¡Descarga Virus: Definición, Características y Tipos - Prof. Cereceda y más Apuntes en PDF de Microbiología solo en Docsity!
ABREVIACIONES:
● AN: Ácido nucleico ● MB: Membrana ● MG: Material genético
Bloque V: Virología (Tema que sea)
Definición virus
Son partículas de pequeño tamaño (con excepciones) con una organización simple, que contienen información genética y cuya replicación está condicionada a la presencia de un hospedador. Organización simple Existen virus desnudos, compuestos de una cápside proteica compuesta por protómeros que rodea al material genético, y virus con envoltura que además tienen una membrana lipídica y proteica que rodea la nucleocápside. Esta membrana procede de fragmentos de la membrana del hospedador, pudiéndose encontrar proteínas víricas propias, como el caso de la gripe. (H1N1, H y N son proteínas víricas) Información genética La información genética en virus se puede presentar de todas las formas posibles. En forma de ADN, tanto SS (cadena simple) como DS (Cadena doble), en forma de ARN, de nuevo pudiendo estar en forma DS y SS. Y por último también hay virus que presentan tanto ADN como ARN, retrovirus y hepatovirus. En virus ARN SS puede ser de cadena +, con la misma secuencia que un ARNm y por tanto se traduce directamente, o de cadena , que son la secuencia complementaria del ARNm y necesitan portar una enzima que sintetice la cadena + o ARNm.
El ácido nucleico de un virus puede ir desde tan solo 4000 pb hasta 5∙10^6 pb. Por lo general los virus bacteriófagos presentan DNA DS, los virus vegetales RNA, y los animales DNA.
Tradicionalmente se les considera parásitos celulares obligados con dos estadios claramente diferenciados, uno extracelular sin metabolismo, estando el virión o partícula vírica completa, y el estadío intracelular, considerándose virus los ácidos nucleicos replicativos que toman el mando del metabolismo celular para replicarse, siendo esta la etapa infectiva, tras la cual pasa a la etapa extracelular inerte. Se ha descubierto recientemente un virus _____ que infecta a arqueas que en su fase extracelular, supuestamente inerte, presenta crecimiento y por tanto metabolismo, siendo este crecimiento indispensable para la infectividad posterior.
Simetría de la cápside
● Simetría helicoidal. Al microscopio parece una varilla. En esta simetría la cápside es un tubo hueco en el interior del cual se inserta el ácido nucleico, estando la cápside compuesta por protómeros que se insertan de forma helicoidal. ● Simetría icosaédrica. La cápside es un icosaedro, es decir, una estructura regular de 20 caras triangulares equiláteras. Presenta en muchos casos proteínas a modo de espículas conocidas como peplómeros, que se disponen en la cápside entre los protómeros. En esta cápsides los protómeros se agrupan formando capsómeros, en el caso de estar compuestos por 5 protómeros se les llama pentómeros, en el caso de 6 protómeros, hexámeros/hexones. En los vértices de las caras se disponen los pentómeros, y en el interior los hexámeros. ● Simetría compleja. Existen dos tipos, por un lado los bacteriófagos tienen una mezcla de simetrías, que combina una cabeza icosaédrica que contiene el material genético, con una cola helicoidal. Existe un cuello que las une e interviene en la contracción de la cola, y una placa basal con una serie de ganchos que se adhieren a la bacteria y acercan la cola a la membrana/pared bacteriana. Por otro lado están los poxvirus poseen un ácido nucleico rodeado de una membrana lipídica con forma de disco bicóncavo, rodeada de proteínas y estas a su vez rodeadas de una membrana lipídica externa.
Multiplicación viral
No existe un mecanismo completo común entre los virus, pero si unos cuantos pasos comunes a todos.
- Adhesión: Con ayuda de los mecanismos de que dispone.
- Penetración. Puede entrar todo el virus o solamente el material genético.
- Replicación de los ácidos nucleicos y traducción de las proteínas. En este paso de las primeras cosas que hace es replicar multiples veces el material genético, de forma que pueda tomar el control del metabolismo celular debido al alto numero de copias.
- Ensamblaje y maduración. El ensamblaje puede darse gracias a proteinas de andamiaje o mediante autoensamblaje.
