Parásitos intracelulares estrictos: genoma y estructura

1. PARASITISMO

El parasitismo es una asociación antagónica entre dos seres de distinta especie. El parásito, corresponde al ser más pequeño, vive de modo temporal o permanente en el otro ser más complejo y organizado, dependiendo metabólica y evolutivamente del hospedador, ocasionándole acciones patógenas. Algunos autores afirman que los parásitos adquieren información genética de sus hospedadores, lo que les convierte en mejores parásitos, evadiendo mejor la defensa inmunitaria. Existen diversas categorías de parásitos [Figura 1].[1]

Figura 1- Clasificación de las diversas categorías de parásitos.

2. PARASITISMO INTRACELULAR ESTRICTO

Los organismos que llevan a cabo este tipo de vida dependen estrictamente del hospedador para llevar a cabo todos los ciclos vitales.

Cuando nos referimos a parásitos intracelulares estrictos podemos cometer el error de pensar únicamente en los virus. Sin embargo también encontramos diversos tipos de bacterias, protozoos y algún hongo. Generalmente, se tendía a afirmar que el hecho por el cual no pueden llevar a cabo una vida libre es porque el tamaño de su genoma es demasiado pequeño y solo pueden codificar para algunas proteínas esenciales, por lo que han de parasitar las células de un organismo hospedador para poder llevar a cabo todas las funciones vitales. Pero esta afirmación no se cumple en todos los organismos, ya que encontramos algunos protozoos y hongos con una gran cantidad de pares de bases en su genoma. [Tabla 1]

Los protozoos y hongos que cumplen la excepción, siguen llevando a cabo este tipo de parasitismo por causa de la evolución. Estos organismos resultan de una evolución secundaria progresiva de forma que las especies parásitas habrían perdido las aptitudes fisiológicas que les permitirían una vida no parásita. [2]

Dominio	Familia	Especie	Tamaño genoma
Bacterias	Rickettsiaceae	Coxiella burnetii	± 2 Mb
		R. prowazekii	1.1 Mb
	Clamydiaceae	C. pneumoniae	1.23 Mb
Virus	Polyomaviridae	Polyomavirus BK	5 Kb
Protistas	Plasmodiidae	P. falciparum	23 Mb
Fungi	Peronosporaceae	P. viticola	114 Mb

Tabla 1- Algunos ejemplos de parásitos intracelulares estrictos, indicando el tamaño de su genoma y destacado en rojo los genomas de mayor tamaño.

3. VIRUS

Los virus son los parásitos intercelulares estrictos, estos no tienen estructura celular, sino que constan únicamente de una cápside y un genoma muy pequeño, a causa de su limitación genómica tienen un un ciclo vital dependiente de un hospedador, este consiste en la fase de virión (extracelular) y una fase intracelular infecciosa en la cual se da la reproducción y la expresión genómica.[3]

3.1. ESTRUCTURA

La estructura extracelular de este parásito consiste en un complejo formado por ácido nucleico y las proteínas de la cápside (formada por capsómeros) que lo rodean, denominado nucleocápsida. Esta se caracteriza por presentar simetría que puede ser helicoidal, icosaédrica, o binal. Esta envoltura suele desempeñar funciones importantes en la infección mediando la unión específica virión-célula hospedadora. Algunos virus se caracterizan por tener también una bicapa lipídica. Tienen una medida muy pequeña (entre 10-300 nanometros) y existe una gran variedad de morfologías. [Figura 2]

Figura 2- Estructura vírica icosaedrica, helicoidal y binal.

3.2. GENOMA

Su material genético se caracteriza por estar formado por alrededor de 5 Kpb y por presentar una única especie de ácido nucleico puede ser: ADN o ARN, lineal o circular, de cadena sencilla o doble, todas las combinaciones son posibles.

Los tipos de ADN virales mayoritariamente son bicatenarios a excepción de los parvovirus (monocatenarios). [Figura 3]

Figura 3- Clasificación de los virus según material genético y estructura.

4. PROTISTAS

Dentro del reino de los protistas encontramos los protozoos del filum de Apicomplexa (apicomplejos), estos son los protistas reconocidos como parásitos intracelulares estrictos más conocidos. Los apicomplejos tienen un genoma extenso, como la mayoría de los protozoos,  alrededor de unos 120 Mpb por lo que la dependencia de un huésped en este caso no se debe a un genoma insuficiente.  Se cree que la razón por la que estos protozoos tienen esta capacidad infecciosa se debe a que sus antepasados fueron organismos autótrofos que desarrollaron la capacidad de invadir las células intestinales de sus depredadores, y que posteriormente perdieron su capacidad autótrofa, por eso ahora son dependientes del hospedador, del cual se alimentan.[4]

Un ejemplo de apicomplejos es el Toxoplasma gondii cuyo ciclo vital queda reflejado en el siguiente video: 

                                                         Video 1- Ejemplo apicomplejos.

4.1 ESTRUCTURA

Uno de los componentes destacables de su estructura es el complejo apical, consiste en un orgánulo que confiere la capacidad de entrada en el huésped, está formado por el conoide (microtubúlos en espiral), las roptrias (cuerpo secretor) y el anillo polar (bandas de microtubúlos). [Figura 4]

Otro orgánulo interesante son los apicoplastos, estos son cloroplastos que han perdido la capacidad fotosintética a causa de una falta de pigmentación, aun así son muy importantes para la vida de estos individuos porque sintetizan ácidos grasos, isopreonoides  y diversos aminoácidos.

