.
La mayoría de los líquidos corporales tiene una presión osmótica que concuerda con la de una solución de cloruro de sodio a 0.9 % y se dice que una solución es isosmótica con los líquidos fisiológicos.
Los soluciones isotónicas con respecto unas de otras ejercen la misma presión osmótica, o sea contienen la misma concentración de partículas osmóticamente activas. Cuando se habla de soluciones isotónicas en el laboratorio suele tratarse de las soluciones que tienen la misma presión osmótica del plasma sanguíneo, que es aproximado de 300 miliosmoles / litro. Las soluciones fisiológicas de concentración menor de 300 hipotónicas y si su concentración es mayor se denominan hipertónicas. Una solución es isotónica con respecto a una célula viva cuando no ocurre ganancia ni pérdida neta de agua en la célula, tampoco se produce ningún cambio de la célula cuando entra en contacto con la solución.
Si tenemos en cuenta que la concentración osmolar de una solución que contiene una mezcla de electrolitos y moléculas neutras es igual a la suma de las concentraciones osmolares individuales de todos sus componentes, convertir la concentración de los solutos que se encuentran en el suero en osmolaridad. Una formula sencilla y que ofrece una buena utilidad clínica es:
Osmolaridad = 2 ( Na+ mmol/l) + Glucosa mmol/l + NUS mmol/l o también
Osmolaridad = 2(Na+ meq /l) +Glucosa mg/dl /18 + NUS mgl/dll /2.8
Donde el factor 2 se debe a que se consideran los iones asociados al Na+ ( Cl- y HCO3-) ; 1 mosmol de glucosa equivale a 180 mg / l = 18 mg/dl, 1 mosmol de nitrógeno ureico (NUS) equivale a 28 mg/l = 2.8 mg /dl, corresponde a la masa molecular de dos átomos de nitrógeno en la urea.
Los electrolitos Na+, Cl- y HCO3- contribuyen en mas del 92 % a la osmolaridad del suero, el otro 8% corresponde a la glucosa, proteínas y la urea.
Clasificación de las soluciones
PÒR SU ESTADO DE
POR SU CONCENTRACION
SÓLIDAS SOLUCION NO-SATURADA; es aquella en donde la fase dispersa y la dispersante no están en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación.
Ej: a 0 ºC 100 g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolución que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.
LIQUIDAS SOLUCION SATURADA: en estas disoluciones hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej una disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5 disueltos en 100 g de agua 0 ºC.
GASEOSAS SOLUCION SOBRE SATURADA: representan un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada.
Para preparar este tipo de disoluciones se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema lentamente. Estas soluciones son inestables, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura.
Efecto de la temperatura y la presión en la solubilidad de sólidos y gases
Porque un refresco pierde más rápido el gas cuando esta caliente que cuando esta frió, o por que el chocolate en polvo se disuelve más fácilmente en leche caliente, son varios factores los que influyen a estos fenómenos, entre ellos está la temperatura y la presión.
Por lo general la solubilidad varía con la temperatura. En la mayoría de las sustancias, un incremento de la temperatura causa un aumento de la solubilidad. Por eso el azúcar se disuelve mejor en café caliente, y la leche debe de estar en el punto de ebullición.
Los cambios de presión no modifican la solubilidad de un sólido en un líquido. Si un sólido es insoluble agua, no se disolverá aunque se aumente bruscamente la presión ejercida sobre él.
La solubilidad de los gases disueltos en líquidos es diferente de la que poseen los sólidos. La solubilidad de un gas en agua aumenta con la presión del gas sobre el disolvente, si la presión disminuye, la solubilidad disminuye también. Se dice que la solubilidad de los gases es directamente proporcional a la presión.
Cuando se destapa una botella de refresco, la presión sobre la superficie del líquido se reduce y cierta cantidad de burbujas de dióxido de carbono suben a la superficie. La disminución de la presión permite que el CO2 salga de la disolución.
En relación con la temperatura, los gases disueltos en líquidos se comportan de forma inversa a como lo hacen los sólidos. La solubilidad de un gas en agua decrece a medida que aumenta la temperatura; esto significa que la solubilidad y la temperatura son inversamente proporcionales.
Los gases disueltos en agua potable (oxigeno, cloro y nitrógeno) son las pequeñas burbujas que aparecen cuando él liquido se calienta y aún no llega al punto de ebullición. Cuando el agua hierve queda totalmente desgasificada, por lo cual su sabor es distinto del que posee el agua sin hervir, por ello se recomienda airear esta agua antes de beberla.
Soluciones acuosas
El agua es la biomolécula más abundante del ser humano, constituye un 65-70 % del peso total del cuerpo. Esta proporción debe mantenerse muy próxima a estos valores para mantener la homeóstasis hídrica, por lo contrario el organismo se ve frente a situaciones patológicas debidas a la deshidratación o la retención de líquidos. La importancia del estudio de la biomolécula agua radica en el hecho de que la totalidad de las reacciones bioquímicas se realizan en el seno del agua, todos los nutrientes se transportan en el seno del agua.
Estructura molecular del agua. Es una molécula tetraédrica, con el átomo de oxigeno en el centro y los dos átomos de hidrógeno en los vértices de dicho tetraedro quedando los otros dos vértices ocupados por los electrones no compartidos del oxígeno
El oxigeno es un átomo que posee mayor electronegatividad que el hidrogeno, esto hace que la molécula de agua sea un dipolo eléctrico. Esta estructura explica muchas de las propiedades físicas y químicas del agua bien sea por la formación de puentes de hidrogeno o por solvatacion de otras moléculas.
Propiedades físicas y químicas del agua. Las propiedades del agua son la base de una serie de funciones esenciales para la integridad del organismo.
Funciones bioquímicas y fisiológicas del agua.
De lo anterior se deduce que las funciones bioquímicas y fisiológicas del agua son consecuentes con las propiedades fisicoquímicas que se han estudiado. El agua puede actuar como componente de macromoléculas proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, pueden estabilizar su estructura a través de la formación de puentes de hidrogeno.
El hecho de que sea considerada como disolvente universal de sustancia iónicas, polares no iónicas y anfipáticas, facilita que en su seno se puedan llevar a cabo la totalidad de las reacciones bioquímicas, así como el transporte adecuado de sustancias en el organismo.
El agua puede actuar como sustrato o producto de muchas reacciones como la hidrólisis o formación de ésteres.
El carácter termorregulador del agua, permite conseguir un equilibrio de temperaturas en todo el cuerpo así como la disipación del calor metabólico lo observamos en el ejercicio extenso.
Conclusión
De este informe concluyo que la solubilidad no es solo diluir una sustancia en otra, ya que esto consiste en un proceso quimico-fisico que esta sometido a diferentes factores que predominan, como es el caso de la presión y la temperatura.
Para finalizar, es bueno indicar dos situaciones muy importantes con respecto a la solubilidad:
Si dos solutos son solubles en un mismo solvente, dependiendo de las cantidades (pequeñas) pueden disolverse ambos sin ninguna dificultad, pero en general la sustancia de mayor solubilidad desplaza de la solución a la de menor solubilidad, ejemplo: al agregar azúcar o sal a una bebida, inmediatamente se produce el escape del gas disuelto en ella.
Si un soluto es soluble en dos solventes inmiscibles (no se mezclan) entre sí, el soluto se disuelve en ambos solventes distribuyéndose proporcionalmente de acuerdo a sus solubilidades en ambos solventes.
En este trabajo se han visto varios aspectos del tema de las soluciones, el cual es un tema muy extenso y muy importante para la vida de todos los seres humanos en este planeta. Este tema es muy importante porque sin los conocimientos que se tienen acerca de las soluciones, no se podría hacer más cosas con la materia prima, o con otros materiales, no se podría hacer materiales indispensables para nuestras vidas como el plástico, que existen muchos tipos de este material que se usa prácticamente para todo, bueno y así como este material existen muchos otros.
Además en este trabajo se ha tratado de poner información resumida, útil y concreta, lo cual es en factor muy importante porque si algún lector que no tenga muchos conocimientos del tema no se confunda tanto con definiciones y palabras que le puedan resultar extrañas. Además resulta mucho más cómodo leer un trabajo con información bien resumida y concreta, que cualquier otro trabajo que tenga mucha información que no sea necesaria, esto muchas veces resulta ser incomodo
Las soluciones en química, son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. La concentración de una solución constituye una de sus principales características. Bastantes propiedades de las soluciones dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química. Algunos ejemplos de soluciones son: agua salada, oxígeno y nitrógeno del aire, el gas carbónico en los refrescos y todas las propiedades: color, sabor, densidad, punto de fusión y ebullición dependen de las cantidades que pongamos de las diferentes sustancias.
La sustancia presente en mayor cantidad suele recibir el nombre de solvente, y a la de menor cantidad se le llama soluto y es la sustancia disuelta.
El soluto puede ser un gas, un líquido o un sólido, y el solvente puede ser también un gas, un líquido o un sólido. El agua con gas es un ejemplo de un gas (dióxido de carbono) disuelto en un líquido (agua).
Las mezclas de gases, son soluciones. Las soluciones verdaderas se diferencian de las soluciones coloidales y de las suspensiones en que las partículas del soluto son de tamaño molecular, y se encuentran dispersas entre las moléculas del solvente.
Algunos metales son solubles en otros cuando están en el estado líquido y solidifican manteniendo la mezcla de átomos. Si en esa mezcla los dos metales se pueden solidificar, entonces serán una solución sólida.
El estudio de los diferentes estados de agregación de la materia se suele referir, para simplificar, a una situación de laboratorio, admitiéndose que las sustancias consideradas son puras, es decir, están formadas por un mismo tipo de componentes elementales, ya sean átomos, moléculas, o pares de iones. Los cambios de estado, cuando se producen, sólo afectan a su ordenación o agregación.
Sin embargo, en la naturaleza, la materia se presenta, con mayor frecuencia, en forma de mezcla de sustancias puras. Las disoluciones constituyen un tipo particular de mezclas. El aire de la atmósfera o el agua del mar son ejemplos de disoluciones. El hecho de que la mayor parte de los procesos químicos tengan lugar en disolución hace del estudio de las disoluciones un apartado importante de la química-física.
Este trabajo cuenta con una introducción general del tema que habla un poco acerca de lo básico que se debe saber para poder adentrarse en el tema de las soluciones, este habla acerca de lo que son las soluciones, de lo que es un disolvente y un soluto, también explica acerca de lo que hace diferente a una solución coloide o de las suspensiones.
Este trabajo cuenta con varios temas los cuales son solubilidad, propiedades físicas de las soluciones, concentración de una solución, soluciones sólidas, líquidas y gaseosas, efecto de la temperatura y presión en la solubilidad de sólidos y gases.
Solubilidad
La solubilidad es la capacidad que tiene una sustancia para disolverse en otra, la solubilidad de un soluto es la cantidad de este.
Algunos líquidos, como el agua y el alcohol, pueden disolverse entre ellos en cualquier proporción. En una solución de azúcar en agua, puede suceder que, si se le sigue añadiendo más azúcar, se llegue a un punto en el que ya no se disolverá más, pues la solución está saturada.
La solubilidad de un compuesto en un solvente concreto y a una temperatura y presión dadas se define como la cantidad máxima de ese compuesto que puede ser disuelta en la solución. En la mayoría de las sustancias, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura del solvente. En el caso de sustancias como los gases o sales orgánicas de calcio, la solubilidad en un líquido aumenta a medida que disminuye la temperatura.
En general, la mayor solubilidad se da en soluciones que moléculas tienen una estructura similar a las del solvente.
La solubilidad de las sustancias varia, algunas de ellas son muy poco solubles o insolubles. La sal de cocina, el azúcar y el vinagre son muy solubles en agua, pero el bicarbonato de sodio casi no se disuelve.
Propiedades físicas de las soluciones
Cuando se añade un soluto a un solvente, se alteran algunas propiedades físicas del solvente. Al aumentar la cantidad del soluto, sube el punto de ebullición y desciende el punto de solidificación. Así, para evitar la congelación del agua utilizada en la refrigeración de los motores de los automóviles, se le añade un anticongelante (soluto). Pero cuando se añade un soluto se rebaja la presión de vapor del solvente.
Otra propiedad destacable de una solución es su capacidad para ejercer una presión osmótica. Si separamos dos soluciones de concentraciones diferentes por una membrana semipermeable (una membrana que permite el paso de las moléculas del solvente, pero impide el paso de las del soluto), las moléculas del solvente pasarán de la solución menos concentrada a la solución de mayor concentración, haciendo a esta última más diluida. Estas son algunas de las características de las soluciones:
• Las partículas de soluto tienen menor tamaño que en las otras clases de mezclas.
• Presentan una sola fase, es decir, son homogéneas.
• Si se dejan en reposo durante un tiempo, las fases no se separan ni se observa sedimentación, es decir las partículas no se depositan en el fondo del recipiente.
• Son totalmente transparentes, es decir, permiten el paso de la luz.
• Sus componentes o fases no pueden separarse por filtración
Concentración de una solución
La concentración de una solución lo da el número de moléculas que tenga que tenga el soluto de una sustancia y el número de moléculas que tiene el resto de la sustancia.
Existen distintas formas de decir la concentración de una solución, pero las dos más utilizadas son: gramos por litro (g/l) y molaridad (M).
Los gramos por litro indican la masa de soluto, expresada en gramos, contenida en un determinado volumen de disolución, expresado en litros. Así, una solución de cloruro de sodio con una concentración de 40 g/l contiene 40 g de cloruro de sodio en un litro de solución.
La molaridad se define como la cantidad de sustancia de soluto, expresada en moles, contenida en un cierto volumen de solución, expresado en litros, es decir: M = n/V.
El número de moles de soluto equivale al cociente entre la masa de soluto y la masa de un mol (masa molar) de soluto.
Por ejemplo, para conocer la molaridad de una solución que se ha preparado disolviendo 70 g de cloruro de sodio (NaCl) hasta obtener 2 litros de solución, hay que calcular el número de moles de NaCl; como la masa molar del cloruro de sodio es la suma de las masas atómicas de sus elementos, es decir, 23 + 35,5 = 58,5 g/mol, el número de moles será 70/58,5 = 1,2 y, por tanto, M = 1,2/2= 0,6 M (0,6 molar).
Concentración en miliosmoles por litro
El fenómeno de ósmosis se presenta cuando una solución esta separada de su solvente por una membrana semipermeable. La ósmosis es la difusión de solvente a través de la membrana desde la parte de menor a la de mayor concentración. La presión osmótica es la presión que se debe aplicar sobre la solución de mayor concentración para impedir el paso del solvente (ósmosis) a través de la membrana.
Las membranas biológicas tienen permeabilidades distintas y se dice que son semipermeables, es decir que son permeables para las moléculas del solvente o pequeñas moléculas, pero no permiten el paso libre todas las moléculas disueltas.
El osmol es una unidad biológica que se usa para soluciones que tienen actividad osmótica. El osmol resulta ser una unidad muy grande para los fenómenos biológicos, se usa con mayor frecuencia la subunidad miliosmol (mosmol) que es más representativa; Para calcular un mosmol es necesario conocer si el soluto ioniza o no lo hace, la ionización aumenta el numero de partículas en solución, cuando se disuelven 180 mg de glucosa hasta un litro tenemos 1 mmol de glucosa, como esta sustancia no ioniza también tenemos 1 mosmol de glucosa; cuando se disuelven 58.5 mg de cloruro de sodio, sal que ioniza dando dos iones (Na+ y Cl-), entonces los 58.5mg son iguales a 1 mmol de sal pero equivalen a 2 mosmol. La presión osmótica depende del número de partículas y no de su carga ni de su masa, la misma fuerza osmótica es ejercida por una molécula grande como una proteína, con peso molecular de muchos miles y muchas cargas, como la molécula de hemoglobina o un ion de sodio o de cloro.
La mayoría de los líquidos corporales tiene una presión osmótica que concuerda con la de una solución de cloruro de sodio a 0.9 % y se dice que una solución es isosmótica con los líquidos fisiológicos.
Los soluciones isotónicas con respecto unas de otras ejercen la misma presión osmótica, o sea contienen la misma concentración de partículas osmóticamente activas. Cuando se habla de soluciones isotónicas en el laboratorio suele tratarse de las soluciones que tienen la misma presión osmótica del plasma sanguíneo, que es aproximado de 300 miliosmoles / litro. Las soluciones fisiológicas de concentración menor de 300 hipotónicas y si su concentración es mayor se denominan hipertónicas. Una solución es isotónica con respecto a una célula viva cuando no ocurre ganancia ni pérdida neta de agua en la célula, tampoco se produce ningún cambio de la célula cuando entra en contacto con la solución.
Si tenemos en cuenta que la concentración osmolar de una solución que contiene una mezcla de electrolitos y moléculas neutras es igual a la suma de las concentraciones osmolares individuales de todos sus componentes, convertir la concentración de los solutos que se encuentran en el suero en osmolaridad. Una formula sencilla y que ofrece una buena utilidad clínica es:
Osmolaridad = 2 ( Na+ mmol/l) + Glucosa mmol/l + NUS mmol/l o también
Osmolaridad = 2(Na+ meq /l) +Glucosa mg/dl /18 + NUS mgl/dll /2.8
Donde el factor 2 se debe a que se consideran los iones asociados al Na+ ( Cl- y HCO3-) ; 1 mosmol de glucosa equivale a 180 mg / l = 18 mg/dl, 1 mosmol de nitrógeno ureico (NUS) equivale a 28 mg/l = 2.8 mg /dl, corresponde a la masa molecular de dos átomos de nitrógeno en la urea.
Los electrolitos Na+, Cl- y HCO3- contribuyen en mas del 92 % a la osmolaridad del suero, el otro 8% corresponde a la glucosa, proteínas y la urea.
Clasificación de las soluciones
PÒR SU ESTADO DE
POR SU CONCENTRACION
SÓLIDAS SOLUCION NO-SATURADA; es aquella en donde la fase dispersa y la dispersante no están en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación.
Ej: a 0 ºC 100 g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolución que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.
LIQUIDAS SOLUCION SATURADA: en estas disoluciones hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej una disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5 disueltos en 100 g de agua 0 ºC.
GASEOSAS SOLUCION SOBRE SATURADA: representan un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada.
Para preparar este tipo de disoluciones se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema lentamente. Estas soluciones son inestables, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura.
Efecto de la temperatura y la presión en la solubilidad de sólidos y gases
Porque un refresco pierde más rápido el gas cuando esta caliente que cuando esta frió, o por que el chocolate en polvo se disuelve más fácilmente en leche caliente, son varios factores los que influyen a estos fenómenos, entre ellos está la temperatura y la presión.
Por lo general la solubilidad varía con la temperatura. En la mayoría de las sustancias, un incremento de la temperatura causa un aumento de la solubilidad. Por eso el azúcar se disuelve mejor en café caliente, y la leche debe de estar en el punto de ebullición.
Los cambios de presión no modifican la solubilidad de un sólido en un líquido. Si un sólido es insoluble agua, no se disolverá aunque se aumente bruscamente la presión ejercida sobre él.
La solubilidad de los gases disueltos en líquidos es diferente de la que poseen los sólidos. La solubilidad de un gas en agua aumenta con la presión del gas sobre el disolvente, si la presión disminuye, la solubilidad disminuye también. Se dice que la solubilidad de los gases es directamente proporcional a la presión.
Cuando se destapa una botella de refresco, la presión sobre la superficie del líquido se reduce y cierta cantidad de burbujas de dióxido de carbono suben a la superficie. La disminución de la presión permite que el CO2 salga de la disolución.
En relación con la temperatura, los gases disueltos en líquidos se comportan de forma inversa a como lo hacen los sólidos. La solubilidad de un gas en agua decrece a medida que aumenta la temperatura; esto significa que la solubilidad y la temperatura son inversamente proporcionales.
Los gases disueltos en agua potable (oxigeno, cloro y nitrógeno) son las pequeñas burbujas que aparecen cuando él liquido se calienta y aún no llega al punto de ebullición. Cuando el agua hierve queda totalmente desgasificada, por lo cual su sabor es distinto del que posee el agua sin hervir, por ello se recomienda airear esta agua antes de beberla.
Soluciones acuosas
El agua es la biomolécula más abundante del ser humano, constituye un 65-70 % del peso total del cuerpo. Esta proporción debe mantenerse muy próxima a estos valores para mantener la homeóstasis hídrica, por lo contrario el organismo se ve frente a situaciones patológicas debidas a la deshidratación o la retención de líquidos. La importancia del estudio de la biomolécula agua radica en el hecho de que la totalidad de las reacciones bioquímicas se realizan en el seno del agua, todos los nutrientes se transportan en el seno del agua.
Estructura molecular del agua. Es una molécula tetraédrica, con el átomo de oxigeno en el centro y los dos átomos de hidrógeno en los vértices de dicho tetraedro quedando los otros dos vértices ocupados por los electrones no compartidos del oxígeno
El oxigeno es un átomo que posee mayor electronegatividad que el hidrogeno, esto hace que la molécula de agua sea un dipolo eléctrico. Esta estructura explica muchas de las propiedades físicas y químicas del agua bien sea por la formación de puentes de hidrogeno o por solvatacion de otras moléculas.
Propiedades físicas y químicas del agua. Las propiedades del agua son la base de una serie de funciones esenciales para la integridad del organismo.
Funciones bioquímicas y fisiológicas del agua.
De lo anterior se deduce que las funciones bioquímicas y fisiológicas del agua son consecuentes con las propiedades fisicoquímicas que se han estudiado. El agua puede actuar como componente de macromoléculas proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, pueden estabilizar su estructura a través de la formación de puentes de hidrogeno.
El hecho de que sea considerada como disolvente universal de sustancia iónicas, polares no iónicas y anfipáticas, facilita que en su seno se puedan llevar a cabo la totalidad de las reacciones bioquímicas, así como el transporte adecuado de sustancias en el organismo.
El agua puede actuar como sustrato o producto de muchas reacciones como la hidrólisis o formación de ésteres.
El carácter termorregulador del agua, permite conseguir un equilibrio de temperaturas en todo el cuerpo así como la disipación del calor metabólico lo observamos en el ejercicio extenso.
Conclusión
De este informe concluyo que la solubilidad no es solo diluir una sustancia en otra, ya que esto consiste en un proceso quimico-fisico que esta sometido a diferentes factores que predominan, como es el caso de la presión y la temperatura.
Para finalizar, es bueno indicar dos situaciones muy importantes con respecto a la solubilidad:
Si dos solutos son solubles en un mismo solvente, dependiendo de las cantidades (pequeñas) pueden disolverse ambos sin ninguna dificultad, pero en general la sustancia de mayor solubilidad desplaza de la solución a la de menor solubilidad, ejemplo: al agregar azúcar o sal a una bebida, inmediatamente se produce el escape del gas disuelto en ella.
Si un soluto es soluble en dos solventes inmiscibles (no se mezclan) entre sí, el soluto se disuelve en ambos solventes distribuyéndose proporcionalmente de acuerdo a sus solubilidades en ambos solventes.
En este trabajo se han visto varios aspectos del tema de las soluciones, el cual es un tema muy extenso y muy importante para la vida de todos los seres humanos en este planeta. Este tema es muy importante porque sin los conocimientos que se tienen acerca de las soluciones, no se podría hacer más cosas con la materia prima, o con otros materiales, no se podría hacer materiales indispensables para nuestras vidas como el plástico, que existen muchos tipos de este material que se usa prácticamente para todo, bueno y así como este material existen muchos otros.
Además en este trabajo se ha tratado de poner información resumida, útil y concreta, lo cual es en factor muy importante porque si algún lector que no tenga muchos conocimientos del tema no se confunda tanto con definiciones y palabras que le puedan resultar extrañas. Además resulta mucho más cómodo leer un trabajo con información bien resumida y concreta, que cualquier otro trabajo que tenga mucha información que no sea necesaria, esto muchas veces resulta ser incomodo
Protozoarios
PROTOZOARIOS
No incluí a los protozoarios en el Reino Animal porque se han incluido en un reino separado: el Reino Protista.
Los protozoarios son protistas eucariotas unicelulares heterótrofos. Las células eucarióticas son las que poseen una membrana nuclear que contiene el material genético (ADN). Heterótrofo significa que no puede elaborar su propio alimento, debiendo adquirirlo ya elaborado.
Algo sorprendente es que la célula de los protozoarios contiene organelos con funciones equivalentes a las de los órganos de los Metazoarios (animales multicelulares).
El reino Protista incluye organismos Eucariotas, unicelulares o multicelulares (que forman colonias), heterótrofos (Ingestivos como los Protozoarios o absorbentes como los Mycetozoides), autótrofos (algas), ó mixótrofos (que son tanto autótrofos y heterótrofos (por ejemplo, Euglena). La mayoría de ellos son móviles, pero algunas especies son sésiles.
Como podemos ver, el significado de "protista" es muy complicado. Por esta razón, los protistas se han dividido en cinco reinos "tentativos":
PROTOZOARIOS
Pertenecen al Reino Protista. Son eucarióticos, unicelulares y heterotróficos. Muchos son mótiles. Hay aproximadamente 45,000 especies descritas de protozoarios. Podemos encontrarlos en agua, donde juegan un papel importante en la cadena alimentaria o en simbiosis con animales superiores o con otros microorganismos.
Pueden visitar la siguiente dirección electrónica para observar fotos y películas sobre protozoarios.
http://www.cellsalive.com/
Importancia:
Contribuyen a la fertilidad del suelo, ya que descomponen la materia orgánica.
Funcionan en el control natural de poblaciones microbianas, ya que se alimentan de varios tipos de microorganismos.
Causan enfermedades a humanos y animales de importancia doméstica.
Estructura y función
Poseen organelos que están envueltos en el movimiento, la obtención de nutrientes, la excresión, la osmoregulación, la reproducción y la protección.
Locomoción
Hay 3 tipos de organelos responsables de la locomoción en protozoarios:
Pseudópodos que son extensiones temporeras del citoplasma, generalmente encontrados en amebas. Estos también son importantes para capturar alimento.
Flagelos son estructuras alargadas en forma de cabello que impulsan el organismo. Estas estructuras reaccionan a sustancias químicas y al tacto. La estructura interna del flagelo es similar en todos los eucariotes.
Cilios son estructuras parecidas a flagelos, pero de menor tamaño. Estos organelos pueden cubrir la superficie total del protozoario o estar restringida a una región en particular como la región oral. En algunos organismos estos cilios se fusionan formando cirris, que pueden funcionar como patas.
Alimentación y digestión
Los protozoarios autotrófico sintetizan su propio alimento, mediante el proceso de fotosíntesis.
Los protozoarios heterotrófico, por otro lado requieren sustancias orgánicas pre formadas del ambiente.
