6. Consulte el beneficio o perjuicio de los protozoarios para los hombres. BENEFICIOS:
Su condición de organismos elementales en los cuales es posible encontrar respuesta a las interrogantes de la Bioquímica, la Fisiología y la Genética. La utilidad que muchas especies brindan al hombre. Por ejemplo, para detectar vetas petrolíferas, la evaluación de la contaminación de las aguas, la condición de integrantes esenciales en muchas cadenas alimenticias. Debido a su fácil y rápida reproducción en el laboratorio son utilizados en investigaciones sobre nutrición y crecimiento
PERJUICIOS
Existe un gran número de protozoarios que son parásitos del hombre y los animales domésticos, ocasionan muchas graves enfermedades. Algunos protozoarios tienen la habilidad de concentrar sustancias radioactivas disueltas en el agua. Estas sustancias pueden pasar a través de la cadena alimenticia hasta el hombre, produciéndole un incremento en las mutaciones, cáncer y otras enfermedades.
7. Dibuje varios ejemplos de los protistos.
8. ¿Porque dentro de los microorganismos a nivel industrial se presenta una alta tasa metabólica? Existen una serie de características que comparten todos los microorganismos y que suponen ciertas ventajas para su uso en la industria. La más fundamental, el pequeño tamaño de la célula microbiana y su correspondiente alta relación de superficie a volumen. Esto facilita el rápido transporte de nutrientes al interior de la célula y permite, por consiguiente, una elevada tasa metabólica. Esta velocidad de biosíntesis microbiana extremadamente alta permite que algunos microorganismos se reproduzcan en tan solo 20 minutos (Escherichia coli).
9. Determine la acción de las levaduras en la industria. Las levaduras se vienen utilizando desde hace miles de años para la fabricación de pan y bebidas alcohólicas. La levadura que sin duda fue la primera y aún hoy en día sigue siendo la más utilizada por el hombre es Saccharomyces cerevisiae de la que se emplean diferentes cepas para la fabricación de cerveza, vino, sake, pan y alcoholes industriales. Kluyveromyces fragilis es una especie fermentadora de la lactosa que se explota en pequeña escala para la producción de alcohol a partir del suero de la leche. Yarrowia lipolytica es una fuente industrial de ácido cítrico. Trichosporum cutaneum desempeña un importante papel en los sistemas de digestión aeróbica de aguas residuales debido a su enorme capacidad de oxidación de compuestos orgánicos, incluidos algunos que son tóxicos para otras levaduras y hongos, como los derivados fenólicos. 10. Establezca la acción de los hongos filamentosos en el desarrollo industrial. Una de las numerosas áreas de aplicación industrial de los hongos filamentosos es la del descubrimiento de fármacos, por ello, se revisan las aproximaciones más actuales de búsqueda y descubrimiento de nuevos antibióticos, basadas en el "screening" de colecciones de hongos filamentosos aislados de forma natural, y/o de cepas modificadas genéticamente. La producción de metabolitos secundarios por estos microorganismos los convierte en fuente de potenciales efectores (inhibidores, activadores, agonistas, antagonistas, etc.) de dianas terapéuticas. Una de las principales y más antiguas familias de compuestos con actividad farmacológica es la de los antibióticos. 11. Explique la importancia industrial de las bacterias. Muchas industrias dependen en parte o enteramente de la acción bacteriana. Gran cantidad de sustancias químicas importantes como alcohol etílico, ácido acético, alcohol butílico y acetona son producidas por bacterias específicas. También se emplean bacterias para el curado de tabaco, el curtido de cueros, caucho, algodón, etc. Las bacterias (a menudo Lactobacillus) junto con levaduras y mohos, se han utilizado durante miles de años para la preparación de alimentos fermentados tales como queso, mantequilla, encurtidos, salsa de soja, chucrut, vinagre, vino y yogur.
