Estos son algunos datos históricos referidos a la célula

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Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular – Director de Admisión
FUNDACION BARCELO
FACULTAD DE MEDICINA
MATERIA = BASES BIOLOGICAS Y
ANTROPOLOGICAS DE LA VIDA
AREA BIOLOGIA CELULAR Y
MOLECULAR
BIOLOGIA CELULAR
CELULAS EUCARIONTES –
PROCARIONTES – VIRUS
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BIOLOGIA CELULAR
La biología es la ciencia que estudia los seres vivos. Los seres vivos son aquellos
formados por células .
HISTORIA de la CELULA
Estos son algunos datos históricos referidos a la célula
 1608 Zacharias Jansen construye un microscopio con dos lentes convergentes.
 Robert Hoocke (1665) fue el primero en utilizar el término célula refiriéndose a
las cavidades que encontró en sus estudios del corcho con el microscopio. En
realidad lo que observaba eran espacios vacios donde estaban las células en el
tejido vivo rodeadas de la pared celular la cual se conserva a pesar de la
desaparición del contenido , y por eso les puso células (celdas) . El término
actualmente se utiliza para mencionar el contenido de dichos espacios.
 Leewenhoeck (1674) fue el primero en observar lo que luego se conoció como
bacterias , protozoarios y también descubrió los espermatozoides.
 Brown (1831) descubre el núcleo celular
 Purkinje denomino protoplasma a la materia viva.
 Schleiden (1838) Schwann (1839) enuncian la teoría celular
TEORÍA CELULAR:
Enunciada por el botánico Schleiden (1838) y el zoólogo Schwann (1839).
TODOS LOS SERES VIVOS ESTÁN FORMADOS POR CÉLULAS
También incluye los siguientes enunciados:
1-Sólo pueden originarse células por división de otras preexistentes
2-Por lo tanto todas las células tienen antecesores remotos
3-Hay semejanzas fundamentales en la morfología y la fisiología de todas las células.
4-La actividad de un organismo es la suma del conjunto de actividades e interacciones
de las células que lo componen.
5-Toda células tiene hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.
6-Toda célula está recubierta por una membrana plasmática
La teoría celular es la generalización más amplia y fundamental en biología. No tiene
excepciones
LEY DE DRIESCH O DEL VOLUMEN CELULAR CONSTANTE:
El volumen de una célula es constante e independiente del tamaño del individuo, el cual
depende del número de células.
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Esto significa que las células del mismo órgano de todas las especies tienen el mismo
tamaño, por ejemplo, las células del hígado de todas las especies tienen el mismo tamaño. La diferencia entre el tamaño del hígado de un animal y el de otro, es por el número
de células que tienen y no, entonces, por el tamaño.
COMPOSICION QUIMICA DE LOS SERES VIVOS
1-ELEMENTOS PRIMARIOS:
Son los que se encuentran en mayor cantidad:
C (carbono)
H (hidrógeno)
O (oxigeno)
N (nitrógeno)
En una cantidad algo menor se encuentran también otros elementos como el calcio y el
fosforo.
2-ELEMENTOS SECUNDARIOS:
Se encuentran en menor cantidad, pero en más del 1 % del peso corporal
Ejemplos: Na – K - Cl
3-OLIGOELEMENTOS: se encuentran en menos del 1 % del peso del cuerpo, pero
son indispensables para el funcionamiento de ese organismo.
Ejemplos: Cu - Zn - Co – I
CÉLULAS PROCARIOTICAS Y EUCARIOTICAS:
Existen dos tipos de células distintas, las procarioticas y las eucarioticas. Las
procarioticas o procariontes o procariotas son más primitivas y son la minoría. Los
eucariontes o eucarioticas o eucariotas son más evolucionados
En la siguiente tabla resumimos las diferencias entre procariontes y eucariontes
CARACTERÍSTICAS
ENVOLTURA NUCLEAR
CROMOSOMAS
PROCARIOTICAS
no
1
EUCARIOTICAS
si
varios
NUCLEO
ADN
DIVISIÓN
RIBOSOMAS
MITOCONDRIAS
ENDOMEMBRANAS
ENDO/EXOCITOSIS
NUCLEOLO
APARECIERON HACE
no
sólo
amitótica
Mas chicos
no
no
no
no
3.000 en millones de años
si
unido a proteínas
mitótica
Mas grandes
Si
si
si
si
1.000
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 Las células procarioticas son las que constituyen los organismos del reino de las
moneras, integrado por las bacterias y las algas azul verdosas.
 Las células eucarioticas integran los organismos del reino protistas , que son los
protozoarios y las crisofitas ; el reino de los hongos , donde se encuentran los
mohos y los hongos verdaderos ; el reino vegetal o metafitos y el reino animal o
metazoos (clasificación de los reinos de Whitaker).
CLASIFICACIÓN DE DE LOS REINOS DE SERES VIVOS
REINO
MONERAS
PROTISTAS
FUNGI
PLANTAE
ANIMALIA
EJEMPLOS
bacterias
Protozoarios
hongos
vegetales
animales
CÉLULAS
procariontes
eucariontes
eucariontes
eucariontes
eucariontes
Clasificación o taxonomía de los animales en orden evolutivo
a- Invertebrados
Son animales que carecen de huesos se clasifican en:
1.
Poríferos.- Animales acuáticos, su cuerpo es cubierto por poros, viven adheridos
en el fondo del mar. Ejemplo: esponjas.
2.
Celenterados.- Animales acuáticos en aguas dulces y marinas, viven en colonias,
a cada individuo se le llama zooide. Presentan células urticantes. Ejemplos:
corales, medusas
3.
Platelmintos.- Son gusanos planos, libres o parásitos, hermafroditas, se
reproducen por medio de huevecillos y algunas parasitan al hombre.
4.
Nematelmintos.- Son gusanos redondos y lisos, unisexuales, su aparato digestivo
es completo y abierto, todos son parásitos. Ejemplo: lombriz intestinal, filaria,
triquina.
5.
