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TEMA 34: CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS VIRUS
¿Qué es un virus?
• Al principio, cualquier sustancia venenosa.
• Poco a poco derivó en VIRUS FILTRABLES.
• ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses):
Un virus es un biosistema elemental que posee algunas de las propiedades de sistemas vivientes (poseen genoma y capacidad de adaptación a cambios medioambientales). Sin embargo, un virus no puede capturar y almacenar energía libre y no es funcionalmente activo fuera de su célula huésped… (no estudiarla)
Se puede decir que UN VIRUS NO ES UN ORGANISMO VIVO, sino que toma prestada las características funcionales de una célula. Para que un virus fuese un ser vivo, tendría que tener metabolismo. Son parásitos intracelulares obligados.
Su material genético es variable: ADN, ARN, lineal circular, segmentado (gripe), virus que son dependientes de otros para infectar…
Propiedades y tipos de genomas víricos
• Tamaño y forma variables: 0.02-0.3 micras
• RNA ó DNA como material genómico
• Genoma de cadena simple (diferente polaridad), doble, circular o linear
• Estructura variada: con o sin envuelta lipídica
• Autoensamblaje por la propia estructura proteica
• Nucleocápsida: Ácido nucleico más las proteínas que lo empaquetan
• Algunos virus tienen enzimas u otros tipos de proteínas específicos
Los virus no tienen metabolismo para producir lípidos, siempre los roba de la célula a la que infecta.
Diferencias entre virus y células
• Los virus tienen un estado extracelular y otro intracelular
• Extracelularmente, el virus se denomina VIRION y es inerte
• Necesita INFECTAR una célula para su perpetuación
• Una célula tiene:
• Presencia de varios tipos de ácidos nucleicos.
• Orgánulos y metabolismo autónomo
• No necesidad de otro organismo para la replicación
• Mayor tamaño y complejidad
• Envuelta lipídica obligada
Ciclo infectivo estándar El virus se fija a un receptor celular específico, penetra. Se descapsida y deja libre material genético, que se replica, transcribe y se traduce. Cuando hay suficientes proteínas se produce la morfogénesis y empaquetamiento y finalmente el virus se libera. Prácticamente, ningún virus hace todo esto.
Estrategias de infección
• Lisis: se mata a la célula. Virus lítico.
• Persistencia (O todas las células producen poco virus o unas pocas producen y mueren por la infección…): no
se mata a la célula, se mantiene crónicamente infectado. Siempre hay producción de virus.
• Latencia (desaparece el virus casi por completo): el virus deja de producir progenie. Ejemplo: herpes. El virus
permanece sin dividirse en células. Importante diferencia con persistentes.
• Oncogénico: producción constante de células.
Criterios de clasificación de los virus
• Tipo de AN: ADN o ARN
• Número de cadenas: simple o doble
• Polaridad: negativo o positivo. Importante en virus de ARN. Cuando un virus tiene ARN como genoma, puede
actuar como mensajero, va y se traduce (sería positivo). Si el genoma no se puede traducir porque la copia que
se traduce es la complementaria, antes de traducirse tiene que replicarse y transcribirse (sería de polaridad negativa). Otra forma de decirlo es: si no hibrida el genoma con la molécula de ARN, el virus es positivo; si hibridan, es negativo.
• Presencia o ausencia de envuelta lipídica
Orden: acaba en virales Familia: acaba en viridae Género y especie: en virus
Viroides y priones
• Viroides: RNA circular, de cadena simple de unos 250-370 nucleótidos. Producen enfermedades en plantas
tales como la patata y árboles de cítricos. No tienen cápsida. Capaces de impedir la multiplicación en su huésped.
• Prion: (Proteinaceous infectious particle). El agente infeccioso es una proteína. Produce cambio
conformacional de una proteína precursora celular PrP. Además de la encefalopatía espongiforme bovina, se encuentra el SCRAPIE en ovejas o el Kuru o Síndrome de CREUTZFELDT-JAKOB en humanos. Procede de un gen prion celular. La proteína priónica celular, parece que regula el ciclo circadiano. Es una proteína que es capaz de modificar la morfología de las proteínas normales de nuestro cuerpo.
Mimivirus: infectan algas normalmente. Se ha visto algún paciente con neumonía con estos virus. Son virus gigantes. Hay diferentes tipos: pithovirus, pandoravirus, megavirus, mollivirus…
VIRUS ADN GRANDES NUCLEOCITOPLÁSMICOS (NCLDV)
-Poxviridae -Asfarviridae -Iridoviridae -Phycodnaviridae (Giruses) -Coccolithoviridae (Giruses) -Los Mimivirus (Giruses): podrían producir enfermedades en humanos. Genoma ADN. Gran libertad de los genes del hospedador durante la replicación viral
Los virófagos son virus que infectan virus.
Teorías sobre el origen y evolución de los virus Hay tres hipótesis:
- Evolución retrógrada: algún virus complejo (vaccinia, herpes) pudo ser originariamente una célula pequeña (procariota probablemente) que parasitara otra de mayor complejidad y que, poco a poco, se fuera haciendo más específica. El problema… uno debería esperar encontrar en la naturaleza formas intermedias entre ambos tipos de organismos…
- Material celular que escapa al control… para poder perpetuarse de forma independiente. Esta teoría va apoyada en el hecho de que algunos virus, como retrovirus, tienen secuencias muy similares a genes de organismos superiores.
