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Bloque V- virología (MICRO), Apuntes de Microbiología

Asignatura: Microbiología, Profesor: Maria Teresa (Maite) García Esteban, Carrera: Biología, Universidad: UCM

Tipo: Apuntes

2016/2017

Subido el 08/08/2017

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Bloque V:
VIROLOGÍA
TEMA 15: Generalidades de virus.
VIRUS: Partícula infecciosa con información genética propia pero sin
metabolismo, por lo que se replica en el interior de las células que infecta
(animales, bacterias, vegetales).
- Estructuralmente son los más sencillos -> solo formados por ácidos nucleicos
rodeados por una cápside proteica, y en algunos casos una envuelta lipídica
(aunque el prion es más sencillo, solo proteínas especiales y puede producir
enfermedades). “Malas noticias envueltas en proteínas.”
- Organismos acelulares.
- No autonomía metabólica, no metabolismo propio, no capacidad metabólica.
- Son intracelulares obligados -> viven dentro de la célula, aunque algunos
tienen la capacidad de aguantar un medioambiente, pero no crecen, ni se
reproduce, ni realiza ninguna función vital.
- Los virus crecen en cultivos celulares -> NO medio de cultivo.
PRIMEROS ESTUDIOS SOBRE VIRUS
En 1892, Dimitri Ivanovski, botánico, demostró que extractos de plantas
de tabaco enfermas, podían trasmitir la enfermedad del Mosaico del
tabaco a plantas sanas.
En 1898, Martinus Beijerinck desarrolló la idea de virus al que llamó
“fluido vivo contagioso”.
En 1917, Felix d’Herelle describió un “antagonista invisible de las
bacterias” al que llamó bacteriófago.
En los años 30, el desarrollo de microscopio electrónico permitió la
observación visual de los virus.
*Organismos celulares: Procariotas
(bacterias y arqueas) y Eucariotas
(protistas, plantas, hongos y animales).
*Organismos no celulares: Virus, Viroides
(solo ac. Nucleicos) y Priones.
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Bloque V:

VIROLOGÍA

TEMA 15: Generalidades de virus.

VIRUS: Partícula infecciosa con información genética propia pero sin metabolismo, por lo que se replica en el interior de las células que infecta (animales, bacterias, vegetales).

  • Estructuralmente son los más sencillos -> solo formados por ácidos nucleicos rodeados por una cápside proteica, y en algunos casos una envuelta lipídica (aunque el prion es más sencillo, solo proteínas especiales y puede producir enfermedades). “Malas noticias envueltas en proteínas.”
  • Organismos acelulares.
  • No autonomía metabólica, no metabolismo propio, no capacidad metabólica.
  • Son intracelulares obligados -> viven dentro de la célula, aunque algunos tienen la capacidad de aguantar un medioambiente, pero no crecen, ni se reproduce, ni realiza ninguna función vital.
  • Los virus crecen en cultivos celulares -> NO medio de cultivo.

PRIMEROS ESTUDIOS SOBRE VIRUS

  • En 1892, Dimitri Ivanovski, botánico, demostró que extractos de plantas de tabaco enfermas, podían trasmitir la enfermedad del Mosaico del tabaco a plantas sanas.
  • En 1898, Martinus Beijerinck desarrolló la idea de virus al que llamó “fluido vivo contagioso”.
  • En 1917, Felix d’Herelle describió un “antagonista invisible de las bacterias” al que llamó bacteriófago.
  • En los años 30, el desarrollo de microscopio electrónico permitió la observación visual de los virus.

*Organismos celulares: Procariotas(bacterias y arqueas) y Eucariotas (protistas, plantas, hongos y animales). *Organismos no celulares: Virus, Viroides(solo ac. Nucleicos) y Priones.

  • A partir de 1952, Renato Dulbecco, consiguió cultivar virus en células animales.

VIRUS EN LA HISTORIA

Ejemplos:

  • Fotografía sacerdote egipcio con pie deformado por la poliomielitis (1580-1350 a.C.).
  • Fotografía perro con rabia (Edad Media).
  • Dibujos aztecas de infectados por viruela o sarampión , se ven manchas en la piel (Siglo XVI).
  • Gripe Española (1918).
  • Salas con pulmones de acero (túnel, tubos) -> para pacientes de poliomielitis (parálisis).

