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Virus de Animales Microbiología

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Esquema de los virus y su principales características

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Page 1: Virus Microbiologia

Virus de AnimalesMicrobiología

Page 2: Virus Microbiologia

Introducción

Dado que los virus solo se replican en el interior de células vivas, su investigación requiere el uso de hospedadores apropiados. El hospedador de un virus animal es una célula eucariótica. Las diferencias en las estrategias de replicación de los virus que las infectan también varían para los diferentes tipos de hospedadores; y para animales, originan diferencias en los procesos de fijación y penetración del virus. Para poder entender estas diferencias de una manera mas precisa se debe extender más que solo la mecánica de la penetración.

Page 3: Virus Microbiologia

Generalidades• La ausencia de pared celular en células animales, originan diferencias en los

procesos de fijación y penetración del virus.• Cuando ocurre la penetración, el virión entero, o al menos la nucleocapsida

suele penetrar en el citoplasma por endocitosis y una vez allí debe ser decapsidado.

• Las células animales al ser eucarióticas, poseen compartimentalizacion, que afecta al lugar de replicación. La replicación del DNA y la transcripción del genoma en mRNA se produce en el nucleo, mientras que la traducción tiene lugar en el citoplasma, que compone toda la maquinaria sintetizadora de proteínas de la célula eucariótica.

• Los transcritos de los genes eucarióticos deben ser procesados y transportados al citoplasma antes de que puedan utilizarse como mRNA, que implica la eliminación de intrones así como la adición de una cola de poli-A al extremo 3’ y una cap, al extremo 5’.

Page 4: Virus Microbiologia

ClasificaciónLos virus animales han sido estudiados extensamente. Los dos grupos mas estudiados son los que infectan insectos y los que infectan animales de sangre caliente. la mayoría de los virus animales que han sido estudiados en detalle son los que han podido ser cultivados en cultivos celulares.

Existe un sistema formal de taxonomía vírica que organiza los virus en niveles taxonómicos jerárquicos: orden, familia (y subfamilia), genero y especie. Los miembros de una familia de virus poseen morfología (del virión), estructura del genoma y/o estrategias de replicación distintivas.

Virus transmitidos por abejorros: El contagio de las partículas virales se produciría en las plantas que ambos insectos polinizan.

Virus de la rabia encontrado en la saliva del animal enfermo

Page 5: Virus Microbiologia

Clasificación

Virus animales ADN

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ARN

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Sistema de Clasificación Baltimore7 clases:

Virus ADN bicatenario (doble cadena) (Herpesvirus, Poxvirus)

Virus ADN monocatenario (de caracter positivo) (Parvovirus)

Virus ARN bicatenario (Reovirus)

Virus ARN monocatenario positivo (polivirus)

Virus ARN monocatenario negativo (Rhabdovirus, Orthomixovirus)

Virus ARN monocatenario retrotranscrito (retrovirus)

Virus ADN bicatenario retrotranscrito (Hepadnavirus)

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Consecuencias de la infección en las células animales: Virus y Cáncer

Los virus pueden tener efectos variados en las células:

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Varios virus participan en las etapas que transforman una célula normal en una célula cancerosa o tumoral. La infección por ciertos tipos de virus animales conduce a un proceso llamado Transformación durante el cual el crecimiento se descontrola.

Page 10: Virus Microbiologia

VIRUS DE ARN

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VIRUS DE SIMPLE CADENA NEGATIVA Virus que tiene ácido ribonucleico (ARN) de cadena sencilla de sentido negativo como material genético y no se replica

usando ADN intermedio. Es una clase de virus del tipo ARN monocatenario, los cuales pueden clasificarse según el sentido o polaridad de su ARN. El ARN viral negativo es complementario del ARNm y por lo tanto debe convertirse en ARN positivo por una ARN polimerasa

antes de la traducción. El ARN purificado de un virus negativo no es por sí mismo infeccioso puesto que necesita ser traducido en ARN positivo.

Page 12: Virus Microbiologia

MULTIPLICACIÒN DEL VIRUS

Page 13: Virus Microbiologia

VIRUS DE SIMPLE CADENA POSITIVA• Virus que tiene ácido ribonucleico (ARN) de cadena sencilla de sentido positivo como material genético y no se

replica usando ADN intermedio.

• Es un grupo de virus del tipo ARN monocatenario.