- Evolución independiente desde un mundo ARN… de un océano prebiótico, moléculas de ARN aprendieron a perpetuarse en el interior de las primeras células que iban apareciendo…
TEMA 35: MÉTODOS DE ESTUDIO DE LOS VIRUS
Métodos de preparación y análisis Crecimiento desde:
• Cultivos celulares (líneas transformadas): si el virus crece con normalidad
• Tejidos animales (costoso): tenemos que crecer virus directamente dentro del animal
• Embriones (casos concretos como gripe): huevos fecundados donde se crecen virus
Cuantificación:
• Partículas físicas: proteínas, ADN, ARN, etc:
• Microscopio electrónico: con oro coloidal. Partículas pequeñas de oro que tenemos cuantificadas
comparadas con las partículas de virus que hay.
• Cuantificar partículas infectivas:
• Importante porque hay que saber cuántas partículas infecciosas hay.
• Placa de lisis (ufp, unidades formadoras de placas, unidades de virus infeccioso NO CONFUNDIR
CON VIRUS FÍSICO) hasta 1% del número estimado de partículas físicas. Se añaden diluciones del
• INFECCIONES NO CITOCIDAS
• El conjunto del cultivo (u organismo diana) sobrevive con la infección:
■ Infecciones persistentes o crónicas…
■ Infecciones latentes.
■ Infecciones activadoras de crecimiento celular
■ Infecciones lentas
Diagnóstico clínico Los más utilizados son ELISA (se combina con PCR), inmunoflorescencia y hemaglutinación (virus que aglutina eritrocitos. Si la sangre está aglutinada, los glóbulos rojos no caen, se quedan como una malla en la zona superficial. Si el virus hace eso, es porque la persona está infectada).
Diapo 10
La vacuna recombinante , nos permite manipular el genoma de un virus, añadiéndole una parte del genoma de otro. De esta forma, los dos virus dejan de ser patógenos. Ejemplo: vacuna del ébola.
TEMA 36: ESTRUCTURA Y GENÉTICA DE LOS VIRUS
1. ESTRUCTURA (viriones)
• Ácido nucleico: ADN o ARN. Bicatenario o monocatenario (polaridad + ó -).
• Cápsida: Cubierta proteica de estructura repetitiva que protege al ácido nucleico. Distintas Isometrías.
• Envuelta lipídica: Membrana lipídica obtenida de la célula infectada a partir de: su núcleo, del Golgi, de la
membrana plasmática (SIDA y gripe).
• Tegumento y otras: Proteínas diversas presentes en los viriones requeridas para su ciclo. Los virus de
polaridad negativa ARN, están obligados a llevar al menos la replicasa en la cápsida, ya que su genoma es complementario al ARNm de la célula infectada y nosotros no tenemos ARN polimerasa dependiente de ARN.
1.1. Isometría
• Icosaédrica (p. ej: poliovirus)
• Capsómero: unidad estructural. En la foto del virus de la polio, cada unidad (repetida 60 veces), está
constituida por 4 proteínas: VP1, VP2, VP3 y VP4. Estas cuatro proteínas son las que conforman el capsómero.
• Ejes:
• Binarios
• Ternarios
• Quinarios
• Simetría rotacional:
• Pentones
• Hexones
Otro ejemplo: parvovirus.
• Helicoidal: virus del mosaico del tabaco.
• Compleja, mixta…
1.2. Función biológica de los componentes del virus
• Ácido nucleico: replicación, evolución y adaptación.
• Cápsida: protección, unión al receptor celular (virus desnudos).
• Envuelta lipídica: cuando la tiene, complementa la función de protección de la cápsida. Diseminación y unión
al receptor celular.
• Tegumento y otras: regulación de la replicación y/o del resto de procesos del ciclo viral.
1.3 Tipos de genomas
• DNA: ssDNA (parvovirus); dsDNA (herpes)
• RNA: ssRNA (polio); dsRNA (reovirus)
• Polaridad:
• Positiva: el genoma del virus no hibrida con mRNA.
• Negativa: el genoma del virus puede hibridar con mRNA.
Los reovirus son virus ARN bicatenarios. La mayoría ARN son monocatenarios, y pueden tener polaridad positiva o negativa. Pregunta de examen: teniendo en cuenta un mensajero dado, decir cómo sería el genoma de un virus que fuera la cadena positiva de ADN. MIRAR FOTO SUPERIOR. Si es virus ARN positivo, la secuencia es igual que la del ARNm de la célula, pero sustituyendo la U por la T.
Los virus de ARN replican en el citoplasma de la célula y los de ADN en el núcleo. Los virus de ADN pueden ir al núcleo porque pueden encontrar allí los mecanismos de replicación que requieren. Los de ARN no, porque allí no encontrarán la replicasa que necesitan (la llevan ellos en su cápsida).
• Virus DNA: con pocas excepciones, como los poxvirus (vacuna, viruela), la replicación se suele producir en el
núcleo celular.
• Virus con RNA:
• Estos virus tienen estrategias replicativas más variadas que los virus DNA.
• El mecanismo suele variar según si hablamos de virus de ssRNA (+), (-) ó dsRNA.
• Los retrovirus disponen de una enzima única denominada TRANSCRIPTASA INVERSA que pasa
RNA (+) a DNA.
• El ciclo viral suele darse en el citoplasma. En el proceso se forman intermedios replicativos (dsRNA).
