generalidades de los virus

Propiedades Generales de los Virus

MICROBIOLOGÍA II

Características

• El término virus proviene del latín que significa “fluido venenoso”.

• Son pequeños y conservan su infectividad después de atravesar filtros tan cerrados que retienen a las bacterias.

• La unidad empleada para medir bacterias es la micra o micrómetro (µm). Para los virus la unidad utilizada es el nanómetro (nm), que es la milésima parte de una micra. El rango de tamaño de los virus es de 20 a 150 nm de diámetro.

Características

• Los virus dependen por completo de células vivas, sean eucariotas o procariotas, para replicarse y existir.

• Algunos poseen enzimas propias, como polimerasa de ARN dependiente de ARN o transcriptasa inversa (TR), pero son incapaces de reproducir o amplificar y traducir en proteínas la información de su genoma sin ayuda de estructuras y mecanismos celulares.

Características

• Solo tienen una clase de acido nucleico, sea ADN o ARN.

• Poseen un componente –una proteína de unión a receptores- para adherirse o “anclarse” a las células, a fin de forzarlas a fabricar productos virales.

¿Cómo se descubrieron los virus?

• Los virus fueron descubiertos hasta que se invento el microscopio electrónico (ME) , en 1939.

• En el laboratorio de Pasteur, Charles Chamberland diseño y creo un filtro que retendría hasta las bacterias mas pequeñas.


• Iwanowski (Rusia) y Beijerinck (Holanda) demostraron que se podía transmitir una enfermedad de plantas (el mosaico del tabaco) mediante extractos de liquido que habían pasado a través de un filtro de Chamberland y que, por tanto, no podía contener bacterias.


• Poco tiempo después también se transmitió glosopeda a reses mediante filtrados libres de bacterias.

• Entonces fue obvio que había otros agentes vivos, mas pequeños que cualquier bacteria conocida, pero capaces de multiplicarse que podían causar un amplia gama de enfermedades en vegetales y animales

Estructura viral

• Es importante conocer la estructura de los virus para identificarlos; además, ayuda a deducir muchas propiedades esenciales de cada virus, las cuales podrían ser importantes. Por ejemplo, los procesos por los que se fijan y penetran a las células, para luego madurar y liberarse difieren mucho entre virus que poseen envoltura o capsula externa de lípidos y aquellos que no la tienen.

Componentes principales de los virus

• Proteínas estructurales: Las proteínas que componen la partícula viral.

• Proteínas NE o no estructurales: Proteínas codificadas por el genoma viral, que son enzimas muy importantes, necesarias para la replicación pero que no se incorporan al virión.


• Cápside: Es la cubierta proteínica de los virus.• Capsómero: Unidades proteínicas estructurales

que componen a la cápside.• Nucleocápside: Es la cubierta proteínica compleja

y el acido nucleico viral.• Algunos virus poseen una envoltura externa de

lípidos que deriva de la membrana plasmática de la célula hospedera y se forma por gemación al desprenderse de la superficie celular.


• Peplomeros: Proteínas estructurales en forma de espigas encontradas en la superficie de virus con envoltura lipídica.

• Virión: Se llama virión a la partícula viral completa, es decir, la nucleocápside junto con su cubierta externa (si la tiene).

Estructura viral

PeplómeroGlucoproteína

Cápside

Envoltura Lípidica

Materialgenético

}

Cápside + Material genético = Nucleocápside

{Virión.- Partícula

viral completa e infectiva

Capsómero

Estructura viral

Subunidad.- Cadena de polipéptido viral con un solo plegamientoCapsómero.- Unidades morfológicas observadas al microscopio electrónico .

Estructura viral

Bacteriófago

Simetría viral

• La mayoría de los virus se clasifica en dos grupos : virus con nucleocápside de simetría helicoidal y virus con nucleocápside de simetría icosaedrica (cubica).

• En los virus con simetría helicoidal las moléculas proteicas de la nucleocápside están ordenadas como los escalones de una escalera de caracol y el acido nucleico constituye el núcleo central de la partícula. La nucleocápside helicoidal siempre esta contenida en una envoltura de lipoproteína.

Simetría viral

• Simetría cubica: Este termino indica que es posible girar estos cuerpos sobre diversos ejes y su apariencia se mantendrá igual. Con pocas excepciones, los virus no helicoidales serán icosaedricos; es decir, tendrán 20 caras triangulares iguales.

Simetría viral

• Simetría compleja: A los virus con genoma grande les corresponde tener una estructura compleja. Aquella que no corresponde a ninguna de las anteriores.

Simetría viral

Simetría viral• Simetría cúbica.- Esta simetría es de patrón icosaédrico, con 20 caras, 12 vértices y ejes quíntuple, triple y doble. Hay exactamente 60 subunidades idénticas sobre su superficie.

• Simetría Helicoidal.- Las subunidades se unen periódicamente al ácido nucleíco viral, formando una hélice.

• Estructuras complejas.- No muestran simetría simple cúbica o helicoidal, sino una estructura más complicada.