Anélidos.- Son gusanos redondos y segmentados, a cada segmento se le llama
metalero, pueden ser acuáticos o terrosos, construyen galerías son hermafroditas
con fecundación cruzada. Y se reproducen por medio de huevo. Ejemplo: lombriz,
sanguijuela.
6.
Artrópodos. Son animales que ya presentan su cuerpo dividido en cabeza, tórax,
abdomen y patas articuladas.
a. Insectos.- Animales que presentan 3 pares de patas, 2 antena, 2 o 4 alas y
sufren metamorfosis. Ejemplo: mosca, mariposa.
b. Arácnidos.- presentan dos pedí-palpos que son estructuras para capturar
a sus presas, tienen 4 pares de patas, su cabeza está unida al tórax y viven
en las regiones áridas. Ejemplo: araña, escorpión.
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c. Crustáceos.- Su cuerpo está cubierto por una cabeza, tienen 4 pares de
patas y 2 pares de antenas, se reproducen por medio de huevos. Ejemplo:
camarón, cangrejo.
d. Miriápodos.- Son animales de cuerpo aplanado y divididos en
segmentos, presentan un par de patas en cada segmento. Ejemplo:
ciempiés,
7. Moluscos.- Animales acuáticos o terrestre, su cuerpo es blando, algunos tienen
tentáculos. Se reproducen por medio de huevo. Ejemplo: pulpo, caracol.
8. Equinodermos.- Son acuáticos y marinos, su cuerpo presenta cinco ejes, viven
en el fondo del mar y pueden adherirse a las rocas. Ejemplo: estrella de mar,
erizo.
b. vertebrados
Son animales pluricelulares que poseen columna vertebral, se clasifican en:
a.
b.
c.
d.
e.
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Peces.- Son acuáticos, su cuerpo cubierto por escamas, sus extremidades se
llaman aletas, su respiración es branquial, acrecen de párpados, presentan vejiga
natatoria que permite su estabilidad.
Anfibios.- Viven en 2 medios, tienen 4 extremidades que terminan en 4 o 5
dedos cada unas, su piel está cubierta por viscosidad, son unisexuales, ovíparos y
sufren metamorfosis. Ejemplo: rana, sapo, salamandra.
Reptiles.- Su cuerpo cubierto de escamas o caparazón, sus patas son muy cortas
o carecen de ellas, por esta razón se arrastran, su respiración es pulmonar, son
ovíparos, algunos son venenosos o inyectan ponzoña al hombre.
Aves.- Su cuerpo cubierto de plumas, sus maxilares se llaman pico, sus huesos
de las alas son huecos, sus patas están adaptadas al caminar, nadar, a la carrera. Su
respiración es pulmonar y todos son ovíparos.
Mamíferos.- cuerpo cubierto de pelo, presentan glándulas mamarias que en las
hembras producen leche para alimentar a sus crías, es vivíparo, su respiración es
pulmonar, sus extremidades: uña, pezuña, garra; su alimentación es variada,
pueden ser acuáticos y terrestres y son los seres más evolucionados.
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MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA CÉLULA:
El conocimiento de la célula se desarrollo gracias a la invención de instrumentos
especializados que consiguen aumentar las imágenes y diferenciar como separados dos
puntos aunque estos estén muy cerca. Este es el concepto del llamado límite de
resolución, que es la mínima distancia que separa dos puntos para que estos se vean
separados y no como uno sólo. Cuando menor el límite de resolución de un sistema de
observación, mejor será su capacidad para estudiar las estructuras. Comparemos los
límites de resolución de algunos sistemas de observación:
MICROSCOPIO
LÍMITE DE RESOLUCIÓN
___________________________________________
ÓPTICO
0,25 u
___________________________________________
ELECTRÓNICO
5 a 10 A
___________________________________________
OJO HUMANO
100u (0,1 mm)
___________________________________________
Esto significa que, por ejemplo, el ojo humano ve dos puntos separados cuando la
distancia que los separa es mayor de 100 micrones. Si los dos puntos están separados
por una distancia menor, se verán como uno sólo. Como las células son menores de 100
u, no se ven con el ojo. Nótese que cuanto menor es el límite de resolución, mayor es la
capacidad de estudio del sistema.
Microscopio óptico y electrónico
El microscopio óptico se basa en que el objeto, que se encuentra en un portaobjetos de
vidrio, es atravesado por la luz proveniente de una lámpara o luz solar. Las imágenes se
forman por que los rayos luminosos atraviesan lentes de vidrio, que debido a las leyes
de la refracción, forman una imagen que es la que se observa directamente con el ojo.
El microscopio electrónico se basa , en cambio , en que el objeto es atravesado por una
rayo de electrones provenientes de una cañón de electrones , formado por un filamento
emisor de los mismos , que puede ser de tungsteno , el cual es sometido a altos voltajes.
El objeto debe estar en un tubo al vacio para poder ser atravesado por los electrones, y
el portaobjeto en el que se encuentra no puede ser de vidrio, ya que este no es un material que los electrones puedan atravesar, por lo que debe ser de otros elementos, como
los que se mencionan en el cuadro. Las imágenes se forman por la acción de bobinas
electromagnéticas que modifican la trayectoria de los rayos de electrones y son proyectadas sobre una placa fotográfica o un tubo de rayos catódicos, similar a un televisor,
ya que el ojo se destruiría si los electrones se dispararan sobre él.
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MICROSCOPIO
MECANISMO
UTILIZA
AUMENTOS
COLOR
FIJACION
INCLUSION
CORTE
COLORACION
MONTAJE
ÓPTICO
DISPERSION DE RAYOS DE
LUZ
LENTES DE VIDRIO
500 A 1.500
SI
FORMOL
PARAFINA
MICROTOMO
SI
PORTAOBJETOS DE
VIDRIO
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ELECTRÓNICO
DISPERSION DE
ELECTRONES
BOBINAS
ELECTROMAGNÉTICAS
30 MIL A 1 MILLON
NO
GLUTARALDEHIDO
RESINAS
ULTRAMICROTOMO
CONTRASTANTES
GRILLAS DE METAL O
PLASTICO
MÉTODOS DE ESTUDIO:
IN VIVO: la célula permanece viva
IN SITU (VITAL): la célula se estudia sin ser sacada de su lugar
IN VITRO (SUPRAVITAL): la célula se saca de su lugar natural
POST MORTEM: se estudia la célula muerta.