Transcripción : ir desde el genoma hasta el mensajero. Replicación : desde la copia de un genoma hasta la misma copia del genoma. Misma copia de la misma polaridad. Si quieres hacer una copia de positivo, tienes que tener una copia intermedia de polaridad negativa como molde, para poder obtener la copia final de polaridad positiva.
Una cuasiespecie , es un grupo de genotipos relacionados que existen en torno a una secuencia consenso como producto de mutaciones durante la replicación viral. La secuencia consenso, es aquella en la que la posición de cada nucleótido es la más frecuente. Con las posiciones más frecuentes, se conforma la secuencia consenso.
Las replicasas de los virus, tienen muchas mutaciones. Por cada millón de nucleótidos que se incorporan en un virus de ADN, suele haber una mutación. Es decir, se incorpora un nucleótido erróneo por cada millón de nucleótidos integrados en un virus de ADN. Los virus ARN cada 10.000 introducen un error.
• Las proteínas tardías suelen constituir los componentes estructurales del virus.
• Normalmente, el ensamblaje se produce de manera espontánea.
• Tras sintetizarse la PROCÁPSIDA (cápsida vacía), lo siguiente que suele ocurrir es que ésta se llena con el
genoma viral. Cuando el genoma se encapsida, se produce un cambio de conformación y la cápsula estaría madura.
Liberación de los viriones
• También depende según si el tipo viral: RNA, DNA, desnudo o con envuelta.
• Algunos virus lisan la célula. Otros salen por fusión con la membrana celular.
• El virus del herpes coge la envuelta de la membrana nuclear de la lamela interna, de la externa la suelta, por lo
que el virus está desnudo en el citoplasma. Ese virión, entra en otras vesículas trans Golgi, se rodea de envuelta y sale.
• El virus de la gripe roba la envuelta de la membrana plasmática.
A. Virus animales
1. Generalidades y clasificación
En general, la multiplicación de los virus animales coincide con la de los bacteriófagos: adsorción, penetración, descapsidación, replicación, transcripción, traducción, ensamblaje de las cápsidas y liberación de virus.
• Como ocurre con fagos, los virus pueden actuar agresivamente contra las células que infecta o bien convivir
con éstas.
• Algunas infecciones por virus animales pueden tener un desarrollo muy lento.
• Algunos virus están estrechamente relacionados con procesos oncogénicos.
Clasificación por: tipo de ácido nucleico, número de cadenas, polaridad, presencia o no de retro-transcriptasa y de membrana lipídica...
Clasificación de Baltimore (7 grupos): Tipo I: dsDNA Tipo II: ssDNA Tipo III: dsRNA Tipo IV: ssRNA (+) Tipo V: ssRNA (-) Tipo VI: ssRNA-RT Tipo VII: dsDNA-RT
En animales, hay familias ADN y ARN. Dentro de ADN abundan los de cadena doble. Dentro de ARN hay positivos y negativos y doble y simple cadena.
VIRUS ADN (en negrita familias que estudiaremos)
• ssDNA: Circoviridae (virus de la anemia de pollo); Parvoviridae ( virus diminuto de ratón ).
• dsDNA: Asfarviridae ( virus de la peste porcina africana ); Poxviridae ( virus de la viruela ); Iridoviridae
(virus de la enfermedad linfocística 1); Polyomaviridae ( SV40 ); Papillomaviridae ( virus de los papilomas humanos ); Herpesviridae ( HSV-1, EBV ; Citomegalovirus ); Adenoviridae ( Adenovirus ).
• dsDNA (RT): Hepadnaviridae (HBV).
VIRUS ARN
• ssRNA (+): Caliciviridae (Norwalk); Picornaviridae ( virus de la polio, fiebre aftosa ); Flaviviridae ( HCV,
fiebre amarilla ); Astroviridae (astrovirus humanos); Nodaviridae (virus Nodamura); Arteriviridae (virus de la arteritis equina); Coronaviridae ( SARS ), Togaviridae ( virus Sindbis ).
• ssRNA (-): Orthomyxoviridae ( gripe ); Paramyxoviridae ( sarampión, paperas ); Rhabdoviridae ( virus de
la rabia ); Bornaviridae (virus de la enfermedad de Borna); Arenaviridae (virus de la coriomeningitis linfocítica); Bunyaviridae (Hantavirus); Filoviridae ( Ebola ).
• ssRNA (RT): Retroviridae ( HIV )
• dsRNA: Reoviridae ( reovirus ); Birnaviridae (virus de la necrosis pancreática infecciosa).
B. Virus bacteriófagos
• La mayoría de los fagos tienen DNA de doble cadena. NO HAY FAGOS CON RNA (-), AL CONTRARIO
QUE EN VIRUS ANIMALES…
• Se pueden agrupar en las siguientes categorías morfológicas:
• Fagos icosaédricos sin cola
• Con colas contráctiles
• Con colas no contráctiles
• Fagos filamentosos
Fagos más destacados:
• ssRNA: Leviviridae: MS
• ssDNA: Microviridae: fX174 / Inoviridae: M
• dsDNA: Myoviridae: Mu, P1, T4 / Siphoviridae: l, T1… / Podoviridae: T7, f
1. Fagos con RNA: estructura y ciclo biológico de MS
• Pueden infectar Enterobacterias (E. coli…)
• Presente en aguas sucias y en las heces de animales y humanas. Sin consecuencias para los humanos
• SE PROPONEN COMO POSIBLES NUEVAS TERAPIAS CONTRA INFECCIONES BACTERIANAS
(Caulobacter, Pseudomonas, Acinetobacter, Enterobacterias…)
• Icosaédrico y pequeño tamaño (sin cola)
• Son fagos muy sencillos con solo 4 genes :
• Maduración (adsorción), Replicasa (polimerasa), Cubierta (180 copias) y Lisis (solapado con otros
dos genes, ya que el ciclo es curioso. Hasta que no hay suficientes proteínas de la cápsida, no se produce un cambio conformacional del genoma para que el gen de lisis sea accesible para los ribosomas y así transcribirse).
