EL CICLO VÍRICO Y SUS FASES

Descripción del ciclo lítico y lisogénico de los bacteriófagos.Este ciclo vital se denomina ciclo lítico pues, como resultado, la célula bacteriana será lisada y morirá. En el caso de un bacteriófago las diferentes fases de este proceso replicativo pueden resumirse en siete etapas.

1. Fijación (adsorción) del virión a una célula susceptible.La interacción se realiza entre las proteínas de la cola del fago y los receptores localizados en la pared bacteriana. Al principio de la fijación esta es reversible, pudiendo separar fago y bacterias sin alterarlas. Pero esta fijación se convierte rápidamente en irreversible, ya que el fago se modifica en contacto con la bacteria, una enzima (lisozima) de la cola se activa, atacando las uniones glucosídicas que aseguran la cohesión de la parte glicoproteíca de la pared, provocando así una zona de menor resistencia.

2. Penetración (inyección) del virión o de su ácido nucleico en la célula.La cola del fago se contrae mediante un reagrupamiento de las unidades proteicas de la vaína caudal, cuyo número de discos disminuye a la mitad sin variar la distancia entre ellos.El eje tubular penetra en la pared bacteriana a través de la zona de menor resistencia y el contenido de la cabeza se introduce en la bacteria dejando en el exterior un despojo constituido por la cola y la cabeza del fago.

3. Fases tempranas de la replicación, en las que la maquinaria biosintética de la célula hospedadora resulta alterada, como un preludio a la síntesis de ácidos nucleicos víricos. Típicamente, en esta fase se forman los enzimas víricos específicos. En esta fase podemos diferenciar una fase precoz en la cual tiene lugar una desorganización rápida del funcionamiento celular y una reorientación hacía una síntesis de los constituyentes víricosEntra en funcionamiento mecanismos destinados a asegurar la síntesis de los elementos del fago. Cesan los procesos sintéticos de la bacteria, la transcripción se detiene con rapidez por proteínas codificadas por el virus que se asocian a la ARN polimerasa.No es utilizada la información genética, pues el cromosoma bacteriano es destruido por la acción de una enzima.

La bacteria no puede sintetizar sus proteínas ya que se bloquea la traducción de los ARNm celulares en los primeros segundos de la infección. Únicamente son reconocidos los ARNm víricos de manera que tiene lugar la síntesis de las proteínas que van a intervenir en la replicación del ADN del fago.

4. Replicación del ácido nucleico vírico. Fase tardía, comienza la replicación del ADN del bacteriófago participando las enzimas sintetizadas durante la fase precoz (ADN polimerasa, nucleótidos bacterianos y enzimas) para dar lugar a muchas copias idénticas que se acumularán.

5. Síntesis de proteínas que constituyen la subunidades estructurales de la cubierta del virus.Síntesis de las proteínas capsídicas (estructurales) siendo sintetizadas utilizando los ribosomas bacterianos que trabajan sobre los ARNm víricos. Síntesis de proteínas no capsídicas que van a permitir la elaboración y liberación de los viriones.

A continuación de esta síntesis los constituyentes del fago se acumulan separadamente en las bacterias y no se ensamblan hasta más tarde; en efecto en este estadio no se observa ningún virión.

6. Ensamblaje de las unidades estructurales ( de los componentes membranosos en virus con envoltura) y empaquetamiento del ácido nucleico en las nuevas partículas víricas.Hay una regulación ya que el ensamblaje se realiza con tanta regularidad en una estructura compleja del virión. Tres cadenas de ensamblaje que conciernen a la cabeza, cola y fibras caudales. La cabeza y la cola se asocian enseguida espontáneamente y luego las fibras caudales se asocian sobre la placa basal.Cada cadena de ensamblaje comporta etapas en las que el encadenamiento se halla bajo dependencia del producto de ciertos genes.

7. Liberación de la célula de los viriones maduros. Los nuevos viriones son liberados al exterior mediante la destrucción de la célula huésped (lisis) por un enzima: la endolisina.La bacteria morirá por falta de su ADN y como consecuencia de la destrucción de su pared. Una vez son liberados al medio, estos nuevos

viriones irán a afectar a otras células bacterianas.En los primeros minutos tras la infección se dice que el virus sufre un eclipse. El ácido nucleico vírico se separa de su cubierta proteica y por tanto, incluso si se rompiera la célula infectada, el virión parece haber desaparecido como entidad infectiva.El eclipse ocurre durante las etapas tempranas de la replicación vírica. Estas constituyen el período de latencia porque no es posible evidenciar viriones infectivos. La duración del ciclo general de replicación vírica ocupa desde 20-30 minutos en muchos virus bacterianos hasta 8-40 horas en la mayor parte de los virus animales.

Ciclo replicativo de un virus bacteriano. Se indican las fases generales de la replicación vírica.

FUENTE: BIOLOGÍA DE LOS MICROORGANISMOS. BROCK

Ciclo lisogénico de los bacteriófagos.