La alimentación holozoica es la ingestión de organismos completos o pequeñas partículas de comida. Estos poseen mecanismos para la captura de alimentos como las copas de comida y citosomas ("boca"). Luego de la ingestión de partículas, éstas pasan a unas cavidades degestivas llamadas vacuolas de alimentos. Los desechos son eliminados por el citopigio.
Excresión y osmoregulación
El organelo responsable de estas funciones en muchos protozoarios en la vacuola contráctil. La excresión de productos de desecho se pueden llevar a cabo por la superfice de la célula. En la malaria se observa que algunos de los síntomas son ocasionados por los productos de desecho del parásito que son excretados y acumulados en la célula humana infectada.
Estructuras de protección
Muchas de estas estructuras evitan el daño mecánico o protegen al organismo de desecación, obtención excesiva de agua y de depredadores.
Cubiertas de la superficie forman caparazones que consisten de granos de arena u otras partículas foráneas. También pueden consistir de carbonato de calcio o sílica.
Tricocistos son organelos intracelulares usados para la captura de alimento y defensa.
Película ("pelicle") es una cubierta más fuerte que la membrana celular de la cual está pegado. Este provee protección contra sustancias químicas, daño mecánico y pérdida de agua.
Ciclo de vida de protozoarios
Este consiste de trofozoitos y cistos (quistes). La fase donde los protozoarios llevan a cabo su actividad principal (nutrición y crecimiento) es en la fase de trofozoito. En esta fase no pueden soportar los efectos de diferentes sustancias químicas, deficiencias de comida, cambios drásticos en temperatura, pH y otros factores ambientales. Para contrarestar estos factores adversos forman cistos o quistes.
El cisto es la fase del ciclo de vida de los protozoarios donde es resistente a diferentes condiciones ambientales. Los cistos se encuentran en estado latente o metabólicamente inactivo. Esta fase es importante para la dispersión de los organismos. Un ejemplo de protozoarios patógenos cuya dispersión se efectúa por medio de cistos es Entamoeba histolytica, que causa la disentería amébica.
Formas de reproducción
Los protozoarios ciliados son binucleados, poseen un macronúcleo que regula las funciones metabólicas y el desarrollo y mantienen las características visibles. Además poseen un micronúcleo que regula los procesos reproductivos.
En la reproducción asexual encontramos:
1. La fisión binaria, que es el tipo más común de reproducción asexual.
2. Gemación, en donde un nuevo individuo es formado, ya sea en la superficie o en la cavidad interna.
3. Fisión multiple, este tipo de reproducción envuelve la formación de organismos multinucleados que llevan a cabo la división.
En la reproducción sexual encontramos:
1. Singamia, aquí se observa la unión de 2 células sexuales diferentes con el resultado de un cigoto.
2. Conjugación, que es característica de los protozoarios ciliados. El proceso envuelve la unión parcial de dos ciliados; en donde ocurre el intercambio de un par de micronúcleos haploides. Luego de la fusión de estos micronúcleos se forman micronúcleos diploides, que se dividen por mitosis dando lugar a 2 organelos diploides idénticos.
3. Autogamia en este proceso el micronúcleo se divide en 2 partes y luego se reúnen para formar un cigoto. El protozoario se divide para dar lugar a 2 células, cada una con las estructuras nucleares completas.
Cultivo
Los protozoarios necesitan luz moderada, temperatura de 15 a 21 grados C y un pH de neutral a un poco alcalino. Si se utiliza un medio artificial, éste puede contener arroz, granos de trigo, leche descremada y lechuga. Si es un medio específico, contiene glucosa, proteínas, minerales y extracto de levaduras. Algunos necesitan microorganismos como alimentos. Por otro lado, los parásitos se cultivan en preparaciones de cultivo de tejido.
Clasificación
Para la clasificación se toma en consideración lo siguiente: el método de obtención de comida, el método de reproducción, la organización celular, la estructura, el análisis bioquímico de ácidos nucleicos y proteínas y los organelos de locomoción.
Reino Protista
Filum Ciliophora (ciliados un ejemplo es el Paramecium) se caracteriza por la presencia de miles de cilios en su superficie. Estos tienen como función el movimiento y la obtención de la comida. Los ciliados son los más especializados, ya que poseen organelos que llevan a cabo funciones vitales. Estos se encuentran en agua salada a fresca. Algunos son de vida libre mientras otros son parásitos o comensalistas.
Filum Sarcomastigophora
1. El subfilum Opalinata se encuentra en el intestino de sapos. Posee organelos en forma de cilios arreglados en filas sobre la superficie de su cuerpo. Algunos poseen dos ó más núcleos, pero no están diferenciados en micro y macronúcleo. Este grupo se reproduce por singamia.
2. El subfilum Sarcodina estos poseen pseudópodos utilizados para moverse y capturar comida. Este grupo es simple en estructura al compararlos con los ciliados y flagelados. Poseen pocos organelos y no poseen una forma definidad del cuerpo. Se encuentran en todos los cuerpos de agua. En este filum se incluye el grupo foraminífera (con 18,000 especies). También aquí encontramos a Entamoeba histolytica que causa la disentería amébica; esta enfermedad se esparce por medio de cistos en agua y comida contaminada.
3. El subfilum Mastigophora son protozoarios flagelados en alguna etapa de su vida y mayormente unicelulares, éstos son de vida libre, comensales, mutualistas o parásitos.
Filum Apicomplexa
Entre grupo incluye parásitos intra e intercelulares de animals. Se distingue por su arreglo único microtúbulos, vacuolas y otros organelos localizados en un extremo de la célula. Este grupo no posee organelos de locomoción.
Filum Sporozoa
Son parásitos y absorben nutrientes de sus huéspedes, algunos son intracelulares. Otros viven en el fluido del cuerpo u otros órganos. Los sporozoas adultos no poseen organelos de locomoción. Entre los ejemplos encontramos el agentes causante de la malaria y el causante de la toxoplasmosis, este último causa la muerte a pacientes con SIDA. El protozoario que causa la toxoplasmosis se encuentra en la excreta de los gatos.
REPRODUÇÃO DE PROTOZOÁRIOS
POR
SOLANGE PEIXINHO
INTRODUÇÃO
Nos seres vivos a reprodução consiste na divisão de um organismo pré-existente em organismos irmãos. Nos casos mais simples de protozoários cada célula, por meio de sua divisão, pode ser utilizada na criação de novos indivíduos sem que permaneça o organismo parental.
Por outro lado, o aspecto essencial das atividades sexuais dos protozoários é a produção de núcleos gaméticos haplóides e sua subseqüente fusão para formar um núcleo zigótico haplóide.
A reprodução sexuada na quase totalidade dos metazoários é um tanto diferente. Nestes ocorre a separação de uma linhagem germinativa, cujos óvulos e espermatozóides asseguram a continuidade da vida, e de uma linhagem somática cujas células são mortais e não participam do processo reprodutivo. Cada tipo de gameta usualmente é proveniente de dois indivíduos (macho e fêmea), que, freqüentemente permanecem vivos e produzem gametas adicionais para outras fertilizações.
Os gametas são produzidos por duas divisões sucessivas de células germinativas imaturas nas quais o número de cromossomos é reduzido à metade (número haplóide), vistos nos núcleos da células germinativas adultas em número diplóide. O resultado da união, por singamia ou fecundação, dos gametas haplóides é um zigoto diplóide ou ovo que fará uma longa série de divisões celulares, acompanhadas de várias mudanças de forma para produzir um jovem indivíduo.
Embora a união de gametas haplóides ocorra em ao menos certos protozoários, o estádio diplóide resultante (zigoto) realiza reprodução enquanto se divide. Contudo, nos metazoários as divisões do zigoto são parte essencial do desenvolvimento de um novo indivíduo.
Muitas das formas de reprodução nos Protozoários compreendem uma reprodução assexuada ou agamogonia, que corresponde à fragmentação do indivíduo comportando uma ou várias mitoses. A mitose nos protozoários é distinta da observada em metazoários, pois há permanência da membrana nuclear, ausência de fuso ou então existência de um fuso intranuclear.
Quanto à meiose há variação de sua ocorrência nos ciclos de vida dos diferentes grupos de protozoários em função do número de cromossomos. Alguns têm núcleos diplóides como nas células somáticas dos metazoários, outros têm núcleos haplóides, como nos gametas de animais e plantas superiores, existindo ainda aqueles com núcleos poliplóides, isto é, têm três ou mais séries haplóides de cromossomos, como é caso do macronúcleo da maioria dos ciliados. Nos metazoários a redução cromossômica sempre precede a fecundação.
A reprodução dos protozoários, objeto deste texto, embora envolva sempre divisão de um organismo comporta vários métodos, os quais serão descritos a seguir. Antes porém faremos uma breve exposicão sobre os pontos de ocorrência da meiose nos ciclos de vida dos mesmos.
1. MEIOSE E CICLOS
Nos protozoários assim como em muitas plantas inferiores a meiose pode ocorrer logo após a fecundação; é a meiose zigótica que existe em várias gregarinas coccídios (filo Apicomplexa, classe Sporozoea, gênero Plasmodium ), poucos Sarcodina, alguns flagelados intestinais e também em certos Protista com afinidades vegetais, como o Volvox.
Esta meiose usualmente ocorre durante as duas primeiras divisões do zigoto. Nestes casos a fase ativa do ciclo de vida, ou uma parte dela, apresenta número haplóide de cromossomos e tais organismos são por isto denominados haplobiontes.
NÞFertilização 2NÞMeiose (Formação de esporos) NÞ
Em muitos outros protozoários o número de cromossomos é diplóide na maior parte do ciclo, onde a meiose é gamética. São portanto comparáveis ao ciclo dos metazoários. Nos protozoários esta meiose resulta em núcleos gaméticos e ocorre em opalinídeos e ciliados. O ciclo é denominado diplobionte.
2NÞ Meiose (N) Fertilização 2NÞ
Há também um ciclo denominado haplodiplobionte conhecido em alguns formníferos. Nele as fases haplóide e diplóide correspondem às gerações distintas susceptíveis de apresentarem fenômenos de multiplicação assexuada. A meiose efetiva-se durante o último ciclo mitótico de diplonte.
NÞ Fertilização 2NÞ Meiose
2. MÉTODOS DE REPRODUÇÃO
Os protozoários multiplicam-se mais freqüentemente por via assexuada, mas certos grupos recorrem regularmente ou sob determinadas condições do ambiente à reprodução sexuada, enquanto outros têm ciclos complexos nos quais alternam fases de multiplicação assexuada e sexuada. A habilidade de realizar uma fase sexuada está restrita aos ciliados, apicomplexos e alguns táxons de flagelados e sarcodinos.
O ciclo reprodutivo dos protozoários envolve um período de crescimento seguido pela reprodução, crescimento dos organismos resultantes e eventualmente sua própria reprodução. O período de crescimento individual oscila de várias horas a vários dias ou mesmo vários meses, como ocorre nos ciclos de vida de certos foramníferos.
2.1. REPRODUÇÃO ASSEXUADA
É o processo mais simples de multiplicação, pois partindo de um só organismo que apresenta mitoses formam-se outros com as mesmas características genéticas do organismo parental. Se não ocorrem mutações todos os descendentes serão comparáveis entre si, constituindo portanto, clones.
Existem os seguintes métodos:
Divisão binária simples
Este tipo de reprodução baseia-se na bipartição do corpo celular. Nas amebas nuas não há plano de divisão, elas simplesmente assumem uma forma arredondada e dividem-se em duas metades basicamente iguais as células filhas recebem diretamente a estrutura do progenitor; em apenas um dos indivíduos será formado, de novo, um vacúolo contrátil. Já nas amebas testáceas há uma considerável variedade e sua divisão freqüentemente assemelha-se ao processo de brotamento (Fig. 1), como ocorre em Arcella . Nestas o protoplasma se exterioriza gradualmente pela abertura da concha como um grande pseudópodo, separando-se após mitose. O organismo gerador retém a concha e a metade do citoplasma, enquanto o outro membro secreta uma nova concha.
Figura 1. Divisão binária de Arcella.
Nos flagelados o corpo estrangula-se longitudinalmente e cada indivíduo tem de diferenciar um novo aparelho flagelar.
Figura 2. Divisão binária de flagelado
Nos ciliados os dois tipos de núcleo (macro e micronúcleo) dividem-se e o corpo plasmático geralmente é estrangulado (Fig. 3) transversalmente; cada indivíduo recebe um par de núcleos . São necessárias como novas diferenciações: em cada metade um segundo vacúolo contrátil e para a célula filha “posterior” um novo citóstoma, incluindo áreas especializadas de cílios, pois o antigo citóstoma desloca-se para o organismo “anterior”. A diferenciação de novas organelas inicia-se já nas primeiras divisões nucleares e precede a divisão do citoplasma. Alguns ciliados, por exemplo, Colpoda, dividem-se dentro de cistos, inicialmente em dois irmãos que após nova divisão forma 4 ciliados, os quais são liberados quando há ruptura da parede do cisto.
Uma exceção ao plano transversal de divisão nos ciliados ocorre em Vorticella, sendo nesta longitudinal.
Figura 3. Divisão binária de Paramecium.
Plasmotomia: Uma variante da fissão binária, ocorre em alguns protozoários multicelulados que normalmente dividem-se em mais de dois novos e pequenos organismos, realizando-se a divisão citoplasmática independentemente de divisão nuclear. Ocorre em certos sarcodinos como Pelomyxa, em Opalinata, dentre outros. Os organismos irmãos, podem diferir tanto em tamanho como em número de núcleos que recebem.
Divisão ou Fissão Múltipla (= esquizogonia)
A divisão múltipla segue-se às mitoses repetidas; em alguns grupos de protozoários, a divisão nuclear não é seguida imediatamente de citodierese. Resulta então a acumulação de muitos núcleos, milhares talvez, antes que se inicie a diferenciação das células filhas. Quando esta começa a se processar, formam-se quase concomitantemente muitos organismos filhos. Então o citoplasma divide-se em tantos territórios quantos os núcleos filhos, isolando elementos unicelulados ou esquizozoítos. Ocorre em protozoários parasitos (Apicomplexa, Microspora, Ascetospora e Mixozoa ) e em algumas espécies de vida livre (foramníferos e “radiolários”).
Dentre os protozoários de vida livre, os foramníferos são distintos, pois a fase sexuada é parte regular do ciclo de vida, alternando com uma fase sexuada
A figura 4 representa o complexo ciclo de vida do Plasmodium, onde há duas fases - sexuada e assexuada; a esquizogonia ocorre nas células hepáticas e sanguíneas de humanos.
Figura 4. Ciclo evolutivo de Plasmodium.
Brotamento
É uma forma de fissão no curso da qual pode a célula materna ser apenas afetada pelo processo reprodutor. No brotamento simples de um suctório, o ciliado paterno, sedentário, conserva seu aparelho alimentador, enquanto se realiza a divisão nuclear e é produzido um broto terminal ou lateral que se desenvolverá convertendo-se em larva ciliada. Em outros casos, o brotamento é múltiplo e há produção simultânea de 4 a 12 larvas (em Ephelota), embora em outros suctórios, Acineta por exemplo, a larva possa aparecer por brotamento do fundo de uma cavidade matriz que se forma por invaginação da superfície do corpo. Em certos ciliados, ou seja da ordem Apostomatida, há casos de formação de cadeias lineares de ciliados formados por brotamento.
Os organismos ciliados resultantes do brotamento, nadam livremente até se estabelecerem num substrato, quando perdem os cílios e desenvolvem tentáculos alimentadores e pedúnculo fixador.
2.2. REPRODUÇÃO SEXUADA
Protozoários de vida livre normalmente recorrem à reprodução sexuada quando as condições ambientais tornam-se adversas, pois quando fatores ambientais e disponibilidade de alimento são favoráveis, a reprodução é assexuada.
Com base em feições superficiais, são reconhecidas algumas variedades de atividades sexuais nos protozoários:
- - SINGAMIA OU COPULAÇÃO: ou seja, a união completa de duas células haplóides (gametas). Em formas primitivas, observa-se ISOGAMIA morfológica, ou seja, semelhança dos dois gametas. Dela se deriva a ANISOGAMIA, na qual microgametas móveis (as células sexuais masculinas) se unem com os macrogametas (células sexuais femininas) imóveis, na maioria dos casos.
- - CONJUGAÇÃO: ou seja, união parcial transitória de dois indivíduos, na qual se trocam mutuamente núcleos haplóides de modo que, depois de realizada a separação, os núcleos dos ex-conjugantes possuem uma nova guarnição cromossômica combinada. A conjugação encontra-se somente nos ciliados, os protozoários mais altamente diferenciados e mais ricos em diferenciação citoplasmática. O ciclo é diplobionte.
Dois ciliados, na maior parte das vezes com a mesma forma, encontra-se um ao outro pela região oral; aí se forma uma ponte citoplasmática.
Figura 5. Esquema da conjugação em ciliados
Após a união pelo citóstoma, o macronúcleo de cada um se desorganiza e desaparece, enquanto o micronúcleo sofre duas divisões sucessivas, ou seja, meiose.
- Dos 4 núcleos resultantes, 3 degeneram e o último se divide mais uma vez; os 2
núcleos finais são chamados de PRONÚCLEOS: femininos e masculinos.
- Os pronúcleos masculinos de um do outro migram para a célula de seu parceiro e se
unem com os pronúcleos femininos que haviam permanecido no lugar. O núcleo
resultante resultante da fusão em cada célula é um zigoto (syncarion) onde o número diplóide de
cromossomos é restabelecido.
- As células se separam e cada uma delas se divide 3 vezes seguidas, produzindo 8
núcleos filhos.
- As duas primeiras divisões são meióticas
- Dos 8 núcleos, 4 aumentam de tamanho até se transformar em outros tantos
macronúcleos
- Um fica sendo o micronúcleo e os demais desaparecem.
- Seguem-se duas divisões normais do micronúcleo e de toda a célula ( porém sem
multiplicação dos macronúcleos), dando como resultado final a produção de 4 ciliados a
partir de um dos 2 ex-conjugantes, com um macronúcleo e um micronúcleo cada.
Os parceiros da conjugação são hermafroditas, pois fornecem núcleos gaméticos de dois tipos, que se comportam diferentemente. Os paramécios, porém, só conjugam quando pertencem a diferentes, mas compatíveis, tipos de emparelhamento (Matingtypes),. Antes da conjugação há emissão de sinais químicos por alguns ciliados, mas em outros, como Paramecium, a substância química permanece na superfície celular a qual expressa a resposta quando os ciliados fazem contacto físico.
Estes genes dizem respeito às qualidades bioquímicas dos cílios. Neste caso, os diferentes tipos de emparelhamento são fixados a partir de duas alternativas de intervenção de loci de genes, de modo que, num mesmo indivíduo somente um locus é ativo.
Em algumas espécies de Paramecium verifica-se, em determinada condições do meio, autofecundação ou AUTOGAMIA: sem relação com um parceiro de emparelhamento, a meiose decorre, bem como todas as divisões seguintes, como numa conjugação “normal”. Os núcleos estacionários e migratórios de um indivíduo reunem-se então, diretamente de novo, no micronúcleo zigótico do qual derivam os novos macro e micronúcleos. Por meio deste processo de autogamia formam-se indivíduos isozigóticos e clones que são homozigóticos em relação a todos os pares de alelos. Este processo ocorre também em certos flagelados intestinais de insetos que se nutrem de madeira.
CITOGAMIA : é um caso misto, semelhante à conjugação, pelo fato de dois indivíduos se ligarem, mas onde não há ponte citoplasmática e nem troca de micronúcleo. O processo é AUTOGÂMICO.
Os ciliados denominados suctórios praticam um processo que é uma modificação da conjugação, pois os conjugantes têm aparência distinta. Quando um microconjugante localiza um macroconjugante eles se fundem. Isto é um tanto diferente do que ocorre na associação temporária de muitos ciliados.
Qual o real significado da conjugação e sua transformação intracelular entre os protozoários? Segundo Woodreff, 1925 (em Manwell, 1968 p.211) a “conjugação tem um valor direto de sobrevivência, e produz uma profunda estimulação das atividades metabólicas da célula, que é expressa na reprodução”.
Fenômenos sexuais como conjugação desempenham outro papel essencial, assegurando a continuidade da existência de espécies. Como outras formas de reprodução sexual, ele resulta numa população geneticamente diversa mais apta a sobreviver às inevitáveis variações de qualquer ambiente.
ESPOROGONIA
É um caso particular de reprodução sexuada: após a singamia, o zigoto sofre reiteradas divisões nucleares e só após estas serem finalizadas, tem inicio a reprodução das células filhas. Nesta segunda fase do processo multiplicativo, a esporogonia assemelha-se à esquizogonia.
Em Apicomplexa onde a esporogonia alterna-se com a esquizogonia em cada ciclo evolutivo dos parasitos, a esporogonia costuma conduzir à formação de elementos protegidos por um envoltório resistente – ESPOROZOÍTOS – destinados a resistir às condições desfavoráveis do meio exterior, durante a transmissão de infecção parasitária.
CONCLUSÃO
Vimos então que em numerosos protozoários, o ato sexual aparece ocasionalmente, muitas vezes provocado por ações externas e cada indivíduo é capaz de levar a efeito a fecundação ou passar pelas modificações ( maturação) que conduzem à capacidade de fecundação. Mas em muitas espécies, determinados indivíduos podem multiplicar-se apenas assexuadamente, enquanto que outros, são destinados, sob a forma de gametas, à união sexual. Numa espécie alterna, muitas vezes, num determinado ciclo, gerações de indivíduos, uns com os outros que são diferentes do seu modo de reprodução e muitas vezes são também, na sua morfologia. Assim, um ciclo de desenvolvimento que abrange uma série de gerações, conduz de novo ao mesmo estado. Designamos este processo por alternância de gerações; em parasitos, pode estar ligado a uma mudança de hospedeiros, principalmente nos Apicomplexa, por exemplo, nos agentes da malária.
La presión osmótica, es aquella que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable. Al considerar como semipermeable a la membrana plasmática, las células de los organismos pluricelulares deben permanecer en equilibrio osmótico con los líquidos tisulares que los bañan.
Meiosis I (primera división de la meiosis): es la más importante porque durante ella ocurren la sinapsis cromosómica, la recombinación y la disyunción o segregación.
o Profase I: la condensación de la cromatina, es seguida por el apareamiento muy estrecho de los cromosomas homólogos con la formación de los complejos sinaptonémicos y por la formación de quiasmas (cruz). Estos quiasmas se ven al microscopio de luz y perduran hasta la metafase I. Involucran el cruzamiento entre dos cromátidas homólogas (cada una proviene de un cromosoma homólogo,mientras que las otras dos no intervienen). Indican que se ha producido una recombinación recíproca y existe al menos un quiasma entre los homólogos de cada par. Se necesita una adecuada formación de los complejos sinaptonémicos y la presencia de al menos un quiasma entre los homólogos para asegurar una disyunción normal.
o Metafase I: los cromosomas homólogos se ordenan alineándose en el plano ecuatorial.
o Anafase I: los pares homólogos se separan, permaneciendo juntas las cromátides hermanas.
o Telofase I: se han formado dos células hijas, conteniendo cada una sólo un cromosoma del par homólogo.
Meiosis II (segunda división de meiosis): formación de gametas.
o Profase II: el DNA no se ha replicado, y la transición entre las dos divisiones es muy rápida, similar a un período G2 aislado.
o Metafase II: los cromosomas se ordenan alineándose en el plano ecuatorial.
o Anafase II: los centrómeros se dividen y las cromátides hermanas migran separadamente a cada polo.
o Telofase II: la división celular se ha completado. Se han obtenido cuatro células haploides hijas.
CONSECUENCIAS GENÉTICAS DE LA MEIOSIS
o Reducción del número de cromosomas de diploide a haploide.
o Segregación de los alelos en la meiosis I o en meiosis II.
o Mezcla del material genético por distribución aleatoria de los homólogos(segunda ley de Mendel).
o Recombinación que proporciona una mezcla adicional del material genético.
En los ciliados encontramos el proceso de CONJUGACION – reproducción sexual en el cual sólo los núcleos se fusionan. Se unen las peliculas y se desintegran los macronúcleos. Los micronúcleos pasan por divisiones meyoticas y producen pronúcleos haploides. Un pronúcleo migratorio de cada célula pasa a la otra y se funde con el correspondiente pronúcleo estacionario formando nuevos núcleos diploides.
No incluí a los protozoarios en el Reino Animal porque se han incluido en un reino separado: el Reino Protista.
Los protozoarios son protistas eucariotas unicelulares heterótrofos. Las células eucarióticas son las que poseen una membrana nuclear que contiene el material genético (ADN). Heterótrofo significa que no puede elaborar su propio alimento, debiendo adquirirlo ya elaborado.
Algo sorprendente es que la célula de los protozoarios contiene organelos con funciones equivalentes a las de los órganos de los Metazoarios (animales multicelulares).
El reino Protista incluye organismos Eucariotas, unicelulares o multicelulares (que forman colonias), heterótrofos (Ingestivos como los Protozoarios o absorbentes como los Mycetozoides), autótrofos (algas), ó mixótrofos (que son tanto autótrofos y heterótrofos (por ejemplo, Euglena). La mayoría de ellos son móviles, pero algunas especies son sésiles.
Como podemos ver, el significado de "protista" es muy complicado. Por esta razón, los protistas se han dividido en cinco reinos "tentativos":
PROTOZOARIOS
Pertenecen al Reino Protista. Son eucarióticos, unicelulares y heterotróficos. Muchos son mótiles. Hay aproximadamente 45,000 especies descritas de protozoarios. Podemos encontrarlos en agua, donde juegan un papel importante en la cadena alimentaria o en simbiosis con animales superiores o con otros microorganismos.
Pueden visitar la siguiente dirección electrónica para observar fotos y películas sobre protozoarios.
http://www.cellsalive.com/
Importancia:
Contribuyen a la fertilidad del suelo, ya que descomponen la materia orgánica.
Funcionan en el control natural de poblaciones microbianas, ya que se alimentan de varios tipos de microorganismos.
Causan enfermedades a humanos y animales de importancia doméstica.
Estructura y función
Poseen organelos que están envueltos en el movimiento, la obtención de nutrientes, la excresión, la osmoregulación, la reproducción y la protección.
Locomoción
Hay 3 tipos de organelos responsables de la locomoción en protozoarios:
Pseudópodos que son extensiones temporeras del citoplasma, generalmente encontrados en amebas. Estos también son importantes para capturar alimento.
Flagelos son estructuras alargadas en forma de cabello que impulsan el organismo. Estas estructuras reaccionan a sustancias químicas y al tacto. La estructura interna del flagelo es similar en todos los eucariotes.
Cilios son estructuras parecidas a flagelos, pero de menor tamaño. Estos organelos pueden cubrir la superficie total del protozoario o estar restringida a una región en particular como la región oral. En algunos organismos estos cilios se fusionan formando cirris, que pueden funcionar como patas.
Alimentación y digestión
Los protozoarios autotrófico sintetizan su propio alimento, mediante el proceso de fotosíntesis.