Las bacterias tienen una capacidad notable para degradar una gran variedad de compuestos orgánicos, por lo que se utilizan en el reciclado de basura y en biorremediación. Las bacterias capaces de degradar los hidrocarburos son de uso frecuente en la limpieza de los vertidos de petróleo. Así por ejemplo, después del vertido del petrolero Exxon Valdez en 1989, en algunas playas de Alaska se usaron fertilizantes con objeto de promover el crecimiento de estas bacterias naturales. Estos esfuerzos fueron eficaces en las playas en las que la capa de petróleo no era demasiado espesa. Las bacterias también se utilizan para la biorremediación de basuras tóxicas industriales. En la industria química, las bacterias son utilizadas en la síntesis de productos químicos enantioméricamente puros para uso farmacéutico o agroquímico. Las bacterias también pueden ser utilizadas para el control biológico de parásitos en sustitución de los pesticidas. Esto implica comúnmente a la especie Bacillus thuringiensis (también llamado BT), una bacteria de suelo Gram-positiva. Las subespecies de esta bacteria se utilizan como insecticidas específicos para lepidópteros. Debido a su especificidad, estos pesticidas se consideran respetuosos con el medio ambiente, con poco o ningún efecto sobre los seres humanos, la fauna y la mayoría de los insectos beneficiosos, como por ejemplo, los polinizadores. Las bacterias son herramientas básicas en los campos de la biología, la genética y la bioquímica moleculares debido a su capacidad para crecer rápidamente y a la facilidad relativa con la que pueden ser manipuladas. Realizando modificaciones en el ADN bacteriano y examinando los fenotipos que resultan, los científicos pueden determinar la función de genes, enzimas y rutas metabólicas, pudiendo trasladar posteriormente estos conocimientos a organismos más complejos. La comprensión de la bioquímica celular, que requiere cantidades enormes de datos relacionados con la cinética enzimática y la expresión de genes, permitirá realizar modelos matemáticos de organismos enteros. Esto es factible en algunas bacterias bien estudiada. Por ejemplo, actualmente está siendo desarrollado y probado el modelo del metabolismo de Escherichia coli. Esta comprensión del metabolismo y la genética bacteriana permite a la biotecnología la modificación de las bacterias para que produzcan diversas proteínas terapéuticas, tales como insulina, factores de crecimiento y anticuerpos.
12. Una definición de biotecnología es. La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia de los alimentos, la minería y la agricultura entre otros campos. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Karl Ereki, en 1919, quien la introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y láctea de una gran explotación agropecuaria.
13. Identifique el aspecto biotecnológico en el campo industrial de los microorganismos. Un microorganismo de uso industrial debe producir la sustancia de interés; debe estar disponible en cultivo puro; debe ser genéticamente estable y debe crecer en cultivos a gran escala. Otra característica importante es que el microorganismo industrial crezca rápidamente y produzca el producto deseado en un corto período de tiempo. El microorganismo debe también crecer en un relativamente barato medio de cultivo disponible en grandes cantidades. Además, un microorganismo industrial no debe ser patógeno para el hombre o para los animales o plantas. Otro requisito importante es la facilidad de separar las células microbianas del medio de cultivo; la centrifugación es dificultosa o cara a gran escala. Los microorganismos industriales más favorables para esto son aquellos de mayor tamaño celular (hongos filamentosos, levaduras y bacterias filamentosas) ya que estas células sedimentan más fácilmente que las bacterias unicelulares e incluso son más fáciles de filtrar. 14. Establezca la acción de los microorganismos en la producción de medicinas, investigación científica, productividad en animales y vegetales. Los microorganismos en la industria farmacéutica Otro suceso importante en el desarrollo de la microbiología fue la producción de penicilina a partir del hongo Penicillium. Aunque inicialmente fue un proceso a pequeña escala, desarrollado por Howard Florey y sus colaboradores durante la II Guerra Mundial, poco después se consiguió producir penicilina en grandes cantidades, al tiempo que se utilizaban otros microorganismos para obtener una gran variedad de antibióticos, como la estreptomicina. Hoy en día, la biotecnología es la principal herramienta para la obtención de nuevos antibióticos que sean activos frente a las bacterias patógenas resistentes a una gran gama de antibióticos. También resulta de gran utilidad la aplicación de la ingeniería genética en microorganismos