Determinación del tamaño viral

A. Observación directa con el microscopio electrónico (EM).

B. Filtración a través de membranas con poros graduados.

C. Sedimentación en la ultracentrífuga.D. Mediciones comparativas.

Origen evolutivo de los virus

1. Los virus pudieron derivarse de ácidos nucleíco componentes de las células Huésped, DNA, RNA o de ambos, que adquirieron la capacidad de replicarse de manera autónoma y evolucionar independientemente.

Origen evolutivo de los virus

2. Los virus pueden ser formas degeneradas de parásitos intracelulares. Quizás de organismos como Rickettsias y Clamidias.

Clasificación viralBases de la clasificación

1)Morfología del virión.2)Propiedades fisicoquímicas del virión.3)Propiedades del genoma del virus.4)Propiedades de las proteínas del virus.5)Organización y replicación del genoma.6)Propiedades antigénicas.7)Propiedades biológicas.

DNA virusFamilia Virus representativos Simetría de la

nucleocápside*Parvoviridae Parvovirus humano (B19) I

Papovaviridae Papilomavirus I

Adenoviridae Adenovirus I

Herpesviridae Virus del herpes simple I

Poxviridae Virus de la vacuna (vaccinia)

C

Hepadnaviridae Virus de la hepatitis B I

*H, helicoidal; I, icosaédrica; C, compleja.

RNA virusFamilia Virus representativos Simetría de la

nucleocápside*

Astroviridae Astrovirus I

Picornaviridae Poliovirus I

Flaviviridae Virus de la fiebre amarilla I

Togaviridae Virus de la rubéola I

Coronaviridae Virus de la bronquitis infecciosa

H

Bunyaviridae Virus de la encefalitis californiana

H

Orthomyxoviridae Virus de la influenza H

Paramyxoviridae Virus del sarampión H


RNA virusFamilia Virus representativos Simetría de la

nucleocápside*Rhabdoviridae Virus de la rabia H

Arenaviridae Virus de la fiebre de Lassa H

Retroviridae VIH-1 , VIH-2 I

Reoviridae Rotavirus I

Filoviridae Virus Marburg H

Calciviridae Calcivirus I


Viroides

• Se trata de diminutas moléculas de ARN de cadena sencilla circular a las que resultaría muy difícil considerar virus verdaderos. Solo afectan a las plantas y causan algunas enfermedades importantes desde el punto de vista comercial.

Viroides

Priones

• Stanley Prusiner recibió el premio Nobel por el descubrimiento de unas proteínas carentes de material genético a las que llamo priones (partículas infecciosas proteináceas), las cuales producen enfermedades neurodegenerativas.

Priones

Nomenclatura viral

• Familia viral: Se usa el sufijo viridae: Ejemplo; Herpesviridae para los herpesvirus, y Picornaviridae para los poliovirus.

• Subfamilia: Se usa el sufijo virinae: Ejemplo; Lentivirinae, Spumavirinae y Oncovirinae.

• Genero: Se usa el sufijo virus: Ejemplo; simplexvirus - herpes simplex I and II.

Nomenclatura viral

• Algunos nombres son asignados según el tipo de enfermedad que causan (ej; virus de la viruela, virus del herpes).

• Otros nombres se apoyan en abreviaturas y siglas, como papovavirus ( papiloma-polioma-vacuolizante ) y picornavirus ( pico, pequeño; rna; acido ribonucleico ).

• Otros se apoyan en características morfológicas del virión ( coronavirus, que poseen un halo o corona de glucoproteínas ).

Nomenclatura viral

• Otros virus se les ha dado nombre según el lugar en que fueron aislados por primera vez ( virus de Coxsackie y de Marburg ).

• Las descripciones, clasificación y nomenclatura de los virus son especificadas por el International Committee on Classification of Virus (ICCV).

Replicación viral

Replicación viral

• Periodo de eclipse.- Poco después de la interacción con una célula huésped. El virión infectante se fragmenta y pierde su infectividad cuantificable.

• Las infecciones productivas tienen lugar en células permisivas, y como resultado se generan virus infectantes.

Replicación viral

• Las infecciones abortivas no producen progenie infectante, sea porque la célula no es permisiva o el virus infectante puede ser defectuoso. Esto puede dar como resultado una infección latente.

Etapas de la replicación viral1. Adhesión: por medio de un receptor. Este es un proceso específico. Los

ejemplos de las moléculas receptoras de virus incluyen:• CD4 sobre las células T para el virus HIV. (más el cofactor de entrada:

receptores de las quimoquinas) • ICAM sobre las células epiteliales del tracto respiratorio superior: rhinovirus

(resfríado común) • Receptores como los de las inmunoglobulinas,: virus del polio 2. Penetración: Son posibles varios mecanismos, incluyendo:• endocitosis ( Endocitosis: transporte de partículas hacia el interior de la célula

por una invaginación de la membrana celular.) mediada por receptores, Ej: Virus de la gripe y los adenovirus

• fusión de membranas : Ej: los herpesvirus y los paramixovirus. • traslocación a través de la membrana, Ej: los virus del polio.