Los protozoarios heterotrófico, por otro lado requieren sustancias orgánicas pre formadas del ambiente.
La alimentación holozoica es la ingestión de organismos completos o pequeñas partículas de comida. Estos poseen mecanismos para la captura de alimentos como las copas de comida y citosomas ("boca"). Luego de la ingestión de partículas, éstas pasan a unas cavidades degestivas llamadas vacuolas de alimentos. Los desechos son eliminados por el citopigio.
Excresión y osmoregulación
El organelo responsable de estas funciones en muchos protozoarios en la vacuola contráctil. La excresión de productos de desecho se pueden llevar a cabo por la superfice de la célula. En la malaria se observa que algunos de los síntomas son ocasionados por los productos de desecho del parásito que son excretados y acumulados en la célula humana infectada.
Estructuras de protección
Muchas de estas estructuras evitan el daño mecánico o protegen al organismo de desecación, obtención excesiva de agua y de depredadores.
Cubiertas de la superficie forman caparazones que consisten de granos de arena u otras partículas foráneas. También pueden consistir de carbonato de calcio o sílica.
Tricocistos son organelos intracelulares usados para la captura de alimento y defensa.
Película ("pelicle") es una cubierta más fuerte que la membrana celular de la cual está pegado. Este provee protección contra sustancias químicas, daño mecánico y pérdida de agua.
Ciclo de vida de protozoarios
Este consiste de trofozoitos y cistos (quistes). La fase donde los protozoarios llevan a cabo su actividad principal (nutrición y crecimiento) es en la fase de trofozoito. En esta fase no pueden soportar los efectos de diferentes sustancias químicas, deficiencias de comida, cambios drásticos en temperatura, pH y otros factores ambientales. Para contrarestar estos factores adversos forman cistos o quistes.
El cisto es la fase del ciclo de vida de los protozoarios donde es resistente a diferentes condiciones ambientales. Los cistos se encuentran en estado latente o metabólicamente inactivo. Esta fase es importante para la dispersión de los organismos. Un ejemplo de protozoarios patógenos cuya dispersión se efectúa por medio de cistos es Entamoeba histolytica, que causa la disentería amébica.
Formas de reproducción
Los protozoarios ciliados son binucleados, poseen un macronúcleo que regula las funciones metabólicas y el desarrollo y mantienen las características visibles. Además poseen un micronúcleo que regula los procesos reproductivos.
En la reproducción asexual encontramos:
1. La fisión binaria, que es el tipo más común de reproducción asexual.
2. Gemación, en donde un nuevo individuo es formado, ya sea en la superficie o en la cavidad interna.
3. Fisión multiple, este tipo de reproducción envuelve la formación de organismos multinucleados que llevan a cabo la división.
En la reproducción sexual encontramos:
1. Singamia, aquí se observa la unión de 2 células sexuales diferentes con el resultado de un cigoto.
2. Conjugación, que es característica de los protozoarios ciliados. El proceso envuelve la unión parcial de dos ciliados; en donde ocurre el intercambio de un par de micronúcleos haploides. Luego de la fusión de estos micronúcleos se forman micronúcleos diploides, que se dividen por mitosis dando lugar a 2 organelos diploides idénticos.
3. Autogamia en este proceso el micronúcleo se divide en 2 partes y luego se reúnen para formar un cigoto. El protozoario se divide para dar lugar a 2 células, cada una con las estructuras nucleares completas.
Cultivo
Los protozoarios necesitan luz moderada, temperatura de 15 a 21 grados C y un pH de neutral a un poco alcalino. Si se utiliza un medio artificial, éste puede contener arroz, granos de trigo, leche descremada y lechuga. Si es un medio específico, contiene glucosa, proteínas, minerales y extracto de levaduras. Algunos necesitan microorganismos como alimentos. Por otro lado, los parásitos se cultivan en preparaciones de cultivo de tejido.
Clasificación
Para la clasificación se toma en consideración lo siguiente: el método de obtención de comida, el método de reproducción, la organización celular, la estructura, el análisis bioquímico de ácidos nucleicos y proteínas y los organelos de locomoción.
Reino Protista
Filum Ciliophora (ciliados un ejemplo es el Paramecium) se caracteriza por la presencia de miles de cilios en su superficie. Estos tienen como función el movimiento y la obtención de la comida. Los ciliados son los más especializados, ya que poseen organelos que llevan a cabo funciones vitales. Estos se encuentran en agua salada a fresca. Algunos son de vida libre mientras otros son parásitos o comensalistas.
Filum Sarcomastigophora
1. El subfilum Opalinata se encuentra en el intestino de sapos. Posee organelos en forma de cilios arreglados en filas sobre la superficie de su cuerpo. Algunos poseen dos ó más núcleos, pero no están diferenciados en micro y macronúcleo. Este grupo se reproduce por singamia.
2. El subfilum Sarcodina estos poseen pseudópodos utilizados para moverse y capturar comida. Este grupo es simple en estructura al compararlos con los ciliados y flagelados. Poseen pocos organelos y no poseen una forma definidad del cuerpo. Se encuentran en todos los cuerpos de agua. En este filum se incluye el grupo foraminífera (con 18,000 especies). También aquí encontramos a Entamoeba histolytica que causa la disentería amébica; esta enfermedad se esparce por medio de cistos en agua y comida contaminada.
3. El subfilum Mastigophora son protozoarios flagelados en alguna etapa de su vida y mayormente unicelulares, éstos son de vida libre, comensales, mutualistas o parásitos.
Filum Apicomplexa
Entre grupo incluye parásitos intra e intercelulares de animals. Se distingue por su arreglo único microtúbulos, vacuolas y otros organelos localizados en un extremo de la célula. Este grupo no posee organelos de locomoción.
Filum Sporozoa
Son parásitos y absorben nutrientes de sus huéspedes, algunos son intracelulares. Otros viven en el fluido del cuerpo u otros órganos. Los sporozoas adultos no poseen organelos de locomoción. Entre los ejemplos encontramos el agentes causante de la malaria y el causante de la toxoplasmosis, este último causa la muerte a pacientes con SIDA. El protozoario que causa la toxoplasmosis se encuentra en la excreta de los gatos.
REPRODUÇÃO DE PROTOZOÁRIOS
POR
SOLANGE PEIXINHO
INTRODUÇÃO
Nos seres vivos a reprodução consiste na divisão de um organismo pré-existente em organismos irmãos. Nos casos mais simples de protozoários cada célula, por meio de sua divisão, pode ser utilizada na criação de novos indivíduos sem que permaneça o organismo parental.
Por outro lado, o aspecto essencial das atividades sexuais dos protozoários é a produção de núcleos gaméticos haplóides e sua subseqüente fusão para formar um núcleo zigótico haplóide.
A reprodução sexuada na quase totalidade dos metazoários é um tanto diferente. Nestes ocorre a separação de uma linhagem germinativa, cujos óvulos e espermatozóides asseguram a continuidade da vida, e de uma linhagem somática cujas células são mortais e não participam do processo reprodutivo. Cada tipo de gameta usualmente é proveniente de dois indivíduos (macho e fêmea), que, freqüentemente permanecem vivos e produzem gametas adicionais para outras fertilizações.
Os gametas são produzidos por duas divisões sucessivas de células germinativas imaturas nas quais o número de cromossomos é reduzido à metade (número haplóide), vistos nos núcleos da células germinativas adultas em número diplóide. O resultado da união, por singamia ou fecundação, dos gametas haplóides é um zigoto diplóide ou ovo que fará uma longa série de divisões celulares, acompanhadas de várias mudanças de forma para produzir um jovem indivíduo.
Embora a união de gametas haplóides ocorra em ao menos certos protozoários, o estádio diplóide resultante (zigoto) realiza reprodução enquanto se divide. Contudo, nos metazoários as divisões do zigoto são parte essencial do desenvolvimento de um novo indivíduo.
Muitas das formas de reprodução nos Protozoários compreendem uma reprodução assexuada ou agamogonia, que corresponde à fragmentação do indivíduo comportando uma ou várias mitoses. A mitose nos protozoários é distinta da observada em metazoários, pois há permanência da membrana nuclear, ausência de fuso ou então existência de um fuso intranuclear.
Quanto à meiose há variação de sua ocorrência nos ciclos de vida dos diferentes grupos de protozoários em função do número de cromossomos. Alguns têm núcleos diplóides como nas células somáticas dos metazoários, outros têm núcleos haplóides, como nos gametas de animais e plantas superiores, existindo ainda aqueles com núcleos poliplóides, isto é, têm três ou mais séries haplóides de cromossomos, como é caso do macronúcleo da maioria dos ciliados. Nos metazoários a redução cromossômica sempre precede a fecundação.
A reprodução dos protozoários, objeto deste texto, embora envolva sempre divisão de um organismo comporta vários métodos, os quais serão descritos a seguir. Antes porém faremos uma breve exposicão sobre os pontos de ocorrência da meiose nos ciclos de vida dos mesmos.
1. MEIOSE E CICLOS
Nos protozoários assim como em muitas plantas inferiores a meiose pode ocorrer logo após a fecundação; é a meiose zigótica que existe em várias gregarinas coccídios (filo Apicomplexa, classe Sporozoea, gênero Plasmodium ), poucos Sarcodina, alguns flagelados intestinais e também em certos Protista com afinidades vegetais, como o Volvox.
Esta meiose usualmente ocorre durante as duas primeiras divisões do zigoto. Nestes casos a fase ativa do ciclo de vida, ou uma parte dela, apresenta número haplóide de cromossomos e tais organismos são por isto denominados haplobiontes.
NÞFertilização 2NÞMeiose (Formação de esporos) NÞ
Em muitos outros protozoários o número de cromossomos é diplóide na maior parte do ciclo, onde a meiose é gamética. São portanto comparáveis ao ciclo dos metazoários. Nos protozoários esta meiose resulta em núcleos gaméticos e ocorre em opalinídeos e ciliados. O ciclo é denominado diplobionte.
2NÞ Meiose (N) Fertilização 2NÞ
Há também um ciclo denominado haplodiplobionte conhecido em alguns formníferos. Nele as fases haplóide e diplóide correspondem às gerações distintas susceptíveis de apresentarem fenômenos de multiplicação assexuada. A meiose efetiva-se durante o último ciclo mitótico de diplonte.
NÞ Fertilização 2NÞ Meiose
2. MÉTODOS DE REPRODUÇÃO
Os protozoários multiplicam-se mais freqüentemente por via assexuada, mas certos grupos recorrem regularmente ou sob determinadas condições do ambiente à reprodução sexuada, enquanto outros têm ciclos complexos nos quais alternam fases de multiplicação assexuada e sexuada. A habilidade de realizar uma fase sexuada está restrita aos ciliados, apicomplexos e alguns táxons de flagelados e sarcodinos.
O ciclo reprodutivo dos protozoários envolve um período de crescimento seguido pela reprodução, crescimento dos organismos resultantes e eventualmente sua própria reprodução. O período de crescimento individual oscila de várias horas a vários dias ou mesmo vários meses, como ocorre nos ciclos de vida de certos foramníferos.
2.1. REPRODUÇÃO ASSEXUADA
É o processo mais simples de multiplicação, pois partindo de um só organismo que apresenta mitoses formam-se outros com as mesmas características genéticas do organismo parental. Se não ocorrem mutações todos os descendentes serão comparáveis entre si, constituindo portanto, clones.
Existem os seguintes métodos:
Divisão binária simples
Este tipo de reprodução baseia-se na bipartição do corpo celular. Nas amebas nuas não há plano de divisão, elas simplesmente assumem uma forma arredondada e dividem-se em duas metades basicamente iguais as células filhas recebem diretamente a estrutura do progenitor; em apenas um dos indivíduos será formado, de novo, um vacúolo contrátil. Já nas amebas testáceas há uma considerável variedade e sua divisão freqüentemente assemelha-se ao processo de brotamento (Fig. 1), como ocorre em Arcella . Nestas o protoplasma se exterioriza gradualmente pela abertura da concha como um grande pseudópodo, separando-se após mitose. O organismo gerador retém a concha e a metade do citoplasma, enquanto o outro membro secreta uma nova concha.
Figura 1. Divisão binária de Arcella.
Nos flagelados o corpo estrangula-se longitudinalmente e cada indivíduo tem de diferenciar um novo aparelho flagelar.
Figura 2. Divisão binária de flagelado
Nos ciliados os dois tipos de núcleo (macro e micronúcleo) dividem-se e o corpo plasmático geralmente é estrangulado (Fig. 3) transversalmente; cada indivíduo recebe um par de núcleos . São necessárias como novas diferenciações: em cada metade um segundo vacúolo contrátil e para a célula filha “posterior” um novo citóstoma, incluindo áreas especializadas de cílios, pois o antigo citóstoma desloca-se para o organismo “anterior”. A diferenciação de novas organelas inicia-se já nas primeiras divisões nucleares e precede a divisão do citoplasma. Alguns ciliados, por exemplo, Colpoda, dividem-se dentro de cistos, inicialmente em dois irmãos que após nova divisão forma 4 ciliados, os quais são liberados quando há ruptura da parede do cisto.
Uma exceção ao plano transversal de divisão nos ciliados ocorre em Vorticella, sendo nesta longitudinal.
Figura 3. Divisão binária de Paramecium.
Plasmotomia: Uma variante da fissão binária, ocorre em alguns protozoários multicelulados que normalmente dividem-se em mais de dois novos e pequenos organismos, realizando-se a divisão citoplasmática independentemente de divisão nuclear. Ocorre em certos sarcodinos como Pelomyxa, em Opalinata, dentre outros. Os organismos irmãos, podem diferir tanto em tamanho como em número de núcleos que recebem.
Divisão ou Fissão Múltipla (= esquizogonia)
A divisão múltipla segue-se às mitoses repetidas; em alguns grupos de protozoários, a divisão nuclear não é seguida imediatamente de citodierese. Resulta então a acumulação de muitos núcleos, milhares talvez, antes que se inicie a diferenciação das células filhas. Quando esta começa a se processar, formam-se quase concomitantemente muitos organismos filhos. Então o citoplasma divide-se em tantos territórios quantos os núcleos filhos, isolando elementos unicelulados ou esquizozoítos. Ocorre em protozoários parasitos (Apicomplexa, Microspora, Ascetospora e Mixozoa ) e em algumas espécies de vida livre (foramníferos e “radiolários”).
Dentre os protozoários de vida livre, os foramníferos são distintos, pois a fase sexuada é parte regular do ciclo de vida, alternando com uma fase sexuada
A figura 4 representa o complexo ciclo de vida do Plasmodium, onde há duas fases - sexuada e assexuada; a esquizogonia ocorre nas células hepáticas e sanguíneas de humanos.
Figura 4. Ciclo evolutivo de Plasmodium.
Brotamento
É uma forma de fissão no curso da qual pode a célula materna ser apenas afetada pelo processo reprodutor. No brotamento simples de um suctório, o ciliado paterno, sedentário, conserva seu aparelho alimentador, enquanto se realiza a divisão nuclear e é produzido um broto terminal ou lateral que se desenvolverá convertendo-se em larva ciliada. Em outros casos, o brotamento é múltiplo e há produção simultânea de 4 a 12 larvas (em Ephelota), embora em outros suctórios, Acineta por exemplo, a larva possa aparecer por brotamento do fundo de uma cavidade matriz que se forma por invaginação da superfície do corpo. Em certos ciliados, ou seja da ordem Apostomatida, há casos de formação de cadeias lineares de ciliados formados por brotamento.
Os organismos ciliados resultantes do brotamento, nadam livremente até se estabelecerem num substrato, quando perdem os cílios e desenvolvem tentáculos alimentadores e pedúnculo fixador.
2.2. REPRODUÇÃO SEXUADA
Protozoários de vida livre normalmente recorrem à reprodução sexuada quando as condições ambientais tornam-se adversas, pois quando fatores ambientais e disponibilidade de alimento são favoráveis, a reprodução é assexuada.
Com base em feições superficiais, são reconhecidas algumas variedades de atividades sexuais nos protozoários:
- - SINGAMIA OU COPULAÇÃO: ou seja, a união completa de duas células haplóides (gametas). Em formas primitivas, observa-se ISOGAMIA morfológica, ou seja, semelhança dos dois gametas. Dela se deriva a ANISOGAMIA, na qual microgametas móveis (as células sexuais masculinas) se unem com os macrogametas (células sexuais femininas) imóveis, na maioria dos casos.
- - CONJUGAÇÃO: ou seja, união parcial transitória de dois indivíduos, na qual se trocam mutuamente núcleos haplóides de modo que, depois de realizada a separação, os núcleos dos ex-conjugantes possuem uma nova guarnição cromossômica combinada. A conjugação encontra-se somente nos ciliados, os protozoários mais altamente diferenciados e mais ricos em diferenciação citoplasmática. O ciclo é diplobionte.
Dois ciliados, na maior parte das vezes com a mesma forma, encontra-se um ao outro pela região oral; aí se forma uma ponte citoplasmática.
Figura 5. Esquema da conjugação em ciliados
Após a união pelo citóstoma, o macronúcleo de cada um se desorganiza e desaparece, enquanto o micronúcleo sofre duas divisões sucessivas, ou seja, meiose.
- Dos 4 núcleos resultantes, 3 degeneram e o último se divide mais uma vez; os 2
núcleos finais são chamados de PRONÚCLEOS: femininos e masculinos.
- Os pronúcleos masculinos de um do outro migram para a célula de seu parceiro e se
unem com os pronúcleos femininos que haviam permanecido no lugar. O núcleo
resultante resultante da fusão em cada célula é um zigoto (syncarion) onde o número diplóide de
cromossomos é restabelecido.
- As células se separam e cada uma delas se divide 3 vezes seguidas, produzindo 8
núcleos filhos.
- As duas primeiras divisões são meióticas
- Dos 8 núcleos, 4 aumentam de tamanho até se transformar em outros tantos
macronúcleos
- Um fica sendo o micronúcleo e os demais desaparecem.
- Seguem-se duas divisões normais do micronúcleo e de toda a célula ( porém sem
multiplicação dos macronúcleos), dando como resultado final a produção de 4 ciliados a
partir de um dos 2 ex-conjugantes, com um macronúcleo e um micronúcleo cada.
Os parceiros da conjugação são hermafroditas, pois fornecem núcleos gaméticos de dois tipos, que se comportam diferentemente. Os paramécios, porém, só conjugam quando pertencem a diferentes, mas compatíveis, tipos de emparelhamento (Matingtypes),. Antes da conjugação há emissão de sinais químicos por alguns ciliados, mas em outros, como Paramecium, a substância química permanece na superfície celular a qual expressa a resposta quando os ciliados fazem contacto físico.
Estes genes dizem respeito às qualidades bioquímicas dos cílios. Neste caso, os diferentes tipos de emparelhamento são fixados a partir de duas alternativas de intervenção de loci de genes, de modo que, num mesmo indivíduo somente um locus é ativo.
Em algumas espécies de Paramecium verifica-se, em determinada condições do meio, autofecundação ou AUTOGAMIA: sem relação com um parceiro de emparelhamento, a meiose decorre, bem como todas as divisões seguintes, como numa conjugação “normal”. Os núcleos estacionários e migratórios de um indivíduo reunem-se então, diretamente de novo, no micronúcleo zigótico do qual derivam os novos macro e micronúcleos. Por meio deste processo de autogamia formam-se indivíduos isozigóticos e clones que são homozigóticos em relação a todos os pares de alelos. Este processo ocorre também em certos flagelados intestinais de insetos que se nutrem de madeira.
CITOGAMIA : é um caso misto, semelhante à conjugação, pelo fato de dois indivíduos se ligarem, mas onde não há ponte citoplasmática e nem troca de micronúcleo. O processo é AUTOGÂMICO.
Os ciliados denominados suctórios praticam um processo que é uma modificação da conjugação, pois os conjugantes têm aparência distinta. Quando um microconjugante localiza um macroconjugante eles se fundem. Isto é um tanto diferente do que ocorre na associação temporária de muitos ciliados.
Qual o real significado da conjugação e sua transformação intracelular entre os protozoários? Segundo Woodreff, 1925 (em Manwell, 1968 p.211) a “conjugação tem um valor direto de sobrevivência, e produz uma profunda estimulação das atividades metabólicas da célula, que é expressa na reprodução”.
Fenômenos sexuais como conjugação desempenham outro papel essencial, assegurando a continuidade da existência de espécies. Como outras formas de reprodução sexual, ele resulta numa população geneticamente diversa mais apta a sobreviver às inevitáveis variações de qualquer ambiente.
ESPOROGONIA
É um caso particular de reprodução sexuada: após a singamia, o zigoto sofre reiteradas divisões nucleares e só após estas serem finalizadas, tem inicio a reprodução das células filhas. Nesta segunda fase do processo multiplicativo, a esporogonia assemelha-se à esquizogonia.
Em Apicomplexa onde a esporogonia alterna-se com a esquizogonia em cada ciclo evolutivo dos parasitos, a esporogonia costuma conduzir à formação de elementos protegidos por um envoltório resistente – ESPOROZOÍTOS – destinados a resistir às condições desfavoráveis do meio exterior, durante a transmissão de infecção parasitária.
CONCLUSÃO
Vimos então que em numerosos protozoários, o ato sexual aparece ocasionalmente, muitas vezes provocado por ações externas e cada indivíduo é capaz de levar a efeito a fecundação ou passar pelas modificações ( maturação) que conduzem à capacidade de fecundação. Mas em muitas espécies, determinados indivíduos podem multiplicar-se apenas assexuadamente, enquanto que outros, são destinados, sob a forma de gametas, à união sexual. Numa espécie alterna, muitas vezes, num determinado ciclo, gerações de indivíduos, uns com os outros que são diferentes do seu modo de reprodução e muitas vezes são também, na sua morfologia. Assim, um ciclo de desenvolvimento que abrange uma série de gerações, conduz de novo ao mesmo estado. Designamos este processo por alternância de gerações; em parasitos, pode estar ligado a uma mudança de hospedeiros, principalmente nos Apicomplexa, por exemplo, nos agentes da malária.
La presión osmótica, es aquella que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable. Al considerar como semipermeable a la membrana plasmática, las células de los organismos pluricelulares deben permanecer en equilibrio osmótico con los líquidos tisulares que los bañan.
Meiosis I (primera división de la meiosis): es la más importante porque durante ella ocurren la sinapsis cromosómica, la recombinación y la disyunción o segregación.
o Profase I: la condensación de la cromatina, es seguida por el apareamiento muy estrecho de los cromosomas homólogos con la formación de los complejos sinaptonémicos y por la formación de quiasmas (cruz). Estos quiasmas se ven al microscopio de luz y perduran hasta la metafase I. Involucran el cruzamiento entre dos cromátidas homólogas (cada una proviene de un cromosoma homólogo,mientras que las otras dos no intervienen). Indican que se ha producido una recombinación recíproca y existe al menos un quiasma entre los homólogos de cada par. Se necesita una adecuada formación de los complejos sinaptonémicos y la presencia de al menos un quiasma entre los homólogos para asegurar una disyunción normal.
o Metafase I: los cromosomas homólogos se ordenan alineándose en el plano ecuatorial.
o Anafase I: los pares homólogos se separan, permaneciendo juntas las cromátides hermanas.
o Telofase I: se han formado dos células hijas, conteniendo cada una sólo un cromosoma del par homólogo.
Meiosis II (segunda división de meiosis): formación de gametas.
o Profase II: el DNA no se ha replicado, y la transición entre las dos divisiones es muy rápida, similar a un período G2 aislado.
o Metafase II: los cromosomas se ordenan alineándose en el plano ecuatorial.
o Anafase II: los centrómeros se dividen y las cromátides hermanas migran separadamente a cada polo.
o Telofase II: la división celular se ha completado. Se han obtenido cuatro células haploides hijas.
CONSECUENCIAS GENÉTICAS DE LA MEIOSIS
o Reducción del número de cromosomas de diploide a haploide.
o Segregación de los alelos en la meiosis I o en meiosis II.
o Mezcla del material genético por distribución aleatoria de los homólogos(segunda ley de Mendel).
o Recombinación que proporciona una mezcla adicional del material genético.
En los ciliados encontramos el proceso de CONJUGACION – reproducción sexual en el cual sólo los núcleos se fusionan. Se unen las peliculas y se desintegran los macronúcleos. Los micronúcleos pasan por divisiones meyoticas y producen pronúcleos haploides. Un pronúcleo migratorio de cada célula pasa a la otra y se funde con el correspondiente pronúcleo estacionario formando nuevos núcleos diploides.
Practica
OBJETIVO: Identificar las fases de la mitosis en células meristemáticas de raíz de cebolla
INTRODUCCIÓN
La mitosis (del griego mitos, hebra) es la división del núcleo celular y la correspondiente segregación cromosómica en dos núcleos hijos, que irá seguida, si se trata de una división celular, de la división del citoplasma o citocinesis. Este proceso se da en células eucariotas (porque son las que tienen núcleo) y, dentro de éstas, en las células somáticas, que son las células comunes del cuerpo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Mitosis
.FASES
Todo el proceso de división de la célula ocurre tras la duplicación del material genético, en otras fases del ciclo celular, el proceso se divide en una serie de fases: profase, metafase, anafase y telofase.
El punto de partida de la mitosis es la llamada interfase, un estado en el que la célula tiene su núcleo bien diferenciado y los cromosomas no están condensados.Esta se divide un tres procesos: -G1:Síntesis de Proteinas -S:Replicación del ADN -G2:Síntesis de Proteinas
Profase
Tras una previa duplicación del ADN durante la interfase, se produce la condensación del material genético (ADN) (que normalmente existe en forma de cromatina), con lo que se forman los cromosomas; y el desarrollo bipolar del huso mitótico. Uno de los hechos más tempranos de la profase en las células animales es la migración de dos pares de centriolos hacia extremos opuestos de la célula.
Metafase
Aparición del huso mitótico, que se une a los cromosomas por el centrómero. Los cromosomas se desplazan hacia el plano ecuatorial, formando la placa ecuatorial (o metafásica).
Anafase
Es la fase más corta de la mitosis, en ella los microtúbulos del huso separan los centrosomas longitudinalmente, lo que da lugar a la separación de las cromátidas hermanas, que se dirigen a polos opuestos.
Telofase
En la telofase se reconstituye la cromatina, adoptando la forma helicoidal los cromosomas, aparece el nucléolo, y se reconstruye la eucarioteca a partir del reticulo endoplásmico.
MATERIAL
Por equipo: 2 vidrios de reloj, 1 mechero, 1 microscopio de campo claro, 1 pinza de diseccion, 1 aguja de diseccion.
Proporcionado por el profesor: Colchicina al 0.1 % y acertoceina.
Proporciona por el alumno: 2 Cebollas con raicillas, navaja, cubreobjetos y portaobjetos, etiquetas adheribles.