Métodos de recuento
Pueden ser directos si cuentan las partículas víricas de forma directa, o indirectos si cuenta la cantidad de partículas en base a los efectos que producen. Para contabilizar las partículas viricas de forma directa es necesario un microscopio electrónico, que por lo general se utiliza con ayuda de unas partículas de látex cuyo tamaño y concentración es conocida. Estas partículas se añaden a la muestra de virus y se cuentan campos de área conocida. Mediante este conteo se calcula la concentración de virus gracias a una regla de tres. Existen métodos para evitar errores debido a la presencia de aglomeraciones o espacios con menor concentración. La observación de las calvas en césped es un método indirecto ya que a pesar de que pueda parecer que se cuentan virus, se hace de forma indirecta a través de los efectos que producen. En cultivos víricos se expresan los datos en forma de Unidades Formadoras de Placas (UCP). [Método del sandwich] Técnica del punto final. Se inocula el virus (en animales completos o en cultivos) con una dilución menor sucesiva de los virus, y se observa a qué concentración se producen el 50% de muertes o infecciones, dilución que se expresa en forma de DL50 o DI50. Esto no expresa la cantidad de virus sino diluciones, es útil por ejemplo para la fabricación de vacunas.
Clasificación de los virus
El concepto de especie en virus no tiene nada que ver con el concepto de especie en otros seres vivos. Se considera especie a un conjunto de genomas relacionados entre si que ocupan un mismo nicho ecológico (hospedador). Actualmente se consideran 3186 especies. La clasificación de los virus tiene varias dificultades: ● La replicación en virus no es fiel ya que los virus DNA no tienen mecanismos contra las mutaciones. En virus RNA si existen estos mecanismos pero no son muy eficaces. Mientras que en eucariotas la tasa de mutación es de 1/1.000.000, en virus es de 1/1000. La replicación en virus mantiene un equilibrio entre la fidelidad para seguir siendo ese virus, y la mutación para sortear las defensas del hospedador. ● Los virus no dejan restos fósiles, y por tanto se debe utilizar propiamente los genomas, de forma comparativa para estudiar la evolución. Gracias a esto se sabe que los virus RNA evolucionan más rápido. Pueden clasificarse según características generales, como la simetría de la cápside, el hospedador, si posee o no envoltura, etc. y utilizando estos caracteres es como se construye la clasificación de la ICTV. Hay una clasificación alternativa basada en el sistema Baltimore (Premio nobel de Medicina
- que considera 7 grupos de virus, basándose en el tipo de ácido nucleico vírico y la forma de producir el mRNA.
Tema 16: Virus de procariotas
Virus de arqueas
Existen unos 40 50 virus identificados, de los que solo 8 9 tienen asignado taxón, el resto solo se conoce la secuencia genética. Existen actualmente 4 familias de virus de arqueas, y es espera la existencia de unas 3 familias más. Tienen una morfología inusual, y hasta el momento todos los virus son de DNA DS lineal o circular. [Creo que falta algo al final, xq miré el móvil un minuto]
Virus de bacterias
Pueden tener varios tipos de material genético. RNAmc(+/ ): Suelen ser muy pequeños. Los de cadena +, su propio material genético es el RNAm. Virus MS2 es un fago de RNA ss DNA ss: Son virus de simetría icosaédrica (como el fago φX174 ) o helicoidal. DNA ds: La mayoría de virus bacterianos tienen este tipo de material genético. Poseen simetría compleja, pertenecen a este grupo las series de fagos T par y T impar, y el fago λ.
En genomas viricos se considera que la hebra con la misma secuencia que el ARNm es la hebra +, y la hebra complementaria es la hebra.
[FALTÉ UN DÍA, PEDIR APUNTES]
Bacteriófagos de DNAbc T El fago T4 infecta a E. coli, necesitando adherirse al receptor. Penetra a través de la pared celular e inyecta a través de ella el ácido nucleico en la bacteria. Con la RNA Pol bacteriana transcribe RNAm temprano, que produce proteínas y enzimas necesarias para la síntesis de DNA, de forma que después se replica el DNA vírico, y una vez esto ha sucedido se comienza a transcribir el RNAm tardío, que produce las proteínas de la cápside, de autoensamblaje y de lisis de la célula. Una vez estas proteínas se han sintetizado, se autoensamblan las partículas víricas y se produce la lisis celular. Este cíclo dura únicamente 22 minutos.