TECNICA HISTOLOGICA
Es el procedimiento por el cual se realizan las preparaciones para estudiar las células
con el microscopio.
PASOS DE LA TÉCNICA HISTOLÓGICA
I. FIJACIÓN.
II. INCLUSIÓN.
III. MONTAJE.
IV. COLORACIÓN.
V. MONTAJE FINAL.
I.FIJACIÓN:
Tiene por objeto producir la muerte de la célula y conservarla, buscando en lo
posible no alterar su morfología.
El fijador más común es el formol
II.INCLUSIÓN.
El objetivo es hacer un bloque sólido de material a estudiar.
Antes de cortar la pieza se le debe dar consistencia, para que los cortes puedan hacerse
lo más delgados que sea posible.
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El material de inclusión más común es la parafina
III: CORTE
Consiste en cortar la pieza en láminas delgadas y ponerla sobre un portaobjetos. El
aparato con el que se corta se denomina micrótomo
IV.COLORACIÓN:
Colorante es una sustancia que es capaz de darles su color a otras, ó que puede fijarse a
algún elemento permitiendo su identificación.
La coloración más común se realiza con dos colorantes = hematoxilina (azul) y eosina
(rojo)
V. MONTAJE:
Se pone el preparado histológico sobre un portaobjetos y se cubre con un cubreobjetos.
CICLO CELULAR:
La vida de la célula comienza cuando esta se origina y termina cuando muere o se
divide para formar células hijas. La serie de eventos que ocurren desde que la célula
nace hasta que origina células hijas, se denomina ciclo celular.
Por lo tanto el ciclo celular puede dividirse en dos grandes partes: la división celular y
el periodo en el cual la célula no se está dividiendo, equivocadamente llamado periodo
de reposo, que se denomina interfase.
La interfase se divide en tres periodos llamados G1, S y G2.
El periodo G1 se extiende desde que la célula se origina hasta que comienza la
duplicación del ADN de la misma.
El periodo S es durante el cual se produce dicha duplicación del ADN.
El periodo G2 es el que va desde el fin de la duplicación o síntesis de ADN hasta que la
célula se divide.
S y G2 son periodos relativamente constantes en su duración.
G1, en cambio, es muy variable, pudiendo ser el único periodo en que se encuentre una
célula durante toda su vida.
La permanencia indefinida en G1 de una célula se denomina G0 .Una célula que se
encuentra en G0 no avanza en el ciclo celular , no pasa nunca al periodo S , ni al G2 , y
por lo tanto no se divide . Está "condenada" a permanecer siempre en G1.
Este es el caso de la neurona.
El individuo humano nace con un número de neuronas determinado y no pueden
originarse nuevas neuronas después del período embrionario, de modo que las que
mueren, ya sea por envejecimiento o por patología, no pueden ser repuestas, y las
consecuencias de esa muerte de neuronas, ya sea parálisis u otras alteraciones, no
pueden ser solucionadas en este momento de la ciencia.
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Regulación del ciclo celular
Comenzando a partir de la citocinésis, la célula hija resulta pequeña y posee un bajo
contenido de ATP resultante del gasto experimentado en el ciclo anterior. La
acumulación del ATP necesario y el incremento de tamaño acontecen durante el
intervalo (en inglés: gap) G1 de la interfase, la parte más larga del ciclo celular. Cuando
adquiere el tamaño suficiente y el ATP necesario comienza la fase S, la célula sintetiza
ADN (replicación del ADN) proceso que da como resultado final "un original y una
copia" del ADN, destinadas a las dos células que se originan del proceso. Dado que el
proceso de síntesis consume una gran cantidad de energía la célula entra nuevamente en
un proceso de crecimiento y adquisición de ATP la fase G2. La energía adquirida
durante la fase G2 se utiliza para el proceso de mitosis.
La regulación del ciclo ocurre de diferentes formas en las distintas células. Algunas de
se dividen rápidamente, otras como la mayor parte de las células nerviosas pierden la
capacidad de dividirse una vez que llegan a la madurez. Algunas, como las células
hepáticas, conservan, aunque no la utilizan, su capacidad de división. Las células del
hígado se dividen si se remueve parte del hígado y su división continúa hasta que el
hígado retorna a su tamaño normal.
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Factores ambientales tales como cambios en la temperatura y el pH, disminución de los
niveles de nutrientes llevan a la disminución de la velocidad de división celular. Cuando
las células detienen su división generalmente lo hacen en una fase tardía de la G1
denominado el punto R (por restricción).
La regulación del ciclo celular se efectúa por medio de factores externos, como
moléculas llamadas factores de crecimiento y nutrientes. El tamaño celular también es
un factor primordial en esta regulación.
En la fase G1 se encuentra el punto START o PUNTO DE RESTRICCION, que regula
el paso a la fase S.
Otros puntos de control en G1, S y G2 verifican que se transmitan todos los genes a las
células hijas y que no se transmita ADN dañado o sin copiar. En ese caso, se detiene el
ciclo, por lo que se llaman puntos STOP.
Un punto de control en M verifica que estén los cromosomas correctamente distribuidos
en las dos células hijas al final de la mitosis.
Descripción de los factores reguladores
Las células normales se reproducen en respuesta a una " cascada" de señales que les
envían los factores de crecimiento externo y detienen su división en respuesta a factores
inhibidores que, obviamente, actúan también por medio de una cascada de señales.
Reloj molecular
Basados en las investigaciones realizadas en huevos de anfibios los investigadores
imaginaron la existencia de un " reloj central bioquímico" u oscilador que "instruye" a
los núcleos acerca de las funciones a cumplir para controlar las fases de la división.
El "reloj", formado por un conjunto de proteínas nucleares que interaccionan entre sí,
integra los mensajes provenientes de las cascadas estimuladoras e inhibidoras y, si
prevalece la cascada estimuladora, pone en marcha el programa de división células.
