Clasificación, estructura y
replicación de los virus
M. Paz Microbiología II-2011
Constan de un ácido nucleico (ADN o ARN) asociado con proteínas codificado por el ácido nucleico.
Pueden tener una membrana de doble capa lipídica (envoltura) adquirida de la célula hospedera.
DEPENDENCIA DE LA CÉLULA HOSPEDERA
Virus
Muchos virus codifican unas cuantas proteínas estructurales. Proteínas que construyen la partícula viral
madura (virión) Enzima que participa en la replicación del
genoma viral. Otros virus pueden codificar muchas
proteínas más, de las cuales la mayoría no finalizan en el virus maduro sino participan de algún modo en la replicación viral.
Que el virus ingrese en la célula hospedera Si el virus penetra, que la maquinaria
celular apropiada para la replicación viral esté disponible.
Si el virus puede replicarse, que el virus infeccioso pueda salir de la célula y diseminar la infección.
Factores que afecta el rango de hospederos
Distintos tamaños Nucleocápside
◦ Genoma viral (ADN o ARN) + cápside (cubierta proteica protectora)
◦ Simetría Icosahédrica Helicoidal Compleja
Envoltura (gemación de la membrana celular de la célula huésped)◦ Membrana plasmática◦ Aparato de Golgi◦ Membrana nuclear
Estructura viral
Icosahédrica desnuda: poliovirus, adenovirus, virushepatitis A
Helicoidal desnuda: virus del mosaico del tabaco (no se conocen virus humanos con esta estructura)
Icosahédrica con envoltura: herpes virus, virus de la fiebre amarilla, virus de rubeola
Helicoidal con envoltura: virus de la rabia, virus de influenza, parainfluenza, paperas, sarampión
Compleja: poxvirus
FORMAS ESTRUCTURALES BÁSICAS DE LOS VIRUS EN LA NATURALEZA
Veinte caras idénticas y simetría rotacional (5:3:2)
La cubierta de la cápside está formada de subunidades repetidas de proteína viral (puede ser una o varias clases de subunidades de acuerdo al virus)
Simetría icosahédrica
Subunidades proteicas que interactúan unas con otras y con el ácido nucleico para formar una estructura como de resorte.
En los virus con envoltura y simetría helicoideal (influenza o rabia), la cápside es más flexible y más larga (parece un cordón de teléfono)
Simetría helicoidal
Estructuras regulares, pero la naturaleza de la simetría no es completamente clara.
Ejemplo: poxviruses
Simetría compleja
Genoma Estructura del virión
Clasificación
PARVOVIRIDAE ◦ Parvovirus B19
HEPADNAVIRIDAE◦ Virus Hepatitis B
PAPILLOMAVIRIDAE◦ Verrugas◦ Antes papovavirus
POLYOMAVIRIDAE◦ SV40
ADENOVIRIDAE HERPESVIRIDAE
◦ Herpes simplex 1 y 2◦ Varicella zoster virus◦ Virus Epstein
POXVIRIDAE◦ Vaccinia, sarampión,
viruela
Algunos Virus de Interés (ADN)
Grupo 1 (virus ARN de polaridad positiva):
ARN de una cadena que es ARNm Inmediatamente traducido en
proteína viral
Grupo 2 (virus ARN de polaridad negativa):
ARN viral es transcrito a su cadena complementaria para obtener el ARNm .
Enzima: transcriptasa (ARN polimerasa ARN dependiente)
Grupo 3 (virus ARN de polaridad ambos sentidos):
polaridad mixta.
Grupo 4 (virus ARN de doble cadena): El ARNm es transcripto a partir de la
cadena negativa del genoma por una ARN polimerasa ARN dependiente.
Grupo 5 (Retroviridae): El virión tiene asociada una ADN
polimerasa ARN dependiente (transcriptasa reversa)
Grupo 6 (virus ADN de doble cadena): ADN viral es transcripto a ARNm por
una ARN polimerasa ADN.
Grupo 7 (virus ADN de cadena simple): El ADN viral monocatenario es convertido en bicatenario a partir del cual se transcriben luego los ARNm virales utilizando la ARN polimerasa celular.
Grupos de virus
Virus ADN
PICORNAVIRIDAE◦ Enterovirus, rinovirus,
virus coxsackie, poliovirus, hepatitis A
CALICIVIRIDAE ◦ partícula Norwalk
TOGAVIRIDAE◦ Gén. Alfavirus: virus
de encefalitis equina, ◦ Gén. Rubrivirus
genus: rubeola
FLAVIVIRIDAE ◦ Dengue, Fiebre
amarilla. CORONAVIRIDAE
◦ Virus del resfriado común
RETROVIRIDAE◦ VIH
Algunos Virus de Interés (ARN)
RHABDOVIRIDAE ◦ Rabia, Virus Mokola
PARAMYXOVIRIDAE◦ Virus Newcastle,
parainfluenza, paperas, sarampión. VSR
ORTHOMYXOVIRIDAE◦ Influenza A y B
BUNYAVIRIDAE◦ Más de 86 miembros◦ Mayoría transmitidos
por vectores ARENAVIRIDAE FILOVIRIDAE
◦ Marburg, Ebola.
Algunos virus de interés
REOVIRIDAE ◦ rotavirus y orbivirus.