DESARROLLO
Una semana antes de realizar esta practica colocamos unas cebollas en unos frascos pequeños con agua de modo que solo la base quedo sumergida. Cambiamos el agua cada 24 hrs y transportamos la cebolla con mucho cuidado para no maltratarla.
Sacamos la cebolla del agua y cortamos las puntas de las raicillas que estaban mas oscuras (2 mm de largo aproximadamente) las dividimos en dos lotes de trabajo. Colocamos el primer lote en un frasco con colchicina al 0.1 %. El segundo lote en un frasco con agua durante el mismo tiempo e igual condiciones servirá como testigo.
En un vidrio de reloj depositamos las raicillas tratadas con colchicina y en otro las del lote testigo y los etiquetamos para no confundirnos.
Cubrimos las raicillas de ambos con acertoceina.
Calentamos con el mechero con flama suave hasta que empesaron a salir los primeros vapores.
Dejamos enfriar y agregamos mas gotas de colorante.
Repetimos los pasos anteriores.
Tomamos la raicilla, la depositamos en un portaobjetos limpio y lo etiquetamos.
Agregamos una gota de acertoceina.
Colocamos el cubreobjetos.
Presionamos con la goma de un lápiz girando el cubreobjetos.
Limpiamos el exceso de colorante y observamos la muestra con el objetivo de 40 X y determinamos el índice mitótico y metafísico de ambos lotes.
CUESTIONARIO
1.- ¿Por que espera en su practica encontrar un mayor índice de metafases, en las raicillas tratadas con colchicina?
Por que esta inhibe la formación del huso mitótico, dando como consecuencia que la división se detenga en la etapa de metafase.
2.- ¿El numero de nucleolos en interfase y mitosis observados en su practica le indica en cual de estos dos periodos permanecen mas tiempo las células? Explique.
Si, en el que permanece mas tiempo es interfase ya que en la mitosis desaparecen los nucleolos y se alcanzaban a distinguir algunos.
3.- ¿Cual será el riesgo de emplear substancias como la colchicina en medicina, en tratamiento de ciertos padecimientos por ej. El cáncer y gota?
Causa insuficiencia renal
4.- Indique cual es la acción de un agente mitogeno y de uno mitostatico. De ejemplos de ambos.
Un agente mitogeno induce a la división celular.
CUESTIONARIO
1.- Explique los resultados obtenidos en cuanto a producción de CO2 en cada una de las 3 muestras.
En el de tubo testigo hubo un mayor incremento en la producción de CO2 ya que no tiene inhibidor.
En el tubo de cianuro de potasio (KCN) no hubo producción de CO2 ya que lo inhibió.
En el tubo de 2,4-Dinitrofenol también aumento aun que menor a la del tubo testigo, ya que es desacoplante.
2.- Explique por que el bloqueo de la cadena respiratoria la podemos evidenciar por la formación de un producto del ciclo de Krebs.
Hay ciertas sustancias como el 2,4-Dinitrofenol que hacen que continué el transporte de electrones pero no la fosforilaciondel ADP y en estas condiciones activa el proceso respiratorio.
3.- Si empleara otros inhibidores como la roteona o amital ¿Que resultados esperaría obtener?
Sustancias como la roteona inhiben el transporte de electrones y la fosforilacion de ADP, provocando que se detenga el proceso respiratorio.
4.- Explique que respuesta obtendría si en vez de cuantificar producción de CO2 cuantifica consumo de O2.
Seria parecido ya que el CO2 es producto del O2.
INTRODUCCIÓN
La mitosis (del griego mitos, hebra) es la división del núcleo celular y la correspondiente segregación cromosómica en dos núcleos hijos, que irá seguida, si se trata de una división celular, de la división del citoplasma o citocinesis. Este proceso se da en células eucariotas (porque son las que tienen núcleo) y, dentro de éstas, en las células somáticas, que son las células comunes del cuerpo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Mitosis
.FASES
Todo el proceso de división de la célula ocurre tras la duplicación del material genético, en otras fases del ciclo celular, el proceso se divide en una serie de fases: profase, metafase, anafase y telofase.
El punto de partida de la mitosis es la llamada interfase, un estado en el que la célula tiene su núcleo bien diferenciado y los cromosomas no están condensados.Esta se divide un tres procesos: -G1:Síntesis de Proteinas -S:Replicación del ADN -G2:Síntesis de Proteinas
Profase
Tras una previa duplicación del ADN durante la interfase, se produce la condensación del material genético (ADN) (que normalmente existe en forma de cromatina), con lo que se forman los cromosomas; y el desarrollo bipolar del huso mitótico. Uno de los hechos más tempranos de la profase en las células animales es la migración de dos pares de centriolos hacia extremos opuestos de la célula.
Metafase
Aparición del huso mitótico, que se une a los cromosomas por el centrómero. Los cromosomas se desplazan hacia el plano ecuatorial, formando la placa ecuatorial (o metafásica).
Anafase
Es la fase más corta de la mitosis, en ella los microtúbulos del huso separan los centrosomas longitudinalmente, lo que da lugar a la separación de las cromátidas hermanas, que se dirigen a polos opuestos.
Telofase
En la telofase se reconstituye la cromatina, adoptando la forma helicoidal los cromosomas, aparece el nucléolo, y se reconstruye la eucarioteca a partir del reticulo endoplásmico.
MATERIAL
Por equipo: 2 vidrios de reloj, 1 mechero, 1 microscopio de campo claro, 1 pinza de diseccion, 1 aguja de diseccion.
Proporcionado por el profesor: Colchicina al 0.1 % y acertoceina.
Proporciona por el alumno: 2 Cebollas con raicillas, navaja, cubreobjetos y portaobjetos, etiquetas adheribles.
DESARROLLO
Una semana antes de realizar esta practica colocamos unas cebollas en unos frascos pequeños con agua de modo que solo la base quedo sumergida. Cambiamos el agua cada 24 hrs y transportamos la cebolla con mucho cuidado para no maltratarla.
Sacamos la cebolla del agua y cortamos las puntas de las raicillas que estaban mas oscuras (2 mm de largo aproximadamente) las dividimos en dos lotes de trabajo. Colocamos el primer lote en un frasco con colchicina al 0.1 %. El segundo lote en un frasco con agua durante el mismo tiempo e igual condiciones servirá como testigo.
En un vidrio de reloj depositamos las raicillas tratadas con colchicina y en otro las del lote testigo y los etiquetamos para no confundirnos.
Cubrimos las raicillas de ambos con acertoceina.
Calentamos con el mechero con flama suave hasta que empesaron a salir los primeros vapores.
Dejamos enfriar y agregamos mas gotas de colorante.
Repetimos los pasos anteriores.
Tomamos la raicilla, la depositamos en un portaobjetos limpio y lo etiquetamos.
Agregamos una gota de acertoceina.
Colocamos el cubreobjetos.
Presionamos con la goma de un lápiz girando el cubreobjetos.
Limpiamos el exceso de colorante y observamos la muestra con el objetivo de 40 X y determinamos el índice mitótico y metafísico de ambos lotes.
CUESTIONARIO
1.- ¿Por que espera en su practica encontrar un mayor índice de metafases, en las raicillas tratadas con colchicina?
Por que esta inhibe la formación del huso mitótico, dando como consecuencia que la división se detenga en la etapa de metafase.
2.- ¿El numero de nucleolos en interfase y mitosis observados en su practica le indica en cual de estos dos periodos permanecen mas tiempo las células? Explique.
Si, en el que permanece mas tiempo es interfase ya que en la mitosis desaparecen los nucleolos y se alcanzaban a distinguir algunos.
3.- ¿Cual será el riesgo de emplear substancias como la colchicina en medicina, en tratamiento de ciertos padecimientos por ej. El cáncer y gota?
Causa insuficiencia renal
4.- Indique cual es la acción de un agente mitogeno y de uno mitostatico. De ejemplos de ambos.
Un agente mitogeno induce a la división celular.
CUESTIONARIO
1.- Explique los resultados obtenidos en cuanto a producción de CO2 en cada una de las 3 muestras.
En el de tubo testigo hubo un mayor incremento en la producción de CO2 ya que no tiene inhibidor.
En el tubo de cianuro de potasio (KCN) no hubo producción de CO2 ya que lo inhibió.
En el tubo de 2,4-Dinitrofenol también aumento aun que menor a la del tubo testigo, ya que es desacoplante.
2.- Explique por que el bloqueo de la cadena respiratoria la podemos evidenciar por la formación de un producto del ciclo de Krebs.
Hay ciertas sustancias como el 2,4-Dinitrofenol que hacen que continué el transporte de electrones pero no la fosforilaciondel ADP y en estas condiciones activa el proceso respiratorio.
3.- Si empleara otros inhibidores como la roteona o amital ¿Que resultados esperaría obtener?
Sustancias como la roteona inhiben el transporte de electrones y la fosforilacion de ADP, provocando que se detenga el proceso respiratorio.
4.- Explique que respuesta obtendría si en vez de cuantificar producción de CO2 cuantifica consumo de O2.
Seria parecido ya que el CO2 es producto del O2.
Practica 1 microbilogia
OBJETIVO: Conocer las partes del microscopio compuesto, aprender a realizar una enfoque y observar diferentes muestras.
INTRODUCCION
MICROSCOPIA
El ojo humano no logra distinguir objetos de menos de 50 micras de diámetro ni consigue resolver dos líneas separadas por menos de 100 micras (es decir, las ve como una sola línea).
Para observar elementos tan pequeños es necesario disponer de lentes de aumento. Estas lentes se conocen desde tiempos de Arquímedes, pero la óptica como disciplina se comenzó a desarrollar en el siglo XIII con el monje franciscano Roger Bacon.
Anton Van Leeuwenhoek (Holanda, 1632-1723), un pulidor de lentes aficionado, logró fabricar lentes lo suficientemente poderosas como para observar bacterias, hongos y protozoos, a los que llamó "animálculos".
El primer microscopio compuesto fue desarrollado por Robert Hooke. A partir de éste, los avances tecnológicos permitieron llegar a los modernos microscopios de nuestro tiempo, los que existen de varios tipos y son usados con diferentes fines.
Microscopio de Leeuwenhoek
TIPOS DE MICROSCOPIOS
Microscopio de luz ultravioleta: sus resultados se registran fotográficamente ya que la luz U.V. no es visible y daña la retina. Se utiliza en la detección de ácidos nucleicos, que absorben esta luz.
El microscopio de campo oscuro: utiliza una luz muy intensa en forma de un cono hueco concentrado sobre el espécimen. El campo de visión del objetivo se encuentra en la zona hueca del cono de luz y sólo recoge la luz que se refleja en el objeto. Por ello las porciones claras del espécimen aparecen como un fondo oscuro y los objetos minúsculos que se están analizando aparecen como una luz brillante sobre el fondo.
Microscopio de contraste de fase: posibilita la observación de muestras sin colorear, por lo que resulta útil para estudiar especimenes vivos.
Microscopio electrónico de transmisión (MET): utiliza un haz de electrones para producir la imagen. Permite la observación de detalles a escala macromolecular.
Microscopio electrónico de barrido (MEB): en este caso el haz de electrones no atraviesa la muestra, sino que choca contra su superficie. Permite una gran magnificación de las imágenes.
Microscopio de interferencia: emplea una fuente de luz polarizada. Util para diferenciar estructuras celulares que adquieren una apariencia trimensional.
Microscopio de luz polarizada: es una modificación del microscopio de campo claro. Debido al fenómeno de birrefringencia se pueden observar sustancias cristalinas y moléculas fibrosas.
Microscopio estereoscopico: se utiliza para ofrecer una imagen estereoscópica (3D) de la muestra. Para ello, y como ocurre en la visión binocular convencional, es necesario que los dos ojos observen la imagen con ángulos ligeramente distintos.
Con el microscopio compuesto son difíciles de observar los microorganismos debido a su falta de contraste y tienen que ser pigmentados y con los demas tipos de microscopios como en el de contraste de fases ya no es necesario. Los demas tipos de microscopios son mas especializados y puedes visualizar diferentes tejidos e incluso detectar DNA.
MATERIAL
Microscopio compuesto
Porta y cubre objetos
Papel seda
Aceite de inmersión
Papel periódico
METODOLOGÍA
Primero se abre el diafragma, subimos el condensador hasta el tope, utilizando el tornillo del condensador.
Seleccionamos el objetivo de mas bajo aumento.
Enfocamos una preparación con el tornillo macrometrico, para realizar el enfoque fino usamos el tornillo micrometrico.
Cerramos el diafragma hasta encontrar una luz. Utilizando el tornillo del condensador lo descendimos hasta ver nítido el diafragma que aparece como un hexágono. Lo centramos con los tornillos posteriores.
Abrimos el diafragma hasta llenar el mismo.
Para observar las muestras con el objetivo de 40X y 100X solamente afinamos el enfoque con el tornillo micrometrico.
OBSERVACIONES
Se observo papel periódico a 10X, 40X y 100X
Muestra de sarro
Mugre de la uña
Cabello
CUESTIONARIO
1.Definir poder de resolución, poder de penetración y poder de definición.
Poder de resolución: es la capacidad de mostrar la imagen en sus detalles más finos. Está en relación inversa con el límite de resolución.
Poder de penetración: es la propiedad de permitir la observación simultánea de varios planos del preparado. Es inversamente proporcional a la escala de reproducción o aumento.
Poder definición: es la capacidad del objetivo de formar imágenes de contornos nítidos.
2.¿Que función tiene el condensador del tornillo macrométrico y el diafragma?
Tornillo macrométrico: Perilla de gran tamaño, que al girarla permite acercar o alejar el objeto que se está observando.
Diafragma: Regula la cantidad de luz que pasa a través del objeto en observación.
3.¿Que función desempeñan los lentes del ocular y el objetivo y como puedes conocer el aumento total del sistema?
Ocular: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo.
Objetivo: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta.
Para obtener el aumento total del sistema se multiplica el valor del lente ocular por el objetivo.
4.¿Porque se utiliza el aceite de cedro en los objetivos de inmersión?
La función del aceite de inmersión es restringir el movimiento de la muestra, además de evitar el rozamiento entre el cubre objetos y el objetivo, generalmente se lo utiliza cuando vamos a observar con el objetivo 100x. Otra función del aceite de inmersión es evitar que la luz se desvíe; al contrario lo que se pretende es que la luz llegue concentrada hacia la muestra.
5. En el esquema del microscopio señale todas sus partes y mencione los tres sistemas que conforman el microscopio indicando las partes que los conforman
Sistema óptico: El sistema óptico es el encargado de reproducir y aumentar las imágenes mediante el conjunto de lentes que lo componen. Está formado por los oculares y los objetivos
Ocular: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo.
Objetivo: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta.
Condensador: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.
Diafragma: Regula la cantidad de luz que entra en el condensador.
Foco: Dirige los rayos luminosos hacia el condensador.
Sistema mecánico: La parte mecánica del microscopio comprende el pie, el tubo, el revólver, el asa, la platina, el carro, el tornillo macrométrico y el tornillo micrométrico. Estos elementos sostienen la parte óptica y de iluminación, además permite los desplazamientos necesarios para el enfoque del objeto.
Soporte: Mantiene la parte óptica. Tiene dos partes: el pie o base y el brazo.
Platina: Lugar donde se deposita la preparación.
Cabezal: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular, binocular, …..
Revólver: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos.
Tornillos de enfoque: Macrométrico que aproxima el enfoque y micrométrico que consigue el enfoque correcto.
Sistema de iluminación: Este sistema tiene como finalidad dirigir la luz natural o artificial de tal manera que ilumine la preparación u objeto que se va a observar en el microscopio. Comprende los siguientes elementos:
El espejo. Tiene dos caras: una cóncava y otra plana. Goza de movimientos en todas las direcciones. La cara cóncava se emplea de preferencia con iluminación artificial, y la plana, para iluminación natural (luz solar). Modernamente se prescinde del espejo en la fabricación de microscopios, ya que éstos traen incorporada una lámpara colocada en el eje del microscopio.
Condensador. El condensador está formado por un sistema de lentes, cuya finalidad es concentrar los rayos luminosos sobre el plano de la preparación. El condensador se halla debajo de la platina. El condensador puede deslizarse sobre un sistema de cremallera mediante un tornillo que determina su movimiento ascendente o descendente.
Diafragma. Generalmente, el condensador está provisto de un diafragma-iris, que regula su abertura y controla la calidad de luz que debe pasar a través del condensador.
Conclusiones
En esta practica se aprendió a utilizar el microscopio compuesto, desde las partes que lo conforman hasta la forma de realizar un enfoque con los diferentes objetivos y preparar una muestra. Para familiarizarnos con este, para su utilización en practicas posteriores.
BIBLIOGRAFÍA
Brock, Biología de los microorganismos, Pearson Prentice Hall, México 2004, 56 – 63 pp.
Pelczar Michael J. Microbiología, editorial Mcgraw – Hil cuarta edición, México 1982. 225 – 230 pp.
INTRODUCCION
MICROSCOPIA
El ojo humano no logra distinguir objetos de menos de 50 micras de diámetro ni consigue resolver dos líneas separadas por menos de 100 micras (es decir, las ve como una sola línea).
Para observar elementos tan pequeños es necesario disponer de lentes de aumento. Estas lentes se conocen desde tiempos de Arquímedes, pero la óptica como disciplina se comenzó a desarrollar en el siglo XIII con el monje franciscano Roger Bacon.
Anton Van Leeuwenhoek (Holanda, 1632-1723), un pulidor de lentes aficionado, logró fabricar lentes lo suficientemente poderosas como para observar bacterias, hongos y protozoos, a los que llamó "animálculos".
El primer microscopio compuesto fue desarrollado por Robert Hooke. A partir de éste, los avances tecnológicos permitieron llegar a los modernos microscopios de nuestro tiempo, los que existen de varios tipos y son usados con diferentes fines.
Microscopio de Leeuwenhoek
TIPOS DE MICROSCOPIOS
Microscopio de luz ultravioleta: sus resultados se registran fotográficamente ya que la luz U.V. no es visible y daña la retina. Se utiliza en la detección de ácidos nucleicos, que absorben esta luz.
El microscopio de campo oscuro: utiliza una luz muy intensa en forma de un cono hueco concentrado sobre el espécimen. El campo de visión del objetivo se encuentra en la zona hueca del cono de luz y sólo recoge la luz que se refleja en el objeto. Por ello las porciones claras del espécimen aparecen como un fondo oscuro y los objetos minúsculos que se están analizando aparecen como una luz brillante sobre el fondo.
Microscopio de contraste de fase: posibilita la observación de muestras sin colorear, por lo que resulta útil para estudiar especimenes vivos.
Microscopio electrónico de transmisión (MET): utiliza un haz de electrones para producir la imagen. Permite la observación de detalles a escala macromolecular.
Microscopio electrónico de barrido (MEB): en este caso el haz de electrones no atraviesa la muestra, sino que choca contra su superficie. Permite una gran magnificación de las imágenes.
Microscopio de interferencia: emplea una fuente de luz polarizada. Util para diferenciar estructuras celulares que adquieren una apariencia trimensional.
Microscopio de luz polarizada: es una modificación del microscopio de campo claro. Debido al fenómeno de birrefringencia se pueden observar sustancias cristalinas y moléculas fibrosas.
Microscopio estereoscopico: se utiliza para ofrecer una imagen estereoscópica (3D) de la muestra. Para ello, y como ocurre en la visión binocular convencional, es necesario que los dos ojos observen la imagen con ángulos ligeramente distintos.
Con el microscopio compuesto son difíciles de observar los microorganismos debido a su falta de contraste y tienen que ser pigmentados y con los demas tipos de microscopios como en el de contraste de fases ya no es necesario. Los demas tipos de microscopios son mas especializados y puedes visualizar diferentes tejidos e incluso detectar DNA.
MATERIAL
Microscopio compuesto
Porta y cubre objetos
Papel seda
Aceite de inmersión
Papel periódico
METODOLOGÍA
Primero se abre el diafragma, subimos el condensador hasta el tope, utilizando el tornillo del condensador.
Seleccionamos el objetivo de mas bajo aumento.
Enfocamos una preparación con el tornillo macrometrico, para realizar el enfoque fino usamos el tornillo micrometrico.
Cerramos el diafragma hasta encontrar una luz. Utilizando el tornillo del condensador lo descendimos hasta ver nítido el diafragma que aparece como un hexágono. Lo centramos con los tornillos posteriores.
Abrimos el diafragma hasta llenar el mismo.
Para observar las muestras con el objetivo de 40X y 100X solamente afinamos el enfoque con el tornillo micrometrico.
OBSERVACIONES
Se observo papel periódico a 10X, 40X y 100X
Muestra de sarro
Mugre de la uña
Cabello
CUESTIONARIO
1.Definir poder de resolución, poder de penetración y poder de definición.
Poder de resolución: es la capacidad de mostrar la imagen en sus detalles más finos. Está en relación inversa con el límite de resolución.
Poder de penetración: es la propiedad de permitir la observación simultánea de varios planos del preparado. Es inversamente proporcional a la escala de reproducción o aumento.
Poder definición: es la capacidad del objetivo de formar imágenes de contornos nítidos.
2.¿Que función tiene el condensador del tornillo macrométrico y el diafragma?
Tornillo macrométrico: Perilla de gran tamaño, que al girarla permite acercar o alejar el objeto que se está observando.
Diafragma: Regula la cantidad de luz que pasa a través del objeto en observación.
3.¿Que función desempeñan los lentes del ocular y el objetivo y como puedes conocer el aumento total del sistema?
Ocular: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo.
Objetivo: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta.
Para obtener el aumento total del sistema se multiplica el valor del lente ocular por el objetivo.
4.¿Porque se utiliza el aceite de cedro en los objetivos de inmersión?
La función del aceite de inmersión es restringir el movimiento de la muestra, además de evitar el rozamiento entre el cubre objetos y el objetivo, generalmente se lo utiliza cuando vamos a observar con el objetivo 100x. Otra función del aceite de inmersión es evitar que la luz se desvíe; al contrario lo que se pretende es que la luz llegue concentrada hacia la muestra.
5. En el esquema del microscopio señale todas sus partes y mencione los tres sistemas que conforman el microscopio indicando las partes que los conforman
Sistema óptico: El sistema óptico es el encargado de reproducir y aumentar las imágenes mediante el conjunto de lentes que lo componen. Está formado por los oculares y los objetivos
Ocular: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo.
Objetivo: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta.
Condensador: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.
Diafragma: Regula la cantidad de luz que entra en el condensador.
Foco: Dirige los rayos luminosos hacia el condensador.
Sistema mecánico: La parte mecánica del microscopio comprende el pie, el tubo, el revólver, el asa, la platina, el carro, el tornillo macrométrico y el tornillo micrométrico. Estos elementos sostienen la parte óptica y de iluminación, además permite los desplazamientos necesarios para el enfoque del objeto.
Soporte: Mantiene la parte óptica. Tiene dos partes: el pie o base y el brazo.
Platina: Lugar donde se deposita la preparación.
Cabezal: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular, binocular, …..
Revólver: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos.
Tornillos de enfoque: Macrométrico que aproxima el enfoque y micrométrico que consigue el enfoque correcto.
Sistema de iluminación: Este sistema tiene como finalidad dirigir la luz natural o artificial de tal manera que ilumine la preparación u objeto que se va a observar en el microscopio. Comprende los siguientes elementos:
El espejo. Tiene dos caras: una cóncava y otra plana. Goza de movimientos en todas las direcciones. La cara cóncava se emplea de preferencia con iluminación artificial, y la plana, para iluminación natural (luz solar). Modernamente se prescinde del espejo en la fabricación de microscopios, ya que éstos traen incorporada una lámpara colocada en el eje del microscopio.
Condensador. El condensador está formado por un sistema de lentes, cuya finalidad es concentrar los rayos luminosos sobre el plano de la preparación. El condensador se halla debajo de la platina. El condensador puede deslizarse sobre un sistema de cremallera mediante un tornillo que determina su movimiento ascendente o descendente.
Diafragma. Generalmente, el condensador está provisto de un diafragma-iris, que regula su abertura y controla la calidad de luz que debe pasar a través del condensador.
Conclusiones
En esta practica se aprendió a utilizar el microscopio compuesto, desde las partes que lo conforman hasta la forma de realizar un enfoque con los diferentes objetivos y preparar una muestra. Para familiarizarnos con este, para su utilización en practicas posteriores.
BIBLIOGRAFÍA
Brock, Biología de los microorganismos, Pearson Prentice Hall, México 2004, 56 – 63 pp.
Pelczar Michael J. Microbiología, editorial Mcgraw – Hil cuarta edición, México 1982. 225 – 230 pp.
POLIMERAZAS
POLIMERAZAS
La ADN polimeriza
La ADN polimeriza es una enzima que cataliza la síntesis de ADN a partir de desoxirribonucleótidos y de una molécula de ADN plantilla o molde.
Tras la acción de la ADN polimeriza I y una vez que se han eliminado y añadido alrededor de unas 10 bases, interviene la enzima ADN ligaza, que une los extremos libres del fragmento recién formado con el resto de la cadena, recuperando así el ADN su estructura normal
La propiedad de las ADN polimerizas para replicar hebras de ADN se utiliza para la reacción en cadena de la polimeriza, conocida como PCR por sus siglas en inglés, para obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN particular, amplificándolo para propósitos de investigación
La DNA polimeriza ("enzima que hace un polímero de DNA") desempeña un papel crítico en la síntesis de nuevas cadenas de DNA. En cada horquilla de replicación, la DNA polimeriza y otras enzimas sintetizan dos nuevas cadenas de DNA que son complementarias respecto a las 2 cadenas parentales. Durante este proceso, la DNA polimeriza reconoce una base nucleotídica no apareada de la cadena parental y la combina con un nucleótido libre que tiene la base complementaria correcta. A continuación, la DNA polimeriza cataliza la formación de nuevos enlaces covalentes que ligan el fosfato del nucleótido libre entrante con el azúcar del nucleótido previamente agregado en la cadena hija en crecimiento. De esta forma, la DNA polimeriza sintetiza el esqueleto de azúcar-fosfato de la cadena hija
La RNA polimeriza
Las ARN-polimerizas son un conjunto de proteínas con carácter enzimático capaces de polimerizar los ribonucleótidos para sintetizar ARN a partir de una secuencia de ADN que sirve como patrón o molde. La ARN polimeriza más importante es la implicada en la síntesis del ARN mensajero o trascripción del ADN.
La ARN polimeriza es la enzima soluble conocida de mayor tamaño puesto que mide unos 100 Ángstrom de diámetro y es visible en micrografías electrónicas, donde se observa unida al promotor en el ADN.
Funciones
La reacción química que cataliza la ARN polimeriza consiste en la unión de ribonucleótidos trifosfato, adenina trifosfato (ATP), uracilo trifosfato (UTP), guanina trifosfato (GTP) y citosina trifosfato (CTP), liberándose los grupos fosfato.