Para programar estos sucesos el " reloj del ciclo celular" se vale de diversas moléculas
proteicas. Los dos " engranajes " moleculares de este reloj son
 Las ciclinas
 Las quinasas (las CDK)
Estos "engranajes" se asocian entre sí e inician los "movimientos" que llevan a
comenzar los diferentes estadios del ciclo celular. Por ejemplo en la G1 temprana las
ciclinas del tipo D se unen a la CDK4 o CDK6 y el complejo resultante "libera" el freno
que impedía la progresión hacia la G1 tardía y, por lo tanto, el pase a la fase S (el
complejo ciclina D- CDK4/6 desarma un potente inhibidor de la progresión del ciclo: el
formado por la proteína pRB y los factores de transcripción inactivos).
La progresión del ciclo depende en gran medida de que se alcancen niveles elevados de
ciclinas, a saber en la siguiente secuencia:
1.
2.
3.
4.
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Ciclina D
Ciclina E
Ciclina A
Ciclina B
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El punto R
Un instante crucial del ciclo es el que ocurre en el punto R (por restrictivo) de la fase G1
momento en el cual la célula decide si debe o no avanzar en la prosecución del ciclo. La
"llave" de este paso es un conmutador molecular que pasa de "apagado" a "encendido”.
El mecanismo es el siguiente
Las ciclinas D y E aumentan su nivel. A medida que sube el nivel de las ciclinas, las
mismas se combinan con quinasas dependientes de ciclinas (es decir enzimas
fosforilantes cuya actividad depende de los niveles de ciclinas).
Las quinasas activas transfieren fosfatos del ATP a la proteína pRB (el "freno" del ciclo
celular)
Cuando el complejo ciclina-quinasa añade suficientes fosfatos a la pRB, la misma libera
los factores de transcripción que actúan sobre los genes
Los genes estimulados producen proteínas necesarias para que avance el ciclo celular
Si la pRB no esta fosforilada "secuestra" (es decir permanece unida) a otras proteínas
claves para la prosecución del ciclo: los factores de transcripción, en otras palabras,
mantiene la llave en "apagado".
Otro inhibidor de CDK, la proteína p21 actúa a lo largo de todo el ciclo celular
La p21 está bajo el control de la denominada: "proteína supresora de tumores", la hoy
famosa p53, que entre sus múltiples efectos pueden mencionarse:
 Control de la integridad del ADN
 Terminación correcta de la diferente fase del ciclo
 Detención del "crecimiento celular" (duplicación celular) o senescencia
 Puesta en marcha del suicidio celular o apoptosis, cuando existe daño en el ADN
o los sistemas de control se desregulan.

Es necesario señalar que existe un mecanismo destinado a "contar" el número de
duplicaciones de una población celular, el mismo se encuentra presente en los extremos
de los cromosomas en los segmentos denominados telómeros, estos telómeros se
acortan un poquito cada vez que el cromosoma se replica. Cuando la disminución
sobrepasa cierto límite suena una "alarma" que hace que las células entren en
senescencia.
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BACTERIAS
Son organismos unicelulares procariontes. Miden entre 1 y 10 micrones
Son cosmopolitas, ya que se los encuentra distribuidos en todo el planeta.
Solamente en las capas superficiales del suelo existen 100.000 bacterias por centímetro
cubico. Esto se debe a que por su gran capacidad reproductora y su fácil adaptación al
medio han conseguido un gran éxito biológico y es raro el lugar donde no se las encuentre.
Abundan en el aire, en líquidos y en el interior y exterior de los organismos
animales y vegetales.
Se clasifican como organismos procariontes por su estructura celular.
Pertenecen al reino de las moneras
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS BACTERIAS
La célula bacteriana presenta los siguientes elementos
1- Membrana celular. Es similar en su estructura a la de las células eucariontes. Sin
embargo, a diferencia de ellas químicamente es distinta, ya que tiene las enzimas de la
cadena respiratoria, que en el caso de las células eucariontes, se encuentran en la
membrana interna de la mitocondria.
2- Pared celular rígida situada por fuera de la membrana plasmática. La pared celular
tiene función mecánica. Presenta unos poros formados por una proteína llamada porina
por los cuales entran y salen las moléculas. Entre la pared celular y la membrana
plasmática hay una red de proteoglicanos, que son hidratos de carbono unidos a
proteínas. La diferencia de composición bioquímica de las paredes de dos grupos de
bacterias es responsable de su diferente comportamiento frente a un colorante formado
por violeta de genciana y una solución yodurada (coloración Gram). Se distinguen las
bacterias grampositivas (que tienen el Gram después de lavarlas con alcohol) y las
gramnegativas (que pierden su coloración
3-Capsula formada por mucopolisacáridos, ubicada por fuera de la pared celular
4-Carecen de mitocondrias
5-Carecen de Retículo Endoplásmico tanto liso como granular y de aparato de Golgi
6-Los ribosomas están libres en el citoplasma y son más chicos que los de las células
eucarioticas, midiendo 250 A
7-Carecen de envoltura nuclear. El ADN por lo tanto está en el citoplasma en una
región determinada llamada ANALOGO NUCLEAR. El ADN bacteriano es una sola
molécula circular de 1 mm de largo, conteniendo los genes de la bacteria que son 2.500
aproximadamente. El ADN o cromosoma esta unido a la membrana plasmática a nivel
del mesosoma.
8-Algunas bacterias tienen flagelos, que pueden ser únicos, como en el
Caso del vibrión colérico que produce el cólera, o pueden tener muchos
Como la bacteria causante de la fiebre tifoidea.
9-La membrana plasmática que rodea a las bacterias está plegada en forma compleja
hacia el interior, formando pliegues llamados mesosomas, que contienen las enzimas
respiratorias que se encuentran en las crestas mitocondriales de las células eucarioticas.
Existen bacterias fotosintéticas que tienen unos corpúsculos denominados
cromatóforos, formados por tilacoides similares a los cloroplastos, conteniendo un
pigmento especial, la bacterioclorofila.
