jueves, 11 de junio de 2009

Biotecnología y el sistema inmunitario

Desde antigua se ha utilizado el sistema inmunitario para prevenir enfermedades.
Actualmente se abren nuevos campos biotecnológicos relacionados con el sistema inmunitario.

- Vacunas
- Sueros
- Anticuerpos monoclonales
- Transplantes y Xenotransplantes

Vacunas

Inoculación de microorganismos atenuados. Proporciona inmunidad frente a patógenos virulentos. Es un tipo de inmunización artificial activa:

- El propio sistema inmunitario es el que actúa

- Descubierta el S XVIII inoculación con pústulas de viruela vacuna (el equivalente de la viruela humana en vacas) leve en humanos, protegía de viruela humana que tenía una mortalidad muy
elevada.

- Actualmente se producen inoculaciones de:

.. Cepas menos virulentas de patógenos

.. Cepas debilitadas en huéspedes diferentes o tejidos en laboratorio

.. Microorganismo muertos

.. Proteínas antigénicas genaradas por ingeniería genética

Sueros

Se utilizan anticuerpos de otro organismo. Produce una inmunidad artificial pasiva

Mecanismo:


- Se inyecta un antígeno a un animal productor de suero. Habitualmente el caballo

- Puede inyectarse un organismo patógeno o una toxina (como un veneno)

- Se extráe el suero. Se purifica para
mantener los anticuerpos producidos.

- Se inyecta el suero al paciente.

Tiene el problema de que no hay recuerdo inmunitario. Puede causar problemas de reacción alérgica

Anticuerpos monoclonales

Anticuerpos específicos frente a un agente patógeno (o no patógeno pero de interés biológico o económico).

Se pueden clonar Ig G humanas. No se desarrolla inmunidad frente a ellas

Se clonan en bacterias

- Enfermedades infecciosas

- Cancer

- Marcadores

- Venenos

Transplantes

Problemas con sistema inmunitario. Sin problemas en autoingertos o de gemelos idénticos

Pocos en órganos sin riego sanguíneo: cornea ...

Problemas de inmunidad con otros individuos, principalmente por gran variabilidad del MHC
(Probablermente adaptación a parásitos)

Supresión y recontitución

Modificación de antígenos en animales por ingeniería genética: Xenotransplantes

Patologías del sistema inmunitario

El sistema inmunitario puede ser muy peligrosos para el propio organismo.

Está muy regulado pero pueden producirse fallos como:
- Respuestas excesivas
- Autoinmunidad
- Alergias
- Inmunodepresión
- Leucemias

Respuesta excesiva

Algunos antígenos muy potentes como endotoxinas bacterianas desencadenan respuestas muy intensas. Esta reacción ha sido seleccionada porque la presencia de endotoxinas bacterianas supone una presencia muy importante de estos microorganismos, lo que se fuerza al límite el sistema inmunitario, es una reacción a vida o muerte que puede causar daños.

Remedio : Aplicar medicamentos que inhiban temporalmente el sistema inmune

Autoinmunidad

Respuesta inmune a sustancias propias.

- Se presenta con más frecuencia según se envejece. Se acumulan los posibles fallos del fallos del sistema inmune.
- Generalmente debidos a fallos en sistema de presentación MHC
- Frecuentemente se debe al contacto de linfocitos con sustancias no habituales (cerebro, espermatozoides, etc.)
- A veces lo desencadenen agentes infecciosos que simulan ser células propias. Mimetismo molecular
Afecta a un 5 al 7% de los habitantes en el mundo desarrollado. Supone la destrucción más o menos rápida del tejido que desencadena la respuesta

Algunas enfermedades autoinmunes
  • Miastemia gravis: Ataca a las sinapsis musculares.
  • Enfermendad de Graves: Ataca al tiroides
  • Artritis reumatoide: Ataca al tejido conjuntivo
  • Psoriasis: Ataca a la piel
  • Lupus eritematosus: Ataque de tipo general: riñones, plaquetas, etc
  • Diabetes mellitus : Ataque a los Islotes de Lahagerhan productoras de insulina
  • Esterilidad expontánea: Ataca a los espermatozoides provocando esterilidad masculina.
Tratamiento:

- Supresión del sistema
- Anticuerpos monoclonales frente a estirpe de Linfocitos T CD4 cooperadores.


Alergias

Respuesta frente a antígenos no patógenos:

Las sustancias más antigénicas son:
- Polem de gramíneas y árboles
- Pelo de derterminados mamíferos
- Cutícula de artrópodos como los ácaros
- Esporas de hongos
- Determinados medicamentos como algunos antibióticos
- Alimentos: Moluscos, glutem (reserva de gramíneas), algunas frutas, ...
- V
enenos de insectos. Picaduras de abejas o avispas
- Muchas otras sustancias

Estos antígenos se le llama alergenos y a la enfermedad hipersensibilidad o alergia.

La afección es variable en el modo de adquisición y la intensidad de la respuesta. No se conoce el mecanismo por el que un individuo se vuelve alérgico pero se observa que la alergia es mucho más corrientes en sociedades industrilizadas actuales. Entre el 15 y 20% están afectados y las cifras van en aumento.
Algunos estudios apuntan a sustancias contaminantes como las partículas de los motores diesel en el aumento de la frecuencia de la alergia.

