La cintica de replicacin viral vara dependiendo del tipo de acido nucleico que posea el virin, esto permite inferir los mecanismos de interaccin virus clula de un virus desconocido a partir de hallazgos presentes en virus con caractersticas genticas similares. La replicacin viral requiere de una interaccin entre los distintos compartimentos celulares y las macromolculas virales. Las protenas virales son sintetizadas en los ribosomas libres en el citosol o asociados al retculo endoplasmico rugoso (RER) y son transportadas por sistemas de vesculas hacia los distintos componentes del aparato de Golgi.

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CITOPLASMATICA y

Peplomeros de virus

1. AdsorcinIntervienen varios factores. Hay una atraccin por fuerzas inicas. A pH 7 los virus y las clulas tiene cargas negativas de modo que es necesario la presencia de iones positivos, cumpliendo muy eficazmente este requerimiento los iones de Magnesio. De un lado el virus aporta las protenas de unin (viral atachment units) y por otro lado las clulas aportan los receptores de membrana

2. PenetracinLa penetracin de los virus una vez adsorbidos, puede realizarse de varias maneras :a. Por viropexisEs un proceso de fagocitosis, por el cual se produce una invaginacin de la membrana plasmtica, de modo que el virus queda englobado en una vescula dentro del citoplasma celular. Es el mecanismo ms comn de penetracin de los virus.

b. Por penetracinEn algunos, la penetracin acontece por un simple cruce de la membrana plasmtica, as la partcula viral queda directamente incluida en el Citoplasma.

c. Por fusinOtro tipo de penetracin se da por fusin de la envoltura viral con la membrana plasmtica. Tambin en este caso el virus es directamente incorporado al citoplasma.enzimas proteolticas eliminan la cpside y promueven la transcripcin del genoma.Los fenmenos descritos (adsorcin, penetracin y denudacin) culminan con la desintegracin de las partculas, pero no siempre el proceso progresa hasta la replicacin viral, esta etapa llamada eclipse. FASES DE LA REPLICACION VIRAL

Denudamiento: este trmino se asigna al proceso de remocin de la cpside o envolturas virales que permite la liberacin del cido nucleico, este hecho permite que la informacin gentica viral interacte con la maquinaria biosinttica de la clula husped.Este proceso implica la prdida de la estabilidad estructural de la cpside viral o la fusin de membranas viral y celular. Las seales que permiten este proceso estn causadas por la unin del virin al receptor o la exposicin de la partcula viral a un ambiente de pH bajo como el que se encuentra a nivel de los endosomas. REPLICACION VIRAL

5.- Replicacin bioqumica o transcripcinLa replicacin es un fenmeno muy heterogneo por cuanto existe mucha variedad en los cidos nucleicos de origen viral; se recordar que hay ADN y ARN muy diferentes, de una o dos hebras, segmentados o no, etc. En todos los casos, el acido nucleico viral es el elemento capaz de gobernar su Autorreplicacin y de trasmitir la informacin estructural y funcional a la progenie resultante de una infeccin. No obstante, la diversidad sealada, intervienen en la replicacin elementos comunes que vale la pena destacar, tales como la formacin de un ARN mensajero capaz de traducir en el ribosoma celular las protenas codificadas por el acido nucleico viral. Adems, sea cual sea el cido nucleico, siempre se diferencian dos conjuntos de genes, los precoces y los tardos. Los primeros seran los encargados de codificar protenas necesarias para la copia de la molcula de cido nucleico, y los tardos encargados de codificar protenas estructurales y protenas para el ensamblaje. FASES DE LA REPLICACION VIRAL

Transcripcin o replicacin bioqumica: se define transcripcin como el proceso por el cual se transfiere la informacin gentica de una secuencia de nucletidos de una molcula de cido nucleico a otra. Este paso requiere la formacin de un ARNm a partir de una molcula de ADN o la formacin de una cadena de ARN complementario en caso de virus con genoma en forma de ARN monocatenario de polaridad negativa.En los virus que poseen ARN de polaridad positiva (+) es decir que el acido nucleico se comporta como un ARNm (Togaviridae, Picornaviridae), por lo tanto puede ser usado directamente para la sntesis de protenas, sin requerir la sntesis de cidos nucleicos complementarios. En los virus con ARN de polaridad negativa (-) como los virus de las familias Rhabdoviridae, Paramyxoviridae y Ortomyxoviridae, el material gentico posee la secuencia de nucletidos necesaria para la sntesis del ARN complementario el cual funciona como mensajero. Este ARN (-) requiere de una ARN polimerasa ARN dependiente (transcriptasa) que es codificada por el virus.