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Algunas bacterias tienen pequeñas moléculas de ADN en el citoplasma, independientes
del cromosoma, llamadas plásmidos o episomas. Estas moléculas de ADN tienen genes
que dan a la bacteria propiedades como la resistencia a los antibióticos. El episoma se
puede transferir a otra bacteria por lo cual le pasa la resistencia al antibiótico. Los
episomas se utilizan en ingeniería genética por esa propiedad que tienen de ser
transferidos de una célula a otra.
Espora bacteriana.
Ciertas bacterias grampositivas pueden sintetizar un órgano de resistencia que les
permite sobrevivir en condiciones más desfavorables, y se transforma de nuevo en una
forma vegetativa cuando las condiciones del medio vuelven a ser favorables. Esta
espora, bien estudiada gracias a la microscopia electrónica, contiene la información
genética de la bacteria la cual está protegida mediante dos cubiertas impermeables. Se
caracteriza por su marcado estado de deshidratación y por la considerable reducción de
actividades metabólicas, lo que contrasta con su riqueza enzimática. La facultad de
esporular está sometida a control genético y ciertos gérmenes pueden perderla. La
germinación de las esporas es siempre espontánea. Da lugar al nacimiento de una
bacteria idéntica al germen que había esporulado.
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CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS DE ACUERDO A SU FORMA
1- BACILOS
2- COCOS
3- ESPIRILOS Y ESPIROQUETAS
1- BACILOS
Tienen forma de bastones, pudiendo estar aislados o formando largas cadenas,
como el bacilo del Carbunco.
Ejemplos de enfermedades transmitidas por bacilos
Tuberculosis - lepra
Difteria - tétanos
2-COCOS
Tienen forma esférica. De acuerdo a la disposición que tengan se clasifican en
________________________________________________
DISPOSICION
NOMBRE
EJEMPLO
ENFERMEDAD
____________________________________________________________
DE DOS
diplococo
gonococo
gonorrea
neumococo
neumonía
____________________________________________________________
FORMANDO
CADENAS
estreptococo
fiebre reumatica/escarlatina
____________________________________________________________
FORMANDO
RACIMOS
estafilococo
infecciones en
piel
____________________________________________________________
3- ESPIRILOS Y ESPIROQUETAS :
____________________________________________________________
COMA o
espirilos
vibrio coma
cólera
POCAS ESPIRAS
____________________________________________________________
MUCHAS
espiroqueta
treponema
sífilis
ESPIRAS
pálido
____________________________________________________________
Nutrición de las bacterias :
a- heterótrofa:
La mayor parte son heterótrofas y deben utilizar alimento orgánico sintetizado por
otros organismos, ya que no son capaces de sintetizarlo por si mismas. La obtención de
dicho alimento puede hacerse por varios mecanismos:
1- saprofitas: viven sobre materia orgánica muerta. Tienen vida libre.
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2- comensalismo
3- simbiosis
4- parasitismo
b- autótrofa:
Son las bacterias que pueden sintetizar su propio alimento orgánico a partir de
sustancias inorgánicas. Pueden ser:
1- fotosintéticas: son las bacterias purpureas y las sulfobacterias. Utilizan luz de
tipo infrarrojo, por lo cual pueden hacer fotosíntesis sin que exista casi, luz visible.
2- quimiosintéticas: utilizan la energía de ciertos compuestos orgánicos al
oxidarse.
Las bacterias, de acuerdo a la utilización del oxigeno pueden clasificarse en:
1- aerobias: necesitan oxigeno
2- anaerobias: no necesitan oxigeno. Dentro de ellas existen las
a- anaerobias estrictas: no sólo no utilizan oxigeno sino que, además,
cuando lo hay no pueden vivir, el oxigeno es un veneno para ellas. Ejemplos: bacterias
productoras del tétanos y la gangrena gaseosa.
b- anaerobias facultativas: no utilizan el oxigeno, pero si hay, no les
afecta y hasta pueden aprovecharlo.
Reproducción de las bacterias:
Se reproducen por un mecanismo asexual de división celular simple o amitosis. La
división de algunas bacterias es muy rápida, ya que en 14 horas por ejemplo pueden
formar 250.000 descendientes.
Sin embargo, con este tipo de reproducción, la única posibilidad de una bacteria para
adquirir nueva información seria por mutación del ADN. Existen otros mecanismos de
pasaje de información genética de una bacteria a otra, para compensar esa poca
variabilidad genética de la reproducción asexual. Consisten en el pasaje de información
de una bacteria a otra de la misma generación (hermanas) , llamado mecanismo
parasexual de transmisión genética.
Mecanismos parasexuales de transmisión genética bacteriana
Existen tres formas de transmisión parasexual :
a- la transformación : evidenciada por Griffith , se demostró que dicho fenómeno se debía a que fragmentos de ADN de una bacteria , libres en el medio , podían
atravesar la membrana celular de otra bacteria y sustituir fragmentos homólogos de su
cromosoma , cambiando la información genética de la bacteria "aceptora". De esta
manera , si se extrae ADN de una bacteria virulenta , con capsula , y se lo mezcla con
bacterias no virulentas , sin capsula , algún fragmento del ADN con los genes de la
virulencia , pueden atravesar la membrana de la bacteria no virulenta e insertarse en el
cromosoma de ella , transformándola en virulenta.
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b- la conjugación unidireccional: Es un proceso por el cual una bacteria , llamada "dadora" transmite una réplica de su material genético a otra bacteria que lo recibe , llamada "aceptora". La característica que confiere a las bacterias la capacidad de
ser dadoras es la presencia del llamado factor F , una molécula de ADN de 100.000
nucleótidos que se encuentra libre en el citoplasma (bacterias F+) , o integrado al
cromosoma (bacterias Hfr). La bacteria que no tiene el factor F (F-) es receptora. El
factor F , cuando está suelto en el citoplasma es un plásmido o episoma.
La bacteria que tiene factor F tiene unos filamentos llamados pelos sexuales , que le
permiten hacer un puente con otra bacteria que no los tenga , por el que puede pasar
ADN. Si una bacteria Hfr se une con una F- le pasa el factor F y algo de ADN de su
cromosoma , ya que está todo junto , transformando a la bacteria en dadora y al mismo
tiempo , dándole genes que pueden sustituir los de la bacteria que los recibe ,
cambiando sus características genéticas.