• Los virus ARN positivos son idénticos al ARNm viral y por lo tanto pueden ser inmediatamente traducidos por la célula huésped. Aunque el ARN purificado de un virus positivo puede causar directamente una infección, seguramente sea menos infeccioso que el virus completo.

• La replicación tiene lugar principalmente en el citoplasma y no es tan dependiente del ciclo celular como en los virus ADN.

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MULTIPLICACIÒN DEL VIRUS

Page 15: Virus Microbiologia

VIRUS DE DOBLE CADENA DE ARN• Los virus de ARN de doble cadena contienen de uno a una docena de diferentes

moléculas de ARN, cada uno de los cuales codifica para una o más proteínas virales.• Se replican en el citoplasma y no dependen de las polimerasas de la células huésped

como lo hacen los virus ADN, pues incluyen estas enzimas en el virión.

Rotavirus

Page 16: Virus Microbiologia

MULTIPLICACIÓN1. Transcripción primaria del ARN bicatenario dentro del virión

usando la ARN polimerasa dependiente del ARN viral y liberación del ARN monocatenario positivo La ARN polimerasa, solo se replica si a la célula entra la cápsida junto con el genoma vírico.

2. Tradución del ARNm y obtención y acumulación de las proteínas virales estructurales y reguladoras.

3. Ensamblado parcial del ARN monocatenario positivo y las proteínas virales en viriones inmaduros.

4. Transcripción del ARN monocatenario positivo a ARN bicatenario dentro de los viriones por la ARN polimerasa dependiente del ARN viral.

5. Transcripción secundaria del ARN bicatenario.6. Ensamblado final y maduración de los viriones.

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RETROVIRUS• La característica principal que particulariza a los retrovirus es que su

genoma , está constituido por ARN en lugar de ADN, al contrario que el resto de virus.

• Para infectar a una célula, los retrovirus deben traducir su ARN en ADN e insertarlo dentro del ADN propio de la célula a infectar. Para conseguirlo usan una enzima específica, la transcriptasa inversa.

• Normalmente, en las células, la información genética va del ADN de los cromosomas a las proteínas, vía ARN mensajero. En los retrovirus se produce la transcripción retrógrada, del ARN al ADN, por acción de la transcriptasa inversa. De ahí el origen de su nombre.

• Entre los retrovirus se conocen tres géneros: oncovirus, lentivirus y espumavirus. Algunos oncovirus son reponsables directos de algunos procesos tumorales y leucemias.

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IMPORTANCIA1. Durante los años sesenta y setenta los retrovirus constituyeron modelos idóneos para el estudio de las

bases moleculares del cáncer.2. La aparición del SIDA y el descubrimiento en el año 1983 de que esta enfermedad está causada por un

retrovirus.3. El desarrollo de vectores basados en el uso de retrovirus han tenido un gran éxito, especialmente para la

terapia génica.

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REPLICACION VIRUS DE ADN

La replicación viral se divide en diversas fases o etapas y son: 1) reconocimiento y fijación a la célula hospedadora, mediado por receptores específicos;2)penetración del virus al interior de la célula mediante endocitosis o fusión de membranas; 3)pérdida de la cápside y liberación del genoma viral;4)síntesis precoz de RNAm viral y de proteínas virales no estructurales necesarias para la  replicación y la

transcripción viral; 5) replicación del genoma viral;6)síntesis tardía de RNAm viral y de proteínas estructurales;7)modificación postranscripcional de las proteínas virales;8)ensamblaje y formación de las partículas virales, que se puede realizar en distintas partes de la célula (núcleo,

citoplasma, membrana plasmática9) liberación del virus mediante lisis celular, exocitosis o gemación; 10)maduración de la partícula viral (partícula infectiva)

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Hay 3 maneras en que los virus ADN replican su material genético: Replicación bidireccional a partir de un substrato circular. En este caso, hay una síntesis simultánea de las cadenas ADN líder y de cierre, empezando en un origen definido de la replicación de ADN. Ejem. Los papovavirus.

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Replicación desde un substrato linear. En este caso, la síntesis de las nuevas cadenas de ADN no es simultánea. Ocurre secuencialmente (primero se hace una cadena en su totalidad,  luego la siguiente, etc). Un ejemplo: los adenovirus.

Replicación por medio de un intermediario ARN. Un ejemplo de este sistema son los hepaADNvirus (HBV), los cuales tienen parcialmente un genoma dsADN que debe ser convertido en un complejo ARN por la enzima transcriptasa inversa viral, durante el ciclo vital del virus.