para sintetizar antibióticos sintéticos, es decir, ligeramente diferentes de aquellos obtenidos de forma natural. Conjuntamente han llegado a "programar" bacterias con objeto de obtener distintos tipos de drogas que, de otra forma, estos microorganismos no podrían fabricar. La insulina humana, necesaria para el tratamiento de la diabetes, es un claro ejemplo de esta metodología, ya que está producida por bacterias en las que se ha introducido, mediante ingeniería genética, el gen que codifica la síntesis de esta hormona. A diferencia de las hormonas producidas por cerdos y vacas, esta hormona es idéntica a la secretada por el páncreas humano. Igualmente, la hormona del crecimiento humano, utilizada para el tratamiento de niños con deficiencias en su producción, y que de otro modo no podrían alcanzar una estatura normal, también se obtiene a partir de bacterias en las que se ha insertado una copia del gen humano. Este sistema, como en el caso anterior, también presenta ventajas frente a la obtención de la hormona a partir de cadáveres, ya que se evita el riesgo de contaminación con priones, agentes causantes de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. Otros productos farmacéuticos generados a partir de microorganismos manipulados genéticamente incluyen, el interferón para el tratamiento de algunas hepatitis y ciertos cánceres, y la eritropoyetina,
que se suministra a pacientes sometidos a diálisis para reponer los eritrocitos perdidos durante este proceso. Microorganismos en animales y plantas Muchas bacterias, protistas y hongos microscópicos resultan extraordinariamente útiles. Numerosos microorganismos viven en los suelos: un puñado de tierra fértil puede contener tres millones de microorganismos. Descomponiendo la materia orgánica, permiten un reciclaje de los elementos minerales, indispensables para la vida. En el medio acuático, las algas unicelulares, cuya masa total es superior a la de las plantas terrestres, producen una gran parte del oxígeno del planeta. Las diatomeas son una importante fuente de alimento para los peces; forman parte del plancton que flota en los océanos. El plancton está formado, en su mayoría, por organismos microscópicos. Numerosos animales oceánicos se alimentan de plancton. Algunos hongos microscópicos son muy útiles, como las levaduras. Nosotros utilizamos las levaduras para cocinar, levantar la masa de pan cuando se hornea y para producir vino y cerveza. Otros microorganismos viven con plantas o animales en una asociación tan estrecha, llamada simbiosis, que son absolutamente indispensables para su supervivencia. Incluso los seres humanos albergamos en nuestro intestino millones de bacterias, levaduras y protozoos. 15. Determine la acción de los microorganismos en el medio ambiente, el bioterrorismo y la ingeniería genética. Microorganismos y medio ambiente Diversas técnicas biotecnológicas permiten resolver, de diferentes y novedosas maneras, el problema de la contaminación ambiental. Se pueden utilizar diversos microorganismos para afrontar problemas de tratamiento y control de la contaminación química en los ecosistemas, ya que algunos de ellos, principalmente bacterias, tienen la capacidad de eliminar del medio o degradar con enzimas gran número de compuestos tóxicos y peligrosos. En la actualidad en los laboratorios se están creando bacterias, levaduras y enzimas específicas para conseguir la degradación de los residuos mediante las siguientes técnicas:
Biometanización. Es un proceso de digestión anaerobia (sin oxígeno) de la materia orgánica por microorganismos, que la descomponen dando lugar a una mezcla de gases, principalmente metano y dióxido de carbono. Lagunas de estabilización. Se utilizan bacterias y algas para depurar residuos líquidos por procesos naturales. Filtros percoladores. Con filtros que contienen una población de microorganismos que degradan la materia orgánica que haya en el residuo.
Bioterrorismo El bioterrorismo es el uso ilegítimo (o amenaza de uso) de microorganismos o toxinas obtenidas de organismos vivos para provocar enfermedades o muerte en seres humanos, animales o plantas con el objetivo de intimidar a gobiernos o sociedades para alcanzar objetivos ideológicos, religiosos o políticos.
Los agentes biológicos son mucho más letales que los químicos porque suelen ser más difíciles de diagnosticar y los cuadros clínicos son similares a otras enfermedades; además, se caracterizan por ser económicos y fáciles de adquirir, cultivar, almacenar y transportar. Los agentes biológicos propios del bioterrorismo son pocos. Se clasifican (clases A, B y C) según su morbilidad, mortalidad, capacidad de infectar, existencia de vacuna, disponibilidad, potencial de producción, estabilidad en el medio ambiente, capacidad de diagnóstico, etcétera.