Si una bacteria F+ se une con una F- , sólo le pasa el factor F , transformándola en
dadora o F+.
Hay otros plásmidos de importancia , como los factores R , que confieren a la bacteria
resistencia a ciertos antibióticos , la cual puede pasar de una bacteria a otra que no lo
tenga.
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c- la transducción: es otra forma de transferir información entre bacterias , en la
que un virus actúa como transportador de la molécula que se transfiere.
RICKETTSIAS : Son microorganismos causantes de enfermedades humanas , con una
estructura similar a la de las bacterias desde el punto de vista celular , pero con
características que las asemejan a los virus , ya que son parásitos intracelulares
obligatorios , no se pueden reproducir si no es dentro de células vivas. Tienen un
tamaño intermedio entre bacterias y virus. Se ven con el microscopio óptico.
Ejemplos de enfermedades transmitidas por rickettsias : el tifus , que es producido por
una rickettsia y transmitido por la picadura de un piojo. La fiebre de las montanas
rocosas (EEUU) es producida por una rickettsia y transmitida por la picadura de una
garrapata.
MICOPLASMAS
Son organismos que se asemejan a las bacterias , pero de menor tamaño y sin pared
celular. El tamaño es similar al de los virus. Miden 0,1 a 0,2 micrones. Esto equivale a
una masa mil veces menor a la de una bacteria y un millón de veces menor que una
célula humana. Se consideran las formas de vida más simples que existen , ya que son
del tamaño de los virus , pero son células y por lo tanto seres vivos
VIRUS
Hasta fines del siglo XIX se había avanzado en la etiología de muchas enfermedades
infecciosas, sin embargo, quedaban una gran cantidad de enfermedades en el hombre,
animales y plantas sin identificar el agente causal. A lo largo del siglo XX se
descubrieron a los virus como causantes de enfermedades infecciosas para las cuales no
se había encontrado una bacteria, hongo o protozoario como agente responsable. Fue el
desarrollo de nuevas técnicas como los cultivos celulares, el mejoramiento en
microscopía y el advenimiento a fines del siglo XX de técnicas de Biología Molecular,
que han permitido no sólo aislar e identificar agentes virales, sino además un avance
extraordinario en el conocimiento a nivel molecular en detalle de la biología de los
mismos
CARACTERISTICAS GENERALES
Las primeras características diferenciales de los virus con otros agentes fueron: el
tamaño estimado por su capacidad de atravesar filtros que retienen a las bacterias y la
incapacidad para reproducirse en medios biológicos inertes (como medios de cultivos
para bacterias), requiriendo para su propagación de animales o cultivos celulares. Hoy
día se sabe que estas características no alcanzan para diferenciar a los virus de otros
agentes biológicos, ya que existen bacterias cuyo tamaño puede ser similar al de los
virus más grandes, y que otros agentes como Chlamydias y Rickettsias, también son
parásitos intracelulares obligatorios
Los virus no son seres vivos
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La organización y composición de las partículas virales ofrecen por si características
diferenciales importantes con otros agentes. Los virus poseen un solo tipo de ácido
nucléico de tamaño relativamente pequeño con respecto a otros agentes biológicos,
rodeado por una cáscara o cápside formada por numerosas copias de una proteína o de
un número limitado de ellas. Algunos grupos de virus presentan por fuera de la cápside
una envoltura lipídica de origen celular en la que se insertan glicoproteínas. No
presentan sistemas enzimáticos propios, por lo que por sí solos no son capaces de
replicarse y requieren para su propagación y mantenimiento de células animales,
vegetales o bacterias para cumplir su ciclo de reproducción, lo que define su parasitismo
celular obligatorio.
Además de su estructura tan simple y particular el modo de reproducción de los virus tal
vez sea la característica que justifica que tengan un lugar propio en la escala biológica.
A diferencia de lo que sucede con las células, en el momento de su multiplicación, los
virus no aumentan de tamaño para su posterior división, por el contrario, la partícula
viral es desintegrada y luego sintetizada en cada uno de sus componentes para luego
reunirse por ensamblaje. Esta forma tan peculiar de multiplicación en la cual se
producen réplicas del virus progenitor es conocida con el nombre de replicación viral, y
diferencia claramente a este fenómeno del proceso de división celular utilizado por
procariotas y eucariotas.
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Viroides Son virus extremadamente simples constituidos por ARN circular de muy bajo
peso molecular, sin cápside protectora. Producen enfermedades hasta el momento
exclusivamente en plantas.
Provirus El genoma viral se puede integrar al genoma celular por un proceso de
recombinación genética, directamente en los virus ADN o previa transcripción inversa
en el caso de virus con ARN. El genoma viral integrado al genoma celular recibe el
nombre de provirus.
Priones. Ciertos agentes de afecciones degenerativas del sistema nervioso central del
hombre han sido clasificados como virus no convencionales, ya que no ha sido posible
determinar la presencia de estructura similar a virus en el material infectante ni el tipo
de ácido nucléico de estos agentes. Son agentes extremadamente resistentes a sustancias
que inactivan los virus comunes, y algunos han propuesto que corresponderían a
viroides patógenos del hombre. Los priones han sido descriptos en los últimos años
como causantes de muchas enfermedades del sistema nervioso comentadas
anteriormente, principalmente el llamado scrapie en el ganado ovino y la encefalopatía
espongiforme bovina BSE o comúnmente conocida como síndrome de la"vaca loca".
En el hombre serían los agentes relacionados con la enfermedad de Creutzfeld-Jacob y
Kuru. Estos agentes son estructuralmente más simples que los virus aun, pues estarían
formados únicamente por proteínas. Cuando se descubrieron estos agentes, parecía que
se podía producir una gran revolución en el conocimiento de la Biología ya que la idea
de que una proteína pudiera autoreplicarse estaría en contradicción con el dogma central
de que la información genética es transmitida en el sentido ácido nucléico a proteína. El
hallazgo de los priones y el avance en el conocimiento de su biología podrán dilucidar
probablemente muchas enfermedades aún sin resolver. Muchas son las investigaciones
que se realizan en estos momentos y las hipótesis propuestas para explicar la Biología y
permanencia de estas proteínas extremadamente resistentes a sustancias que inactivan
los virus comunes.