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POXVIRUS Los virus pertenecientes a la familia Poxviridae son

los de mayor tamaño de los virus animales.

Su morfología es compleja presentan simetría

helicoidal

Aparecen con forma enladrillada.

También pueden ser ovoides.

Miden entre 220-450 nm por 140-260 nm de

tamaño, con cubierta externa.

Contienen DNA de doble cadena

Sensibles al cloroformo y se inactivan a pH 3.0

Inactivación a 55º C por 20 min.

• Resistencia a 100º C hasta 5 min.

• Conserva su virulencia por más de 1 año

en costras secas

• Se conservan a bajas temperaturas,

desecado o mezclado con glicerol

• Sensible a la radiación UV

• Se inactiva rápidamente con soluciones

de NaOH, con preparaciones de Cl y

Formol al 0.5 – 1 %.

• La síntesis viral ocurre en el citoplasma

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Se subdividen en 7 subgrupos:

Subgrupo I: ORTOPOXVIRUS

a.- Vacuna f.- V. del Ratón (Ectromelia)

b.- Viruela g.- V. del Conejo

c.- Pseudoviruela h.- V. del Camello

d.- Viruela Bovina i.- V. del Búfalo

e.- V. del Caballo

Subgrupo II: AVIPOXVIRUS

a.- V. Aviar d.- V. del Canario

b.- V. del Pichón f.- V. de la Codorniz

c.- V. de los Pavos g.- V. de los Periquillos

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Subgrupo III: UNGULOPOXVIRUS

a.- V. de la Oveja b.- V. Caprina

Subgrupo IV: LEPOPOXVIRUS

a.- Mixomatosis del Conejo

b.- Fibromatosis del Conejo

c.- Fibromatosis de la Liebre

d.- Fibromatosis de la Ardilla

Subgrupo V: ENTOMOPOXVIRUS:

se han aislado tres diferentes pox en insectos

Subgrupo VI: PARAPOXVIRUS

a.- Ectima del Borrego (Dermatitis Pustulosa)

b.- Estomatitis Pustular Bovina

c.- Nódulos de los Ordeñadores

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Subgrupo VI: Especies Independientes

a.- V. del Cerdo b.- Molluscum contagiosum

c.- Tumor Yaba de los monos d.- Tana (Monos y Hombre)

Los virus de esta familia pueden infectar tanto vertebrados como invertebrados.

Tanto la replicación como el ensamblaje se llevan a cabo en el citoplasma, en "factorías virales" y el virión puede liberarse

paulatinamente (virus con envoltura) o puede destruir la célula (virus sin envoltura).

El más conocido es el de la viruela humana, la cual fue erradicada totalmente mediante programa de vacunación (OMS).

Actualmente, este virus es una herramienta importante en biología molecular, se utiliza (una forma atenuada) como vector para la

expresión de cualquier tipo de gen, elaborando virus recombinantes.

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Los herpesvirus están constituidos por una estructura bien definida, con una cadena de ADN rodeada por una cápside icosaédrica. Ésta, a su vez, se rodea de un tegumento que contiene entre 15 y 20 proteínas y que esta en contacto directo con una envuelta que contiene numerosas glicoproteínas.

HERPESVIRUS

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS HERPESVIRUS

La familia Herpesviridiae, contiene únicamente el género Herpesvirus. Éstos tienen en común que poseen, al menos, cuatro características:

1. Una morfología típica con una cápsula icosaédrica de 162 capsómeros, recubiertos de una envuelta viral.

2. El genoma comprende una única molécula de ADN, de 120 a 250 kbp.

3. La infección viral exhibe cierta tendencia hacia el tropismo, siendo altamente recurrente en las superficies u órganos que infectan.

4. La fase productiva de la infección, donde el virus libera múltiples proteínas virales, es seguida por una fase de latencia en la cual el genoma viral permanece a salvo dentro de las células del huésped durante toda la vida del individuo infectado.

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El subgrupo alfa, conocido como la subfamiliaalphaherpesvirinae, incluye los virus HVS-1, HVS-2 yVZV.El grupo beta o subfamilia betaherpesvirinae, incluyeHCMV, el herpesvirus tipo 6 y el herpesvirus tipo 7.La subfamilia gammaherpesvirinae incluye el EBV yel HHV-8 o Sarcoma de Kaposi.En estados de latencia, HSV-1, HSV-2 y VZV residen en los ganglios de los nervios sensitivos y en losmonocitos.