Además de la polimerización de los ribonucleótidos trifosfato, la ARN polimeriza tiene otras funciones como:
• Recoconer y unirse a localizaciones específicas o promotores de la molécula de ARN.
• Desenrollar parcialmente la molécula molde de ADN, gracias a su actividad helicaza intrínseca.
• Sintetizar un ARN cebador para la elongación posterior.
• Terminación de la cadena.
La ARN polimeriza cataliza consecutivamente la elongación de la cadena de ARN, al mismo tiempo que enrolla y desenrolla la doble cadena de ADN, y termina la trascripción después de copiar el gen.
Estructura
Esta complejidad de funciones se manifiesta en su estructura cuaternaria, ya que al igual que la ADN polimeriza, esta formada por varias subunidades que conforman la holoenzima, que junto con proteínas accesorias forman una máquina proteica o complejo de trascripción que llevan a cabo la síntesis del ARN.
Algunas subunidades aisladas de la ARN polimeriza son catalíticamente funcionales, mientras que otras sólo pueden detectarse cuando el complejo de trascripción se encuentra totalmente ensamblado.
Los complejos de transcripción de distintos organismos presentan una composición variable, pero esencialmente todos catalizan el mismo tipo de reacciones. Debido a esta coincidencia, en el estudio del proceso de transcripción se toma como modelo la reacciones catalizadas por el complejo de transcripción de la bacteria Escherichia coli, que aunque se diferencia en el ensamblamiento de la células eucarióticas, actúan de forma análoga.
La ARN polimeriza fue descubierta al mismo tiempo que el ARN mensajero en 1960 por los investigadores Samuel Weiss y Jerard Hurwits de laboratorios diferentes.
ARN polimeriza en procariotas
En procariotas, la misma enzima cataliza la síntesis de todos los tipos de ARN: ARNm, ARNr y ARNt.
La ARN polimeriza en procariotas en una gran molécula. Está formada por cinco subunidades de aproximadamente 410 kilodaltons α2ββ'ω, con dos unidades α idénticas, que se une al ADN de forma inespecífica para catalizar la síntesis de ARN. Para unirse a regiones promotoras específicas, la holoenzima requiere un factor σ con el que se reduce enormemente la afinidad con regiones de ADN inespecíficas, aumentando la especificidad por regiones promotoras para formar la holoenzima de cinco subunidades α2ββ'σω (~480 kDa). La estructura de la ARN polimeriza presenta una ranura de 55 Å de longitud y una anchura 25 Å. Esta ranura permite el paso de la doble hélice de ADN que mide 20 Å. La longitud de 55 Å puede aceptar la secuencia de 16 nucleótidos.
Todas las unidades que forman la enzima funcionan conjuntamente para llevar a cabo las reacciones de trascripción. La subunidad β' participa en la unión del ADN, la subunidad β contiene parte del centro activo y la subunidad σ está implicada principalmente en la iniciación de la trascripción, disociándose del resto de la enzima una vez iniciada la trascripción.
Las ARN polimerizas de los organismos procariontes funcionan de forma análoga, aunque alguna subunidad de la proteína difiera en su composición.
ARN polimeriza en eucariotas
Las células eucariotas tienen distintos tipos de ARN polimeriza.
• ARN polimeriza I: Sintetiza precursores de ARN ribosómico.
• ARN polimeriza II: Sintetiza precursores de ARN mensajero. Esta polimeriza es el tipo más estudiado, y se requieren factores de trascripción para que se una a los promotores del ADN.
• ARN polimeriza III: Sintetiza ARN de transferencia, ARN ribosómico de 5S y otros pequeños ARN encontrados en el núcleo celular y en el citoplasma.
• Otros tipos de ARN polimeriza se encuentran en la mitocondria y en cloroplasto y en el núcleo del ribosoma.
La ADN polimeriza
La ADN polimeriza es una enzima que cataliza la síntesis de ADN a partir de desoxirribonucleótidos y de una molécula de ADN plantilla o molde.
Tras la acción de la ADN polimeriza I y una vez que se han eliminado y añadido alrededor de unas 10 bases, interviene la enzima ADN ligaza, que une los extremos libres del fragmento recién formado con el resto de la cadena, recuperando así el ADN su estructura normal
La propiedad de las ADN polimerizas para replicar hebras de ADN se utiliza para la reacción en cadena de la polimeriza, conocida como PCR por sus siglas en inglés, para obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN particular, amplificándolo para propósitos de investigación
La DNA polimeriza ("enzima que hace un polímero de DNA") desempeña un papel crítico en la síntesis de nuevas cadenas de DNA. En cada horquilla de replicación, la DNA polimeriza y otras enzimas sintetizan dos nuevas cadenas de DNA que son complementarias respecto a las 2 cadenas parentales. Durante este proceso, la DNA polimeriza reconoce una base nucleotídica no apareada de la cadena parental y la combina con un nucleótido libre que tiene la base complementaria correcta. A continuación, la DNA polimeriza cataliza la formación de nuevos enlaces covalentes que ligan el fosfato del nucleótido libre entrante con el azúcar del nucleótido previamente agregado en la cadena hija en crecimiento. De esta forma, la DNA polimeriza sintetiza el esqueleto de azúcar-fosfato de la cadena hija
La RNA polimeriza
Las ARN-polimerizas son un conjunto de proteínas con carácter enzimático capaces de polimerizar los ribonucleótidos para sintetizar ARN a partir de una secuencia de ADN que sirve como patrón o molde. La ARN polimeriza más importante es la implicada en la síntesis del ARN mensajero o trascripción del ADN.
La ARN polimeriza es la enzima soluble conocida de mayor tamaño puesto que mide unos 100 Ángstrom de diámetro y es visible en micrografías electrónicas, donde se observa unida al promotor en el ADN.
Funciones
La reacción química que cataliza la ARN polimeriza consiste en la unión de ribonucleótidos trifosfato, adenina trifosfato (ATP), uracilo trifosfato (UTP), guanina trifosfato (GTP) y citosina trifosfato (CTP), liberándose los grupos fosfato.
Además de la polimerización de los ribonucleótidos trifosfato, la ARN polimeriza tiene otras funciones como:
• Recoconer y unirse a localizaciones específicas o promotores de la molécula de ARN.
• Desenrollar parcialmente la molécula molde de ADN, gracias a su actividad helicaza intrínseca.
• Sintetizar un ARN cebador para la elongación posterior.
• Terminación de la cadena.
La ARN polimeriza cataliza consecutivamente la elongación de la cadena de ARN, al mismo tiempo que enrolla y desenrolla la doble cadena de ADN, y termina la trascripción después de copiar el gen.
Estructura
Esta complejidad de funciones se manifiesta en su estructura cuaternaria, ya que al igual que la ADN polimeriza, esta formada por varias subunidades que conforman la holoenzima, que junto con proteínas accesorias forman una máquina proteica o complejo de trascripción que llevan a cabo la síntesis del ARN.
Algunas subunidades aisladas de la ARN polimeriza son catalíticamente funcionales, mientras que otras sólo pueden detectarse cuando el complejo de trascripción se encuentra totalmente ensamblado.
Los complejos de transcripción de distintos organismos presentan una composición variable, pero esencialmente todos catalizan el mismo tipo de reacciones. Debido a esta coincidencia, en el estudio del proceso de transcripción se toma como modelo la reacciones catalizadas por el complejo de transcripción de la bacteria Escherichia coli, que aunque se diferencia en el ensamblamiento de la células eucarióticas, actúan de forma análoga.
La ARN polimeriza fue descubierta al mismo tiempo que el ARN mensajero en 1960 por los investigadores Samuel Weiss y Jerard Hurwits de laboratorios diferentes.
ARN polimeriza en procariotas
En procariotas, la misma enzima cataliza la síntesis de todos los tipos de ARN: ARNm, ARNr y ARNt.
La ARN polimeriza en procariotas en una gran molécula. Está formada por cinco subunidades de aproximadamente 410 kilodaltons α2ββ'ω, con dos unidades α idénticas, que se une al ADN de forma inespecífica para catalizar la síntesis de ARN. Para unirse a regiones promotoras específicas, la holoenzima requiere un factor σ con el que se reduce enormemente la afinidad con regiones de ADN inespecíficas, aumentando la especificidad por regiones promotoras para formar la holoenzima de cinco subunidades α2ββ'σω (~480 kDa). La estructura de la ARN polimeriza presenta una ranura de 55 Å de longitud y una anchura 25 Å. Esta ranura permite el paso de la doble hélice de ADN que mide 20 Å. La longitud de 55 Å puede aceptar la secuencia de 16 nucleótidos.
Todas las unidades que forman la enzima funcionan conjuntamente para llevar a cabo las reacciones de trascripción. La subunidad β' participa en la unión del ADN, la subunidad β contiene parte del centro activo y la subunidad σ está implicada principalmente en la iniciación de la trascripción, disociándose del resto de la enzima una vez iniciada la trascripción.
Las ARN polimerizas de los organismos procariontes funcionan de forma análoga, aunque alguna subunidad de la proteína difiera en su composición.
ARN polimeriza en eucariotas
Las células eucariotas tienen distintos tipos de ARN polimeriza.
• ARN polimeriza I: Sintetiza precursores de ARN ribosómico.
• ARN polimeriza II: Sintetiza precursores de ARN mensajero. Esta polimeriza es el tipo más estudiado, y se requieren factores de trascripción para que se una a los promotores del ADN.
• ARN polimeriza III: Sintetiza ARN de transferencia, ARN ribosómico de 5S y otros pequeños ARN encontrados en el núcleo celular y en el citoplasma.
• Otros tipos de ARN polimeriza se encuentran en la mitocondria y en cloroplasto y en el núcleo del ribosoma.
NUCLEOLO
NUCLEOLO
Es una estructura esférica rodeada por nucleoplasma, cada nucleolo es producido por una región organizadora del nucleolo (NOR) localizada en un cromosoma organizador del nucleolo específico. Dicho organelo permanece adherido a la NOR. Un genoma puede incluir uno o mas cromosomas organizadores del nucleolo y puede haber uno o mas nucleolos en el mismo núcleo, los nucleolos se fusionan, de modo que un recuento nucleolar no es una indicación del numero de cromosomas organizadores del nucleolo en un complemento de cromosomas. La NOR esta localizada cerca del extremo de un cromosoma y un satélite del cromosoma se proyecta mas allá de la NOR.
|En el complemento cromosómico humano, los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 son organizadores nucleolares y cada uno de ellos están decorado con un satélite en el extremo del mas corto de los dos brazos cromosómicos.
Es una fabrica virtual para la síntesis de RNA ribosómicos y el ensamblaje de subunidades del ribosoma en forma de precursor. Los RNA ribosómicos sintetizados en el núcleo se transcriben de los genes drenar agrupados en repetidos en tandem en la NOR. El RNAmpre, que en los mamíferos es un transcrito de 45S, se procesa en el nucleolo para su conversión en moléculas de RNA maduro de 18S, 25S a 28S y 5.8S. Estos RNAr se reúnen con el RNA de 5S producido en el nucleoplasma y con proteínas de la subunidad ribosómica importadas del citoplasma, para formar precursores de subunidades ribosómicas en el nucleolo. Las subunidades maduran en el limite nuclear o en el citoplasma inmediatamente adyacente una vez que han sido transportadas fuera del núcleo.
Pueden distinguirse cuatro componentes:
1. Zona Granular: que contiene partículas difusas de alrededor de 25 nm de ancho, las cuales representan subunidades ribosómicas próximas a completarse.
2. Zona Fibrilar: con fibrillas mal definidas de transcritos de RNA en forma de nucleoproteína, miden 5 nm de diámetro.
3. Zona de Cromatina Nucleolar: consta de asas cromosomitas de 10 nm de ancho que se extiende fuera de su punto de adhesión en la NOR del cromosoma.
4. Matriz Nucleolar: sin estructura en la cual están distribuidos todos estos materiales.
El nucleolo puede agrandarse en células activas y reducirse en células inactivas debido a la expansión o reducción de la zona granular.
CUESTIONARIO
1.-Explique cual puede ser la razón del libre paso del agua a través de la membrana celular.
El contenido de todas las células vivas están rodeadas por una membrana delgada llamada membrana plasmática, o celular, que marca el limite entre el contenido celular y el medio externo. La membrana plasmática es una película continua formada por una doble capa de moléculas de lípidos y proteínas, de entre 4y 5 nm de espesor y actúa como una barrera selectiva reguladora de la composición química de la célula. La mayor parte de los iones y moléculas solubles en agua son incapaces de cruzar de forma espontánea esta barrera, u precisan de la concurrencia de proteínas especificas de transporte o de canales proteicos. De este modo la célula mantiene concentración de iones y moléculas pequeñas distintas de las imperantes en el medio externo. Otro mecanismo que consiste en la formación de pequeñas vesículas de membranas que se incorpora a la membrana plasmática o se separan de ella, permiten a las células animales transferir macromoléculas y partículas aun mayores a través de la membrana.
2.-Diga que propósito tiene colocar la sangre en una solución isotónica.
La concentración del agua permanece constante dentro y fuera de la célula, por lo que su volumen y forma no se altera. Con los eritrocitos se pueden conservar por largos periodos en una solución de cloruro de sodio al 0.9% sin presentar alteración ni hemólisis.
3.-¿Qué diferencias observo entre las células animales y vegetales en presencia de la solución hipotónica? Y explique la causa.
En las células animales los eritrocitos se hincharon y llegan a romperse, en el caso de las células vegetales su pared celular rígida les ayuda a evitar un incremento excesivo por lo tanto no hay rompimiento de la pared celular.
4.-De las substancias utilizadas (almidón, hidróxido de amonio y fenolftaleina). Diga cual (es) atraviesan la membrana de celofán y como se demostró esto.
La sustancia que atravesó la membrana fue la fenolftaleina y hidróxido de amonio y se demostró cuando el vaso de 500ml. De agua se agrego fenolftaleina y se movió y entonces cambio el color de transparente a un rosa muy tenue.
5.-Si los resultados obtenidos en su practica no fueron los esperados, explique a que pudo deberse.
No fueron los obtenidos ya que nosotros no pudimos realizar lo del celofán.
CUESTIONARIO
1.-Explique a que se debe el mayor desprendimiento de oxigeno en algunos tejidos.
Por los peroxisomas que son mas abundantes en los tejidos.
2.-Explique que representa el valor de la pendiente en las ecuaciones que se obtuvieron
La concentración de cada muestra.
3.-Explique la utilidad del método de mínimos cuadrados en estudios biológicos.
Ayuda para poder graficar o sacar un promedio de los datos que se obtienen de un estudio biológico.
Es una estructura esférica rodeada por nucleoplasma, cada nucleolo es producido por una región organizadora del nucleolo (NOR) localizada en un cromosoma organizador del nucleolo específico. Dicho organelo permanece adherido a la NOR. Un genoma puede incluir uno o mas cromosomas organizadores del nucleolo y puede haber uno o mas nucleolos en el mismo núcleo, los nucleolos se fusionan, de modo que un recuento nucleolar no es una indicación del numero de cromosomas organizadores del nucleolo en un complemento de cromosomas. La NOR esta localizada cerca del extremo de un cromosoma y un satélite del cromosoma se proyecta mas allá de la NOR.
|En el complemento cromosómico humano, los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 son organizadores nucleolares y cada uno de ellos están decorado con un satélite en el extremo del mas corto de los dos brazos cromosómicos.
Es una fabrica virtual para la síntesis de RNA ribosómicos y el ensamblaje de subunidades del ribosoma en forma de precursor. Los RNA ribosómicos sintetizados en el núcleo se transcriben de los genes drenar agrupados en repetidos en tandem en la NOR. El RNAmpre, que en los mamíferos es un transcrito de 45S, se procesa en el nucleolo para su conversión en moléculas de RNA maduro de 18S, 25S a 28S y 5.8S. Estos RNAr se reúnen con el RNA de 5S producido en el nucleoplasma y con proteínas de la subunidad ribosómica importadas del citoplasma, para formar precursores de subunidades ribosómicas en el nucleolo. Las subunidades maduran en el limite nuclear o en el citoplasma inmediatamente adyacente una vez que han sido transportadas fuera del núcleo.
Pueden distinguirse cuatro componentes:
1. Zona Granular: que contiene partículas difusas de alrededor de 25 nm de ancho, las cuales representan subunidades ribosómicas próximas a completarse.
2. Zona Fibrilar: con fibrillas mal definidas de transcritos de RNA en forma de nucleoproteína, miden 5 nm de diámetro.
3. Zona de Cromatina Nucleolar: consta de asas cromosomitas de 10 nm de ancho que se extiende fuera de su punto de adhesión en la NOR del cromosoma.
4. Matriz Nucleolar: sin estructura en la cual están distribuidos todos estos materiales.
El nucleolo puede agrandarse en células activas y reducirse en células inactivas debido a la expansión o reducción de la zona granular.
CUESTIONARIO
1.-Explique cual puede ser la razón del libre paso del agua a través de la membrana celular.
El contenido de todas las células vivas están rodeadas por una membrana delgada llamada membrana plasmática, o celular, que marca el limite entre el contenido celular y el medio externo. La membrana plasmática es una película continua formada por una doble capa de moléculas de lípidos y proteínas, de entre 4y 5 nm de espesor y actúa como una barrera selectiva reguladora de la composición química de la célula. La mayor parte de los iones y moléculas solubles en agua son incapaces de cruzar de forma espontánea esta barrera, u precisan de la concurrencia de proteínas especificas de transporte o de canales proteicos. De este modo la célula mantiene concentración de iones y moléculas pequeñas distintas de las imperantes en el medio externo. Otro mecanismo que consiste en la formación de pequeñas vesículas de membranas que se incorpora a la membrana plasmática o se separan de ella, permiten a las células animales transferir macromoléculas y partículas aun mayores a través de la membrana.
2.-Diga que propósito tiene colocar la sangre en una solución isotónica.
La concentración del agua permanece constante dentro y fuera de la célula, por lo que su volumen y forma no se altera. Con los eritrocitos se pueden conservar por largos periodos en una solución de cloruro de sodio al 0.9% sin presentar alteración ni hemólisis.
3.-¿Qué diferencias observo entre las células animales y vegetales en presencia de la solución hipotónica? Y explique la causa.
En las células animales los eritrocitos se hincharon y llegan a romperse, en el caso de las células vegetales su pared celular rígida les ayuda a evitar un incremento excesivo por lo tanto no hay rompimiento de la pared celular.
4.-De las substancias utilizadas (almidón, hidróxido de amonio y fenolftaleina). Diga cual (es) atraviesan la membrana de celofán y como se demostró esto.
La sustancia que atravesó la membrana fue la fenolftaleina y hidróxido de amonio y se demostró cuando el vaso de 500ml. De agua se agrego fenolftaleina y se movió y entonces cambio el color de transparente a un rosa muy tenue.
5.-Si los resultados obtenidos en su practica no fueron los esperados, explique a que pudo deberse.
No fueron los obtenidos ya que nosotros no pudimos realizar lo del celofán.
CUESTIONARIO
1.-Explique a que se debe el mayor desprendimiento de oxigeno en algunos tejidos.
Por los peroxisomas que son mas abundantes en los tejidos.
2.-Explique que representa el valor de la pendiente en las ecuaciones que se obtuvieron
La concentración de cada muestra.
3.-Explique la utilidad del método de mínimos cuadrados en estudios biológicos.
Ayuda para poder graficar o sacar un promedio de los datos que se obtienen de un estudio biológico.
Mitosis practica 7
Mitosis
La mitosis es el proceso de formación de dos células idénticas (generalmente) por replicación y división de los cromosomas de la original que da como resultado una "copia" de la misma.
Las células eucariotas poseen un mayor número de cromosomas que por otra parte son mucho más grandes que los de los procariotas.
Los estructura de los cromosomas replicados y condensados tiene varios aspectos de interés. El cinetocoro es el punto donde "anclan" los microtúbulos del huso. Los cromosomas replicados consisten en dos moléculas de ADN (junto con sus proteínas asociadas: las histonas) que se conocen con el nombre de cromátidas. El área donde ambas cromátidas se encuentran en contacto se conoce como centrómero, el cinetocoro se encuentra en la parte externa del centrómero. Se debe hacer hincapié en que los cromosomas son cromatina (ADN más histonas) y señalar la particularidad que en los extremos del cromosoma (que toman el nombre de telómero) se encuentran secuencias repetidas de ADN.
Esquema de un cromosoma. Modificada de: http://www.whfreeman.com/life/update/.
Dependiendo de la posición del centrómero los cromosomas se clasifican en:
A. telocéntricos, con el centrómero en un extremo
B. acrocéntricos, uno de sus brazos es muy corto
C. submetacéntricos, brazos de diferente longitud
D. metacéntricos, brazos de igual longitud
Empaquetamiento del ADN
Las proteínas asociadas al ADN se conocen colectivamente con el nombre de histonas. Son polipéptidos relativamente cortos cargados positivamente (básicos) y por lo tanto son atraídos por las cargas negativas del ADN (ácido) Las histonas son sintetizadas en cantidad durante la fase S ( S por síntesis) del ciclo celular. Una de las funciones de esas proteínas está relacionada con el empaquetamiento del ADN en la forma del cromosoma: los 2 metros de ADN de la célula humana son empaquetados en 46 cromosomas de un largo combinado de aproximadamente 200 nm. La célula tiene unas 90 millones de moléculas de histonas siendo la mayoría perteneciente a un tipo conocido como H1. Se conocen cinco tipos de las siguientes histonas (H1, H2A, H2B, H3, y H4 , 8 moléculas en total); con la excepción de la H1 la mayor parte de las histonas de los eucariotas son muy similares.
Imagen modificada de la University of Illinois' DNA and Protein Synthesis site.
El nucleosoma es la unidad fundamental de "empaquetamiento" del ADN eucariótico. El "carretel" ("core") del mismo consiste en dos moléculas de H2A, H2B, H3, y H4; alrededor de las cuales el ADN se enrolla dos veces (1). La histona 1 esta fuera del "carretel". Este nivel de empaquetamiento ("packing") se conoce como "cuentas de un collar" (2). El siguiente nivel se conoce como la fibra de 30 nm, cuyos detalles de organización no se conocen completamente. Las fibras se condensa a posteriori en dominios en bucle de 300 nm (3). Los dominios son parte de las secciones condensadas (4) ( 700 nm) de los cromosomas (el cromosoma tiene un ancho de unos 1.400 nm en la metafase) (5).
Durante la mitosis los cromosomas replicados se posicionan cerca de la mitad de la célula y luego se segregan en manera tal que cada célula resultante recibe una copia de cada cromosoma original (si se comienza con 46 cromosomas en la célula original se termina con 46 cromosomas en las 2 células resultantes). Para realizar esto las células utilizan microtúbulos (que en este caso en conjunto forman el huso mitótico) que "tiran" de los cromosomas para llevarlos a cada futura célula. Las células animales (excepto un grupo de gusanos conocidos con el nombre de nematodos) poseen centríolos. Las plantas y la mayor parte de los otros eucariotas no poseen centríolos y los procariotas, por supuesto, carecen de huso y centríolos; en procariotas la membrana celular suple esta función al arrastrar los cromosomas pegados a ella durante la citocinesis de la fisión binaria. Las células que contienen centríolos también poseen una "corona" de pequeños microtúbulos, el aster, que se extienden desde los centríolos a la membrana nuclear.
/.
Las fases de la mitosis son en realidad difíciles de separar. Se debe tener en cuenta que el proceso no es el estático que se describe en el texto, sino dinámico como el que se puede seguir en
Profase
La profase es el primer estadio de la mitosis. La cromatina se condensa (recordar que el ADN de la cromatina se replica en la interfase), por lo que en este punto existen dos cromátidas unidas. La membrana nuclear se disuelve, los centríolos (si se encuentran presentes) se dividen y los pares migran a los polos, se forma el huso mitótico. Los centrómeros (o constricciones primarias) se vuelven claramente visibles, debido a que se le han asociados placas proteicas a ambos lados: el cinetocoro. En el citoplasma el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi se fragmentan en vesículas, se desorganiza el citoesqueleto por lo que la célula pierde su forma original y se hace esférica.
Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.
Metafase
La metafase sigue a la profase. Los cromosomas (que a este punto consisten en dos cromátidas mantenidas juntas por el centrómero) alcanzan su máxima condensación y migran al ecuador de la célula donde las fibras del huso se "pegan" a las fibras del cinetocoro.
Anafase
La anafase comienza con la separación de los centrómeros y el arrastre de las cromátidas (los llamamos cromosomas luego de la separación de los centrómeros) a los polos opuestos.
Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.
Telofase
En la telofase los cromosomas llegan a los polos de sus respectivos husos, la membrana nuclear se reconstituye, los cromosomas se desenrollan y pasan a formar la cromatina y el nucleolo, que desapareció en la profase se vuelve a constituir. Donde antes había una célula ahora existen dos pequeñas con exactamente la misma información genética y número cromosómico. Estas células pueden luego diferenciarse en diferentes formas durante el desarrollo.
Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update
La mitosis es el proceso de formación de dos células idénticas (generalmente) por replicación y división de los cromosomas de la original que da como resultado una "copia" de la misma.
Las células eucariotas poseen un mayor número de cromosomas que por otra parte son mucho más grandes que los de los procariotas.
Los estructura de los cromosomas replicados y condensados tiene varios aspectos de interés. El cinetocoro es el punto donde "anclan" los microtúbulos del huso. Los cromosomas replicados consisten en dos moléculas de ADN (junto con sus proteínas asociadas: las histonas) que se conocen con el nombre de cromátidas. El área donde ambas cromátidas se encuentran en contacto se conoce como centrómero, el cinetocoro se encuentra en la parte externa del centrómero. Se debe hacer hincapié en que los cromosomas son cromatina (ADN más histonas) y señalar la particularidad que en los extremos del cromosoma (que toman el nombre de telómero) se encuentran secuencias repetidas de ADN.
Esquema de un cromosoma. Modificada de: http://www.whfreeman.com/life/update/.
Dependiendo de la posición del centrómero los cromosomas se clasifican en:
A. telocéntricos, con el centrómero en un extremo
B. acrocéntricos, uno de sus brazos es muy corto
C. submetacéntricos, brazos de diferente longitud
D. metacéntricos, brazos de igual longitud
Empaquetamiento del ADN
Las proteínas asociadas al ADN se conocen colectivamente con el nombre de histonas. Son polipéptidos relativamente cortos cargados positivamente (básicos) y por lo tanto son atraídos por las cargas negativas del ADN (ácido) Las histonas son sintetizadas en cantidad durante la fase S ( S por síntesis) del ciclo celular. Una de las funciones de esas proteínas está relacionada con el empaquetamiento del ADN en la forma del cromosoma: los 2 metros de ADN de la célula humana son empaquetados en 46 cromosomas de un largo combinado de aproximadamente 200 nm. La célula tiene unas 90 millones de moléculas de histonas siendo la mayoría perteneciente a un tipo conocido como H1. Se conocen cinco tipos de las siguientes histonas (H1, H2A, H2B, H3, y H4 , 8 moléculas en total); con la excepción de la H1 la mayor parte de las histonas de los eucariotas son muy similares.