Virión : partículas virales o virus potencialmente infecciosos.
MORFOLOGIA Y ESTRUCTURA DE LOS VIRUS
TAMAÑO Y FORMA
La caracterización de los virus que han sido estudiados ha permitido observar la gran
variedad en el tamaño y forma que estos poseen. Es así, que se puede observar un
tamaño entre 28 nm en los virus más pequeños denominados precisamente picornavirus
(pico de pequeño) hasta 300 nm en los virus más grandes que se conocen como son los
poxvirus La forma es también muy variada entre los diferentes virus, pudiéndose
observar formas icosaédricas o helicoidales en virus que no tiene envoltura por fuera de
la cápside hasta formas esféricas, filamentosa o pleomórficas en los virus con envoltura
o muy complejos como el virus de la rabia
La forma de los virus está determinada por la disposición de los capsómeros
clasificándose en :
a- helicoidales : los capsómeros se disponen en hélice y el ácido nucléico se
encuentra entre las vueltas de la misma. Ejemplo : virus del mosaico del tabaco , de la
gripe
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b- poliédricos : la cápside tienen forma de poliedro , con frecuencia de
icosaedro . Ejemplo : virus de la polio , virus de las verrugas.
c- combinados : tienen una cabeza poliédrica y una cola helicoidal . Ejemplo :
bacteriófagos (son los virus que parasitan sólo células bacterianas).
ESTRUCTURA Como ya se mencionó anteriormente la estructura de un virus está
basada en su simplicidad, a pesar de esto existe diversidad, lo que es utilizado para la
clasificación de los virus.
1- Virus desnudos: La estructura de los virus más simples está compuesta por un solo
tipo de ácido nucléico (ADN o ARN) rodeado de una cáscara proteica que se
denomina cápside (del griego capsa que significa caja) que resulta de la reunión de
subunidades proteicas codificadas por el genoma viral que se ensamblan basados en
principios geométricos y pueden determinar diferentes tipos de simetrías
(icosaédricas o helicoidal, principalmente)
Esta estructura básica de ácido nucléico y cápside recibe el nombre de
nucleocápside y constituye en los virus desnudos la partícula viral completa o virus
que se diferencia del término virión el cual es utilizado para aquellas partículas
virales o virus potencialmente infecciosas.
Cuando se observa al microscopio electrónico una cápside viral, pueden observarse
estructuras morfológicas denominadas capsómeros que resultan de la unión por
enlaces de las subunidades proteicas. La forma de distribución de los capsómeros así
como el número de ellos depende de cada tipo de virus.
2- Virus envueltos: La estructura de las partículas virales del grupo de virus
denominados envueltos, está formada además de la nucleocápside por una envoltura
que la rodea de origen celular ya que los virus envueltos la obtienen en el proceso de
liberación por brotamiento . En dicha envoltura se insertan glicoproteínas de origen
viral que reciben el nombre de espículas o glicoproteínas de superficie y que tienen
un importante papel de reconocimiento de receptores específicos de la superficie
celular en el paso inicial de relación con la célula huésped para la multiplicación
viral.
Ácidos nucleicos:
El ácido nucléico que lleva la información genética y que constituye el genoma viral
puede tener varias formas. Como ya se mencionó, una partícula viral tiene en su
estructura un solo tipo de ácido nucléico ADN o ARN, pero la forma de estos puede ser
de doble o simple cadena ,segmentado o no, circular, lineal ,determinando pues, una
gran diversidad, lo cual también es ampliamente utilizado en la taxonomía viral.
Entonces :
Están compuestos por :
1- ácido nucleico : ADN o ARN , nunca los dos juntos. Puede tener una
molécula simple o doble y , en el caso del ADN , esta puede ser además , circular.
Ejemplos :
Virus de ARN único : virus de la polio
Virus de ARN doble: virus de la gastroenteritis del niño
Virus de ADN único : infecciones en perros
Virus de ADN único circular: bacteriófagos
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Virus de ADN doble : herpes
Virus de ADN doble circular: verrugas
MULTIPLICACION VIRAL
Una partícula viral puede encontrarse en dos estados: inactiva o activa. Para demostrar
el estado inactivo, basta incluir una suspensión de virus en un medio de cultivo y
observar que son incapaces de cumplir actividades metabólicas necesarias para su
multiplicación. Se deduce de ello, que los virus carecen como ya se mencionó
anteriormente de maquinaria enzimática que les permita autoreplicarse, aun cuando se
les brinde nutrientes que serían adecuados para la propagación de las bacterias más
exigentes. Pero si una partícula viral es incorporada a células vivas sensibles, se
comporta en forma activa, y por lo tanto tomará el comando de la maquinaria
enzimática de la célula huésped logrando así su replicación. La multiplicación de los
virus animales, vegetales y bacteriófagos resulta similar en sus principios pero, cada una
de ellas tiene particularidades; esto basado principalmente en las diferencias entre las
células que infectan. El desarrollo del conocimiento sobre la multiplicación de los virus
animales ha sido posible por la utilización en el laboratorio de varios sistemas de
aislamiento de virus en los cuales se puede estudiar el proceso de multiplicación viral.
En un principio fueron animales y huevos embrionados los sistemas más comúnmente
usados, pero actualmente esto ha sido casi totalmente sustituido por cultivos celulares,
que ha favorecido el conocimiento de las etapas de la multiplicación viral.
INFECCION VIRAL
Existen dos tipos de infección viral = lítica y lisogénica
Una infección lítica culmina con la generación de una progenie viral infecciosa
La infección lisogénica no origina nuevos virus , quedando el material infeccioso en la
célula huesped
Estos procesos requiere una serie de pasos o etapas, las cuales tienen diferencias en los
distintos tipos de virus.