El EBV reside en los linfocitos B y en el tejido de laglándula salivar. (5-9)HHV-6 permanece latente en los linfocitos y el epitelioductal de las glándulas salivares.HHV-7 en los linfocitos y el tejido glandular y el HHV-8 en linfocitos y macrófagos (10)

PatogeniaLos herpesvirus pueden causar daño por tres mecanismos:• destrucción directa de los tejidos• provocando respuestas inmunes patológicas• por la capacidad de transformar a la célula en neoplásica.

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La composición y estructura de los genomas víricos es más diversa que en todos los reinos de seres vivos. El ácido nucleico puede ser DNA/RNA, DNAmc-DNAbc / RNAmc-RNAbc, genoma lineal, circular o segmentado, polaridad de mensajero, antimensajero, antisentido, etc.

GENOMA VIRICO

Los genomas comprenden desde 3500nucleótidos

Bases inusualesExtremos cohesivosRedundancia o repetición terminalPermutación terminalRepeticiones invertidasCircularización mediada por proteínasADN circularGenomas segmentadosSolapamiento de genesTranscripción inversa

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RESTRICCIÓN Y MODIFICACIÓN DEL VIRUS - Los virus pueden superar los mecanismos de restricción del huésped

modificando sus ácidos nucleicos de modo que ya no sufran el ataque de las enzimas.

- Se han reconocido dos tipos de modificaciones químicas del DNA viral: 1.Glucosilación.- T2, T4 y T6, tienen su DNA glicosilado y evita o reduce el ataque de nucleasas 2.Metilación.-  En los bacteriófagos l, los grupos amino de las bases adenina y citosina son metilados por una enzima que utiliza la S-adenosilmetionina como donador de metilo.

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La tecnología antisentido permite bloquear la biosíntesis de proteínas específicas en las células. Aplicada al diseño de nuevas terapias, su objetivo sería bloquear la síntesis de la correspondiente proteína diana.

INACTIVACION VIRAL POR SECUENCIA ANTISENTIDO

Se introduce RNA complementaria al mRNA de la proteína diana. Esta molécula complementaria se denomina "antisentido" La unión de las dos hebras complementarias de RNA da lugar a la formación de una molécula de RNA bicatenario, la cual es rápidamente destruida por la célula, que la considera un virus.

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Adenovirus (Familia Adenoviridae)

Comprenden una familia de virus icosaedricos con DNA bicatenario.

Su nombre se debe al hecho que fueron aislados por vez primera de las amígdalas y glándulas adenoidas en humanos

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Características• Representan las mayores virus sin envoltura, tienen una forma

deltaicosaédrica. • Presentan un tamaño máximo factible (70-90 nm), para ser

transportados a través de la endosoma *• Su cápside consta de 240 capsómeros con forma hexagonal (hexones)

y pentagonal (pentones).

Page 34: Virus Microbiologia

Estructura• Los 12 pentones se localizan en cada uno de los vértices y se componen

de una base de pentona y una fibra que contiene proteínas de adherencia vírica y puede actuar como hemaglutinina.

Page 35: Virus Microbiologia

Estructura• El genoma del adenovirus es de ADN de doble cadena lineal

(bicatenario), no segmentado que está entre 26 y 48 Kbp. Esto permite que el virus contenga de 22 a 40 genes.

• Poseen una proteína terminal, de 55 umas asociada con cada una de las terminaciones 5' del ADN lineal, que son usadas como iniciadores en la replicación viral y aseguran que los extremos del genoma lineal del virus se repliquen adecuadamente.

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Géneros de adenovirus• Género Atadenovirus ; especie tipo: adenovirus D ovino• Género Aviadenovirus ; especie tipo: adenovirus A aviar• Género Ichtadenovirus ; especie tipo: adenovirus A Esturión • Género Mastadenovirus (incluyendo todos los adenovirus humanos);

especie tipo: adenovirus C humano• Género Siadenovirus ; especie tipo: adenovirus de la rana

Page 37: Virus Microbiologia

Replicación

Page 38: Virus Microbiologia

Transmisión• Los adenovirus se transmiten a menudo por expectoración, pero

también se pueden transmitir por el contacto con una persona infectada, o por el virus de partículas que quedan en objetos como toallas y llaves del grifo

Page 39: Virus Microbiologia

Patología• La mayoría de las infecciones con adenovirus dar lugar a infecciones

del tracto respiratorio superior.• Las infecciones por adenovirus se presentan a menudo como la

conjuntivitis, amigdalitis, infección en el oído, o gripa. Los adenovirus, los tipos 40 y 41 también pueden causar gastroenteritis, también pueden causar meningitis viral o encefalitis.