Ingeniería genética Las bacterias son utilizadas por los científicos en ingeniería genética como laboratorios naturales para obtener ciertas sustancias útiles en el tratamiento y prevención de enfermedades. Se consigue introduciendo en la bacteria parte del ADN (gen) de una célula eucariótica que determina la síntesis de una proteína. De esta manera se obtiene insulina, la hormona del crecimiento o la vacuna contra la hepatitis B. 16. ¿En qué consiste le enfermedad infecciosa? Una enfermedad infecciosa es la manifestación clínica consecuente a una infección provocada por un microorganismo —como bacterias, hongos, virus, y a veces, protozoos, etc.— o por priones. En el caso de agentes biológicos patógenos de tamaño microscópico, no se habla de infección sino de infestación. En el caso de infección o infestación por protozoos, vermes o artrópodos se habla de enfermedad parasitaria, ya que dichos grupos han sido estudiados tradicionalmente por la parasitología. 17. ¿Qué características presentan las enfermedades infecciosas causadas por bacterias? Sólo una pequeña parte de los miles de especies de bacterias causan enfermedades humanas conocidas. Las infecciones bacterianas se evitan destruyendo las bacterias con calor, como se hace en las técnicas de esterilización y pasteurización. Cuando se producen, las enfermedades bacterianas se tratan con antibióticos. Pero el abuso de estos compuestos en los últimos años ha favorecido el desarrollo de cepas de bacterias resistentes a su acción, como Mycobacterium tuberculosis, que causa la tuberculosis. 18. ¿Qué características presentan las infecciones que causan los parásitos? Las infecciones parasitarias son frecuentes en las zonas rurales de África, Asia y Sudamérica, pero son poco frecuentes en los países desarrollados. Sin embargo, quienes viven en países desarrollados y visitan otros en vías de desarrollo pueden resultar infectados por parásitos y regresar a su país sin saber que portan la enfermedad, donde puede resultar difícil de diagnosticar debido a que es muy poco frecuente. Los gusanos suelen entrar en el organismo a través de la boca, a pesar de que algunos lo hacen por la piel. Los que infectan el intestino pueden permanecer allí o bien penetrar por la pared intestinal e infectar otros órganos. Los gusanos que atraviesan la piel suelen hacerlo a través de las plantas de los pies o bien penetran en el cuerpo cuando la persona nada en aguas infectadas. Si el médico sospecha que un individuo pudiera tener una infección parasitaria, puede obtener muestras de sangre, heces u orina para analizarlas en el laboratorio. Así mismo, también toma una muestra de
líquido de un órgano o tejido que pudiese estar infectado. Por lo general es necesario hacer varios análisis para descubrir los parásitos en dichas muestras. Los parásitos suelen reproducirse en el huésped al que infectan, por lo que en ocasiones deja sus huevos dentro de éste. Si los parásitos se reproducen en el tracto digestivo, los huevos pueden aparecer en las heces. Para hacer el diagnóstico de una infección parasitaria, el médico suele tomar tres muestras de heces con intervalos de uno a dos días. En ciertos casos las muestras de heces se obtienen mediante un sigmoidoscopio (un tubo flexible de visualización que se utiliza para examinar la parte inferior del intestino grueso). Las personas que han de someterse a un examen de una muestra de heces no deben tomar antibióticos, laxantes ni antiácidos, porque estos fármacos pueden reducir el número de parásitos y dificultar aún más su detección en el laboratorio. Por otro lado, para establecer el diagnóstico, a veces se extrae líquido del duodeno (la parte superior del intestino delgado) o bien se toma una muestra del contenido intestinal usando un cordel de nylon introducido por la boca. 19. ¿Qué características presentan las enfermedades infecciosas causadas por virus? Los virus causan muchas enfermedades humanas comunes, como resfriados, gripes, diarreas, varicela, sarampión y paperas. Algunas enfermedades víricas, como la rabia, la fiebre hemorrágica, la encefalitis, la poliomielitis, la fiebre amarilla o el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, son mortales. La rubéola y el citomegalovirus pueden provocar anomalías graves o la muerte en el feto. De acuerdo con sus vías de transmisión distinguimos los siguientes tipos de virus patógenos para el hombre: Los virus respiratorios son liberados en gotitas expulsadas e inician la infección en los tejidos superficiales del tracto respiratorio. Los virus entéricos son expulsados en las heces y se adquieren por ingestión de alimentos y bebidas contaminados. Los virus transmitidos por insectos (arbovirus, de «arthropod-borne virus») se multiplican tanto en los vertebrados como en los artrópodos, sirviendo estos últimos de vectores de transmisión; al alimentarse de sangre, inyectan los virus junto con saliva. Otros virus son dispersados bien por contacto directo entre individuos, bien por contacto con objetos contaminados. Los principales agentes víricos de enfermedades humanas se pueden clasificar, de acuerdo con sus vías de transmisión, o también según sus principales órganos diana (es decir, aquellos en los que se produce mayor daño por la replicación del virus). Los virus animales (es decir, los que parasitan a animales y al hombre) se clasifican a veces de acuerdo con esos órganos: por ejemplo, los que se multiplican primordialmente en el sistema nervioso central se denominan virus neurotrópicos y aquellos que producen lesiones prominentes en la piel se denominan virus dermatrópicos. Convendría hacer hincapié en que la subdivisión de los virus sobre la base de sus modos de transmisión o de sus órganos diana no está correlacionada con la subdivisión taxonómica de los virus en base a sus propiedades físicoquímicas.