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