Durante el acoplamiento del fago a la bacteria se contrae la cola, formada en un inicio por 24 anillos constituidos por 6 copias del protómero gp18, que al contraerse se tranforman en 12 anillos, de forma que la cabeza se acerca a la bacteria. La placa basal produce una lisozima que rompe la pared celular y permite al ADN viral entrar en la bacteria
Bacteriófago de DNAmc φX Este virus fue la primera secuencia genómica secuenciada, por Frederic Sanger (Premio nobel de 1980). El fago φX174 es un fago lítico pero no lisa la célula como el T4, sino que sintetiza la enzima E, que impide la formación del peptidoglicano, debilitando la pared bacteriana. Tiene una secuencia genómica muy pequeña, por lo que usa muchos genes de la bacteria. Tiene genes solapados (overlapping genes) para aumentar su eficiencia en la codificación de información, que se leen con marcos de lectura diferentes. Una de las proteínas que tiene codificadas es una DNA Polimerasa vírica.
Bacteriófago de RNAmc MS Es un fago muy pequeño, con nucleocápside icosaédrica con cadena +. Su primera acción tras infectar la célula es traducir una RNA Polimerasa dependiente de RNA para replicar su material genético. Este virus tiene un mapa genético muy sencillo con solo 4 genes. Tiene un gen para la proteína necesaria para su maduración, otro para la cápside y otro codificando la replicasa. Por último tiene un gen solapado entre los genes 2 y 3 que codifica para la lisis bacteriana.
Fagos atemperados y lisogenia No todos los virus son líticos, sino que existen también virus atemperados, que pueden seguir tanto el ciclo lítico como el lisogénico. Cuando un fago se inserta en el genoma bacteriano, su secuencia genética pasa a llamarse profago, y a las bacterias huésped, bacterias lisogénicas, que debido al represor λ, no pueden volver a ser infectadas. Por inducción el profago puede salir del genoma bacteriano y expresarse, dando lugar a la lisis bacteriana. Ventajas de la lisogenia: ● Si la bacteria forma esporas de resistencia, el virus al estar incluido en su genoma también podrá resistir a malas épocas. ● Favorece la dispersión entre la población. Los virus atemperados son capaces de detectar estados de la bacteria no favorables al crecimiento y entonces se insertan en el ADN como profagos, como por ejemplo cuando hay una elevada multiplicidad de infección (MOI) los virus se insertan hasta que aumenten los niveles de bacterias con respecto a bacteriófagos.
Fago λ Es un fago de DNAbc lineal que infecta a E. coli K2. El material genético de este fago tiene extremos cohesivos, que al entrar en la célula se unen formando un DNAbc circular. El represor λ es una proteína expresada por el gen CI, y que inhibe la traducción de la mayoría de genes víricos, induciendo cuando está en alta cantidades la entrada en un ciclo lisogénico. Por otro lado está la proteína Cro, que produce que los genes víricos se expresen induciendo el ciclo lítico. La proteína Cro inhibe al represor λ, y el represor λ inhibe al gen Cro, y autoinduce su propia expresión, dándose una carrera para ver quien alcanza mayor concentración. Ambas proteínas se unen a la misma región del ADN, una región de solo 17 pb, siendo por tanto excluyentes.. El represor λ es un dímero, uniéndose primero un monómero y después el otro a la región adecuada. Concretamente una región de ADN vírico homóloga con el ADN bacteriano, entre los genes que codifican para biotina y galactosa, y gracias a esta región, con ayuda de una integrasa, el ADN vírico puede integrarse en el bacteriano. Los genes implicados en el ciclo lítico están próximos entre si, y los del ciclo lisogénico alejados de éstos. Las
- El virus posee diversos RNAs que dan lugar a diferentes mRNAs, y estos a su vez a diferentes proteínas.
- El virus posee un único RNA que es traducido en diferentes momentos por diferentes regiones.
- En este caso un mismo mRNA se lee con marcos de lectura distintos, dando lugar a proteínas diferentes.