Cuando un fago infecta a una bacteria sensible, existen dos respuestas posibles; en una determinada bacteria puede tener lugar una respuesta lítica en la que al cabo de un tiempo se observa la destrucción de la célula bacteriana y la liberación de los fagos-hijos.Otra posibilidad que puede tener lugar es el ciclo lisogénico, en el cual el ácido nucleico vírico, cuando se encuentra en el citoplasma bacteriano, pasa a incorporarse al ADN de la bacteria. Ciclo sólo definido para bacteriófagos.Un fago que sigue esta vía se denomina fago atenuado, en contraposición a los que siguen el ciclo lítico que son los fagos virulentos. La bacteria portadora de un fago atenuado recibe el calificativo de lisogénica, pues tiene la capacidad latente de producir viriones maduros.

Si se infecta una bacteria sensible con un bacteriófago atenuado, el ácido nucleico no se mantiene autónomo. Se inserta por un punto determinado en el genoma bacteriano. Se puede mantener integrado así durante varias generaciones bacterianas

El ADN vírico se encuentra presente en la célula huésped bajo una forma enmascarada, latente. Denominada profago, en la cual los genes víricos están reprimidos.

Debido a una inducción espontánea, o bien, provocada por un agente externo, como En esta forma, el virus se va perpetuando a la vez que lo hace su huésped, es decir, cuando se replica el cromosoma bacteriano, se replica también el ADN vírico insertado como si de otro gen bacteriano se tratase.

Así pues, una célula lisogénica (portadora de un profago en su cromosoma) se divide dando dos células hijas, cada una de las cuales a su vez es también lisogénica y portadora del profago. Se puede afirmar, pues, que la replicación del profago y la división celular son sincrónicas, de manera que se mantiene estable el carácter lisogénico de la célula en todas las generaciones como cualquier carácter de la bacteria huésped.

La lisogenia aporta una característica singular a las bacterias. Una célula, mientras tenga el profago, será inmune frente a otras infecciones por virus de la misma especie que el profago. Esta inmunidad se hereda de generación en generación ya que también se hereda el profago.

Esta situación, sin embargo, no se mantiene permanentemente. la radiación U.V. el virus en forma de profago se escinde del cromosoma bacteriano y se convierte en autónomo. En este momento comenzará la síntesis de proteínas y se replicará entrando en ciclo lítico con la consiguiente liberación de viriones intactos y lisis de la célula bacteriana.

Para muchos virus los modos de expresión están siempre programados de la misma manera. Si embargo, los fagos atemperado poseen una especie de interruptor genético que controla si va a tener lugar el ciclo lítico o el lisogénico. Para que se establezca la lisogenia deben ocurrir dos sucesos:

o que se evite la producción de todas las proteínas víricas tardías y

o que una copia del genoma del bacteriofago se integre en el cromosoma de la bacteria.

Para impedir la síntesis de las proteínas tardías se genera una proteína represora. Si se sintetiza, es capaz de reprimir la síntesis de todas las otras proteínas codificadas por el fago.

Ciclo de un retrovirus(VIH)

Los retrovirus, entre los que se encuentra el virus del SIDA, se caracterizan por poseer un genoma constituido por una cadena de ARN sencilla que contiene la información necesaria para construir nuevos virus.Los retrovirus tienen la particularidad de llevar una doble vida:

Se pueden encontrar en forma de virus infectantes de vida libre, constituidos por una envoltura proteica o cápsida en cuyo interior se aloja la hebra de ARN1 junto con el enzima retrotranscriptasa

También adoptan la estructura de provirus, formados por una doble hebra de ADN que está integrada en un cromosoma de la célula infectada como si fuera uno más de sus genes. Cuando el provirus se inserta en el genoma celular, puede quedar silenciado permanentemente controlado por los sistemas de regulación de la célula, pero también puede volverse activo cuando es “excitado” por radiaciones electromagnética, variaciones de temperatura o determinadas sustancias químicas.

¿Cómo pueden pasar de su existencia libre, con ARN, al provirus integrado con ADN?. Pues bien, al estudiar su ciclo vital, los retrovirus hacen uso de su enzima retrotranscriptasa para obligar a que el flujo de información génica se invierta y retorne del ARN al ADN.El proceso global de la replicación de un retrovirus se puede resumir en los siguientes pasos:1. Entrada en la célula.

Cuando el retrovirus penetra en la célula mediante un proceso de endocitosis, se despoja de su cápsida proteica y quedan libres la hebra de ARN y la retrotranscriptasa que transporta.

2. Transcripción inversa esta enzima utiliza la cadena de ARN como molde para sintetizar una cadena de ADN copia (ADNc) con secuencia complementaria que forma un híbrido con la hebra de ARN. La retrotranscriptasa tiene, además, otras dos funciones; por una parte, degrada la hebra de ARN y, por otra, sintetiza otra cadena de ADN complementaria de la hebra de ADNc. De esta manera, se forma una doble hélice de ADN que se integra en el genoma de la célula hospedadora y se convierte en un provirus.

3. Integración de la copia de ADN en el genoma del hospedador.4. Transcripción del ADN vírico, originando la formación de RNAms víricos

y el RNA de la progenie.5. Encapsidación del RNA vírico en nucleocápsidas en el citoplasma.6. Gemaciáon de viriones con envoltura por la membrana citoplasmática y

liberación de la célula.

1 El genoma de los retrovirus es peculiar, contiene dos copias idénticas de RNA monocatenario de polaridad positiva, llamada así porque tiene el mismo sentido o polaridasd que el RNAm de un virus.