¡Descarga Virus: Origen, Estructura y Ciclo Vital y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
Unitat 9 – els virus:
0· introducció:
Fa molts anys que es varen descobrir uns agents infecciosos, anomenats: virus o paràsits intracel·lulars. Aquests organismes acel·lulars són incapaços de desplaçar-se i nodrir-se de forma autònoma i, per tant, depenen de les cèl·lules que es troben en el nostre cos. Només són capaços de multiplicar-se, però sempre a l’interior d’un bacteri o d’una cèl·lula vegetal o animal.
2 · origen i evolució dels virus:
Els virus no poden ser les estructures biològiques més primitives, ja que per reproduir-se necessiten les cèl·lules. Probablement, es van originar en segments d’ADN (gens) d’una cèl·lula, dels quals per poder-se reproduir en necessitaven trobar una altre cèl·lula o bé es podrien haver originat a partir de cèl·lules paràsites que han perdut la major part de les seves estructures i, per tant, les seves funcions. Els virus han tingut un paper molt important en l’evolució, ja que poden transferir gens d’uns organismes a uns altres.
3 · estructura:
Els virus o virions des del punt de vista estructural, consten de: Un àcid nucleic. Una coberta proteica i de vegades un embolcall extern similar a la membrana cel·lular. → L’àcid nucleic d’un virus és ADN o ARN, però mai els dos. L’ADN pot ser: - Lineal monocatenari, és a dir, amb una sola cadena (parvovirus)
- Lineal dúplex o bicatenari, és a dir, amb dos cadenes (virus del hérpex). - Circular monocatenari (bacteriòfags). - Circular dúplex (virus del polioma). L’ARN pot ser: - Lineal monocatenari (VMT, virus de la poliomielitis). - Lineal dúplex (reovirus). En tots els casos, el genoma conté de cinc a uns quants centeners de gens. → La càpsida: és la coberta de naturalesa proteica que envolta l’àcid nucleic, formada per unes subunitats anomenades capsòmers. La forma del virus ve determinada per la disposició dels capsòmers, que originen els diferents tipus morfològics: · Polièdrics: la càpsida té forma de poliedre, generalment de 20 cares (icosàedre). Per exemple, el virus de les berrugues, el de la poliomielitis, etc. · Helicoïdals: els capsòmers es disposen helicoïdalment al voltant de l’àcid nucleic. Per exemple, el virus de la ràbia, el VMT, etc. Virus del mosaic del tabac (VMT)
· Complexos: consten de cap, cua i sistema d’ancoratge. El cap és una càpsida polièdrica al voltant de l’àcid nucleic. La cua consta d’una beina helicoïdal que recobreix un eix tubular buit i que està limitat per la placa terminal. El sistema d’ancoratge comprèn la placa terminal dotada d’espines caudals i de sis filaments, anomenats: fibres caudals. Per exemple, els bacteriòfags. Bacteriòfag T → Embolcall extern: és una coberta de tipus membranós i que és present només a determinats tipus de virus (el de la ràbia, l’hepatitis, la grip, la verola i la sida). Està formada per una doble capa lipídica procedent de la cèl·lula hoste parasitada i glicoproteïnes incloses, la síntesi de les quals està controlada pel genoma del virus. Les glicoproteïnes sobresurten lleugerament de la coberta membranosa i tenen com a funció el reconeixement de la futura cèl·lula hoste i la inducció de la penetració del virió en aquesta per fagocitosi. Virus de la grip.
4 · cicle vital del virus:
Una peculiaritat dels virus és que no es nodreixen, no es relacionen, tenen alguns enzims però en cap cas permeten un metabolisme propi, i els seus elements estructurals han d’introduir-se en cèl·lules vives. Els virus utilitzen el seu propi àcid nucleic com a informació per autoduplicar-se mitjançant el metabolisme de la cèl·lula hoste. Els cicles més coneguts són els dels bacteriòfags, és a dir, la dels virus que parasiten als bacteris. Hi ha dos tipus de cicles: el cicle lític i el cicle lisogen.
4 · 1 cicle lític:
És un dels dos cicles de la reproducció dels virus. En aquest cicle, es dóna com a resultat la destrucció de les cèl·lules. Existeixen diversos passos en el procés d’infecció viral, comuns a tots els bacteriòfags (tipus de virus que infecta a bacteris): 1· Fixació: el virus es fixa a la superfície de la cèl·lula hoste mitjançant receptors específics (presents en la superfície de la cèl·lula hoste). Un enzim, localitzat a la cua del virus, debilita els enllaços de la molècula de la paret bacteriana. 2· Penetració : després de la fixació del virus a la superfície de la cèl·lula bacteriana, es contrau la beina helicoïdal, i injecta l’àcid nucleic a través de la membrana cel·lular fins a l’interior de l’hoste. La càpsida, la cua i la placa de fixació del bacteriòfag queden fora del bacteri. Contràriament, en els virus que infecten a les cèl·lules animals, penetren intactes en la cèl·lula hoste que els fagocita. 3· Replicació: una vegada dins, el virus interromp el metabolisme cel·lular ordinari. L’ADN bacterià és degradat de tal manera que els gens del virus queden lliures per dirigir els processos bioquímics de la cèl·lula hoste, ja que codifiquen els enzims necessaris per replicar l’àcid nucleic i les proteïnes dels virus nous. 4· Acoblament: els components dels virus, un cop sintetitzats, s’acoblen i generen nous virus.
