Ejercicio resuelto de Microbiología y biotecnología · Biología

El kuru es una enfermedad mortal que afectaba a individuos de ciertas tribus de Nueva Guinea que practicaban el canibalismo ritual en los funerales. Tras analizar restos de tejidos infectados, el agente causante no podía observarse al microscopio óptico, no incorporaba ni timina ni uracilo durante su replicación y su composición química fundamental era carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y azufre. Razone adecuadamente las respuestas.

a) Según estos resultados, ¿qué agente infeccioso sería el responsable de esta enfermedad? [0,6 puntos]

b) Este agente infeccioso pudo eliminarse de los instrumentos utilizados en los análisis utilizando calor húmedo (a alta temperatura y presión). ¿Qué efecto produce el calor elevado en este agente infeccioso? [0,4 puntos]

$\textbf{a) Según estos resultados, ¿qué agente infeccioso sería el responsable de esta enfermedad? [0,6 puntos]}$

El agente responsable es un prion.

Los tres datos del análisis conducen a él. Que no pueda observarse al microscopio óptico indica que es de tamaño molecular, muy por debajo del de una bacteria o un protozoo. Que no incorpore ni timina ni uracilo durante su replicación significa que no sintetiza ni ADN, que llevaría timina, ni ARN, que llevaría uracilo: el agente carece por completo de ácido nucleico, lo que descarta bacterias, hongos, protozoos, virus y viroides. Y su composición, carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y azufre, es exactamente la de las proteínas, pues el azufre procede de los aminoácidos cisteína y metionina.

Un agente infeccioso formado solo por proteína es, por definición, un prion: una proteína propia del organismo, presente sobre todo en el tejido nervioso, que ha adoptado una conformación anómala y que es capaz de inducir ese mismo plegamiento erróneo en las moléculas normales con las que contacta. Así se propaga sin necesidad de ácido nucleico y se acumula en el encéfalo, provocando las encefalopatías espongiformes, entre ellas el kuru, que se transmitía por el canibalismo ritual.

$\textbf{b) Este agente infeccioso pudo eliminarse de los instrumentos utilizados en los análisis utilizando calor húmedo (a alta temperatura y presión). ¿Qué efecto produce el calor elevado en este agente infeccioso? [0,4 puntos]}$

El calor elevado lo desnaturaliza. Como el prion no es más que una proteína, el aumento de temperatura rompe los enlaces débiles, puentes de hidrógeno e interacciones hidrofóbicas, que mantienen sus estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria; la cadena se despliega y pierde la conformación anómala que le permitía imponer su plegamiento a las demás moléculas.

Al perder esa conformación pierde también su capacidad infectiva, que en él depende únicamente de la forma. Conviene señalar que los priones son extraordinariamente resistentes, mucho más que la mayoría de las proteínas, y por eso no basta con hervirlos: hacen falta las condiciones de alta temperatura y presión del autoclave, es decir, calor húmedo.