Las etapas fundamentales de la infección viral son:1. Adsorción2. Penetración3. Denudación4. Latencia5. Replicación6. Maduración7. Liberación
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1. Adsorción
Intervienen varios factores. Hay una atracción por fuerzas iónicas. A pH 7 los virus y
las células tiene cargas negativas de modo que es necesario la presencia de iones
positivos, cumpliendo muy eficazmente este requerimiento los iones de Magnesio. Otro
factor importante en esta etapa es la interacción de sitios específicos de la partícula viral
con receptores celulares específicos. Esto determina la especificidad de algunos virus
para crecer en células de origen específico, por ejemplo, el virus de polio sólo puede
crecer en células de origen humano y de primates. Otros virus presentan estructuras
especializadas en su superficie que les permiten cumplir con esta etapa de forma muy
especializada. Estas estructuras son glicoproteínas las cuales reconocen receptores
celulares específicos y se pueden aislar hoy día esos elementos en forma de complejos
virus-célula.
2. Penetración
La penetración de los virus una vez adsorbidos, puede realizarse de varias maneras
a. Por viropexis : Es un proceso de fagocitosis, por el cual se produce una
invaginación de la membrana plasmática, de modo que el virus queda englobado en una
vesícula dentro del citoplasma celular. Es el mecanismo más común de penetración de
los virus.
b. Por penetración : En algunos, la penetración acontece por un simple cruce de
membrana plasmática, así la partícula viral queda directamente incluida en
citoplasma.
c. Por fusión : Otro tipo de penetración se da por fusión de la envoltura viral con
membrana plasmática. También en este caso el virus es directamente incorporado
citoplasma.
la
el
la
al
3. Denudación
En esta etapa se produce la desintegración del virus, dejando libre al ácido nucléico, que
comanda su propia replicación y la de las proteínas necesarias para integrar nuevas
partículas.
La forma en que un virus pierde la cápside y su envoltura, en el caso de tenerla, es
característico de cada grupo de virus. En los poliovirus parece existir una integración
con los constituyentes celulares, tales como los receptores. En otros virus, como los
poxvirus y los reovirus el proceso es más complejo. Los poxvirus pierden parte de su
envoltura en las vacuolas fagocíticas, en tanto que un ARNm es sintetizado por una
transcriptasa lo que culmina con la producción de una nueva enzima que completa la
denudación. Los reovirus penetran en los lisosomas: allí enzimas proteolíticas eliminan
la cápside y promueven la transcripción del genoma.
4. Latencia
Los fenómenos descritos (adsorción, penetración y denudación) culminan con la
desintegración de las partículas, pero no siempre el proceso progresa hasta la
replicación viral. Si interrumpimos el ciclo en esta etapa llamada latencia, el ácido
nucléico liberado de sus envolturas queda en la célula hasta que en algún momento
continúe el ciclo . También puede unirse al ADN de la célula , llamándose “provirus” y
permaneces ahí hasta que continúe el ciclo o incorporarse definitivamente al genoma .
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Si el proceso normal continúa, comienza la replicación del ácido nucléico y síntesis de
las proteínas estructurales y no estructurales necesarias para la producción de virus.
5. Replicación del ácido nucléico
La replicación es un fenómeno muy heterogéneo por cuanto existe mucha variedad en
los ácidos nucleicos de origen viral; se recordará que hay ADN y ARN muy diferentes,
de una o dos hebras, segmentados o no, etc. En todos los casos, el genoma viral es el
elemento capaz de gobernar su autoreplicación y de trasmitir la información estructural
y funcional a la progenie resultante de una infección. No obstante, la diversidad
señalada, intervienen en la replicación elementos comunes que vale la pena destacar,
tales como la formación de un ARN mensajero capaz de traducir en el ribosoma celular
las proteínas codificadas por el genoma viral. Además, sea cual sea el ácido nucléico,
siempre se diferencian dos conjuntos de genes, los precoces y los tardíos. Los primeros
serían los encargados decodificar proteínas necesarias para la copia de la molécula de
ácido nucléico, y los tardíos encargados de codificar proteínas estructurales y proteínas
para el ensamblaje.
La replicación puede producirse en el núcleo o en el citoplasma de la célula, y eso
dependerá del tipo de ácido nucléico que constituye el genoma viral. Los virus que
contienen ARN se replican en el citoplasma, mientras que aquellos que tienen ADN se
replican en el núcleo.
Los virus ADN sintetizan un ARN mensajero por intermedio de una polimerasa que
pasa al citoplasma donde se producirá la síntesis proteica; de estas proteínas algunas
tienen funciones estructurales y formarán los capsómeros que al unirse constituirán la
cápside. Otras proteínas tendrán funciones enzimáticas, de polímeros, y se introducirán
en el ácido nucléico promoviendo la replicación del ADN vírico.
Los virus con ARN revisten un interés especial por la diversidad de formas de
replicación que existen: esto depende de que ARN pueda actuar como mensajero y se le
denomina convencionalmente de polaridad positiva o, por el contrario, que posea una
secuencia de bases complementarias del mensajero y se le denomina de polaridad
negativa.
 En los virus con ARN positivo , el ARN sintetiza proteínas que se utilizan para
armar la cápside y replicar el virus directamente
 En los virus con ARN negativo , el ARN primero tiene que sintetizar ADN , por
medio de una enzima llamada transcriptasa inversa . Luego ese ADN viral
sintetiza proteínas que se utilizan para armar la cápside y replicar el virus
6. Maduración
Hay virus cuya única cubierta es la cápside, son virus desnudos, en contraposición a
aquellos que poseen envoltura por fuera de la cápside que son los virus envueltos. Es
conveniente considerarlos por separado en este punto que significa la culminación en la
formación de una progenie viral.
Para los virus desnudos, el fenómeno de maduración consiste simplemente en la unión
de los capsómeros para formar la cápside y la posterior unión de esta con el genoma
viral
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En los virus que poseen envoltura, la maduración es más compleja ya que además de la
unión del ácido nucléico con la cápside, el virus debe rodearse de la envoltura. Luego de
haberse formado la cáspide, la partícula se aproxima a la membrana plasmática,
produciéndose la evaginación de la membrana con el posterior desprendimiento del
brote.
7. liberación
Se realiza por
 Brotamiento o gemación
 autolisis celular.
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