Liberación de los viriones: Los virus sin envoltura por lo general se liberan produciendo la lisis celular, mientra que los que tienen envoltura primero incorporan proteínas víricas a la membrana celular, y posteriormente se liberan por gemación, portando esas proteínas específicas. [Ej: Proteínas H y N de los virus de la gripe.]
Herpesvirus Herpesviridae Son todos virus con envoltura y nucleocápside icosaédrica, con ADN DS lineal que se circulariza al infectar a la célula. Entran en la célula por fusión de membrana, y la expresión de su genoma se produce de forma temporalizada cuando no permanecen latentes. Se liberan por gemación a partir de vesículas del Retículo Endoplasmático. Existe una gran diversidad de herpesvirus: ● HHV 1: Es el virus del herpes bucal , es muy común y se adquiere inmunidad ante él, pero nunca se pierde ya que queda latente en el nervio trigémino. ● HHV 2: Produce el herpes genital , teniendo unas 7 u 8 proteínas diferentes que el 1, que caracteriza que se aloje en los genitales. Permanece de forma permanente en el humano en la región sacra del SNC. ● HHV 3/VZV: Es el virus de la varicela. Tiene glicoproteínas diferentes a los herpesvirus 1 y 2. Da lugar a pústulas en la piel, causando la varicela. Se cree tras la primera infección no se vuelve a dar la varicela, pero el virus permanece latente en la raíz del ganglio dorsal hasta que se produce la reactivación por el factor que sea, y se manifiesta en la espalda dando lugar al herpes zóster , también conocido como la culebrilla. ● HHV 4: Es un virus linfotrópico que produce la mononucleosis infecciosa. Está relacionado también con carcinomas nasofaríngeos y al linfoma de Burkitt. ● HHV 8: Se le ha asociado al sarcoma de Kaposi, aumentando el riesgo de padecerlo si además se tiene el HIV.
Poxviridae El poxvirus más conocido es el de Vaccinia virus o la viruela bovina. El virus de la viruela humana fue el primer virus erradicado.
Son virus de gran tamaño, incluso más grandes que algunas bacterias. Es un virus de simetría compleja en el que se describe un nucleoide rodeado de una pequeña membrana. Su replicación se da en el citoplasma de la célula hospedadora. Este virus se erradicó en 1977, tarea que se logró al ser un virus que no muta mucho, con un solo hospedador, con sintomatología clara, y sin portadores asintomáticos. Se descubrió que el virus de la viruela bovina no enferma a humanos y si nos proporciona inmunidad
Adenoviridae Estos virus fueron aislados por primera vez en unas glándulas, las amígdalas. Son virus desnudos con simetría icosaédrica con DNAbc, que pueden causar neumonía. Son neurotrópicos y no pueden tratarse con antibióticos. Son virus oncogénicos que causan cánceres como el de pulmón, al distribuirse muy bien por las células epiteliales. Como punto positivo de este grupo, se pueden modificar genéticamente para ser un agente antitumoral al presentar tropismo hacia estas zonas.
Hepandaviridae
Existe vacuna, recomendada en lactantes, niños, y personas de “alto riesgo” (intervalos de 1 a 6 meses), con una eficacia del 95%.
[Apuntes míos: A partir del DNAds se transcribe un RNAm que dará lugar a proteínas de la cápside y a la HB P, y un RNA de cadena + pregenoma. A partir de este RNA pregenoma la retrotranscriptasa replica la cadena del DNA, quedando un híbrido RNA+/DNA. La proteína HB P con su actividad RNAasa degrada la hebra de RNA pregenómico, dejando unos pbs como cebadores, actuando posteriormente la DNA Polimerasa dependiente de DNA, quedando un DNAds. Este proceso de replicación del material genético es muy largo, y por ello los genomas se encapsidan antes de que el proceso llegue a terminar, quedando un tramo sin crearse la hebra +, pero esto no afecta negativamente al virus. HB P con 3 actividades (Está en las diapos, completar)]
Tema 18. Virus animales de RNA
Picornaviridae Son virus desnudos, con cápside icosaédrica y que tienen RNAss de cadena +. Hay varios grupos: Los enterovirus causan la poliomelitis. Este virus tiene tropismo por las motoneuronas medulares donde causa parálisis motoras, especialmente acusada en las piernas. El último caso de la polio en España fue en 1989. Existe vacuna y es muy efectiva. La primera vacuna fue la de Salk, en 1955, y la segunda la de Sabin, descubierta en 1962, y llegó a España en el 64. Transmisión por agua o alimentos. Los rinovirus causan los resfriados. Hay 115 sserotipos, con diferentes proteínas que forman la cápside, por ello sufrimos resfriados de forma continuada sin desarrollar inmunidad, porque poseen una gran capacidad para cambiar sus antígenos. Se transmiten por el aire o por contacto. Los hepatovirus de esta familia no tienen nada que ver con el virus de la Hepatitis B. En este caso causan la Hepatitis A o hepatitis infecciosa, transmitida por contaminación fecal en agua o alimentos. Se multiplican en el epitelio intestinal y de ahí pasan al hígado. Existe vacuna contra estos virus (HERVIX), que debe ser administrada cuando se viaja a países de riesgo.