Page 40: Virus Microbiologia

VirioidesSon los agentes infecciosos de menor complejidad genética y estructural

conocidos y representan una forma extrema de parasitismo. Están constituidos exclusivamente por moléculas de ARN de cadena simple sin

cobertura proteínica, e infectan mayoritariamente plantas

Page 41: Virus Microbiologia

Características• Están constituidos exclusivamente por moléculas de ARN de cadena

simple, cerradas covalentemente o con forma de bastón de bajo peso molecular (246 a 1994 nucleótidos).

• Carecen de actividad de ARN mensajero y se replican de forma autónoma, utilizando el sistema de transcripción de la célula susceptible

• Se diferencian de los virus, debido a que no poseen proteínas ni lípidos y están constituidos por una cadena cíclica corta de ARN, circular o con forma de varilla, (que no codifica proteínas)

Page 42: Virus Microbiologia

ReplicaciónLos viroides se replican en el núcleo (Pospiviroidae ) o cloroplastos (Avsunviroidae ) de células vegetales en tres pasos a través de un mecanismo basado en el ARN.Los viroides no codifican para ninguna proteína y llevan a cabo su replicación en la célula hospedadora a través de la RNA polimerasa II codificada por la célula hospedadora aunque también se ha propuesto la posibilidad de que lo haga gracias a una RNA polimerasa dependiente de RNA presente en algunas células eucariotas

Page 43: Virus Microbiologia
Page 44: Virus Microbiologia

ClasificaciónFamilia Pospiviroidae• Género Pospiviroid ; especie tipo: Potato spindle tuber viroid • Género Pospiviroid ; especie tipo: Citrus exocortis • Género Hostuviroid ; especie tipo: Hop stunt viroid • Género Cocadviroid ; especie tipo: Coco cadang-cadang viroid • Género Apscaviroid ; especie tipo: Apple viroid• Género Coleviroid ; especie tipo: coleo blumei viroide

Familia Avsunviroidae• Género Avsunviroid ; especie tipo: viroides Avocado sunblotch • Género Pelamoviroid ; especie tipo: Peach latente viroide del mosaico• Género Elaviroid ; especie tipo: viroide latente berenjena

Page 45: Virus Microbiologia

PrionesEs una partícula infecciosa formada por una proteína denominada priónica. La

proteína del prion es una sialoproteína patógena, la cual tiene alterada su estructura secundaria, teniendo un incorrecto plegamiento de su estructura

terciaria.

Page 46: Virus Microbiologia

• El Prión, proteína codificada por un gen celular, presenta dos isoformas: -Normal (PrP) -Anormal (PrPcs) o infecciosa

• Las enfermedades por priones son todas producidas por la forma alterada de una proteína celular funcional (PrPC) que ha podido perder su función normal pero que ha adquirido la capacidad de transformar la forma normal en patológica

• Esta proteína se acumula en el cerebro de animales enfermos, dando lugar a la estructura esponjosa de la corteza cerebral que da nombre a la enfermedad.

• La proteína del prión normal tiene una secuencia de aminoácidos (estructura primaria) idéntica a la proteína de prión patógena

• La diferencia entre las dos recae en la estructura secundaria y terciaria, o sea, en su plegamiento. En humanos, el gen que codifica para PrP se ha localizado en el brazo corto del cromosoma 20

Caracteristicas

Page 47: Virus Microbiologia

Propagación• Los priones se propagan mediante la transmisión de proteínas

anómalas con mal plegamiento. • Cuando un prion entra en un organismo sano, actúa sobre la forma

normal del mismo tipo de proteína existente en el organismo, modificándola y convirtiéndola en prión.

• Estos priones recién formados pueden pasar a convertir más proteínas, provocando una reacción en cadena que produce grandes cantidades de la proteína prion.

Page 48: Virus Microbiologia

Enfermedades• Los priones son responsables de varias enfermedades

neurodegenerativas transmisibles tales como la tembladera, la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob y la encefalopatía espongiforme bovina