5 · virus de la sida: virus amb coberta
El virus de la sida (VIH) té una mida molt petita (120 nm). Té una forma esfèrica i es compon d’un nucli intern o càpsida de forma troncocònica. El seu interior és completament buit, tot i que s’involucra en ell una proteïna, anomenada: P24. A l’interior de la càpsida està el material genètic del virus en forma de d’ARN bicatenari. Aquest ARN està compost per molts nucleòtids i que es troben lligats, cadascun, a una molècula d’un enzim anomenat: transcriptasa inversa. Dins de la càpsida hi ha també altres proteïnes enzimàtiques, com: integrasa , proteasa i ribonucleasa. Tota la càpsida està envoltada per una capa esfèrica proteica (proteïna p17) i per una bicapa lipídica externa (semblant als eucariotes), a la qual s’associen en ella proteïnes de tipus GP120. El virus de la sida experimenta tant el cicle lític com el lisogen i el seu material genètic és ARN monocatenari. El virus de la sida és un retrovirus , ja que transcriu el seu genoma d’ARN a ADN com a primer pas de la infecció cel·lular. Aquesta transcripció inversa la duu a terme l’enzim transcriptasa inversa (retrotranscriptasa). Un cop el VIH penetra en una cèl·lula, aquest enzim transcriu l’ARN víric en ADN, que després és integrat en l’ADN de la cèl·lula hoste. Aquest procés de transcripció és invers al que es produeix a les cèl·lules. Es coneixen dos tipus de virus de la sida: el VIH - 1 i el VIH - 2. El VIH - 1 té una transmissió més fàcil que el VIH - 2 perquè aquest últim transmet la malaltia amb menys freqüència i amb menys rapidesa. No obstant, el VIH - 2 sembla ser més resistent que no pas el VIH - 1. La resistència és un fet que pot presentar un virus. En el cas del sida, durant el procés de replicació, aquest virus experimenta certes mutacions (canvis en l’ARN), de manera que en un mateix malalt es troben nombroses varietats del virus. Així doncs, aquesta característica és la gran causant de la resistència del virus de la sida als medicaments i de la gran dificultat que hi ha per desenvolupar vacunes. Amb les dades de què es disposa, s’accepta que el VIH es va originar a partir de virus semblants que , des de fa molt temps, afecten diversos primats africans, sense causar-los trastorns importants. No hi ha cap dada que permeti afirmar que el VIH hagi estat fabricat artificialment al laboratori. La major part dels mamífers utilitzats en l’experimentació mèdica no queden afectats pel virus de la sida, la qual cosa dificulta l’estudi experimental del VIH.
6 · sars cov- 2 : el coronavirus
SARS-CoV-2 és un virus d'ARN que pertany a la família de coronavirus , que rep aquest nom per l'aparença característica de les proteïnes de la seva coberta (forma similar a una corona). Són virus encapsulats. La seva càpsida té forma esfèrica i és d’uns 120 nm de diàmetre. Hi ha quatre tipus de proteïnes que formen la càpsida: la proteïna de l’espícula (S), la de l’embolcall (E), la de la membrana (M) i la de la nucleocàpsida (N). Les proteïnes espícula (S) seran les encarregades d’injectar el material genètic viral dins de la cèl·lula hoste. El seu genoma està format per una única cadena d’ARN, donant-li una gran semblança amb l’ARMm de la cèl·lula hoste. El coronavirus experimenta sols el cicle lític i el seu material genètic és ARN monocatenari. La infecció del coronavirus s’inicia quan aquest s’adhereix a la superfície de la cèl·lula hoste mitjançant la unió de la proteïna espícula (S), i la del receptor cel·lular ACE-2 (enzim convertidor d'angiotensina 2). Posteriorment, el virus hi entrarà dins de la cèl·lula per fusió de la membrana o per endocitosi. Quan la partícula vírica hi entra, la càpsula s’obre i el genoma viral (ARN) queda al citoplasma. El genoma del coronavirus està preparat per ser traduït automàticament pels ribosomes de la cèl·lula hoste. La primera proteïna que s’obté en la fase de traducció del ARN víric és una replicasa (ARN polimerasa). Aquesta última només reconeix l’ARN viral, cosa que en permet fer més còpies del material genètic del virus. Al mateix temps que es va replicant el genoma del virus, es van formant proteïnes estructurals necessàries per formar les noves partícules víriques. Posteriorment, l’ARN s’acoblarà a aquestes partícules víriques i sortiran al medi extracel·lular per tornar a fer el mateix procés a una altre cèl·lula.