CARACTERÍSTICAS DE VIRUS

  • TAMAÑO: Muy pequeño (0.02- 0.3 micras)
  • ESTRUCTURA: Ácido nucléico (DNA o RNA) envuelto en proteínas +/- envuelta
  • PARÁSITO INTRACELULAR OBLIGADO:
  • No pueden autrorreplicarse de forma autónoma
  • Se introducen en una célula viva (célula huesped) para su replicación
  • Información genética propia. NO metabolismo propio
  • ESTADOS:
  • Intracelular -> Forma REPLICATIVA (su función es replicarse) Estructura: Solo Ac. Nucleico (DNA o RNA) Replicación (usando en metabolismo celular, las enzimas, etc, de la célula)
  • Extracelular -> Forma INFECTIVA = VIRIÓN Estructura: Ac. Nucleico + proteínas +/- envoltura Función: Transmisión (inerte: ni metabolismo ni replicación)

ENVUELTA o virus desnudo Dibujo

GENOMA CÉLULA HUÉSPED

  • Genoma: DNA +/- (tiene una hebra +, que no sirve de molde para la trancripción, y otra – complementaria por convenio)

(+): Hebra NO molde en la transcripción (5’ → 3’) (-): Hebra molde en la transcripción: DNA- → RNA+ (m) ( transcriptasa)

  • Separación funcional: REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN en núcleo TRADUCCIÓN en el citoplasma GENOMA VIRIÓN
  • Genoma: DNA o RNA mc o bc Tamaño pequeño: (5-600 Kpb) Lineal o circular Una sola molécula o varias moléculas de ácido nucleico Genes solapados Tipo de ác. Nucleico: ARN (+,- o +/-)

No hay en célula huésped

  • Virus RNA (no hay en la célula huésped) -RNA POLIMERASA dependiente RNA Para virus RNA(+/-) o RNA(-): La lleva el virión Para virus RNA(+) = RNAm: Se sintetiza en la célula - RNA(+) → RNA(-) (REPLICASA) -> Replicación del genoma - RNA(-) → RNA(+) (“TRANSCRIPTASA”) -> Síntesis de RNAm -DNA POLIMERASA dependiente de RNA(+) = RETROTRANSCRIPTASA
  • (^) RNA(+) → DNA(-) → RNA(+) (Retrovirus)
  • Bacteriófagos: -LISOZIMA Enzimas Víricas -> Ácido nucleico y las enzimas adheridas al ác. Nucleico

CULTIVO DE VIRUS

NO MEDIO DE CULTIVO: No pueden cultivarse fuera de células. ▲ ANIMALES (antiguamente) ▲ HUEVOS FECUNDADOS DE AVES ▲ (^) CULTIVO CELULAR: El más usado. Según el virus, se usan:

  • BACTERIAS (Bacteriófagos)
  • CÉLULAS ANIMALES: (V. animales) Hepatocitos, neurona, enterocitos, células musculares
  • CÉLULAS VEGETALES (V. vegetales)
  • HONGOS (Virus de hongos y levaduras)
  • Cultivos en células procariotas (fagos):

El “alimento” del virus es la bacteria. Aquellas bacterias que sean infectadas por el fago -> calvas -> libres de bacterias porque se las ha cargado el fago (lisis). Se forman agujeros llamados unidades formadoras de placas. Es lo que se cuantifica para saber si hay mucho virus o no; pero no sabemos si cada agujero ha sido infectado por un virus o por más (aproximación).

  • Cultivos en células eucariotas:
  • Recuento de unidades formadoras de placas o calvas (ufp): 1 ufp = 1 virión. La eficiencia en la infección de las células hospedadoras no es del 100% debido a viriones inactivos o genomas víricos defectuosos (mutaciones).
  • Ventajas: Permite aislar cepas víricas puras.
  • Desventajas: No vale para virus que no producen lisis clara.
  • (^) Recuento de lesiones en plantas.
  • Recuento de animales muertos (DL50) (dosis letal, para matar al 50%) o infectados (DI50) (dosis infectiva). Inoculación por diluciones en animales.
  1. Métodos físico-químicos
  • Recuento de virus (microscopía electrónica). No distingue virus NO infectivos o cápsides vacías.
  • HEMAGLUTACIÓN: sangre Los eritrocitos se pegan unos a otros. La sangre no es líquida, se espesa → “pegamento” que provoca que se unan, se aglutina la sangre.
  • No sirve para todos los virus. No todos los virus son capaces de provocar hemaglutinación.
  • La hemaglutinación dura poco.
  • Observación efecto citopático: Cambio detectable en la célula huésped por la infección (sincitios, inclusiones, etc.). Si las células tienen el aspecto esperado, no hay virus; si hay alteraciones sí (varios núcleos, prolongaciones).
  • Algunos virus no efecto citopático. No todos los virus producen alteraciones detectables.
  1. Métodos INMUNOLÓGICOS: Ag (virus) ↔ Ab (anticuerpo) Detención de Ab para un virus en el suero del paciente.

Detención del virus para un Ab en el suero del paciente.

NO SE DETECTAN LOS VIRUS, SINO LOS ANTICUERPOS QUE ACTUAN CONTRA ÉL.

  • NEUTRALIZACIÓN: pérdida de la capacidad infectante del virus, por la reacción del mismo con un anticuerpo respectivo.