• RNA que actúa como mensajero ( POLARIDAD + ).
• Solapamiento de genes es común en muchos virus.
• La proteína LISIS está codificada por un gen que solapa con el de la cubierta y el de la replicasa.
• Sólo cuando se ha sintetizado la proteína de la cubierta, el RNA se “relaja” y se sintetiza la proteína de lisis
(se evita la muerte prematura de la célula).
Se está viendo como terapia para tratar infecciones bacterianas.
El paso de ARN + a ARN +(replicación) conlleva el paso por la forma intermedia. El paso de la forma ARN + a la forma menos para llegar a la otra forma + NO ES TRANSCRIPCIÓN. La transcripción se considera el paso de la forma menos a la +, ya que este segundo ARN + sí que puede actuar como mensajero. Cuando ya se han sintetizado suficientes proteínas, se encapsida y sintetiza las proteínas de lisis.
2. Fagos con ADN monocatenario
2 familias: Inoviridae (fago filamentoso M13) y Microviridae (fX174)
El fago M13 como herramienta en biología molecular
• Simetría helicoidal –unos 7nm diámetro, pero hasta 2000nm largo
• Filamentoso
• Pueden infectar E. coli y Pseudomona, entre otras
• No matan a la bacteria. Se forman indefinidamente
• Poseen DNA circular (+).
El ciclo replicativo es complejo: mecanismo de CIRCULO RODANTE. En algunos casos puede integrarse en el genoma bacteriano.
Este fago (M13) ha sido muy utilizado en biología molecular, ya que permite la secuenciación de genes por el método de Sanger por tener ADN monocatenario.
Fago phiX174 :
• Junto con MS13, es el virus ssDNA más conocido.
otros virus T impares (T7, por ejemplo) es que estos concatémeros serán cortados por una enzima que no corta sitios específicos, sino que lo hace cuando la cabeza del virión está llena.
Enterobacteriófago Mu (Myoviridae)
• Pertenece a la misma familia que T4, pero con peculiaridades importantes…
• El genoma contiene secuencias terminales del hospedador, debido a que puede integrarse en cualquier sitio
del cromosoma bacteriano.
• Puede producir ciclo lítico ó lisogénico (ambos requieren integración del genoma).
• Para la integración se corta de forma “cohesiva” (genera extremos no pareados) el DNA celular, con 5 bases
desplazadas, que, al integrarse el fago, se rellenarán, duplicándose en 5 bases el DNA celular. Cuando se libera, puede llevarse porciones del material genético de la bacteria.
• El nombre de Mu se debe a que es un fago MUTADOR.
• El DNA viral integrado, se corta unas pocas bases a la derecha del genoma, que empieza a llenar la cápsida,
con material celular extra.
• Transcritos tempranos y tardíos.
• Como la mayoría de este orden, producen la lisis celular
Fago P1 (Myoviridae)
• Se parece morfológicamente a Mu, pero más grande…
• También sufre, como T4, permutación circular ...
• Comparte características similares al fago lambda: puede entrar en lisogenia tras circularizarse, pero NO SE
INTEGRA en el genoma bacteriano.
• Se emplea para clonar y expresar grandes cantidades de ADN (hasta 80-90 Kb), formando los llamados PACs
(P1 artificial chromosomes). Permite introducir ADN exógeno en su cápsida. Podemos utilizarlo como “pendrive” genómico, llamándolo PAC.
Enterofago lambda (Siphoviridae)
• Es el fago más conocido (Icosaedro).
• Puede entrar en ciclo lítico o lisogénico.
• Durante la lisogenia , el DNA viral se replica con el celular (PROFAGO).
• La lisogenia/lisis depende de la expresión de unos represores.
• Una célula con virus en lisogenia, es INMUNE contra otra infección por el mismo tipo de fago por lisis.
• Mientras dura la lisogenia , procedimientos que dañen el DNA, como la luz UV, pueden inactivar el profago y
la célula será CURADA completamente.
• Infecta a E. coli a través del operón Maltosa
• El genoma es una molécula de dsDNA lineal, pero tiene extremos cohesivos.
• Al infectarse una bacteria, el DNA del fago se circulariza y la RNApol celular empieza la expresión del
genoma del fago (si ésta no es inmune).
• La replicación del DNA del fago se realiza por el método círculo rodante.
• La integración del fago (sitio att) ocurre en un sitio único del cromosoma bacteriano (cerca del operón gal).
• Sólo 1:1000 o 1:10.000 fagos entran en lisogenia.
• Una vez en lisogenia , la inducción del ciclo lítico se realiza mediante agentes que dañen el DNA bacteriano,
como la luz UV.