Existen dos modalidades en el síndrome alérgico:
  • Alergia inmediata - Por respuesta humoral. Se desencadena en pocos minutos
  • Alergia retardada - Por respuesta celular . Se desencadena varios días después de la exposición.

Los síntomas de la alergia son similares a la reaccón del sistema inmune frente a patógenos de gran tamaño. (Parásitos)
- Activación de linfocitos productores de Ig E
- Unión de IgE a mastocitos del tejodo conjuntivo y basófilos y producción de histamina, serotonina, etc:
- Inflamación, aumento de temperatura, aumento secreción, urtucaria, dolor, diarreas.

En casos graves se desencadena el llamado Choque anafiláctico:

- Dilatación e incremento de permeabilidad de vasos
- Aumento de líquido intersticial: caida de pesión sangínea
- Constricción bronquial. Obstrucción de capilares pulmonares. Asma
- Insuficiencia cardiaca y muerte.

Tratamiento:

- Productos antihistamínicos que impiden la acción de la histamina bloqueando sus receptores celulares
- Evitación de la exposición
- Vacunación con dosis progresivas para producción de Ig G en vez de Ig E lo que provoca una respuesta humoral menos simtomática


Inmunodepresión

Menor respuesta de la adecuada del sistema inmunitario lo que permite las infecciones o desarrollo de tumores.Tiene causa diversas
  • Hereditaria o por defectos del desarrollo:Niños burbuja
    Fallos en la producción de anticuerpos, o el sistems de complemento u órganos de maduración de los linfocitos
    Tratamientos:
    - Aislamiento en espacios libres de patógenos
    - Transplante de médula ósea,
    - Inyección de gammaglobulinas

  • Inducida por agentes infecciosos como el Sida
  • Inducida por tumores del sistema linfoide.
  • Inducidas médicamente
    El los transplantes se utilizan medicamentos inmunodepresores para evita el rechazo. Son sustamcias contra replicación o transcripción en linfocitos y frente a interleucinas
    Se buscan órganos inmunológicamente compatibilidades (poca respuesta) y se suprime el sistema temporalmente

Leucemias

Tumores del sistema inmunitario. Afectan a la reproducción de los linfocitos
- Multiplicación decélulas madre de la médula ósea sin control
-
Multiplicación de estirpes de linfocitos en sangre

Tratamiento:
Inmunosuplesión total.
Posterio transplante de médula ósea sana

lunes, 8 de junio de 2009

¿Qué debería saber un alumno que va a acceder a la universidad sobre Biología?

En resumen, debería de:
- Distinguir los conceptos de bioelemento, biomolécula, orgánulo, célula, tejido, organismo.
- Conocer la composición y estructura de las principales biomoléculas que constituyen los seres
vivos. Esto incluye conocer:
- aminoácidos
- monosacáridos.
- Ácidos grasos.
- Nucleótidos.
- Conocer y distinguir los diferentes enlaces que participan en las estructuras de estas moléculas,
incluyendo: enlace peptídico, ester, glicosídico.
- Distinguir la célula como unidad estructural y funcional de un organismo. Conocer todos y cada
uno de los orgánulos intracelulares y saber su participación a nivel funcional.
- Conocer el concepto de membrana plasmática y su implicación en todos los fenómenos de
transporte celular, distinguiendo entre fenómenos de transporte activo y pasivo.
- Distinguir los procesos de división celular y sus diferentes fases.
- Tener un concepto general del metabolismo y sus diferentes rutas, distinguiendo entre rutas
aerobias y anaerobias.
- Conocer las fases de la fotosíntesis y su finalidad.
- Distinguir la estructura de los ácidos nucleicos y su implicación en la transmisión de la
información genética.
- Poseer unos conocimientos mínimos de Genética Clásica.
- Conocer, a nivel general, los diferentes procesos que concluyen con la síntesis de proteínas.
- Distinguir los distintos tipos de mutaciones.
- Distinguir los diferentes papeles que pueden desempeñar los microorganismos.
- Saber la diferencia entre un antígeno y un anticuerpo, su papel en la respuesta inmune y conocer los diferentes tipos de inmunidad.