Lyssavirus Estos virus tienen forma de bala, y un gran tamaño. Su material genético es RNAmc , y poseen una gran cantidad de glicoproteínas proyectadas hacia el exterior de la cápside. Tienen tropismo por el músculo esquelético y el SN. Se transmite por mordedura, através de vectores que tienen reservorios viricos almacenados en las glándulas salivares. El virus migra a 1 2 mm/día, apareciendo los primeros sintomas a partir de los 2 meses. Hay muchos síntom,as, entre los que destaca la hidrofobia, no se bebe agua porque duele de forma aguda al tragar. Este es el causante de la espuma que aparece en la boca, por exceso de salivación. Esta enfermedad tiene una alta mortalidad, siendo la enfermedad vírica más letal, con muy pocos casos de supervivencia, se diagnostica gracias a los síntomas producidos, teniendo la confirmación total solo con la autopsia. Produce 55.000 muertes/año.
Esta enfermedad está aumentando en países como China, Vietnam o países asiáticos por el consumo de perro. En EEUU también se produce, en este caso por la transmisión a través de mofetas, mapaches, coyote, zorro rojo o murciélagos. Existe vacuna, pero como el virus está muy arraigado en los animales transmisores no consigue erradicarse. Para este virus hay tres tipos de vacunas, unas en embriones XXXX, la de virus que está en el SN, que requiere muchas dosis y almacenamiento a bajas temperaturas, y por último una que puede resistir hasta 5 años a 37ºC, producida a partir de cultivos celulares. Se piensa que las tres vacunas derivan de la primera inventada por el Instituto Pasteur. La vacuna contra la rabia se administra de forma preventiva a personas que trabajan con animales de riesgo, a espeleólogos, y a personas que trabajan con este virus. Esta vacuna no se administra a todas las personas ya que no te protege al 100% y requiere muchas dosis, y además el virus debe transmitirse necesariamente por mordedura, y no de otras formas. El último caso de rabia en España fue en los 70, provocado por un perro procedente del norte de África. Se han dado 2 casos de transmisión tras trasplante de órganos. [En las neuronas se observa post mortem los cuerpos de Negri.]
Paramyxoviridae Es un virus con envoltura y cápside helicoidal, de RNAmc ,que causa el sarampión. Se transmite por vía respiratoria u ocular. En los primeros síntomas parece una gripe (fiebre, cefalea, destilación nasal), pero pocos días después aparece eccema. Sólo puede identificarse este virus con seguridad pon las manchas de Koplik, que aparecen entre los días 11 y 15 en la boca. Existe una vacuna atenuada, o la triple vírica (MMR, measles, mumps, rubeolla), pero a pesar de ello en el año 2000 causó medio millón de muertes por los bajos niveles de vacunación, en 2012 el número se redujo, volviendo a subir en 2014, habiendo más de 300 muertes al día, cuando es un virus con vacuna y se podría erradicar.