• Se activa el mecanismo de reparación de la bacteria denominado SOS. Mecanismo por el que cuando se
dañan cantidades de ADN de la bacteria, se activan proteasas como RecA que tratan de reparar el daño rellenando nicks en el ADN. La RecA está implicada en que el virus pase de ciclo lisogénico a ciclo lítico.
• Una de las proteínas implicadas, la RecA actúa como proteasa degradando al represor del fago, permitiendo la
expresión de los genes del ciclo lítico.
Diapo 33. En la parte amarilla hay un gen C1 que codifica un represor. Cuando el represor se sintetiza, el fago tiende a ir a lisogenia. A la derecha de C1 y a la izquierda, hay dos promotores. El derecho es el PR y el izquierdo PL. El PR transcribe todos los genes que hay a la derecha y viceversa. Cuando esto ocurre, el virus lisa la célula. Ni PR ni PL transcriben al gen, sólo transcriben genes a la derecha e izquierda respectivamente. PR antes de transcribir los genes de la derecha de lisis, genera CII y PL CIII. CII y CIII se unen, y actúan como activador de otro promotor, el promotor de establecimiento PE. Este promotor apunta hacia el represor, y se sintetiza la proteína represora, que se acumula y reprime al promotor PR y al PL. Si reprimes los promotores, hay un momento en el que no se sintetizaría más proteína de represor. Sin embargo, hay un promotor de mantenimiento PM entre el PL y el represor. Este promotor, cuando ya no hay lisis y hay lisogenia, el PM mantiene la producción de proteína de represor.
El antagonista de CI se llama CRO. CRO, al mismo tiempo que se producen CII y CIII, se produce e intenta llevar al fago a la lisis. CRO ocupa los mismos sitios que CI, pero activa la lisis (al contrario que CI). El represor lo primero que hace, es unirse al sitio 1 del Operador R que solapa con PR, por lo que se inhibe la acción del promotor R. Cuando ya se han llenado todos los sitios de 1, se llena el 2. Cuando ambos están llenos de represor, se llena el sitio 3 que solapa con el PM. Se comienza a llenar el sitio 3 de CRO, luego el 2 y luego el 3, por lo que habría ciclo lítico.
Las proteasas RecA tiene fijación por degradar CI. Si desaparece y entra en juego CRO, que tiene más afinidad por el sitio 3 (sitio de mantenimiento). Si CRO tiene acceso al sitio3, se acaba liberando el promotor de R y se entra en lisis.
Después de la circularización del DNA del fago, se sintetiza cII y cIII, que se acumulan rápidamente. cII activa PE (repressor establishment) y estimula la unión de la RNApol para expresar cI (represor lambda). Este se une a OL y OR, inhibiendo la síntesis proteica. Sin embargo, cI puede seguir sintetizándose por la actividad de PM (repressor maintenance), que es activado por el propio represor. Por otra parte, al mismo tiempo que se acumula cI, también lo hace cro, que también se une a OL y a OR, cancelando la transcripción del represor y de PM. Hay una competencia entre ambos procesos. Cro se une a OR más débilmente que el represor, por lo que debe alcanzar niveles más elevados para bloquear al represor y comenzar el ciclo lítico. No se conocen los detalles de esta competición.
Enterobacteriófago T7 (Podoviridae)
• Analogías en cuanto a replicación y regulación con T4, pero más pequeño.
• Cabeza icosaédrica y cola muy pequeña NO contráctil.
• La replicación transcurre parecida a lo visto con T4, en ambas direcciones y formando los loops terminales,
pero como DIFERENCIA CON T4, T7 involucra varias proteínas propias en el proceso.
• Mediante repeticiones terminales se acaban formando concatémeros similares a los de T4, pero en el caso de
T7 el corte posterior de los concatémeros es específico. Estos fagos no entran en lisogenia, son muy virulentos y pueden infectar bacterias gram-negativas entéricas o relacionadas.
TEMA 38: VIRUS ANIMALES
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE VIRUS
- Aire : Se propulsa a través del estornudo, al hablar o toser… (Gripe, Sarampión, Paperas, Rubéola…)
- Por artrópodos : mediante chupadores de sangre… (Fiebre amarilla, Dengue…) Arbovirus.
- Contacto directo … (VIH, HSV, Rinovirus, Rabia…)
- Por alimentos y agua … (Poliovirus, HAV…)
1. VIRUS ADN
1.1. Virus ADN
• ssDNA: Circoviridae (virus de la anemia de pollo); Parvoviridae (virus diminuto de ratón)
• dsDNA: Asfarviridae (virus de la peste porcina africana); Poxviridae (virus de la viruela) ; Iridoviridae
(virus de la enfermedad linfocística 1); Polyomaviridae (SV40); Papillomaviridae (virus de los papilomas humanos); Herpesviridae (HSV-1, EBV; Citomegalovirus); Adenoviridae (Adenovirus)
• dsDNA (RT): Hepadnaviridae (HBV).
1.2. Virus ADN sin envuelta lipídica
Parvoviridae
• Son virus muy sencillos y entre 18-26 nm de diámetro.
• Simetría icosaédrica.
• Genoma lineal. Preferentemente encapsidan ssDNA (-).
• Posee genes tempranos, intermedios y tardíos.
• Producen diferentes mRNA mediante splicing y la transcripción se hace desde las dos cadenas del DNA viral.
Las dos cadenas de ADN son codificantes.