Imagen modificada de la University of Illinois' DNA and Protein Synthesis site.
El nucleosoma es la unidad fundamental de "empaquetamiento" del ADN eucariótico. El "carretel" ("core") del mismo consiste en dos moléculas de H2A, H2B, H3, y H4; alrededor de las cuales el ADN se enrolla dos veces (1). La histona 1 esta fuera del "carretel". Este nivel de empaquetamiento ("packing") se conoce como "cuentas de un collar" (2). El siguiente nivel se conoce como la fibra de 30 nm, cuyos detalles de organización no se conocen completamente. Las fibras se condensa a posteriori en dominios en bucle de 300 nm (3). Los dominios son parte de las secciones condensadas (4) ( 700 nm) de los cromosomas (el cromosoma tiene un ancho de unos 1.400 nm en la metafase) (5).
Durante la mitosis los cromosomas replicados se posicionan cerca de la mitad de la célula y luego se segregan en manera tal que cada célula resultante recibe una copia de cada cromosoma original (si se comienza con 46 cromosomas en la célula original se termina con 46 cromosomas en las 2 células resultantes). Para realizar esto las células utilizan microtúbulos (que en este caso en conjunto forman el huso mitótico) que "tiran" de los cromosomas para llevarlos a cada futura célula. Las células animales (excepto un grupo de gusanos conocidos con el nombre de nematodos) poseen centríolos. Las plantas y la mayor parte de los otros eucariotas no poseen centríolos y los procariotas, por supuesto, carecen de huso y centríolos; en procariotas la membrana celular suple esta función al arrastrar los cromosomas pegados a ella durante la citocinesis de la fisión binaria. Las células que contienen centríolos también poseen una "corona" de pequeños microtúbulos, el aster, que se extienden desde los centríolos a la membrana nuclear.
/.
Las fases de la mitosis son en realidad difíciles de separar. Se debe tener en cuenta que el proceso no es el estático que se describe en el texto, sino dinámico como el que se puede seguir en
Profase
La profase es el primer estadio de la mitosis. La cromatina se condensa (recordar que el ADN de la cromatina se replica en la interfase), por lo que en este punto existen dos cromátidas unidas. La membrana nuclear se disuelve, los centríolos (si se encuentran presentes) se dividen y los pares migran a los polos, se forma el huso mitótico. Los centrómeros (o constricciones primarias) se vuelven claramente visibles, debido a que se le han asociados placas proteicas a ambos lados: el cinetocoro. En el citoplasma el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi se fragmentan en vesículas, se desorganiza el citoesqueleto por lo que la célula pierde su forma original y se hace esférica.
Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.
Metafase
La metafase sigue a la profase. Los cromosomas (que a este punto consisten en dos cromátidas mantenidas juntas por el centrómero) alcanzan su máxima condensación y migran al ecuador de la célula donde las fibras del huso se "pegan" a las fibras del cinetocoro.
Anafase
La anafase comienza con la separación de los centrómeros y el arrastre de las cromátidas (los llamamos cromosomas luego de la separación de los centrómeros) a los polos opuestos.
Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.
Telofase
En la telofase los cromosomas llegan a los polos de sus respectivos husos, la membrana nuclear se reconstituye, los cromosomas se desenrollan y pasan a formar la cromatina y el nucleolo, que desapareció en la profase se vuelve a constituir. Donde antes había una célula ahora existen dos pequeñas con exactamente la misma información genética y número cromosómico. Estas células pueden luego diferenciarse en diferentes formas durante el desarrollo.
Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update
METODOS DE ESTERILIZACION
METODOS DE ESTERILIZACION
ESTERILIZACION
Es el proceso de destruir todas las formas de vida microbiana. Un objeto esterilizado en el sentido microbiológico, esta libre de los microorganismos vivos.
SANEAMIENTO
Consiste en reducir la población microbiana a niveles no peligrosos por medio de un agente, según los requerimientos de salud publica, por lo regular es un agente químico que mata 99.9 % de las bacterias en crecimiento.
DESINFECCCION
Destrucción de microorganismos potencialmente patógenos, como bacterias, hongos y protozoos. La desinfección puede lograrse por calor seco o húmedo, por radiación, por auto clavado (calor húmedo a presión) o tratamiento con agentes químicos. La cloración es un procedimiento de desinfección importante en la potabilización de aguas.
HIGIENIZACION
Es un desinfectante concentrado basado en un complejo de Amonios Cuaternarios de última generación, controla y elimina microorganismos patógenos. Presenta alta efectividad en el control de microorganismos asociados a enfermedades de alta incidencia, tales como: Bacterias: Staphilococus aureus, E coli, Salmonella typhi, Klebsiella pneumoniae.
AGENTES FISICOS DE ESTERILIZACION
CALOR HÚMEDO
Por lo tanto, la inactivación por calor húmedo requiere menores temperaturas que la que se realiza en ausencia de agua. Algunos ejemplos de condiciones de inactivación total por calor húmedo:
Microorganismo condiciones
La mayoría de células vegetativas, de bacterias, levaduras y hongos 80oC , 5-10 min
Bacilo tuberculoso 58oC , 30 min
Bacilo tuberculoso 59oC , 20 min
Bacilo tuberculoso 65oC , 2 min
Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis 60oC , 60 min
La mayoría de esporas de bacterias patógenas 100oC , pocos min
esporas del patógeno Clostridium botulinum 100oC , 5,5 horas
esporas de Clostridium y Bacillus saprofitos 100oC , muchas horas
esporas de Clostridium y Bacillus saprofitos 120oC , 15 minutos
Los métodos principales de lograr esterilización de materiales por calor húmedo:
Autoclave
Introducido por Chamberland en 1884. Es un aparato que permite calentar muestras por calor húmedo a temperaturas superiores a las de ebullición del agua (sin que ésta hierva), debido a que el tratamiento se efectúa en un compartimiento estanco saturado con vapor de agua y a presiones superiores a la atmosférica. Los parámetros de esterilización suelen ser: temperatura 121ºC y 10-15 min. Como se puede deducir, estos parámetros vienen fijados por la resistencia de las esporas de especies que son las formas de vida que más aguantan el calor sin perder viabilidad.
La acción rápida del calor húmedo depende en buena parte del alto valor de calor latente del agua (540 cal•g-1); ello hace que los objetos más fríos se calienten rápidamente por condensación de agua en su superficie.
Tindalización
Nombre en honor de John Tyndall Es un método de esterilización fraccionada para materiales que se inactivan o estropean a más de 100ºC. Consiste en someter el material a varios ciclos (normalmente 3 ó 4) de dos fases sucesivas cada uno:
a) En la primera fase el material se calienta a una temperatura entre 50 y 100ºC, durante 1 ó 2 horas;
b) En la segunda fase el material se incuba en una estufa, a 30-37ºC durante 24 horas.
Durante las fases de tipo a) mueren todas las células vegetativas de la muestra, pero permanecen viables las esporas, que quedan activadas para germinar. Durante las fases de tipo b) se produce la germinación de las esporas activadas en la respectiva fase anterior. En la siguiente fase de tipo a) morirán las células vegetativas procedentes de la germinación en la fase anterior; y así sucesivamente, hasta que al cabo de unos cuantos ciclos no queda ningún microorganismo en la muestra.
Aplicaciones principales del calor húmedo:
1. En la práctica cotidiana del laboratorio de microbiología, en la esterilización de medios de cultivo y soluciones.
2. En la esterilización de material quirúrgico.
3. En la esterilización o inactivación parcial, en las industrias alimentarías (conservas, leche y derivados).
a) En la industria láctea se emplean como métodos de esterilización la llamada uperización. La uperización o tratamiento UHT consiste en un tratamiento de calor húmedo donde se emplean temperaturas muy altas durante unos pocos segundos (p. ej.: 135-150ºC durante 1-2 seg).
b) Pero no siempre es imprescindible esterilizar la leche, sino que puede bastar eliminar los posibles microorganismos patógenos que pueden contaminarla, y que son más sensibles al calor que los saprofitos inofensivos. Con esta inactivación parcial de la población microbiana de la leche logramos que ésta se conserve durante unos días, sin alterar apenas sus cualidades organolépticas y nutricionales. He aquí los procedimientos más habituales para conseguir esto:
i. La pasteurización (en honor a Pasteur, que la introdujo en los años 1860) consiste en tratar la leche a 63oC durante 30 min, tras los cuales se enfría y envasa rápidamente.
ii. La pasteurización instantánea (también conocida por sus siglas en inglés HTST, de high temperature-short time) se logra calentando a 72ºC durante sólo 15 segundos, tras de lo cual la muestra se enfría rápidamente. Esta técnica es la más usada actualmente, ya que:
mata más rápidamente;
mata mejor organismos más resistentes;
altera menos el sabor;
actúa en flujos continuos (y permite procesar grandes volúmenes de leche).
Tras la pasteurización, el número de bacterias viables desciende un 97-99%. Los potenciales patógenos que pueda llevar la leche (Brucella, Salmonella, bacilo tuberculoso, Streptococcus, etc) son eliminados fácilmente. La pasteurización también se emplea para la preparación de vacunas a base de microorganismos inactivados por el calor.
CALOR SECO
La esterilización por calor seco necesita recurrir a mayores temperaturas que la efectuada por el calor húmedo, ya que al no existir agua, la rotura de puentes de hidrógeno y la desnaturalización de proteínas, así como la fusión de membranas, se efectúan a mayores energías. Otros efectos del calor seco son los daños por oxidación y el provocar un aumento de la concentración de electrolitos.
Aplicaciones del calor seco:
1. El llamado horno de Pasteur, mediante calentamiento a 160-170ºC durante 2-3 horas permite esterilizar materiales inertes de laboratorio resistentes al calor: material de vidrio y metálico, aceites y jaleas, etc.
2. Flameado a la llama (hasta el rojo) de asas metálicas de siembra, con las que se inoculan las bacterias.
3. Incineración de materiales de desecho.
EBULLICION
Materiales contaminados u objetos expuestos a la ebullición no pueden ser esterilizados eficazmente. Es cierto que todas las células vegetativas se destruyen en minutos al ser expuestas a la ebullición, pero algunas esporas bacterianas resisten la ebullición durante muchas horas. Con la practica de exponer instrumental durante periodos cortos al agua hirviente se obtiene mas desinfección que esterilización; por tal razón no se puede usar en el laboratorio como método de esterilización.
INCINERACIÓN
Mata los microorganismos, este método se emplea para destruir esqueletos, animales de laboratorio infectados y otros materiales de desecho infectados. La destrucción de microorganismos por incineración también se practica rutinariamente en los laboratorios cuando se introduce a la llama de un mechero bunsen el asa de las siembras pero hay que tener cuidado de no producir chisporroteo pues de lo contrario se esparcirán gotitas que lleven microorganismos viables, el chisporroteo se reduce o elimina secando el asa de siembras fuera de la llama antes de meterla en esta.
FILTRACION
Algunos materiales, particularmente los líquidos biológicos como el suero de los animales o las soluciones de sustancias como las enzimas y algunas vitaminas o antibióticos, son termolábiles, se destruyen por el calor. Asimismo otros agentes físicos como las radiaciones son perjudiciales para estos materiales e imprácticos para esterilizarlos, en consecuencia queda la opción de hacerlo por filtración.
FILTROS BACTERIOLÓGICOS
Durante muchos años gran variedad de filtros bacteriológicos han estado a disposición de los microbiólogos. Estos filtros se hacen de distintos materiales: placas de asbesto en los filtros seitz, tierra de diatomeas en los Berkefeld, porcelana en los Chamberland – Pasteur, discos de fibra de vidrio en otros filtros.
Los diámetros de los poros de los filtros bacteriológicos miden desde aproximadamente 1 µm hasta varios. Casi todos los filtros están basados en el promedio de abertura de sus poros, la porosidad sola no es el único factor que impide el paso de los microorganismos. Otros factores como la carga eléctrica del filtro, la carga eléctrica de los microorganismos y la naturaleza de los líquidos que se van a filtrar, tienen que ver con la eficacia de la filtración.
En los últimos años se han desarrollado un nuevo tipo de filtros (de membrana o moleculares) en los cuales los poros son de tamaño uniforme y especifico y determinado. Los filtros de membrana o moleculares están compuestos por esteres biológicos inertes de celulosa. Se preparan como membranas circulares de aproximadamente 150 micras de grueso y contienen millones de poros microscópicos de diámetro muy uniforme. Los filtros de este tipo se pueden producir de porosidades que varían de aproximadamente 0.01 a 10 µm. También se han adaptado a procedimientos microbiológicos para identificar y enumerar microorganismos en muestras de agua y otros materiales.
El desarrollo de filtros de aire particulado de gran eficiencia (HEPA) ha hecho posible obtener aire limpio en lugares cerrados o cuartos. Este tipo de filtración y el sistema de flujo laminar, se usan mucho para obtener aire libre de polvo y bacterias.
EFECTO DE LAS RADIACIONES SOBRE LAS BACTERIAS
CONCEPTOS GENERALES SOBRE RADIACIONES Y BIOMOLÉCULAS
Se puede definir la radiación como la propagación de energía por el espacio. Los principales tipos de radiaciones que pueden tener efectos sobre los seres vivos son:
radiación electromagnética l (longitudes de onda, en nm)
radiación infrarroja (IR) 800-106
radiación visible 380-800
ultravioleta (UV) 13,6-380
rayos X 0.14-13.6
rayos g 0.001-0.14
rayos cósmicos < 0.001
Los efectos derivados de la absorción de radiación dependen de:
la energía de la radiación absorbida;
La naturaleza del material.
1) Si la energía es E>10 eV, hablamos de radiaciones ionizantes: son los rayos X y los rayos g (estos últimos se emiten como resultado de la desintegración de radioisótopos). Un fotón de gran energía incide sobre un átomo, provocando la expulsión de un electrón de gran energía (fotoelectrón), y quedando el átomo en forma ionizada (cargado positivamente). El electrón expulsado suele tener energía suficiente para originar una nueva ionización, de la cual surge otro electrón de alta energía, etc. produciéndose una cadena de ionizaciones, con transferencia linear de energía, hasta que ésta se disipa en el material: el último electrón de la cadena es captado por otro átomo o molécula, que queda cargado negativamente. El resultado final es que se forman pares de iones (uno positivo y otro negativo). A su vez, esos iones originados tienden a experimentar reorganizaciones electrónicas ulteriores, que dan pie a cambios químicos en el sistema que se había sometido a la irradiación.
2) Si la energía es E<10 eV, no se producen ionizaciones: los electrones del átomo o molécula pasan transitoriamente (de 10-8 a 10-10 segundos) a un nivel energético superior (entonces se habla de que el átomo o molécula están excitados), pero enseguida dicho electrón vuelve al estado energético inicial. En su regreso a su nivel energético previo, el electrón puede dar origen a una variedad de fenómenos:
Fluorescencia: emisión de energía a una longitud de onda mayor que la del fotón incidente;
Fotosensibilización: la energía se transfiere a otra molécula;
Reacciones fotoquímicas: se origina un cambio químico;
Emisión de calor: la energía simplemente se disipa en colisiones entre moléculas.
La luz visible y UV pueden dar origen a reacciones fotoquímicas, aparte de calor. Pero la radiación infrarroja sólo conduce a disipación de calor, si bien ciertas bacterias fotosintéticas anoxigénicas pueden aprovechar el infrarrojo para la fotosíntesis.
EFECTOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES Y SUS APLICACIONES
Aunque la unidad de radiación emitida es el roentgen (R), a efectos biológicos se usan parámetros que miden la energía absorbida por el sistema: las unidades son el rad (100 erg/g) y el gigaray (1Gy = 100 rads).
En general, los microorganismos son más resistentes a las radiaciones ionizantes que los seres superiores. Por ejemplo, la dosis de reducción decimal (D10) para las endosporas de ciertas especies de Clostridium es de 2000-3000 Gy. Las células vegetativas de la bacteria Deinococcus radiodurans es de 2.200 Gy. Otras especies más “normales” poseen una dosis de reducción decimal en torno a 200-600 Gy.
Las fuentes de radiaciones ionizantes son los aparatos de rayos X, los rayos g y los radioisótopos, como el Co60 o el Cs137.
Los efectos de las radiaciones ionizantes son letales, tanto directos como indirectos, así como mutagénicos. Los efectos letales directos se logran a altas dosis de radiación, mientras que los letales indirectos y mutagénicos se consiguen a menores dosis.
1. Efecto letal directo: por impacto de cuantos de radiación ionizante sobre alguna molécula esencial para la vida, que es el ADN (ya que obviamente es absolutamente esencial y suministra una sola copia de la mayoría de los genes bacterianos). Los daños al ADN son, principalmente: roturas en ambas cadenas, y entrecruzamiento entre dichas cadenas, que no puedan repararse.
2. Efecto mutagénico: deriva de la producción de daños menores al ADN que pueden repararse por mecanismos propensos a error.
3. Efecto letal indirecto: este tipo de efecto es el más importante, y deriva de la radiolisis del agua, que genera hidrógeno naciente (H•) y radical hidroxilo (OH•). El radical hidroxilo reacciona fácilmente con macromoléculas, sobre todo con ADN, provocando roturas en ambas cadenas, lo cual se traduce en efectos de letalidad. Si, además, la bacteria está expuesta al oxígeno mientras se la está irradiando, el efecto es aún más intenso, debido a que el O2 reacciona con los radicales libres, originando cadenas de reacciones de auto oxidación, muy destructivas, y promoviendo la formación de peróxidos y epóxidos, asimismo letales.
H• + O2 à•HO2
2 •HO2 à H2O2 + O2
Las principales aplicaciones de las radiaciones ionizantes son la esterilización de:
Material farmacéutico (antibióticos, hormonas, etc);
Material médico-quirúrgico (guantes de cirujano, suturas de nylon, jeringas desechables, agujas, bisturís, catéteres, prótesis, etc);
Alimentos envasados (aunque en algunos países aún sigue abierta la polémica por parte de ciertos grupos sobre la seguridad de este tratamiento).
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
La radiación UV tiene un efecto letal y mutagénico, que depende de su longitud de onda. Ello se debe a la absorción selectiva de longitudes de onda por parte de ciertas moléculas biológicas:
Las proteínas tienen dos picos (es decir, máximos) de absorción: uno a 280 nm, debido a los aminoácidos aromáticos (Trp, Tyr, Phe), y otro a 230 nm, debido a los peptídicos.
El ADN y el ARN absorben a 260 nm, debido al enlace doble entre las posiciones 4 y 5 de las bases púricas y pirimidínicas.
Los rayos UV no tienen actividad ionizante, pero provocan cambios químicos en las moléculas absorbentes, de modo que aparecen moléculas alteradas denominadas genéricamente fotoproductos. Los fotoproductos originan la inactivación de macromoléculas, aunque, como veremos enseguida, el ADN dispone de mecanismos para paliar o eliminar estas modificaciones potencialmente lesivas.
Las consecuencias de inactivar proteínas o ARN no se dejan sentir a efectos de letalidad, ya que existen muchas copias de cada uno de estos tipos de macromoléculas, y se pueden volver a sintetizar. En cambio, la inactivación del único cromosoma de la bacteria tiene efectos letales primarios y efectos mutagénicos secundarios. Por lo tanto, el espectro de acción biológica de la luz UV equivale al de absorción del UV por el ADN (260 nm).
CONTROL POR AGENTES QUÍMICOS.
Los factores que deben considerar en la selección de agentes químicos antimicrobianos son:
1. Naturaleza del material que será tratado.
2. Tipos de microorganismos.
3. Condiciones ambientales.
PRINCIPALES GRUPOS DE AGENTES QUÍMICOS ANTIMICROBIANOS
FENOL
Tiene la doble distinción de haber sido usado por Lister durante la década de 1860 en su trabajo para desarrollar técnicas quirúrgicas asépticas y de ser el patrón de comparación con otros desinfectantes para evaluar su acción bacteriana.
Desnaturalizando primero las proteínas de las células y dañando luego las membranas celulares.
Los compuestos fenolicos son bactericidas o bacteriostáticos dependiendo de la concentración a la que se usen. Las esporas bacterianas y los virus son más resistentes que las células vegetativas. Algunos compuestos fenolicos son altamente funguicidas. La actividad de estos compuestos se reduce a pH alcalino y por material orgánico. También disminuye la actividad antimicrobiana a baja temperatura y en presencia de jabón.
ALCOHOLES
El alcohol etílico a concentraciones entre 50% y 70% es efectivo contra células vegetativas y no productoras de esporas, al 70% es la concentración bacteriana mas eficaz.
Las concentraciones que actúan contra las células vegetativas son prácticamente ineficaces contra las esporas bacterianas.
El alcohol metilico es menos bactericida que el etílico y es además altamente toxico y no se emplea de manera general para le destrucción de microorganismos. Los alcoholes superiores (propílico, butílico, amílico y otros) son más germicidas que el etílico; hay un aumento en el poder germicida a medida que es mayor el peso molecular de los alcoholes.
El alcohol propílico y el isopropilo en concentraciones entre 40% y 80% se han registrado como útiles para desinfectar la piel.
La eficacia del alcohol para la desinfección de superficies debe ser atribuida a su acción limpiadora o detergente.
El alcohol reduce la flora microbiana de la piel y sirve para la desinfección de los termómetros clínicos bucales.
Concentraciones de alcohol superiores a 60% son eficaces contra los virus, esta acción esta influida considerablemente por la cantidad de material proteico extraño en la mezcla. Las proteínas extrañas reaccionan con el alcohol y así los virus quedan protegidos.
HALOGENOS
YODO
Es uno de los agentes germicidas mas antiguos y eficaces. Reconocido por la farmacopea de Estados Unidos en 1830, el yodo puro es un elemento cristalino azul oscuro con brillo metálico. Es muy poco soluble en agua pero mucho en alcohol y soluciones acuosas de yoduro de sodio o potasio.
Este elemento se usa tradicionalmente como agente germicida en la forma conocida como tintura de yodo. El yodo también se usa en las formas conocidas como yodoforas.
Uno de los agentes es la polivinilpirrolidona (PVP); el complejo se expresa PVP-I, el yodo se libera lentamente de este compuesto. Las sustancias yodoforas poseen las características germicidas del yodo y las ventajas adicionales de producir muy poca irritación y no teñir.
El yodo es un agente bactericida muy eficaz y el único que tiene efectos contra toda clase de bacterias, también tiene propiedades esporocidas.
Posee propiedades funguicidas y antivirales importantes, las soluciones de yodo se usan principalmente para desinfectar la piel. También sirve para otros propósitos, como la desinfección del agua, aire (vapores de yodo) y el saneamiento de los utensilios usados en alimentos.
El yodo es un agente oxidante y esto cuenta en parte para su actividad antimicrobiana.
CLORO
El cloro, los hipocloritos y las cloraminas son desinfectantes que actúan sobre proteínas y ácidos nucleicos de los microorganismos. Oxidan grupos -SH, y atacan grupos aminos, indoles y al hidroxifenol de la tirosina.
El producto clorado más utilizado en desinfección es el hipoclorito de sodio (agua lavandina), que es activo sobre todas las bacterias, incluyendo esporas, y además es efectivo en un amplio rango de temperaturas.
La actividad bactericida del hipoclorito de sodio se debe al ácido hipocloroso (HClO) y al Cl2 que se forman cuando el hipoclorito es diluido en agua. La actividad germicida del ion hipocloroso es muy reducida debido a que por su carga no puede penetrar fácilmente en la célula a través de la membrana citoplamática. En cambio, el ácido hipocloroso es neutro y penetra fácilmente en la célula, mientras que el Cl2 ingresa como gas.
El hipoclorito de sodio se comercializa en soluciones concentradas (50-100 g/l de Cloro activo), a pH alcalino y en envases oscuros que favorecen su estabilidad, pero es inactivo como desinfectante. A causa de ésto, es que deben utilizarse soluciones diluidas en agua corriente (que tiene un pH ligeramente ácido), con el objeto de obtener ácido hipocloroso. Generalmente, se utilizan soluciones con una concentración del 0.1-0.5% de Cloro activo.
Su actividad está influida por la presencia de materia orgánica, pues puede haber en el medio sustancias capaces de reaccionar con los compuestos clorados que disminuyan la concentración efectiva de éstos.
Compuestos Mercuriales
Estos tipos de compuestos se combinan con los grupos -SH de las proteínas, inactivando enzimas. Dentro de los mercuriales orgánicos se encuentran el metafen y el mertiolate.
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO
Es un antiséptico débil, con capacidad oxidante y formadora de radicales libres.
Actualmente, el peróxido de hidrógeno gaseoso se está utilizando como desinfectante de superficies o descontaminante de gabinetes biológicos debido a que no posee las propiedades tóxicas y cancerigenas del óxido de etileno y formaldehído.
COLORANTES
Interfieren en la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas (acridina) o interfieren en la síntesis de la pared celular (derivados del trifenilmetano). La acridina se inserta entre dos bases sucesivas del DNA separándolas físicamente. Esto provoca errores en la duplicación del DNA. Los derivados del trifenilmetano (violeta de genciana, verde de malaquita y verde brillante) bloquean la conversión del ácido UDP-acetilmurámico en UDP-acetilmuramil-péptido.
R = HSO4- Verde Brillante
R = Cl- Verde de Malaquita
Violeta de Genciana
Agentes alquilantes
Son agentes esterilizantes, activos tanto sobre células vegetativas como sobre esporas, que ejercen su efecto letal por su acción alquilante de proteínas y ácidos nucleicos.
Formaldehido (HCHO).
La aniquilacion la produce reemplazando hidrógenos lábiles de ciertos grupos químicos (-NH2, -OH, -COOH y -SH), produciendo:
Hidroximetilaciones
Condensaciones (entrecruzamientos).
Usos comerciales:
Como gas, en la descontaminación de habitaciones;
Como formalina (solución acuosa al 35%);
Como paraformaldehido (polímero sólido de 91-99% de pureza).
La formalina se emplea para preservar tejidos, en líquidos de embalsamamiento, y al 0,2-0,4% en la preparación de vacunas de virus.
Glutaraldehido.
Es menos tóxico y más potente que el formaldehido, y no se afecta por materiales con proteínas.Cada vez se emplea más como esterilizante frío de instrumental quirúrgico. Es el único recomendado para esterilizar equipamiento de terapia respiratoria.
Oxido de etileno.
Tiene un efecto similar al del formaldehido: Sustituciones y entrecruzamientos irreversibles en grupos amino, sulfhidrilo, etc., de proteínas. También reacciona con grupos fosfato y anillos nitrogenados de los ácidos nucleicos.