Gastroenteritis Fiebre del Colorado
Tienen los genomas segmentados
Virus ARN de doble hebra
Virus ARN
INFECCIÓN VIRALCARACTERÍSTICAS
Depende del tropismo (preferencia) tisular
Un mismo virus puede provocar distintas enfermedades
Infección viral
ADSORCIÓN◦ Primer paso, vía interacción iónica◦ La proteína reconoce receptores específicos en
la célula (proteína, carbohidrato o lípido) PENETRACIÓN (según la naturaleza
del virus)◦ Virus con envoltura
Fusión con la membrana plasmática y el virión es liberado al citoplasma de la célula rápidamente
Endosomas en la superficie celular.
Replicación viral: eventos
PENETRACIÓN ◦ Virus sin envoltura
Cruzan la membrana plasmática directamente Endosomas que son destruidos en el interior de la
célula PÉRDIDA DE LA ENVOLTURA
◦ Para que se de la replicación, el ácido nucleico debe estar suficientemente descubierto.
◦ Si no se descubre se inicia la fase de ECLIPSE. SÍNTESIS DE ACIDO NUCLEICO Y
PROTEÍNA VIRAL
Replicación viral: eventos
ENSAMBLE/MADURACIÓN◦ Nuevas partículas virales son ensambladas◦ Etapa de maduración
LIBERACIÓN◦ Los virus pueden ser liberados por lisis celular◦ Mediante una gemación que no mata a la célula.◦ No todas las partículas liberadas son infecciosas.
Replicación viral: eventos
El virus necesita producir mRNAs que sea traducido a proteína por la maquinaria de la célula infectada
El virus necesita replicar su genoma
Replicación viral (ADN)
Enfermedad viral
Las manifestaciones de enfermedad viral son consecuencia de:• Muerte celular inducida
por el virus• Cambios en la
antigenicidad• Respuesta del
hospedero a la presencia del virus
Fracaso de la infección (infección abortiva).
Muerte celular (infección Iítica).
Infección sin destrucción celular (persistente)◦ Crónicas◦ Latentes◦ Recurrentes◦ Transformadoras
(inmortalizadoras)
Citopatogenia
Mecanismos de patogenia viral
Métodos de estudio
Cultivo en células◦ Animal vivo◦ Embrión de pollo◦ Cultivo de células o de
tejidos (in vitro)
Ensayos
Recuento de viriones
Serología
Hemaglutinación (ej (Virus de la influenza)
Infección productiva de duración relativamente corta
Virus desnudos usualmente causan lisis celular, mientras que los que tienen envoltura, no.
Síntomas son debidos al daño tisular localizado o diseminado
Los mecanismos de defensa del hospedero gradualmente eliminan al virus
Infecciones Agudas
Paperas, Sarampión, Influenza y Polio
Curso de la infección viral aguda
HEV
Ciclo reproductivo
1. Adhesión
2. Penetración
3. Pérdida de la envoltura
4. Replicación de ADN y proteína
5. Maduración de las partículas virales
6. Lisis celular
7. Diseminación y transmisión
Estrategia de transcripción
Mecanismos de liberación
1. Efecto citopático: Cambios degenerativos en la célula.
2. Gemación: de la membrana plasmática (más común) o del aparato de Golgi. Puede o no matar a la célula.
Virus presentes continuamente en el cuerpo. Es liberado por gemación.
Pueden o no causar enfermedad.El portador puede diseminar la
enfermedadCuatro categorías:1. Complicaciones tardías de infecciones
agudas2. Infecciones latentes3. Infecciones crónicas4. Infecciones lentas
Infecciones persistentes
Infección aguda período sin síntomas reactivación de la enfermedad
Síntomas de reactivación pueden ser diferentes de la enfermedad original
No hay partículas virales medibles durante el período asintomático
Ejemplos: HSV-1 y HSV-2; varicela
Infecciones latentes
VaricelaErupción en forma
de vesículas en la piel y mucosas.
Aparecen en tronco y cara y se diseminan a otros sitios.
Herpes Zoster
Aprox 20 % de las personas que tuvieron varicela desarrollarán zoster en un momento de su vida. Usualmente sólo ocurre una vez.
“Shingles” viene del latín cingulum que quiere decir faja o cinturón.Ocurre en un área de la piel con abundantes fibras sensoriales de un sólo nervio –dermatomoLa erupción es una banda bien definida en un lado del cuerpo o de la cara
Infecciones crónicas
Virus puede demostrarse todo el tiempo
La enfermedad puede o no estar presente por períodos extensos o mostrarse más tarde (portadores)
Infecciones lentas
Aumento gradual del agente infeccioso en un largo período – a menudo sin síntomas aparentes por largo tiempo (fase preclínica)
Usualmente progreso lentamente a enf. letal
Ejemplos◦ VIH◦ Lentivirus◦priones
Benignos
Malignos cáncer, metástasis
Proto-oncogenes y oncogenes son genes reguladores
Propiedades de células normales y transformadas
Sólo 15% de los tumores humanos son virales
Ejemplos: ◦ Sarcoma de Kaposi (herpes virus)◦ Carcinoma de células escamosas (HPV)◦ Carcinoma hepatocelular (VHB y VHC)
Tumores virales
Sarcoma de Kaposi
Lesiones púrpura de un cáncer de piel
Otros agentes infecciosos: Priones
proteinaceous infectious particles Resisten a la inactivación por procesos que
modifican los ácidos nucleicos Encefalopatías espongiformes
◦Apariencia del cerebro post mortem Vacuolas grandes en la corteza y el cerebelo
Enfermedades humanas causadas por priones:◦ CJD: Enf. de Creutzfeld-Jacob◦ Enf. de las vacas locas◦ GSS: Síndrome de Gerstmann-Straussler-Scheinker◦ Kuru