• Se utilizan para terapia génica en la que no queremos que el virus se integre en el genoma, sólo que se exprese
y produzca sustancias para rectificar anomalías metabólicas.
1.3. Virus ADN con envuelta lipídica y ADN doble
Herpesviridae
• El nombre de esta familia viral viene del griego “Herpein” (algo así como deslizarse, aludiendo a su
capacidad de pasar de infección aguda a latente y de aquí a recurrente).
• Ampliamente distribuida en la naturaleza.
• De los más de 100 tipos diferentes de herpesvirus, 8 se han encontrado en humanos: HSV-1 y 2; Varicela;
Epstein-Barr; Citomegalovirus, HHV6, 7 y 8.
• Son virus dsDNA. Con un tamaño entre 150-300 nm (virus grande) y cápsida icosaédrica.
• Cápsida, un material amorfo que la rodea denominado Tegumento y una Envuelta lipídica con glicoproteínas
virales en la superficie (más de 10 diferentes).
• La envuelta lipídica del virus procede del Golgi de la célula infectada.
Orden Herpervirales : lo componen tres familias: Herpesviridae; Alloviridae –peces, anfibios-; Malacoviridae – ostras. Nos centramos en la primera familia.
• El DNA es grande y tiene secuencias repetidas internas y terminales.
• Todos los herpesvirus codifican para un gran número de enzimas implicadas en el metabolismo de los ácidos
nucleicos (timidina quinasa, sintetasa, dUTPasa, ribonucleotido reductasa), síntesis del DNA (DNA polimerasa, helicasa, primasa) y procesamiento de proteínas (proteína quinasa, etc.).
• La síntesis del DNA y el ensamblaje de la cápsida ocurre en el núcleo.
• Estos virus son capaces, tras una infección aguda, de producir latencia en el huésped infectado, durante la
cual, solo un muy pequeño número de transcritos virales son producidos.
• Es un virus lineal que se puede circularizar para la replicación. Tiene secuencias repetidas y secuencias
únicas. La secuencia única es larga y las terminales e internas repetidas, son cortas. LOS VIRUS DE ADN REPLICAN EN EL NÚCLEO
ICTV ha clasificado a los herpesvirus en UN ORDEN (Herpesvirales) y 3 familias. Familia Herpesviridae más importante, con 3 subfamilias
• Alfaherpesvirinae (HSV-1, 2, VZV ó HHV-3):
• Tienen un rango variable de posibles huéspedes y alta capacidad para establecer latencia
principalmente en ganglios sensoriales.
• Betaherpesvirinae (CMV ó HHV-5, HHV-6, HHV-7):
• Tienen un rango de huésped muy estrecho. El ciclo reproductivo es lento y el virus puede permanecer
en latencia en glándulas secretoras, células linfoides, riñón y otros tejidos.
• Gammaherpesvirinae (EBV o HHV-4, HHV-8):
• Existen virus específicos de linfocitos T y B. Están implicados en dos tipos de tumores: Linfoma de
Burkitt y carcinoma nasofaríngeo
1. HSV-1: El genoma organizado en dos componentes: L (long) y S (short). Cada uno de ellos consta de
secuencias únicas (UL y US), no repetidas, flanqueadas por repeticiones invertidas. Dentro de la célula infectada, la RNA polimerasa celular transcribe en 3 bloques: Inmediatamente tempranos (IE: regulación, replicación, transcripción), tempranos (E: transcripción de los genes tardíos) y tardíos (L: estructurales).
El DNA viral circulariza y la replicación se lleva a cabo mediante el proceso del círculo rodante.
El ensamblaje se produce en el núcleo. La cápsida con el DNA se une a la membrana interna nuclear y pierde y adquiere varias veces lípidos celulares. La envuelta lipídica la coge del núcleo, la suelta y entra en el Golgi donde vuelve a coger la envuelta.
La infección primaria ocurre a través de alguna pequeña herida en el epitelio nasal o bucal, a través de los ojos o de los genitales.
De la infección primaria, el virus puede acabar penetrando en las terminales nerviosas sensoriales periféricas para establecer una infección latente donde la expresión proteica viral desaparece.
El estrés, UV, hormonas, traumatismos físicos o emocionales pueden provocar esta reactivación vírica.
En neurona puede permanecer, en latencia, durante mucho tiempo, produciendo, de vez en cuando, episodios de recurren
2. Otros herpesvirus importantes:
• Varicella: más del 90% de los niños menores de 5 años. Se adquiere por vía respiratoria o conjuntiva.
• Zoster: se debe a la reactivación del virus anterior y produce daños dermatológicos considerables, con
complicaciones cuando están afectados los nervios craneales, llegando a producir ceguera.
• Citomegalovirus (CMV): Contiene el genoma mayor de la familia. Solo en inmunosuprimidos o mujeres
embarazadas pueden producirse síntomas importantes (sordera en neonatos…)
• Epstein-Barr (EBV): Implicado en mononucleosis y los tumores vistos anteriormente.
• HHV-8: Implicado en el Sarcoma de Kaposi, que aparece principalmente en pacientes con SIDA.
Poxviridae
• Los de mayor tamaño de los virus animales.
• NO REPLICAN EN EL NÚCLEO, sino en el citoplasma (virus grandes citoplasmáticos).
• Morfología es compleja. Cuerpos laterales con enzimas implicadas en replicación.