                Figura 4. Esquema del complejo apical

5. BACTERIAS

Existe un grupo dentro del dominio de las bacterias que se caracteriza por tener un genoma muy pequeño por lo que son siempre parásitos intracelulares estrictos. Estas necesitan la energía metabólica de las células hospedadoras que parasitan para poder vivir y reproducirse.

5.1. GENOMA

Algunas de las bacterias que se caracterizan por ser parásitos intracelulares obligados se encuentran dentro de la familia de las Chlamydiaceae y las Rickettsiaceae.

En la familia Rickettsiaceae, destacamos el género de las Rickettsias caracterizado por penetrar dentro de la célula huésped por medio de un mecanismo activo, localizado en el citoplasma y el núcleo. [5] Es capaz de sintetizar moléculas de ADP pero no de ATP (o en cantidades insignificantes) por lo que tiene un sistema energético propio aunque insuficiente. Los agentes del género Rickettsia no pueden sobrevivir en fagolisosomas (cuerpo citoplasmático formado por la fusión de un lisosoma con un fagosoma, contiene las enzimas hidrolíticas del lisosoma) pero tiene la capacidad de eluir la unión con éste. Una vez multiplicadas dentro de la célula salen al exterior por lisis celular o exocitosis. [Tabla 2].

Dentro de la familia chlamydiaceae, destacamos el género de las Chlamydias dónde todas las especies pueden realizar su síntesis proteica, pero requieren de aminoácidos que no pueden sintetizar y deben ser aportados por la célula huésped, también requieren el ATP de la misma. [Tabla 1][6]

5.2 ESTRUCTURA

BACTERIAS	PARED BACTERIANA	ESTRUCTURA EXTERNA	“ESPORAS”	MORFOLOGÍA
CHLAMYDIAS	Similar a GRAM (-) sin peptidoglicanos con lipopolisacáridos	Membrana externa formada por Proteína Mayor (MOMP)	NO	Cuerpo elemental	Extracelular
					Infectivo
				Cuerpo reticulado	Intracelular
					No infectivo
RICKETTSIAS	GRAM (-) con petidoglicanos con lipopolisacáridos	Rodeado de polisacárido capsular	NO	Cuerpo grande	No sobreviven en fagolisosomas
					Capacidad de eludir la unión del fagolisosoma

Tabla 2- Estructura de diferentes géneros de bacterias que actúan como parásitos intracelulares estrictos.

6. HONGOS

Algunos hongos son parásitos intracelulares estrictos debido a  la necesidad de un tejido vivo de otro organismo para vivir.

6.1. ESTRUCTURA

Forman un cuerpo vegetativo después de germinar, el más conocido es la hifa. El conjunto de hifas forman un micelo, si este es aéreo forma esporas [Figura 5]. Poseen una pared celular con quitina, esta es una de las diferencias más importantes respecto una célula vegetal.

Figura 5- Ciclo de vida de los hongos.

6.2. GENOMA

El genoma de los hongos tiene un tamaño que ronda de entre unas 13-43 Mb.  Durante el ciclo de vida  los hongos son haploides durante la fase asexual y diploides durante la fase sexual (formación de esporas).

7. CONCLUSIÓN:

En definitiva un parásito intracelular estricto es aquel microorganismo incapaz de sobrevivir sin una célula huésped, ya que sin esta no podría realizar una función vital (nutrirse, reproducirse…).

Con este trabajo llegamos a la conclusión de que existen microorganismos que aun teniendo un genoma considerablemente grande se consideran estrictos, por la incapacidad de realizar por si mismos funciones esenciales para su supervivencia, como anteriormente os hemos explicado a través de los protozoos.

Si algo no os ha quedado claro u os interesa profundizar más en alguna cuestión, por favor no dudéis en preguntarnos. Gracias por vuestro interés.

8. BIBLIOGRAFÍA:

[1] Apuntes de Microbiología de 2º de la Universidad de Girona (Bloc 2).

[2] Mier, Teresa; Toriello, Conchita. (2005). Hongos microscópicos saprobios y parásitos. 

<https://books.google.es/books?id=UD30RosdJSEC&pg=PA8&lpg=PA8&dq=hongos+parásitos+libro+online&source=bl&ots=XcSMkQiX5f&sig=H-v--qG-4vhOJ52txrm7kGk2w74&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwj0mLrnwanMAhXGWxoKHc2NDgUQ6AEIKzAD#v=onepage&q=hongos%20parásitos%20libro%20online&f=false>.  [18-04-2016]

[3] Koneman, E.W.; Allen S. (2008). Diagnostico Microbiologico. [6a edición], Panamericana.

[4] Adhesion molecules and other secreted host-interaction determinants in Apicomplexa: insights from comparative genomics. <http://www.mrc-lmb.cam.ac.uk/genomes/madanm/aravind/apicomplexa_review_final.pdf>  [29-03-2016]

[5] Forbes B., Sahm D., Weissfeld A. (2009) Diagnóstico Microbiológico (12ª ed.) Panamericana

[6] TEMA 1, Microbiología. <http://www.uib.cat/depart/dba/microbiologia/microclinica_old/TEMA1.html>  [13-04-2016]