Es un agente empleado como esterilizante gaseoso, aunque es de acción lenta. Se emplea cuando no se puede recurrir a la esterilización por calor: esterilización de material de plástico, drogas, ciertos productos biológicos, equipamiento electrónico. La operación se realiza en cámaras parecidas al autoclave. Sin embargo, es un método caro y exhibe ciertos riesgos: presenta acción vesicante y toxicidad para el hombre (mutágeno y carcinógeno).
ß-propionil-lactona.
Es 25 veces más activa que el formaldehido. Actúa como gas en presencia de 80-90% de humedad relativa, aunque es poco penetrante.
SALES CUATERNARIAS DE AMONIO (DETERGENTES CATIÓNICOS)
Son los detergentes más potentes en cuanto a su actividad desinfectante, siendo activos contra bacterias Gram-positivas y Gram-negativas. Los principales son los llamados compuestos de amonio cuaternario:
Sales de amonio cuaternario, sobre todo aquellas que van como cloruros o bromuros. Su fórmula general se puede representar así:
Los cuatro sustituyentes (R1 a R4) del N son cadenas de hidrocarburos variados. Las sales de amonio cuaternario más activas son aquellas que tienen tres grupos alquílicos cortos y un grupo alquílico largo: cloruro de cetilpiridinio, cloruro de benzalconio
Mecanismo de acción: La porción hidrófoba penetra en las membranas, mientras que el grupo polar catiónico se asocia con los fosfatos de los fosfolípidos, provocando alteraciones en dichas membranas, reflejadas en la pérdida de su semipermeabilidad, con salida de metabolitos de N y P desde el citosol. Es entonces cuando el detergente puede entrar al interior celular, con un efecto secundario de desnaturalización de proteínas. Su actividad se mejora a pH alcalino.
Son rápidamente bactericidas a concentraciones muy bajas (del orden de una parte por millón, 1 ppm), siempre que en el material a tratar no exista materia orgánica.
Usos, ventajas e inconvenientes: Tienen baja toxicidad, por lo que se pueden emplear como desinfectantes y antisépticos de la piel. Se emplean igualmente en la desinfección de material de industrias alimentarias.Su actividad se ve neutralizada por jabones y fosfolípidos, precipitando en su presencia.
ANTIBIOTICOS
El término antibiótico fue propuesto por Selman A. Waksman, descubridor de la estreptomicina, para definir sustancias dotadas de actividad antimicrobiana y extraídas de estructuras orgánicas vivientes.
La búsqueda de antecedentes previos demuestra que en 1889 Jean Paul VUILLEMIN, en un trabajo titulado "Symbiose et antibiose", crea el término antibiosis para describir la lucha entre seres vivos para la supervivencia. Más tarde, WARD adopta esta palabra para describir el antagonismo microbiano. Con posterioridad, ya en plena era antibiótica, el término significó, durante algún tiempo, sustancia extraída de seres vivos, ya fueren bacterias, hongos, algas, con capacidad para anular la vida de diversos microorganismos.
El antibiótico viene de un mundo vivo. Pero el avance de la técnica, el conocimiento progresivo de las fórmulas de diversos antibióticos, la posibilidad de su preparación sintética partiendo de bases químicas desdibujaron valor del origen de los mismos.
LA ACCIÓN DE ANTIBIÓTICOS
Los antibióticos pueden ser bacteriostáticos (bloquean el crecimiento y multiplicación celular) o bactericidas (producen la muerte de las bacterias). Para desempeñar estas funciones, los antibióticos deben ponerse en el contacto con las bacterias.
Se cree que los antibióticos se inmiscuyen con la superficie de células de bacterias, ocasionando un cambio en su capacidad de reproducirse. La prueba de la acción de un antibiótico en el laboratorio muestra cuanta exposición a la droga es necesaria para frenar la reproducción o para matar las bacterias. Aunque a una gran cantidad de un antibiótico le tomaría un tiempo menor para matar las bacterias que ocasionan una enfermedad, tal dosis comúnmente haría que la persona sufra de una enfermedad ocasionada por la droga. Por lo tanto, los antibióticos se dan en una serie de cantidades pequeñas. Esto asegura que las bacterias son matadas o reducidas a un numero suficiente como para que el cuerpo las pueda repeler. Cuando se toma una cantidad insuficiente de antibiótico, las bacterias pueden frecuentemente desarrollar métodos para protegerse a sí mismas contra este antibiótico. Por lo cual la próxima vez que se utilice el antibiótico contra estas bacterias, no será efectivo.
ADMINISTRACIÓN DE ANTIBIÓTICOS
Para actuar contra organismos infecciosos, un antibiótico puede aplicarse externamente, como en el caso de una cortadura sobre la superficie de la piel, o internamente, alcanzando la corriente sanguínea dentro del cuerpo. Los antibióticos se producen de varias formas y en diferentes maneras.
Las formas de administrar antibióticos son:
Local
La aplicación local significa "a un área local" tal como sobre la piel, en los ojos, o sobre la membrana mucosa. Los antibióticos para el uso local están disponibles en forma de polvos, ungüentos, o cremas.
Oral
Hay dos formas de acción para la aplicación por vía oral.
• Las tabletas, líquidos, y cápsulas que se tragan. En este caso el antibiótico se libera en el intestino delgado para ser absorbido en la corriente sanguínea.
• Caramelos o pastillas, que se disuelvan en la boca, donde el antibiótico se absorbe a través de la membrana mucosa.
Parenteral.
Las aplicaciones fuera del intestino se llaman parenterales. Una forma de aplicación es mediante una inyección, que puede ser subcutánea (debajo la piel), intramuscular (en un músculo), o intravenosa (en una vena). La administración Parenteral de un antibiótico se usa cuando un médico requiere una concentración fuerte y rápida del antibiótico en la corriente sanguínea.
Fabricación
Naturales.
Hasta un tiempo todos los antibióticos se hacían a partir de organismos vivos. Este proceso, conocido como biosíntesis, se usa todavía en la fabricación de algunos antibióticos. Realmente los organismos son los que fabrican el antibiótico. La gente involucrada meramente provee condiciones favorables para que los organismos puedan hacer su trabajo y luego extraen la droga.
Actualmente la mayoría de los antibióticos naturales son producidos por fermentación por etapas. En este método se hacen crecer cepas de alto rendimientos de los microorganismos bajo condiciones óptimas y en un medio nutritivo, dentro de tanques de fermentación de varios miles de liítos de capacidad. Esto forma un caldo que se que se mantiene a una temperatura de 25 C ( 77 F ) y es sacudido por más de 100 horas. A continuación las cepas son retiradas del caldo de fermentación y luego se extrae el antibiótico del caldo mediante filtrado, precipitación o algún otro método de separación
Sintéticos.
Todos los tipos de penicilina poseen un núcleo químico idéntico llamado anillo. La cadena química que está adjunta al anillo es diferente en cada tipo. Cambiando las moléculas de la cadena, los científicos diseñan drogas con efectos potencialmente diferentes sobre organismos diferentes. Algunas de estas drogas son útiles para tratar infecciones, algunas no lo son.
Los fabricantes farmacéuticos ahora utilizan imágenes generadas por computadora de los anillos y experimentan con una variedad interminable de cadenas posibles. Los investigadores han desarrollado antibióticos con vida media larga (el período de eficacia), que permite tomar la medicación una vez en 24 horas en vez de cada pocas horas. Los antibióticos más nuevos son también más efectivos contra una gama más amplia de infecciones de lo que eran las drogas anteriores.
Espectro bacteriano.
La acción de un antibiótico se mide en términos de espectro bacteriano. Se observa que algunos antibióticos como la penicilina actúan en un sector restringido: cocos gram negativos y gram positivos, espiroquetas y bacterias gram positivas. Por esta razón se la denomina de espectro limitado. Otros antibióticos como las tetraciclinas y el cloranfenicol, lo hacen en múltiples sectores y por eso se les adjudica el nombre de amplio espectro. Otros antibióticos actúan sobre una fracción muy limitada, por ejemplo, nistanina sobre la candida albicans. A este tipo de antibiótico se lo llama de espectro selectivo.
Antibiograma.
El antibiograma es un test de resistencia o sensibilidad de las bacterias bajo la acción de diversos antibióticos. Si un microorganismo está en contactado con la droga y aún así persiste su capacidad vital, se deduce la inoperancia farmacológica del producto para tal germen. Hay resistencia al antibiótico. Inversamente si la zona que rodea al antibiótico está totalmente libre, o sea, que no hay desarrollo de la bacteria: esta es sensible a la droga.
Esta zona circundante al antibiótico, llamada halo de inhibición, es de gran valor clínico para iniciar, continuar o modificar una terapia.
Técnica: El laboratorista realiza comúnmente la técnica de difusión en placa de petri, porque es más sencillo y menos costoso que la técnica de dilución en tubo.
Este método fue descrito inicialmente por Vincent y Vincent en 1944 y modificado parcialmente por otros investigadores. Al medio de cultivo para las bacterias colocado en cápsulas de petri, se le adicionan discos o comprimidos de antibióticos, separados entre sí convenientemente, se incuban durante 12 horas a 18 horas a 37ºC , al cabo de las cuales se efectúa la lectura.
Las técnicas de un antibiograma requieren experiencia en el laboratorio y conocimientos bacteriológicos adecuados, de lo contrario se cometen errores importantes de repercusión clínica.
Factores a tener en cuenta que podrían causar problemas a la hora de la terapéutica.
1. Consistencia del medio de cultivo;
2. Cantidad de antibiótico contenida en cada disco ensayado;
3. Material infeccioso fresco;
4. Tiempo de incubación y espera para efectuar la lectura;
5. Medición correcta (en milímetros) del halo inhibitorio;
6. Calidad de la inhibición;
7. Prever contaminación (posible) del antibiograma por empleo de técnicas defectuosas.
Variedades
Hay docenas de antibióticos. Los siguientes son de uso común:
Las penicilinas
Los diversos tipos de penicilinas constituyen un gran grupo de antibióticos antibacteriales de los cuales los deribados de la benzil penicilina son los únicos de que se produce naturalmente a partir de cepas. La Penicilina G y ampicillin están en esta clase. Otra penicilina, llamada piperacillin, ha mostrado ser efectiva contra 92 por ciento de las infecciones sin ocasionar efectos colaterales serios. Las penicilinas se administran frecuentemente en combinación con algunas otras drogas de las siguientes categorías.
Cefalosporinas
Parecidas a las penicilinas, las cefalosporinas se utilizan frecuentemente cuando una sensibilidad (reacción alérgica) a las penicilina se conoce o es sospechada en un paciente. Ceftriaxona sódica es un tipo de Cefalosporina que es muy efectiva para combatir infecciones profundas tales como las que ocurren en los huesos y como resultado de una cirugía.
Aminoglicósidos
Los aminoglicósidos incluyen la streptomicina y la neomicina. Estas drogas se usan para tratar tuberculosis, la peste bubónica, y otras infecciones. A causa de los efectos colaterales potencialmente serios que genera, tal como interferencia a la audición y sensibilidad a la luz del sol, estas drogas se administran con cuidado. (Todos los antibióticos se administran con cuidado; el cuidado especial se toma por las posibles consecuencias negativas superiores a las usuales de administración de una droga.)
Tetraciclinas
Las tetraciclinas son efectivas contra la neumonía, el tifo, y otras bacterias que ocasionan la enfermedad pero puede dañar la función del hígado y riñones. La tetraciclina en un gel base especial se usa para tratar muchas infecciones de ojo.
Macrolidas
Las macrolidas se usan frecuentemente en pacientes que resultan ser sensibles a la penicilina. La eritromicina es la mejor medicina conocida en este grupo.
Polipéptidos
La clase de antibióticos llamado polipéptidos es bastante tóxica (venenosa) y se usa mayormente sobre el superficie de la piel (tópicamente). La Bacitracina está en esta categoría.
Sulfo Drogas
La Sulfonamida fue la primer droga antimicrobial que fue usada. Las Sulfo drogas, que se hicieron a partir de químicos, tienen en su mayor parte los mismos efectos que las penicilinas posteriormente desarrolladas. Aunque las sulfo drogas pueden tener efectos nocivos sobre los riñones a la vez son efectivas contra infecciones de riñón por ello se toman siempre con grandes cantidades de agua para impedir la formación de cristales de la droga. Gantrisin es todavía la más útil entre estas sulfa drogas.
Otros Antimicrobiales
Otros antimicrobiales incluyen furazolidone y tritethoprim. El primero se usa primariamente en infecciones gastrointestinales; el posterior, cuando se combina con una de las sulfonamidas, es efectivo en infecciones urinarias y respiratorias
Antifungales
Los Antifungales combaten la enfermedad ocasionada por hongos tal como candida. El hongo que ocasiona la infección requiere tratamiento a largo plazo. Las drogas tales como griseofulvin se toman frecuentemente por seis meses. La mayoría de la infección funginales ocurren sobre la piel o la membrana mucosa.
Antivirales
Muy pocas se conocer sobre tratar infecciones virosas (el frío común es un ejemplo). Un virus es el pensamiento para ser el agente infeccioso más pequeño con la capacidad para duplicarse (reproducirse) a sí mismo. Además, posee capazidades de mutante, o cambio, con gran rapidez. Las pocas drogas que son efectivas contra infecciones virosas inmiscuidas con la formación de nuevas, células normales y se usan por lo tanto con extremo cuidado. Otras drogas micróbicas tienen poco efecto sobre un virus y se dan únicamente para tratar infecciones bacteriológicas que acompañan o resultan desde la infección virosa primaria.
La resistencia y Soporte Efectos
Un antibiótico actúa por limitador o parador (y por lo tanto matando) el crecimiento de un microorganismo específico. Probablemente realiza esto al inmiscuir con la pared de la célula de bacterias que es targeted mientras a la vez tener poco efecto sobre las células normales de cuerpo.
Cuando uno se expone continuamente al antibiótico por una enfermedad de larga duración (la tal como fiebre reumática), las las bacterias targeted pueden desarrollar su defensa propia contra la droga. Una enzima que puede destruir la droga puede ser producida por las bacterias, o la célula puede llegar a ser resistente a ser rota por la acción del antibiótico. Cuando esto sucede, y lo hacen frecuentemente la mayoría con tratamientos largos o frecuentemente con la penicilina o streptomycin, el paciente se dice que es "rápido" contra la droga. Por ejemplo, uno puede ser rápido a la penicilina, significando que la penicilina no es más capaz de ayudar en pelea contra la infección y debe darse otro tipo de antibiótico.
Las reacciones alérgicas a los antibióticos se han visto comúnmente como rashes sobre la piel, pero la anemia severa (demasiado pocas células rojas de sangre), desorden estomacal, y ocasionalmente puede resultar la sordera. una vez se pensó que las reacciones alérgicas a los antibióticos de penicilina en particular eran frecuentes y permanentes. Estudios recientes sugieren, sin embargo, que mucha gente outgrow su sensibilidad o nunca eran alérgicas. El número grande de antibióticos que son el ofertas ahora disponible una elección de tratamiento que puede, en la mayoría de los ejemplos, evitar la alergia ocasionada por las drogas.
Esta bien recordar que todas las drogas pueden ocasionar ambos efectos queridos e indeseables sobre el cuerpo. Los indeseables se llaman contraindicaciones, y estos deben equilibrarse con los efectos deseados en determinar si que una droga particular daña más que sus efectos buenos. Es un hecho que todas las drogas tienen el potencialidad de ser ambos, beneficioso y nocivo.
ESTERILIZACION
Es el proceso de destruir todas las formas de vida microbiana. Un objeto esterilizado en el sentido microbiológico, esta libre de los microorganismos vivos.
SANEAMIENTO
Consiste en reducir la población microbiana a niveles no peligrosos por medio de un agente, según los requerimientos de salud publica, por lo regular es un agente químico que mata 99.9 % de las bacterias en crecimiento.
DESINFECCCION
Destrucción de microorganismos potencialmente patógenos, como bacterias, hongos y protozoos. La desinfección puede lograrse por calor seco o húmedo, por radiación, por auto clavado (calor húmedo a presión) o tratamiento con agentes químicos. La cloración es un procedimiento de desinfección importante en la potabilización de aguas.
HIGIENIZACION
Es un desinfectante concentrado basado en un complejo de Amonios Cuaternarios de última generación, controla y elimina microorganismos patógenos. Presenta alta efectividad en el control de microorganismos asociados a enfermedades de alta incidencia, tales como: Bacterias: Staphilococus aureus, E coli, Salmonella typhi, Klebsiella pneumoniae.
AGENTES FISICOS DE ESTERILIZACION
CALOR HÚMEDO
Por lo tanto, la inactivación por calor húmedo requiere menores temperaturas que la que se realiza en ausencia de agua. Algunos ejemplos de condiciones de inactivación total por calor húmedo:
Microorganismo condiciones
La mayoría de células vegetativas, de bacterias, levaduras y hongos 80oC , 5-10 min
Bacilo tuberculoso 58oC , 30 min
Bacilo tuberculoso 59oC , 20 min
Bacilo tuberculoso 65oC , 2 min
Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis 60oC , 60 min
La mayoría de esporas de bacterias patógenas 100oC , pocos min
esporas del patógeno Clostridium botulinum 100oC , 5,5 horas
esporas de Clostridium y Bacillus saprofitos 100oC , muchas horas
esporas de Clostridium y Bacillus saprofitos 120oC , 15 minutos
Los métodos principales de lograr esterilización de materiales por calor húmedo:
Autoclave
Introducido por Chamberland en 1884. Es un aparato que permite calentar muestras por calor húmedo a temperaturas superiores a las de ebullición del agua (sin que ésta hierva), debido a que el tratamiento se efectúa en un compartimiento estanco saturado con vapor de agua y a presiones superiores a la atmosférica. Los parámetros de esterilización suelen ser: temperatura 121ºC y 10-15 min. Como se puede deducir, estos parámetros vienen fijados por la resistencia de las esporas de especies que son las formas de vida que más aguantan el calor sin perder viabilidad.
La acción rápida del calor húmedo depende en buena parte del alto valor de calor latente del agua (540 cal•g-1); ello hace que los objetos más fríos se calienten rápidamente por condensación de agua en su superficie.
Tindalización
Nombre en honor de John Tyndall Es un método de esterilización fraccionada para materiales que se inactivan o estropean a más de 100ºC. Consiste en someter el material a varios ciclos (normalmente 3 ó 4) de dos fases sucesivas cada uno:
a) En la primera fase el material se calienta a una temperatura entre 50 y 100ºC, durante 1 ó 2 horas;
b) En la segunda fase el material se incuba en una estufa, a 30-37ºC durante 24 horas.
Durante las fases de tipo a) mueren todas las células vegetativas de la muestra, pero permanecen viables las esporas, que quedan activadas para germinar. Durante las fases de tipo b) se produce la germinación de las esporas activadas en la respectiva fase anterior. En la siguiente fase de tipo a) morirán las células vegetativas procedentes de la germinación en la fase anterior; y así sucesivamente, hasta que al cabo de unos cuantos ciclos no queda ningún microorganismo en la muestra.
Aplicaciones principales del calor húmedo:
1. En la práctica cotidiana del laboratorio de microbiología, en la esterilización de medios de cultivo y soluciones.
2. En la esterilización de material quirúrgico.
3. En la esterilización o inactivación parcial, en las industrias alimentarías (conservas, leche y derivados).
a) En la industria láctea se emplean como métodos de esterilización la llamada uperización. La uperización o tratamiento UHT consiste en un tratamiento de calor húmedo donde se emplean temperaturas muy altas durante unos pocos segundos (p. ej.: 135-150ºC durante 1-2 seg).
b) Pero no siempre es imprescindible esterilizar la leche, sino que puede bastar eliminar los posibles microorganismos patógenos que pueden contaminarla, y que son más sensibles al calor que los saprofitos inofensivos. Con esta inactivación parcial de la población microbiana de la leche logramos que ésta se conserve durante unos días, sin alterar apenas sus cualidades organolépticas y nutricionales. He aquí los procedimientos más habituales para conseguir esto:
i. La pasteurización (en honor a Pasteur, que la introdujo en los años 1860) consiste en tratar la leche a 63oC durante 30 min, tras los cuales se enfría y envasa rápidamente.
ii. La pasteurización instantánea (también conocida por sus siglas en inglés HTST, de high temperature-short time) se logra calentando a 72ºC durante sólo 15 segundos, tras de lo cual la muestra se enfría rápidamente. Esta técnica es la más usada actualmente, ya que:
mata más rápidamente;
mata mejor organismos más resistentes;
altera menos el sabor;
actúa en flujos continuos (y permite procesar grandes volúmenes de leche).
Tras la pasteurización, el número de bacterias viables desciende un 97-99%. Los potenciales patógenos que pueda llevar la leche (Brucella, Salmonella, bacilo tuberculoso, Streptococcus, etc) son eliminados fácilmente. La pasteurización también se emplea para la preparación de vacunas a base de microorganismos inactivados por el calor.
CALOR SECO
La esterilización por calor seco necesita recurrir a mayores temperaturas que la efectuada por el calor húmedo, ya que al no existir agua, la rotura de puentes de hidrógeno y la desnaturalización de proteínas, así como la fusión de membranas, se efectúan a mayores energías. Otros efectos del calor seco son los daños por oxidación y el provocar un aumento de la concentración de electrolitos.
Aplicaciones del calor seco:
1. El llamado horno de Pasteur, mediante calentamiento a 160-170ºC durante 2-3 horas permite esterilizar materiales inertes de laboratorio resistentes al calor: material de vidrio y metálico, aceites y jaleas, etc.
2. Flameado a la llama (hasta el rojo) de asas metálicas de siembra, con las que se inoculan las bacterias.
3. Incineración de materiales de desecho.
EBULLICION
Materiales contaminados u objetos expuestos a la ebullición no pueden ser esterilizados eficazmente. Es cierto que todas las células vegetativas se destruyen en minutos al ser expuestas a la ebullición, pero algunas esporas bacterianas resisten la ebullición durante muchas horas. Con la practica de exponer instrumental durante periodos cortos al agua hirviente se obtiene mas desinfección que esterilización; por tal razón no se puede usar en el laboratorio como método de esterilización.
INCINERACIÓN
Mata los microorganismos, este método se emplea para destruir esqueletos, animales de laboratorio infectados y otros materiales de desecho infectados. La destrucción de microorganismos por incineración también se practica rutinariamente en los laboratorios cuando se introduce a la llama de un mechero bunsen el asa de las siembras pero hay que tener cuidado de no producir chisporroteo pues de lo contrario se esparcirán gotitas que lleven microorganismos viables, el chisporroteo se reduce o elimina secando el asa de siembras fuera de la llama antes de meterla en esta.
FILTRACION
Algunos materiales, particularmente los líquidos biológicos como el suero de los animales o las soluciones de sustancias como las enzimas y algunas vitaminas o antibióticos, son termolábiles, se destruyen por el calor. Asimismo otros agentes físicos como las radiaciones son perjudiciales para estos materiales e imprácticos para esterilizarlos, en consecuencia queda la opción de hacerlo por filtración.
FILTROS BACTERIOLÓGICOS
Durante muchos años gran variedad de filtros bacteriológicos han estado a disposición de los microbiólogos. Estos filtros se hacen de distintos materiales: placas de asbesto en los filtros seitz, tierra de diatomeas en los Berkefeld, porcelana en los Chamberland – Pasteur, discos de fibra de vidrio en otros filtros.
Los diámetros de los poros de los filtros bacteriológicos miden desde aproximadamente 1 µm hasta varios. Casi todos los filtros están basados en el promedio de abertura de sus poros, la porosidad sola no es el único factor que impide el paso de los microorganismos. Otros factores como la carga eléctrica del filtro, la carga eléctrica de los microorganismos y la naturaleza de los líquidos que se van a filtrar, tienen que ver con la eficacia de la filtración.
En los últimos años se han desarrollado un nuevo tipo de filtros (de membrana o moleculares) en los cuales los poros son de tamaño uniforme y especifico y determinado. Los filtros de membrana o moleculares están compuestos por esteres biológicos inertes de celulosa. Se preparan como membranas circulares de aproximadamente 150 micras de grueso y contienen millones de poros microscópicos de diámetro muy uniforme. Los filtros de este tipo se pueden producir de porosidades que varían de aproximadamente 0.01 a 10 µm. También se han adaptado a procedimientos microbiológicos para identificar y enumerar microorganismos en muestras de agua y otros materiales.
El desarrollo de filtros de aire particulado de gran eficiencia (HEPA) ha hecho posible obtener aire limpio en lugares cerrados o cuartos. Este tipo de filtración y el sistema de flujo laminar, se usan mucho para obtener aire libre de polvo y bacterias.
EFECTO DE LAS RADIACIONES SOBRE LAS BACTERIAS
CONCEPTOS GENERALES SOBRE RADIACIONES Y BIOMOLÉCULAS
Se puede definir la radiación como la propagación de energía por el espacio. Los principales tipos de radiaciones que pueden tener efectos sobre los seres vivos son:
radiación electromagnética l (longitudes de onda, en nm)
radiación infrarroja (IR) 800-106
radiación visible 380-800
ultravioleta (UV) 13,6-380
rayos X 0.14-13.6
rayos g 0.001-0.14
rayos cósmicos < 0.001
Los efectos derivados de la absorción de radiación dependen de:
la energía de la radiación absorbida;
La naturaleza del material.
1) Si la energía es E>10 eV, hablamos de radiaciones ionizantes: son los rayos X y los rayos g (estos últimos se emiten como resultado de la desintegración de radioisótopos). Un fotón de gran energía incide sobre un átomo, provocando la expulsión de un electrón de gran energía (fotoelectrón), y quedando el átomo en forma ionizada (cargado positivamente). El electrón expulsado suele tener energía suficiente para originar una nueva ionización, de la cual surge otro electrón de alta energía, etc. produciéndose una cadena de ionizaciones, con transferencia linear de energía, hasta que ésta se disipa en el material: el último electrón de la cadena es captado por otro átomo o molécula, que queda cargado negativamente. El resultado final es que se forman pares de iones (uno positivo y otro negativo). A su vez, esos iones originados tienden a experimentar reorganizaciones electrónicas ulteriores, que dan pie a cambios químicos en el sistema que se había sometido a la irradiación.
2) Si la energía es E<10 eV, no se producen ionizaciones: los electrones del átomo o molécula pasan transitoriamente (de 10-8 a 10-10 segundos) a un nivel energético superior (entonces se habla de que el átomo o molécula están excitados), pero enseguida dicho electrón vuelve al estado energético inicial. En su regreso a su nivel energético previo, el electrón puede dar origen a una variedad de fenómenos:
Fluorescencia: emisión de energía a una longitud de onda mayor que la del fotón incidente;
Fotosensibilización: la energía se transfiere a otra molécula;
Reacciones fotoquímicas: se origina un cambio químico;
Emisión de calor: la energía simplemente se disipa en colisiones entre moléculas.