No hay infección o el ECP esperado -> el suero tenía Ab para el virus que lo han neutralizado = PACIENTE INFECTADO Si progresa la infección, es que el suero NO tenía Ab neutralizantes = PACIENTE SANO Un individuo tiene anticuerpos en su suero que se unen al virus y este no entra en la célula. Ej: Si los tiene, es porque ha tenido herpes o tiene el virus en el momento.

• INHIBICIÓN DE LA HEMAGLUTINACIÓN:

Hemaglutinación (capacidad de algunos virus para que los eritrocitos se apelmacen, se espese la sangre)

  • Hemaglutinación + : suero sin Ab neutralizantes -> INDIVIDUO SANO

SUERO PACIENTE + CULTIVO CELULAR + VIRUS BUSCADOSUERO PACIENTE + ERITROCITOS + VIRUS BUSCADO (hemaglutinante)

-Lo que penetra en la célula bacteriana, en la mayoría de los fagos, es el genoma vírico, no el virión completo. La cápside queda en el exterior de la célula bacteriana.

B. (^) Por ENDOCITOSIS:

  1. Unión a receptores de membrana.
  2. Formación de VESÍCULAS DE ENDOCITOSIS mediante CLATRINA.
  3. Acidificación de vesículas. (bajada de pH) → porque así la clatrina se desune y se libera
  4. La clatrina se libera.
  5. Degradación de la cápside vírica y la membrana.
  6. Liberación del genoma vírico al citoplasma celular.
  • Virus envueltos A. Por FUSIÓN DE MEMBRANAS:

Salida del virus: a. Lisis ciclo lítico. b. Gemación (virus con envoltura) -Infección:

  • Persistente
  • Latente: (Herpesvirus) No da síntomas, en un momento dado se replica mucho y aparece, luego se cura, pero sigue ahí.
  • Transformante: (VHB, VEB, Papilomavirus, HTLV)

-Células tumorales: oncogenia viral.

VIRUS Y CÁNCER:

  • CÁNCER : Enfermedad debida a un crecimiento excesivo y descontrolado de células que, como consecuencia, invaden y dañan órganos y tejidos. *Metástasis: reproducción e invasión del cuerpo.
  • PATOGÉNESIS:
    • Crecimiento excesivo y descontrolado → TUMOR O NEOPLASMA
    • Invasión y proliferación de órganos y tejidos → METÁSTASIS
  • ETILOGÍA:
    • Alteraciones TRANSMISIBLES en el ADN celular:
      • Protooncogen: Activan la división celular. Si mutan activándose da lugar a un oncogen, el cual activa excesivamente el crecimiento.
      • Gen supresor de TUMORES: Inhiben la división celular. Si mutan inhibiéndose da lugar a un gen oncosupresor, el cual no inhibe el crecimiento.
  • VIRUS ONCOGÉNICOS (producen tumores)
    • Virus ADN: Hepadnavirus (Hepatitis B), herpesvirus, papiloma virus, Epstein Barr,…
    • Virus ARN:

• ENZIMAS

• FAMILIAS DE FAGOS:

  • ssRNA
  • Leviviridae MS
  • dsRNA

▲ IMPORTANCIA

  • Muy abundantes en ecosistemas acuáticos y terrestres.
  • Contaminantes de procesos indrustriales (Industria láctica).
  • Transportadores de genes de virulencia en patógenos: V. cholerae, S. pyogenes, C. diphteriae, E. coli (hemorragia sanguíneo- lenta) -> Transducción y Conversión Fágica. Todos tenemos E. coli en nuestra microbiota, pero son inofensivas. En cambio otras son muy patógenas, por infección de virus, E. coli sintetiza toxinas, ya que el fago llevaba un gen codificante de toxina.
  • Aplicación/Utilidad: Modelos de virología, Estudios del genoma, Ingeniería Genética, Fagoterapia (matar bacterias que son patógenas para nosotros).

FACTORES DE VIRULENCIA TRANSDUCIDOS POR FAGOS: (Tabla)

VIRULENCIA DE FAGOS:

  • Virión: Partícula vírica inerte extracelular. Su función es la transmisión.
  • Fago vegetativo: Ácido nucleico intracelular. Su función es la replicación.
  • Profago: Ácido nucleico integrado en genoma bacteria.

Dos tipos:

REPRODUCCIÓN DE BACTERIÓFAGOS:

  1. ADSORCIÓN. El virus se aproxima a la bacteria y contacta con su pared celular, por las espículas si tiene y sino por otros órganos.
  2. DEGRADACIÓN DE PARED. En la zona de contacto se disuelve la pared celular.
  3. INYECCIÓN DE GENOMA VIRAL. El virus “inyecta” su genoma al interior de la bacteria.

REPLICAC IÓN INTRACEL