Etapas de la replicación viral3. Pérdida de la cubierta: (Decapar: destrucción de una capa por

medios físico-químicos) desencadenado por cambios del pH en los endosomas, Ej: virus de la influenza A.

4. Expresión del genoma viral y síntesis de componentes virales. La replicación viral se suele dividir en dos fases: precoz y tardía

• Las primeras proteínas que se producen, controlan la siguiente fase del ciclo de replicación., Ej: la replicación del genoma y la producción de proteínas en la fase final.

• Las proteínas que se producen al final suelen ser proteínas estructurales.

Etapas de la replicación viral

5. Morfogénesis y liberación del virus. Las partículas virales son liberadas de las células por: lisis celular ó por protrusión (gemación) de yemas de la membrana celular. usualmente membrana citoplasmática. Ambos procesos causan la muerte celular - Se puede ver in vitro en los cultivos celulares - Es el efecto citopático (CPE)

Liberación por gemación

Ciclo del bacteriófago

Genética de los virus animales

• Genotipo.- se refiere a la constitución genética de un organismo

• Fenotipo.- se refiere a las propiedades observables de un organismo producidas por el genotipo en colaboración con el ambiente

• Mutación.- es un cambio hereditario del genotipo

• Genoma.- es la suma de los genes de un organismo

Genética de los virus animales

• Virus de tipo nativo.- denota al virus original del que se derivaron los mutantes y contra el cual se comparan dichos mutantes

• Los virus recientes aislados del huésped natural se conocen como aislados de campo o aislados primarios

• Virus defectuoso.- es el que carece de uno o más de los genes funcionales necesarios para su replicación

Variación genética de los virus

• Poca fidelidad de transcriptasas inversas y ARN replicasas. Es común que durante la replicación viral se produzcan mutaciones, como la eliminación o la inserción de un nucleótido o un grupo de nucleótidos (mutantes por deleción o inserción). Estas mutaciones son mas frecuentes en los virus de ARN que en los de ADN, debido a la poca fidelidad en la transcripción por transcriptasas inversas (RT) y ARN transcriptasa, además de la falta de capacidad para revisar y corregir, en comparación con el ADN polimerasa.


• La recombinación es una manera importante como los virus pueden modificar su estructura genómica. La utilizan los virus de ADN mediante la segmentación de la cadena de su ácido nucleico y estableciendo enlaces covalentes entre fragmentos del genoma de ADN, sea del mismo gen o entre dos virus infectantes de la misma clase. Se cree que esto ocurre en virus de ARN cuando la polimerasa viral intercambia las cadenas de la plantilla durante la síntesis del genoma. Por fortuna no se producen estas interacciones genéticas entre virus no relacionados.


• Reestructuración genética: En algunos virus de ARN (como el de la influenza y los rotavirus, cuyo genoma se compone de fragmentos separados) puede haber intercambio simple de genes.

Interacciones entre virus

• Cuando dos o más partículas virales infecta a la misma célula huésped pueden interactuar de diferentes maneras

A. Recombinación.- Produce una progenie viral (recombinante) con rasgos no observados en ninguno de los progenitores.

• El mecanismo típico es que al romperse las cadenas del ácido nucleíco, una parte del genoma de un progenitor se une a la parte correspondiente del genoma del segundo progenitor.


B. Reactivación genéticaa. El rescate de marcador.- ocurre entre el

genoma de un virión activo y el genoma de una partícula viral que de alguna manera se ha inactivado. Una porción del genoma del virus inactivado se recombina con la del progenitor activo de modo que ciertos marcadores del progenitor inactivado se rescatan y aparecen en la progenie viable.


b. Reactivación múltiple.- ocurre cuando muchas partículas virales inactivas interactúan en la misma célula para generar un virus viable.

C. Complementación.- Se refiere a la interacción de los productos génicos virales en las células infectadas con dos virus, uno de los cuales, o ambos, pueden ser defectuosos.


• El resultado es la replicación de uno o ambos virus bajo condiciones en las cuales ordinariamente no hay replicación.

D. Mezcla de fenotipos.- Es la reunión de un genotipo con un fenotipo heterólogo. Esto ocurre cuando el genoma de un virus se incorpora al azar a las proteínas de la cápside especificadas por un virus diferente.


E. Interferencia.- La infección de células en cultivo o de animales íntegros con dos virus casi siempre inhibe la multiplicación de uno de los virus.

• Mecanismos causantes de interferencia:1) Un virus puede inhibir la capacidad del

segundo para adsorberse a la célula, sea por bloqueo de sus receptores o por destrucción de sus receptores.


2) Un virus puede competir con el segundo por elementos del aparato de replicación (p. ej., polimerasa, factor de inicio de la traducción).

3) El primer virus puede obligar a la célula infectada a producir un inhibidor (interferón), el cual evita la replicación del segundo virus.

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