La luz visible y UV pueden dar origen a reacciones fotoquímicas, aparte de calor. Pero la radiación infrarroja sólo conduce a disipación de calor, si bien ciertas bacterias fotosintéticas anoxigénicas pueden aprovechar el infrarrojo para la fotosíntesis.
EFECTOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES Y SUS APLICACIONES
Aunque la unidad de radiación emitida es el roentgen (R), a efectos biológicos se usan parámetros que miden la energía absorbida por el sistema: las unidades son el rad (100 erg/g) y el gigaray (1Gy = 100 rads).
En general, los microorganismos son más resistentes a las radiaciones ionizantes que los seres superiores. Por ejemplo, la dosis de reducción decimal (D10) para las endosporas de ciertas especies de Clostridium es de 2000-3000 Gy. Las células vegetativas de la bacteria Deinococcus radiodurans es de 2.200 Gy. Otras especies más “normales” poseen una dosis de reducción decimal en torno a 200-600 Gy.
Las fuentes de radiaciones ionizantes son los aparatos de rayos X, los rayos g y los radioisótopos, como el Co60 o el Cs137.
Los efectos de las radiaciones ionizantes son letales, tanto directos como indirectos, así como mutagénicos. Los efectos letales directos se logran a altas dosis de radiación, mientras que los letales indirectos y mutagénicos se consiguen a menores dosis.
1. Efecto letal directo: por impacto de cuantos de radiación ionizante sobre alguna molécula esencial para la vida, que es el ADN (ya que obviamente es absolutamente esencial y suministra una sola copia de la mayoría de los genes bacterianos). Los daños al ADN son, principalmente: roturas en ambas cadenas, y entrecruzamiento entre dichas cadenas, que no puedan repararse.
2. Efecto mutagénico: deriva de la producción de daños menores al ADN que pueden repararse por mecanismos propensos a error.
3. Efecto letal indirecto: este tipo de efecto es el más importante, y deriva de la radiolisis del agua, que genera hidrógeno naciente (H•) y radical hidroxilo (OH•). El radical hidroxilo reacciona fácilmente con macromoléculas, sobre todo con ADN, provocando roturas en ambas cadenas, lo cual se traduce en efectos de letalidad. Si, además, la bacteria está expuesta al oxígeno mientras se la está irradiando, el efecto es aún más intenso, debido a que el O2 reacciona con los radicales libres, originando cadenas de reacciones de auto oxidación, muy destructivas, y promoviendo la formación de peróxidos y epóxidos, asimismo letales.
H• + O2 à•HO2
2 •HO2 à H2O2 + O2
Las principales aplicaciones de las radiaciones ionizantes son la esterilización de:
Material farmacéutico (antibióticos, hormonas, etc);
Material médico-quirúrgico (guantes de cirujano, suturas de nylon, jeringas desechables, agujas, bisturís, catéteres, prótesis, etc);
Alimentos envasados (aunque en algunos países aún sigue abierta la polémica por parte de ciertos grupos sobre la seguridad de este tratamiento).
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
La radiación UV tiene un efecto letal y mutagénico, que depende de su longitud de onda. Ello se debe a la absorción selectiva de longitudes de onda por parte de ciertas moléculas biológicas:
Las proteínas tienen dos picos (es decir, máximos) de absorción: uno a 280 nm, debido a los aminoácidos aromáticos (Trp, Tyr, Phe), y otro a 230 nm, debido a los peptídicos.
El ADN y el ARN absorben a 260 nm, debido al enlace doble entre las posiciones 4 y 5 de las bases púricas y pirimidínicas.
Los rayos UV no tienen actividad ionizante, pero provocan cambios químicos en las moléculas absorbentes, de modo que aparecen moléculas alteradas denominadas genéricamente fotoproductos. Los fotoproductos originan la inactivación de macromoléculas, aunque, como veremos enseguida, el ADN dispone de mecanismos para paliar o eliminar estas modificaciones potencialmente lesivas.
Las consecuencias de inactivar proteínas o ARN no se dejan sentir a efectos de letalidad, ya que existen muchas copias de cada uno de estos tipos de macromoléculas, y se pueden volver a sintetizar. En cambio, la inactivación del único cromosoma de la bacteria tiene efectos letales primarios y efectos mutagénicos secundarios. Por lo tanto, el espectro de acción biológica de la luz UV equivale al de absorción del UV por el ADN (260 nm).
CONTROL POR AGENTES QUÍMICOS.
Los factores que deben considerar en la selección de agentes químicos antimicrobianos son:
1. Naturaleza del material que será tratado.
2. Tipos de microorganismos.
3. Condiciones ambientales.
PRINCIPALES GRUPOS DE AGENTES QUÍMICOS ANTIMICROBIANOS
FENOL
Tiene la doble distinción de haber sido usado por Lister durante la década de 1860 en su trabajo para desarrollar técnicas quirúrgicas asépticas y de ser el patrón de comparación con otros desinfectantes para evaluar su acción bacteriana.
Desnaturalizando primero las proteínas de las células y dañando luego las membranas celulares.
Los compuestos fenolicos son bactericidas o bacteriostáticos dependiendo de la concentración a la que se usen. Las esporas bacterianas y los virus son más resistentes que las células vegetativas. Algunos compuestos fenolicos son altamente funguicidas. La actividad de estos compuestos se reduce a pH alcalino y por material orgánico. También disminuye la actividad antimicrobiana a baja temperatura y en presencia de jabón.
ALCOHOLES
El alcohol etílico a concentraciones entre 50% y 70% es efectivo contra células vegetativas y no productoras de esporas, al 70% es la concentración bacteriana mas eficaz.
Las concentraciones que actúan contra las células vegetativas son prácticamente ineficaces contra las esporas bacterianas.
El alcohol metilico es menos bactericida que el etílico y es además altamente toxico y no se emplea de manera general para le destrucción de microorganismos. Los alcoholes superiores (propílico, butílico, amílico y otros) son más germicidas que el etílico; hay un aumento en el poder germicida a medida que es mayor el peso molecular de los alcoholes.
El alcohol propílico y el isopropilo en concentraciones entre 40% y 80% se han registrado como útiles para desinfectar la piel.
La eficacia del alcohol para la desinfección de superficies debe ser atribuida a su acción limpiadora o detergente.
El alcohol reduce la flora microbiana de la piel y sirve para la desinfección de los termómetros clínicos bucales.
Concentraciones de alcohol superiores a 60% son eficaces contra los virus, esta acción esta influida considerablemente por la cantidad de material proteico extraño en la mezcla. Las proteínas extrañas reaccionan con el alcohol y así los virus quedan protegidos.
HALOGENOS
YODO
Es uno de los agentes germicidas mas antiguos y eficaces. Reconocido por la farmacopea de Estados Unidos en 1830, el yodo puro es un elemento cristalino azul oscuro con brillo metálico. Es muy poco soluble en agua pero mucho en alcohol y soluciones acuosas de yoduro de sodio o potasio.
Este elemento se usa tradicionalmente como agente germicida en la forma conocida como tintura de yodo. El yodo también se usa en las formas conocidas como yodoforas.
Uno de los agentes es la polivinilpirrolidona (PVP); el complejo se expresa PVP-I, el yodo se libera lentamente de este compuesto. Las sustancias yodoforas poseen las características germicidas del yodo y las ventajas adicionales de producir muy poca irritación y no teñir.
El yodo es un agente bactericida muy eficaz y el único que tiene efectos contra toda clase de bacterias, también tiene propiedades esporocidas.
Posee propiedades funguicidas y antivirales importantes, las soluciones de yodo se usan principalmente para desinfectar la piel. También sirve para otros propósitos, como la desinfección del agua, aire (vapores de yodo) y el saneamiento de los utensilios usados en alimentos.
El yodo es un agente oxidante y esto cuenta en parte para su actividad antimicrobiana.
CLORO
El cloro, los hipocloritos y las cloraminas son desinfectantes que actúan sobre proteínas y ácidos nucleicos de los microorganismos. Oxidan grupos -SH, y atacan grupos aminos, indoles y al hidroxifenol de la tirosina.
El producto clorado más utilizado en desinfección es el hipoclorito de sodio (agua lavandina), que es activo sobre todas las bacterias, incluyendo esporas, y además es efectivo en un amplio rango de temperaturas.
La actividad bactericida del hipoclorito de sodio se debe al ácido hipocloroso (HClO) y al Cl2 que se forman cuando el hipoclorito es diluido en agua. La actividad germicida del ion hipocloroso es muy reducida debido a que por su carga no puede penetrar fácilmente en la célula a través de la membrana citoplamática. En cambio, el ácido hipocloroso es neutro y penetra fácilmente en la célula, mientras que el Cl2 ingresa como gas.
El hipoclorito de sodio se comercializa en soluciones concentradas (50-100 g/l de Cloro activo), a pH alcalino y en envases oscuros que favorecen su estabilidad, pero es inactivo como desinfectante. A causa de ésto, es que deben utilizarse soluciones diluidas en agua corriente (que tiene un pH ligeramente ácido), con el objeto de obtener ácido hipocloroso. Generalmente, se utilizan soluciones con una concentración del 0.1-0.5% de Cloro activo.
Su actividad está influida por la presencia de materia orgánica, pues puede haber en el medio sustancias capaces de reaccionar con los compuestos clorados que disminuyan la concentración efectiva de éstos.
Compuestos Mercuriales
Estos tipos de compuestos se combinan con los grupos -SH de las proteínas, inactivando enzimas. Dentro de los mercuriales orgánicos se encuentran el metafen y el mertiolate.
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO
Es un antiséptico débil, con capacidad oxidante y formadora de radicales libres.
Actualmente, el peróxido de hidrógeno gaseoso se está utilizando como desinfectante de superficies o descontaminante de gabinetes biológicos debido a que no posee las propiedades tóxicas y cancerigenas del óxido de etileno y formaldehído.
COLORANTES
Interfieren en la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas (acridina) o interfieren en la síntesis de la pared celular (derivados del trifenilmetano). La acridina se inserta entre dos bases sucesivas del DNA separándolas físicamente. Esto provoca errores en la duplicación del DNA. Los derivados del trifenilmetano (violeta de genciana, verde de malaquita y verde brillante) bloquean la conversión del ácido UDP-acetilmurámico en UDP-acetilmuramil-péptido.
R = HSO4- Verde Brillante
R = Cl- Verde de Malaquita
Violeta de Genciana
Agentes alquilantes
Son agentes esterilizantes, activos tanto sobre células vegetativas como sobre esporas, que ejercen su efecto letal por su acción alquilante de proteínas y ácidos nucleicos.
Formaldehido (HCHO).
La aniquilacion la produce reemplazando hidrógenos lábiles de ciertos grupos químicos (-NH2, -OH, -COOH y -SH), produciendo:
Hidroximetilaciones
Condensaciones (entrecruzamientos).
Usos comerciales:
Como gas, en la descontaminación de habitaciones;
Como formalina (solución acuosa al 35%);
Como paraformaldehido (polímero sólido de 91-99% de pureza).
La formalina se emplea para preservar tejidos, en líquidos de embalsamamiento, y al 0,2-0,4% en la preparación de vacunas de virus.
Glutaraldehido.
Es menos tóxico y más potente que el formaldehido, y no se afecta por materiales con proteínas.Cada vez se emplea más como esterilizante frío de instrumental quirúrgico. Es el único recomendado para esterilizar equipamiento de terapia respiratoria.
Oxido de etileno.
Tiene un efecto similar al del formaldehido: Sustituciones y entrecruzamientos irreversibles en grupos amino, sulfhidrilo, etc., de proteínas. También reacciona con grupos fosfato y anillos nitrogenados de los ácidos nucleicos.
Es un agente empleado como esterilizante gaseoso, aunque es de acción lenta. Se emplea cuando no se puede recurrir a la esterilización por calor: esterilización de material de plástico, drogas, ciertos productos biológicos, equipamiento electrónico. La operación se realiza en cámaras parecidas al autoclave. Sin embargo, es un método caro y exhibe ciertos riesgos: presenta acción vesicante y toxicidad para el hombre (mutágeno y carcinógeno).
ß-propionil-lactona.
Es 25 veces más activa que el formaldehido. Actúa como gas en presencia de 80-90% de humedad relativa, aunque es poco penetrante.
SALES CUATERNARIAS DE AMONIO (DETERGENTES CATIÓNICOS)
Son los detergentes más potentes en cuanto a su actividad desinfectante, siendo activos contra bacterias Gram-positivas y Gram-negativas. Los principales son los llamados compuestos de amonio cuaternario:
Sales de amonio cuaternario, sobre todo aquellas que van como cloruros o bromuros. Su fórmula general se puede representar así:
Los cuatro sustituyentes (R1 a R4) del N son cadenas de hidrocarburos variados. Las sales de amonio cuaternario más activas son aquellas que tienen tres grupos alquílicos cortos y un grupo alquílico largo: cloruro de cetilpiridinio, cloruro de benzalconio
Mecanismo de acción: La porción hidrófoba penetra en las membranas, mientras que el grupo polar catiónico se asocia con los fosfatos de los fosfolípidos, provocando alteraciones en dichas membranas, reflejadas en la pérdida de su semipermeabilidad, con salida de metabolitos de N y P desde el citosol. Es entonces cuando el detergente puede entrar al interior celular, con un efecto secundario de desnaturalización de proteínas. Su actividad se mejora a pH alcalino.
Son rápidamente bactericidas a concentraciones muy bajas (del orden de una parte por millón, 1 ppm), siempre que en el material a tratar no exista materia orgánica.
Usos, ventajas e inconvenientes: Tienen baja toxicidad, por lo que se pueden emplear como desinfectantes y antisépticos de la piel. Se emplean igualmente en la desinfección de material de industrias alimentarias.Su actividad se ve neutralizada por jabones y fosfolípidos, precipitando en su presencia.
ANTIBIOTICOS
El término antibiótico fue propuesto por Selman A. Waksman, descubridor de la estreptomicina, para definir sustancias dotadas de actividad antimicrobiana y extraídas de estructuras orgánicas vivientes.
La búsqueda de antecedentes previos demuestra que en 1889 Jean Paul VUILLEMIN, en un trabajo titulado "Symbiose et antibiose", crea el término antibiosis para describir la lucha entre seres vivos para la supervivencia. Más tarde, WARD adopta esta palabra para describir el antagonismo microbiano. Con posterioridad, ya en plena era antibiótica, el término significó, durante algún tiempo, sustancia extraída de seres vivos, ya fueren bacterias, hongos, algas, con capacidad para anular la vida de diversos microorganismos.
El antibiótico viene de un mundo vivo. Pero el avance de la técnica, el conocimiento progresivo de las fórmulas de diversos antibióticos, la posibilidad de su preparación sintética partiendo de bases químicas desdibujaron valor del origen de los mismos.
LA ACCIÓN DE ANTIBIÓTICOS
Los antibióticos pueden ser bacteriostáticos (bloquean el crecimiento y multiplicación celular) o bactericidas (producen la muerte de las bacterias). Para desempeñar estas funciones, los antibióticos deben ponerse en el contacto con las bacterias.
Se cree que los antibióticos se inmiscuyen con la superficie de células de bacterias, ocasionando un cambio en su capacidad de reproducirse. La prueba de la acción de un antibiótico en el laboratorio muestra cuanta exposición a la droga es necesaria para frenar la reproducción o para matar las bacterias. Aunque a una gran cantidad de un antibiótico le tomaría un tiempo menor para matar las bacterias que ocasionan una enfermedad, tal dosis comúnmente haría que la persona sufra de una enfermedad ocasionada por la droga. Por lo tanto, los antibióticos se dan en una serie de cantidades pequeñas. Esto asegura que las bacterias son matadas o reducidas a un numero suficiente como para que el cuerpo las pueda repeler. Cuando se toma una cantidad insuficiente de antibiótico, las bacterias pueden frecuentemente desarrollar métodos para protegerse a sí mismas contra este antibiótico. Por lo cual la próxima vez que se utilice el antibiótico contra estas bacterias, no será efectivo.
ADMINISTRACIÓN DE ANTIBIÓTICOS
Para actuar contra organismos infecciosos, un antibiótico puede aplicarse externamente, como en el caso de una cortadura sobre la superficie de la piel, o internamente, alcanzando la corriente sanguínea dentro del cuerpo. Los antibióticos se producen de varias formas y en diferentes maneras.
Las formas de administrar antibióticos son:
Local
La aplicación local significa "a un área local" tal como sobre la piel, en los ojos, o sobre la membrana mucosa. Los antibióticos para el uso local están disponibles en forma de polvos, ungüentos, o cremas.
Oral
Hay dos formas de acción para la aplicación por vía oral.
• Las tabletas, líquidos, y cápsulas que se tragan. En este caso el antibiótico se libera en el intestino delgado para ser absorbido en la corriente sanguínea.
• Caramelos o pastillas, que se disuelvan en la boca, donde el antibiótico se absorbe a través de la membrana mucosa.
Parenteral.
Las aplicaciones fuera del intestino se llaman parenterales. Una forma de aplicación es mediante una inyección, que puede ser subcutánea (debajo la piel), intramuscular (en un músculo), o intravenosa (en una vena). La administración Parenteral de un antibiótico se usa cuando un médico requiere una concentración fuerte y rápida del antibiótico en la corriente sanguínea.
Fabricación
Naturales.
Hasta un tiempo todos los antibióticos se hacían a partir de organismos vivos. Este proceso, conocido como biosíntesis, se usa todavía en la fabricación de algunos antibióticos. Realmente los organismos son los que fabrican el antibiótico. La gente involucrada meramente provee condiciones favorables para que los organismos puedan hacer su trabajo y luego extraen la droga.
Actualmente la mayoría de los antibióticos naturales son producidos por fermentación por etapas. En este método se hacen crecer cepas de alto rendimientos de los microorganismos bajo condiciones óptimas y en un medio nutritivo, dentro de tanques de fermentación de varios miles de liítos de capacidad. Esto forma un caldo que se que se mantiene a una temperatura de 25 C ( 77 F ) y es sacudido por más de 100 horas. A continuación las cepas son retiradas del caldo de fermentación y luego se extrae el antibiótico del caldo mediante filtrado, precipitación o algún otro método de separación
Sintéticos.
Todos los tipos de penicilina poseen un núcleo químico idéntico llamado anillo. La cadena química que está adjunta al anillo es diferente en cada tipo. Cambiando las moléculas de la cadena, los científicos diseñan drogas con efectos potencialmente diferentes sobre organismos diferentes. Algunas de estas drogas son útiles para tratar infecciones, algunas no lo son.
Los fabricantes farmacéuticos ahora utilizan imágenes generadas por computadora de los anillos y experimentan con una variedad interminable de cadenas posibles. Los investigadores han desarrollado antibióticos con vida media larga (el período de eficacia), que permite tomar la medicación una vez en 24 horas en vez de cada pocas horas. Los antibióticos más nuevos son también más efectivos contra una gama más amplia de infecciones de lo que eran las drogas anteriores.
Espectro bacteriano.
La acción de un antibiótico se mide en términos de espectro bacteriano. Se observa que algunos antibióticos como la penicilina actúan en un sector restringido: cocos gram negativos y gram positivos, espiroquetas y bacterias gram positivas. Por esta razón se la denomina de espectro limitado. Otros antibióticos como las tetraciclinas y el cloranfenicol, lo hacen en múltiples sectores y por eso se les adjudica el nombre de amplio espectro. Otros antibióticos actúan sobre una fracción muy limitada, por ejemplo, nistanina sobre la candida albicans. A este tipo de antibiótico se lo llama de espectro selectivo.
Antibiograma.
El antibiograma es un test de resistencia o sensibilidad de las bacterias bajo la acción de diversos antibióticos. Si un microorganismo está en contactado con la droga y aún así persiste su capacidad vital, se deduce la inoperancia farmacológica del producto para tal germen. Hay resistencia al antibiótico. Inversamente si la zona que rodea al antibiótico está totalmente libre, o sea, que no hay desarrollo de la bacteria: esta es sensible a la droga.
Esta zona circundante al antibiótico, llamada halo de inhibición, es de gran valor clínico para iniciar, continuar o modificar una terapia.
Técnica: El laboratorista realiza comúnmente la técnica de difusión en placa de petri, porque es más sencillo y menos costoso que la técnica de dilución en tubo.
Este método fue descrito inicialmente por Vincent y Vincent en 1944 y modificado parcialmente por otros investigadores. Al medio de cultivo para las bacterias colocado en cápsulas de petri, se le adicionan discos o comprimidos de antibióticos, separados entre sí convenientemente, se incuban durante 12 horas a 18 horas a 37ºC , al cabo de las cuales se efectúa la lectura.
Las técnicas de un antibiograma requieren experiencia en el laboratorio y conocimientos bacteriológicos adecuados, de lo contrario se cometen errores importantes de repercusión clínica.
Factores a tener en cuenta que podrían causar problemas a la hora de la terapéutica.
1. Consistencia del medio de cultivo;
2. Cantidad de antibiótico contenida en cada disco ensayado;
3. Material infeccioso fresco;
4. Tiempo de incubación y espera para efectuar la lectura;
5. Medición correcta (en milímetros) del halo inhibitorio;
6. Calidad de la inhibición;
7. Prever contaminación (posible) del antibiograma por empleo de técnicas defectuosas.
Variedades
Hay docenas de antibióticos. Los siguientes son de uso común:
Las penicilinas
Los diversos tipos de penicilinas constituyen un gran grupo de antibióticos antibacteriales de los cuales los deribados de la benzil penicilina son los únicos de que se produce naturalmente a partir de cepas. La Penicilina G y ampicillin están en esta clase. Otra penicilina, llamada piperacillin, ha mostrado ser efectiva contra 92 por ciento de las infecciones sin ocasionar efectos colaterales serios. Las penicilinas se administran frecuentemente en combinación con algunas otras drogas de las siguientes categorías.
Cefalosporinas
Parecidas a las penicilinas, las cefalosporinas se utilizan frecuentemente cuando una sensibilidad (reacción alérgica) a las penicilina se conoce o es sospechada en un paciente. Ceftriaxona sódica es un tipo de Cefalosporina que es muy efectiva para combatir infecciones profundas tales como las que ocurren en los huesos y como resultado de una cirugía.
Aminoglicósidos
Los aminoglicósidos incluyen la streptomicina y la neomicina. Estas drogas se usan para tratar tuberculosis, la peste bubónica, y otras infecciones. A causa de los efectos colaterales potencialmente serios que genera, tal como interferencia a la audición y sensibilidad a la luz del sol, estas drogas se administran con cuidado. (Todos los antibióticos se administran con cuidado; el cuidado especial se toma por las posibles consecuencias negativas superiores a las usuales de administración de una droga.)
Tetraciclinas
Las tetraciclinas son efectivas contra la neumonía, el tifo, y otras bacterias que ocasionan la enfermedad pero puede dañar la función del hígado y riñones. La tetraciclina en un gel base especial se usa para tratar muchas infecciones de ojo.
Macrolidas
Las macrolidas se usan frecuentemente en pacientes que resultan ser sensibles a la penicilina. La eritromicina es la mejor medicina conocida en este grupo.
Polipéptidos
La clase de antibióticos llamado polipéptidos es bastante tóxica (venenosa) y se usa mayormente sobre el superficie de la piel (tópicamente). La Bacitracina está en esta categoría.
Sulfo Drogas
La Sulfonamida fue la primer droga antimicrobial que fue usada. Las Sulfo drogas, que se hicieron a partir de químicos, tienen en su mayor parte los mismos efectos que las penicilinas posteriormente desarrolladas. Aunque las sulfo drogas pueden tener efectos nocivos sobre los riñones a la vez son efectivas contra infecciones de riñón por ello se toman siempre con grandes cantidades de agua para impedir la formación de cristales de la droga. Gantrisin es todavía la más útil entre estas sulfa drogas.
Otros Antimicrobiales
Otros antimicrobiales incluyen furazolidone y tritethoprim. El primero se usa primariamente en infecciones gastrointestinales; el posterior, cuando se combina con una de las sulfonamidas, es efectivo en infecciones urinarias y respiratorias
Antifungales
Los Antifungales combaten la enfermedad ocasionada por hongos tal como candida. El hongo que ocasiona la infección requiere tratamiento a largo plazo. Las drogas tales como griseofulvin se toman frecuentemente por seis meses. La mayoría de la infección funginales ocurren sobre la piel o la membrana mucosa.
Antivirales
Muy pocas se conocer sobre tratar infecciones virosas (el frío común es un ejemplo). Un virus es el pensamiento para ser el agente infeccioso más pequeño con la capacidad para duplicarse (reproducirse) a sí mismo. Además, posee capazidades de mutante, o cambio, con gran rapidez. Las pocas drogas que son efectivas contra infecciones virosas inmiscuidas con la formación de nuevas, células normales y se usan por lo tanto con extremo cuidado. Otras drogas micróbicas tienen poco efecto sobre un virus y se dan únicamente para tratar infecciones bacteriológicas que acompañan o resultan desde la infección virosa primaria.
La resistencia y Soporte Efectos
Un antibiótico actúa por limitador o parador (y por lo tanto matando) el crecimiento de un microorganismo específico. Probablemente realiza esto al inmiscuir con la pared de la célula de bacterias que es targeted mientras a la vez tener poco efecto sobre las células normales de cuerpo.
Cuando uno se expone continuamente al antibiótico por una enfermedad de larga duración (la tal como fiebre reumática), las las bacterias targeted pueden desarrollar su defensa propia contra la droga. Una enzima que puede destruir la droga puede ser producida por las bacterias, o la célula puede llegar a ser resistente a ser rota por la acción del antibiótico. Cuando esto sucede, y lo hacen frecuentemente la mayoría con tratamientos largos o frecuentemente con la penicilina o streptomycin, el paciente se dice que es "rápido" contra la droga. Por ejemplo, uno puede ser rápido a la penicilina, significando que la penicilina no es más capaz de ayudar en pelea contra la infección y debe darse otro tipo de antibiótico.
Las reacciones alérgicas a los antibióticos se han visto comúnmente como rashes sobre la piel, pero la anemia severa (demasiado pocas células rojas de sangre), desorden estomacal, y ocasionalmente puede resultar la sordera. una vez se pensó que las reacciones alérgicas a los antibióticos de penicilina en particular eran frecuentes y permanentes. Estudios recientes sugieren, sin embargo, que mucha gente outgrow su sensibilidad o nunca eran alérgicas. El número grande de antibióticos que son el ofertas ahora disponible una elección de tratamiento que puede, en la mayoría de los ejemplos, evitar la alergia ocasionada por las drogas.
Esta bien recordar que todas las drogas pueden ocasionar ambos efectos queridos e indeseables sobre el cuerpo. Los indeseables se llaman contraindicaciones, y estos deben equilibrarse con los efectos deseados en determinar si que una droga particular daña más que sus efectos buenos. Es un hecho que todas las drogas tienen el potencialidad de ser ambos, beneficioso y nocivo.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)