• Tienen desde 220-450 nm por 140-260 nm de tamaño, con envuelta externa.
• El virus más conocido de esta familia es el de la viruela humana, la cual fue erradicada a través de la OMS en
• Molusco contagioso en humanos…
• Transmisión de la mayoría de estos virus por inhalación del virus liberado en aerosoles
• El genoma consiste en una molécula de dsDNA covalentemente “cerrada” (NO CIRCULAR). Existen
repeticiones terminales.
• La densidad de genes es muy alta. No se han visto intrones y ambas cadenas son transcribibles.
• El virus codifica para muchas proteínas involucradas en transcripción, modificación de proteínas o ácidos
nucleicos.
• Tanto la replicación como el ensamblaje se llevan a cabo en el citoplasma.
• El virión puede liberarse paulatinamente o puede destruir la célula. Virus maduro intra o extracelular.
• Vaccinia, herramienta importante en biología molecular como vector recombinante.
• Hacia el siglo XI ya se realizaron las primeras "vacunaciones caseras", mediante las costras de los enfermos
más leves...
• En 1796, Edward Jenner trabajó con "Cowpox" para producir la primera vacuna eficaz contra la viruela. La
probó en el niño James Phipps.
Asfarviridae
• Virus citoplasmático complejo
• El virus tipo de esta familia es el Virus de la Peste Porcina Africana (VPPA = African swine fever virus:
ASFV).
• Están formados por un “core” rodeado de una membrana lipídica y por fuera una cápsida icosaédrica. Toda la
estructura está rodeada de una envuelta externa dando un total de 175-215 nm al virión.
• El genoma consiste en una molécula lineal, covalentemente cerrada (como los poxvirus).
• La replicación y transcripción (temprana, intermedia y tardía) es parecida a los poxvirus. El DNA se lee en
ambas direcciones.
• El virus replica principalmente en macrófagos porcinos.
• La infección del cerdo doméstico por este virus supuso un problema enorme para la ganadería española (fue
endémico en la península ibérica desde 1960-1995).
• Hay varias vías de transmisión que van desde las picaduras de garrapatas (que actúan de reservorio), hasta la
ingestión de material contaminado.
• El virus consiste en una cápsida icosaédrica de alrededor de 22-30 nm, desnuda.
• El virus, para su entrada en la célula, se une a un receptor específico.
• El RNA de entrada ya actúa como mensajero (porque es de polaridad positiva). Codifica para una sola
POLIPROTEINA que, mediante una proteasa codificada por el propio virus, se va cortando dando las diferentes proteínas virales.
• En el extremo 5‘, el genoma no tiene la estructura típica de los mRNA (cap), sino que tiene una proteína
propia, VPg unida covalentemente.
• En el extremo 5' existe una estructura muy característica importante para replicación y PARA
RECONOCIMIENTO POR PARTE DEL RIBOSOMA (IRES = Internal Ribosome Entry Site). Esta estructura permite que sea reconocido por el ribosoma, por lo que el virus puede traducirse.
• La proteína del extremo 5’, destruye los CAPs de los mensajeros propios de la célula, por lo que ésta muere.
• Todo el proceso viral ocurre en el citoplasma, como casi todos los virus RNA.
• La replicación del RNA viral empieza poco después de la infección, formando cadenas RNA (-) que, a su vez,
servirá para sintetizar nuevas cadenas (+). (replicasa viral).
• Casi todos los picornavirus son específicos de especie.
• Las vías de transmisión de estos virus son varias: fecal-oral, aérea, etc.
• La infección primaria del virus de la polio se desarrolla en el tracto gastrointestinal (género Enterovirus ) y, la
infección suele ser asintomática, pero de aquí puede pasar al SNC ocasionando infecciones severas que pueden conducir a la parálisis y muerte.
• Normalmente, la infección es LITICA, aunque procesos de inducción de APOPTOSIS han sido estudiados.
b. Aphthovirus: fiebre aftosa
Infecta animales con pezuñas, principalmente. Se han descrito hasta 70 especies animales susceptibles. Produce unas vesículas denominadas "Aftas" en patas y boca.
c. Hepatovirus: hepatitis A
Infecta células epiteliales, intestino delgado y hepatocitos. Es un virus que se transmite via fecal-oral (contaminaciones de aguas) y produce una hepatitis aguda. No es responsable de los daños crónicos vistos con el virus de la hepatitis B o C.
2.2. Virus ARNds sin envuelta
Reoviridae
• Aunque tienen simetría icosaédrica, pueden aparecer con forma casi esférica. Con un diámetro entre 60-
nm, está compuesto por UNAS CAPSIDAS formada por proteínas dispuestas en varias capas CONCÉNTRICAS.
• Algunos reovirus pueden causar problemas respiratorios y, otros, fuertes diarreas, sobre todo entre los 6 y 24
meses de edad, como es el caso de los ROTAVIRUS.
• Las vías de transmisión van desde las oro-fecales hasta mediante artrópodos como vectores.
• El virión contiene 10-12 segmentos de dsRNA lineal.
• Se encapsida la cadena RNA (+) y de ésta se sintetiza la (-) antes de completar la cápsida.