jueves, 4 de junio de 2009

Problemas de genética mendeliana

1. Los individuos que manifiestan un carácter recesivo, ¿Son homocigotos o heterocigotos para el carácter? ¿Por qué?
2. La acondroplasia es una forma de enanismo debida a un crecimiento anormalmente pequeño de los huesos largos, que se hereda por un único gen. Dos enanos acondroplásicos que trabajan en un circo se casaron y tuvieron un hijo acondroplásico y después un hijo normal.
¿Es la acondroplasia un carácter dominante o recesivo? ¿Por qué? ¿Cuáles son los genotipos de los padres?
3. La lana negra de los borregos se debe a un alelo recesivo, n, y la lana blanca a su alelo dominante, N. Al cruzar un carnero blanco con una oveja negra, en la descendencia apareció un borrego negro. ¿Cuáles eran los genotipos de los parentales?
4. En el dondiego de noche (Mirabilis jalapa), el color rojo de las flores lo determina el alelo R, codominante con el alelo B que determina el color blanco, siendo rosas las flores de las plantas heterocigóticas. Si una planta con flores rojas se cruza con otra de flores blancas, ¿cuál ser el fenotipo de las flores de la F1 y de la F2 resultante de cruzar entre sí dos plantas cualesquiera de la F1, y cuál ser el fenotipo de la descendencia obtenida de un cruzamiento de las F1 con su genitor rojo, y con su genitor blanco?
5. Un granjero ha cruzado dos líneas puras de gallinas, unas de plumaje marrón (M) y cresta sencilla (s) y otras de plumaje blanco (m) y cresta en roseta (S). Si los caracteres marrón y cresta roseta son dominantes: ¿qué proporciones fenotípicas se obtendrán en la F2?
6. El grupo sanguíneo en el hombre viene determinado por tres alelos de un gen: A y B son codominantes y 0 recesivo respecto a ellos. El factor rh está determinado por dos alelos de otro gen: rh+ dominante y rh- recesivo. ¿Qué proporción de individuos de grupo 0 rh- nacer n del cruce: 00rh+rh- x A0rh+rh-?
7. El grupo sanguíneo en el hombre viene determinado por tres alelos de un gen: A y B son codominantes y 0 recesivo respecto a ellos. El factor rh está determinado por dos alelos de otro gen: rh+ dominante y rh- recesivo. ¿Es posible que una mujer de grupo sanguíneo 0 rh positivo y un hombre AB rh negativo tengan un hijo de grupo A rh negativo? Razona la respuesta.
8. En Drosophila, el color del cuerpo gris está determinado por el alelo dominante a+, el color negro por el recesivo a. Las alas de tipo normal por el dominante vg+ y las alas vestigiales por el recesivo vg. ¿Cuáles serán las proporciones genotípicas y fenotípicas resultantes de un cruce entre un doble homocigoto de cuerpo gris y alas vestigiales y un doble heterocigoto.
9. La rata doméstica es normalmente de pelaje marrón y bigote ralo (rasgos dominantes). En el laboratorio se han obtenido dos líneas puras, una de color blanco y bigote ralo y otra de color marrón y bigote espeso (el color blanco y el bigote espeso son los caracteres recesivos). Al cruzar las dos líneas la F1 fue de fenotipo normal. Calcular las proporciones genotípicas y fenotípicas en la F2. (M -pelaje marrón, m - pelaje blanco; R - bigote ralo, r bigote espeso).
10. Las plumas de color marrón para una raza de gallinas están determinadas por el alelo b+, dominante sobre b, que determina el color rojo. El alelo s+ de otro gen determina la cresta lisa y domina sobre s, recesivo que determina cresta arrugada. ¿Cuáles serán las proporciones genotípicas y fenotípicas del cruce b+bss x b+bs+s?
11. En el tomate, el color rojo del fruto es dominante sobre el color amarillo y la forma biloculada domina sobre la multiloculada. ¿Qué proporción de plantas con tomates rojos multiloculados se obtendrá en la F2 partiendo de un cruce entre dos líneas puras, una roja y biloculada y otra amarilla y multiloculada? (R - rojo, r - amarillo; B - biloculado, b - multiloculado)
12. En el guisante de jardín (Pisum sativum) el color de las semillas se debe a dos alelos de un gen: el alelo A determina el color amarillo y es dominante sobre a que determina el color verde. Por otro lado el alelo L es responsable de la formación de semillas lisas y domina sobre l que determina las semillas rugosas. Al cruzar una planta de semillas verdes y lisas con otra de semillas amarillas y lisas se ha obtenido una descendencia formada por unas plantas con semillas amarillas y lisas y otras con semillas amarillas y rugosas. Determina en la medida de lo posible los genotipos de los progenitores.
13. En el hombre, el albinismo (falta de pigmentación) es el resultado de dos alelos reces ivos, a, y la pigmentación, carácter normal, viene determinada por el alelo dominante A. Si dos individuos con pigmentación normal tienen un hijo albino, ¿cuáles pueden ser sus genotipos? ¿Cuál es la probabilidad de que en su descendencia tengan un hijo albino?
14. La hemofilia es una enfermedad hereditaria que se debe a un gen recesivo situado en el cromosoma X. ¿Cuál será la proporción de hemofílicos en la descendencia de un matrimonio formado por una mujer portadora del gen (XhX) y un hombre normal (XY)?
15. Un gen recesivo ligado al sexo produce en el hombre el daltonismo. Un gen influido por el sexo determina la calvicie (dominante en los varones y recesivo en las mujeres). Un hombre heterocigoto calvo y daltónico se casa con una mujer sin calvicie y con visión de los colores normal, cuyo padre no era daltónico ni calvo y cuya madre era calva y con visión normal. ¿Qué fenotipos pueden tener los hijos de este matrimonio?

jueves, 7 de mayo de 2009

Hidra eating

Preciosa presentación de los cnidarios.

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