Genetica viral

Genética Viral Carlos A. Fernández M.

2008

GENÉTICA VIRAL

Carlos Alberto Fernández Miñope

[email protected]

Julio, 2008

mailto:[email protected]

Genética Viral Carlos A. Fernández M. 2008

Modificación Genética Viral

La modificación genética en su sentido más amplio implica variabilidad.

Factores: Virus DNA o RNAGenoma fragmentadoLugar de maduración


Procesos de Modificación

MUTACIONES


Definición

Cambios en la secuencia de bases nitrogenadas del ácido nucleico que no se deben a la incorporación de material genético de otro organismo, heredables y que originan o no un cambio en el fenotipo.


Causas

Variadas y van a depender mucho de la naturaleza del ácido nucleico (DNA o RNA).

Tenemos: Mutaciones espontáneas Mutaciones físicamente inducidas Mutaciones químicamente inducidas.


Mutaciones espontáneas

Variaciones tautoméricas de las bases nitrogenadas

Errores de la polimerasa viral.


Variaciones tautoméricas


Variaciones tautoméricas


Errores en la polimerización








Errores de la polimerasa

Polimerasas dependientes de RNA carecen de la actividad exonucleasa 3’ 5’

Menor fidelidad que las polimerasas de los virus DNA.

Tasa de mutaciones producidas por errores de la polimerasa viral está en el orden de 10-5 y 10-6 por gen.


Mutaciones inducidas físicamente

Radiaciones ionizantes y no ionizantes. La ionización origina pares iónicos que

contienen grupos químicos muy reactivos. Radicales liberados a lo largo de su

trayectoria, sobre el ADN. Las radiaciones no ionizantes, también

llamadas ultravioleta ó UV, de longitud de onda corta.


Mutaciones inducidas químicamente


Mutaciones inducidas químicamente


Tipos de mutaciones

Clasificación artificialDos tipos:

Mutaciones que desplazan el marco de lectura

Mutaciones que no desplazan el marco de lectura


Alteración de porción del ácido nucleico que se encuentre entre un codón de inicio y un codón stop.AdicionesDelecciones








Mutaciones basadas la sustitución de un nucleótido por otroMutaciones silenciosasMutaciones de sentido erróneoMutaciones sin sentido




Mutaciones silenciosas


Mutaciones de sentido erróneo


Mutaciones sin sentido


Consecuencias de las mutaciones

Cambio en el fenotipo. Mutantes letales condicionales

Sensibles a la temperatura Dependientes del hospedero Dependientes de drogas


Sensibles a la temperatura

Reemplazo de un aminoácido (mutación de sentido erróneo)

Falla en el plegamiento

Sustitución de una base en el ácido nucleíco





escape


Dependientes del hospedero

Codón aa

Codón Stop

Mutación sin sentido

Pérdida de Función

Cambio

Proteínas cortas


Dependientes del hospedero

Cepas mutantes de bacterias que contienen moléculas de RNA de transferencia mutadas


Mutantes letales condicionales

Dependientes de drogas Sólo crecen en medios de cultivo de células con determinadas drogas.

Vaccinia dependientes de la IBT (isatin - β - tiosemicarbazona).


Dependientes de drogas


Otros Fenotipos

Mutantes de tamaño de placa Mutantes de espectro de huéspedes Mutantes resistentes a fármacos Mutantes de escape a la neutralización


Mutantes de tamaño de placa

Mutantes espontáneas

Adsorción

Proteína de adsorción

Polisacáridos sulfatados

Mutación

Inhibición Placa Pequeña


Mutantes de tamaño de placa


Mutantes de espectro de huéspedes

Mutantes para proteínas de adsorción Mutantes de proteínas reguladoras

Sólo desarrollan en determinados huéspedes


Mutantes resistentes a fármacos


Mutantes de escape a la neutralización


Procesos de Modificación

RECOMBINACIÓN


Definición

Intercambio de material genético entre dos virus que infectan una misma célula.

El resultado: descendencia genéticamente estable que posee características que no coexisten en ninguna de las dos cepas iniciales.


Condición

Se da SÓLO cuando la relación es muy cercana


Recombinación Clásica

Virus dsDNA


Recombinación por Reordenamiento de genes

L M S L M S

+

L S L MM S

(Reovirus, bunyavirus, arenavirus)


Recombinación Copy Choice

Virus RNA monocatenario (Coronavirus, Picornavirus)


Formas de recombinación

Recombinación entre virus activos Recombinación entre virus

inactivos Reactivación por multiplicidad Reactivación cruzada


Recombinación entre virus activos

Dos mutantes de un mismo virus pueden volverse a combinar para producir una descendencia igual al tipo primitivo.

Ambos virus activos


Recombinación entre virus activos

Virus Influenza A0Virus Influenza A1

HA A0 NA A0 HA A1 NA A1

HA A0

NA A0

HA A1

NA A1

Virus Influenza Virus Influenza

HA A0NA A0 HA A1NA A1


Reactivación por multiplicidad

Virus inactivos de la misma cepa Recombinación de virus que han sufrido

daño en distintos genes A mayor daño mayor número de partículas

virales necesarias para producir una partícula infectante


Reactivación por multiplicidad

Virus Activo

+

+

Virus Inactivos


Reactivación cruzada

Recombinación entre un virus activo y un virus diferente pero inactivo

Descendencia activa con rasgos del progenitor inactivo


Reactivación cruzada Virus Influenza A Virus Influenza A

HA0 HA1

Virus Influenza A

X Y

HA0

X

HA1

Y

HA1

Inactivo Activo

Desarrolla en embrión de pollo

No desarrolla en embrión de pollo

Desarrolla en embrión de pollo

X


INTERACCIONES ENTRE PRODUCTOS DE GENES


Mezcla de fenotipos

Genoma de un virus encerrado en la cápside o envoltura producido por otro virus


Infección mixta

+A

B

X

Y

A

B

X

Y

A

B

X

Y

Infección Mixta

Infección Única


Transcapsidación

+A

B

X

Y

A

B

X

Y

A

B

X

Y

Infección Mixta

Infección Única


Envolturas en mosaico

+A

B

X

Y

A

B

X

Y

A

B

X

Y

Infección Mixta

Infección Única


Poliploidismo y mezcla de genotipos

Resulta de la inclusión de dos genomas completos dentro de una sola partícula viral

Los genomas no recombinan


Infección mixta

Infección Mixta

Infección Única

+A B

A B

AA

A

BB

B


Poliploidismo

Infección Mixta

+A B

Infección Única

AA

A

BB

B

A

A

B

B


Heteropoliploidismo

Infección Mixta

Infección Única

+A B

A

B

A

B

A

B


Complementación

Interacción de dos virus para producir descendencia infectante

En condiciones donde normalmente no habría duplicación


Complementación

+A B

Activo Defectuoso

Infección Mixta

Infección ÚnicaA B

Activo Defectuoso

A

Activo


Complementación

+A B

Activo Inactivo

Infección Mixta

Infección ÚnicaA

Activo

B

Activo

A

Activo

B

Activo


Complementación

Infección Mixta

Infección Única

+A B

DefectuosoDefectuoso

A B

DefectuosoDefectuoso


Facilitación

Aumento de producción de un virus determinado

Por consecuencia de la infección de otro virus no citocida

Combinaciones específicas


Facilitación

Virus 1 de la Parainfluenza

Virus Estomatisis Vesicular (VSV)

Interferón

Facilitadora


Gracias

Science

Genetica viral