La lengua azul es una enfermedad infecciosa no contagiosa que afecta a los ovinos, caprinos, bovinos y a algunos rumiantes silvestres. Es transmitida principalmente por picaduras de insectos y no afecta a humanos. La lengua azul no es una zoonosis, por lo que no se transmite a humanos, siendo entonces un problema de sanidad animal. La mortalidad media se sitúa en torno al 10%. El nombre de “lengua azul” viene de uno de los síntomas: en la mucosa bucal se observan úlceras y erosiones. En la superficie de la lengua las úlceras se cubren de tejido necrótico color grisáceo. En esta fase la lengua se vuelve de color azul. Desde 2004, esta enfermedad repercute en las corridas de toros
2.3. Virus ARN con envuelta lipídica (ssARN +)
Togaviridae
• Uno de los virus más conocidos de este grupo es el de la RUBÉOLA. Peligroso en mujeres embarazadas
• Contra este virus nos vacunan de pequeños: La famosa vacuna triple vírica: Rubeola, Paperas y Sarampión (de
los que ya hablaremos).
• Viriones de 70 nm de diámetro, de cápsida icosaédrica y una envuelta lipídica con espículas formadas por
glicoproteínas virales.
• Genoma lineal, ssRNA (+) con estructura cap en el extremo 5‘, que sirve como mRNA inmediatamente tras la
infección proteínas.
• Se sintetiza una poliproteína que sufrirá diferentes cortes. La envuelta lipídica se origina del Golgi.
• Estos virus pueden transmitirse entre vertebrados a través de mosquitos y otros artrópodos hematófagos.
Flaviviridae
• En esta familia se encuentran virus como Hepatitis C (género Hepacivirus) o El virus de la fiebre amarilla o
Dengue (género Flavivirus).
• Parecido a los togavirus (antes estaban unidos ambos taxones), cápsida icosaédrica.
• RNA (+) con un único ORF que formará una poliproteína que tendrá que ser, posteriormente, procesada.
• No tienen la estrategia de los picorna para eliminar todos los ARN de la célula hospedadora.
• En el caso de los Flavivirus, el rango de huésped es muy amplio y la transmisión suele ser debida a
artrópodos, principalmente mosquitos y garrapatas (zonas tropicales y subtropicales). Infección por artrópodos: Arbovirus.
• El virus de la Hepatitis C desde hace más de 20 años se ha podido identificar como causante de los casos de
hepatitis no A-noB.
• Más del 2% de la población mundial puede ser portador (sin saberlo) o padecer algún tipo de cronicidad.
• Tras una infección aguda, más del 70 % cronifican y, de aquí, hasta un 20 % pueden desarrollar cirrosis o,
incluso, hepatocarcinoma.
• El dengue es un Flavivirus.
• El zika es un Flavivirus.
Coronaviridae
• Partículas irregulares, de unos 60-220nm de diámetro, envuelta externa y proyecciones que forman una
corona.
• El genoma es RNA (+) (el mayor entre los virus RNA).
• La replicación es lenta. Requiere alrededor de 24 horas.
• Pueden infectar mamíferos y aves y puede producir Síndromes respiratorios o neurológicos.
• Normalmente, las infecciones son autolimitadas.
• El virus más conocido últimamente es el causante del SARS y sus nuevas variantes (2013). Ha aparecido el
MERS, que está relacionado.
SARS: Síndrome Respiratorio Agudo Severo. Produce neumonía con fiebre, tos seca, dispnea (respiración entrecortada), dolor de cabeza La epidemia del SARS surgió en febrero del 2003 en la provincia de Guangdong, en China y llegó a causar cerca de los 1000 muertos.
2.4. Virus ARN con envuelta lipídica (ssARN -)
1. ORDEN MONONEGAVIRALES
• Dentro del Orden Mononegavirales vamos a estudiar 3 de las 4 familias existentes: (Filoviridae,
Paramyxoviridae, Rhabdoviridae).
• Son amorfos.
• Todas estas familias tienen ssRNA (-) lineal.
• Estas familias están relacionadas filogenéticamente y también en muchos de sus aspectos del ciclo viral.
• Los viriones son estructuras alargadas, pseudoesféricas o en forma de U, con envuelta y proyecciones
proteicas.
• Si durante la infección de un mismo organismo coinciden dos viriones distintos, pero del mismo género, éstos
podrían intercambiarse segmentos de RNA, originando partículas víricas distintas a las que infectaron inicialmente la célula.
• Además, las proteínas HA y NA son antigénicamente muy variables, conociéndose hasta 18 subtipos para HA
y 11 para NA, de forma que se debe hablar del virus de la gripe por subtipos HxNy, donde “x” puede variar del 1 al 16 e “y” del 1 al 9.
• DRIFT (cambios paulatinos): todos los virus ARN tienen una alta tasa de mutación porque no hay corrección
de los errores.
• SHIFT (intercambio se segmentos): el virus tiene 8 segmentos, en cada cual hay genes. Si dos virus
diferentes, uno de ave infecta a un cerdo y a ese cerdo le infecta uno de cerdo, los virus coinciden en una célula e intercambian segmentos, de manera que el virus resultante es una mezcla de ambos. Esto, provoca una mutación brusca.
• Las aves acuáticas silvestres, los principales hospedadores de la gripe A
• De los 18 subtipos de Gripe A con H y 16 con N, solo del H1 al 16 y del N1 al 9 se han encontrado en aves
silvestres.
• H17, H18 y N10 y N11 se han observado recientemente y solo se han visto en murciélagos.
• Actualmente, en humanos, solo H1N1 y H3N2 de la Gripe A.