Orthomyxoviridae Es un virus con envuelta y cápside helicoidal. Tiene varios fragmentos de ARN cubierto cada uno por una cápside. Es el virus de la gripe. Existen 4 tipos, A, B, C, y Togoto. El tipo más común es el A, que presenta una gran variedad antigénica debido al alto número de variedades de sus proteínas N y H, 16 de Hemaglutinina y 9 de Neuraminidasa. Se considera que H 1, 2, y 3 y N 1, 2, y 3 son las variedades que más afectan a humanos. El tipo H1N1 (gripe española) fue un virus de tipo A que en 1918 causó entre 20 y 50 millones de muertos, exitiendo incluso estimaciones mayores. El tipo H5N1 (gripe aviar) llevó al asesinato de millones de aves por miedo a que saltara a humanos, cuando se dieron únicamente 140 150 muertes en humanos en 2006. Una varinte del H1N1 surgió en 2009 siendo delarada como pandemia, y se rebajó el nivel a post pandemia en 2010. En este virus hay una alta frecuencia de cambios antigenicos por deriva antigenica, que consiste en pequeños cmbios en las protéinas H y N. En un espacio tiempo reducido. (?). o por cambio antigénico, que consiste en una redistribución del genoma que se encapsida en una nueva cubierta, permitiendo el heterocontagio o salto entre especies. El H1N1 de 2009 se vio que poseía un segmento de virus aviar, dos porcino y el resto humanos. [Tablita de como se fue contagiando]
Existen numerosas enfermedades asociadas al VIH SIDA, como la tuberculosis, ya que al tener inmunodeficiencia aumenta la probabilidad de contraerla, al igual que Candida albicans, Pneumocystis cariniis, Toxoplasma gondii y puede darse también el Sarcoma de Kaposi, causado por el HHV 8, siendo este un tumor del sistema linfático. No existe cura para el VIH SIDA, pero si tratamiendo para reducir el número de partículas víricas, los síntomas y evitar infecciones oportunistas. Estos tratamientos suelen ser un combinado de fármacos como AZT (Zidovudina), que inhibe la retrotranscriptasa, siendo un inhibidor nucleotídico. También existen inhibidroes no nucleotídicos como Deaviridina, e inhibidores de la proteasa como Indinavir. Hay también inhibidores de la fusión de membrana como Enfervirtode, que impide que la Gp41 se despliegue. No existe vacuna disponible todavía, siendo la vacuna ideal una que estimule la producción de anticuerpos que neutralicen el virus, y la producción de células T citotóxicas que destruyan las células infectadas. La investigación en VIH es especialmente complicada por la amplia gama de espículas que presenta y la gran variabilidad antigénica.
Comparación Retrovirus Hepandavirus
Tema 19. Virus vegetales
Son virus difíciles de cultivar y purificar, ya que la pared vegetal protege a las células vegetales, siendo neceario producir un daño mecánico en laos vegetales, en la naturaleza esto lo hacen los animales por lo general. El virus del mosaico del tabaco (VMT) si se puede cultivar en protoplastos, facilitando la tarea. La mayoría de virus vegetales son de RNA, ds o ss.
Mecanismos de transmisión viral: Mecánica por contacto o inoculación A través de hongos y nemátodos del suelo A través de insectos A través de ácaros y escarabajos Mediante técnicas de laboratorio (injerto, por semillas)
Síntomas de infección viral: Mosaico o moteado Amarillamiento Aclaramiento de las nerviaciones Decoloración de las nerviaciones Anillos necróticos o cloróticos Hojas enrolladas Brotes hinchados Enanismo
Multiplicación del VMT El VMT tiene RNAmc+, pero no se transcribe directamente, sino que a partir de él se crean mRNAs subgenómicos que se traducen. Lo primero en producirse es una RNA Pol dependiente de RNA, a pesar de que muchas plantas si tienen esta enzima. Estas RNA Pols replican también el RNAmc. EEn virus vegetales la replicación transcurre en el citoplasma (En animales ocurre en el nucleo excepto en hepandavirus). El factor de propagación sirve para dispersar el virus por la planta, a una velocidad de 1 2mm/día. La RNA Pol vírica tiene actividad replicasa (RNAmc+) y transcriptasa (mRNA)
Multiplicación del virus del mosaico del bromo (Avena)
Están divididos en partes separadas. Cada segmento o fragmento puede codificar una única proteína. Habitualmente todos los segmentos están probablemente encerrados en la misma cápside; sin embargo, no es necesario que todos los segmentos estén localizados en el mismo virión. El genoma del virus del mosaico del Bromo está compuesto por cuatro segmentos que se distribuyen en tres partículas virales diferentes. Los tres segmentos más largos son necesarios