La replicacin puede producirse en el ncleo o en el citoplasma de la clula, y eso depender del tipo de cido nucleico que constituye el acido nucleico viral. Los virus que contienen ARN se replican en el citoplasma, mientras que aquellos que tienen ADN se replican en el ncleo, excepto en el caso del grupo del virus de la viruela, que a pesar de tener ADN su replicacin se realiza en el citoplasma.En el caso de ARN con polaridad negativa, por el contrario, la molcula no tiene funcin mensajera, de modo que sintetiza una molcula complementaria de la original para poder esta copia entrar en el ribosoma con funcin mensajera.

FASES DE LA REPLICACION VIRAL

Ensamblaje y maduracin: durante esta fase hay organizacin de las macromolculas virales (protenas y cidos nucleicos) tendientes a la formacin de viriones maduros. En el caso de partculas virales con envoltura, la nucleocpside se organiza y ensambla por debajo de la unidad de membrana celular, donde se han localizado la glicoproteinas virales. En el caso de virus desnudos la cpside se ensambla alrededor del acido nucleico viral. Durante esta fase hay una gran expresin de antgenos virales sobre la superficie de la membrana celular. En la maduracin se completa

Liberacin: Durante esta fase ocurre la salida de los viriones infectantes. Hay dos procesos que pueden tener lugar, de un lado la citlisis y de otra parte los virus pueden ser liberados por un proceso de gemacin; este ltimo es un proceso de endocitosis inversa que si no produce dao a la membrana celular puede conllevar a infecciones latentes.Algunos viriones como el HIV pueden escapar al sistema de vigilancia inmunolgica ya que no se liberan al medio circundante sino que ms bien difunden a las clulas adyacentes no infectadas, donde inician un nuevo ciclo de replicacin.

Interaccin entre virus y clulas hospederas

La interaccin entre los virus y sus clulas hospederas est ntimamente ligada al ciclo de replicacin viral. Ms an: la interaccin del virus con los componentes y las estructuras celulares durante el proceso de replicacin influye en cmo el virus causa la enfermedad. En total hay cuatro posibles efectos primarios de la infeccin viral a una clula hospedera. La mayora de las infecciones no causan patologa celular o alteracin morfolgica aparente, sin embargo la replicacin puede causar citopatologa(redondeamiento celular, desprendimiento, formacin de sinsicios, etc.), transformacin maligna o lisis celular (muerte).

La muerte celular durante la replicacin viral puede ser causada por diversos factores.El factor ms probable es la inhibicin de la sntesis celular basal de biomolculas tales como protenas. Durante el ciclo de replicacin, el virus induce a la maquinaria celular a fabricar principalmente productos virales, ms que aquellos que la clula fabricara normalmente. Como resultado de esto, la clula sintetiza predominantemente productos virales, y los productos celulares necesarios para la supervivencia de la clula no estn presentes, o lo estn pero en cantidades demasiado bajas como para mantener su viablilidad. acumulacin excesiva de productos virales (ARN, ADN, protenas), que pueden ser txicos para las clulas.En la fase de liberacin del ciclo de replicacin de algunos virus se estimula la apoptosis de la clula hospederaEn otras instancias la inhibicin de la sntesis de macromolculas celulares causa daos a las membranas de los lisosomas, y por consecuencia la liberacin de enzimas hidrolticas, provocando la muerte celular.

Los efectos citopticos (CPE por sus siglas en ingls) son todos aquellos cambios morfolgicos en las clulas provocados por la infeccin viral. Las clulas infectadas algunas veces tienen alterada su membrana celular. Como resultado de esto, la membrana de la clula infectada es capaz de fusionarse con su clula vecina. La membrana celular alterada tambin est alterada en lo que se refiere a su permeabilidad, permitiendo la entrada de varios iones, toxinas, antibiticos.Otro aspecto del efecto citoptico es la alteracin del citoesqueleto, que da lugar al aspecto "redondeado" de las clulas infectadas. .

La transformacin maligna y la neoplasia resultante puede ocurrir cuando el genoma viral (o una porcin de ste) se incorpora en el genoma del hospedero, o cuando los productos virales son, por s mismos, oncognicos.La infeccin de clulas por algunos virus (por ejemplo virus de viruela y rabia) se caracteriza por la formacin de cuerpos de inclusin en el citoplasmaEn algunos casos, la infeccin con produccin viral puede ocurrir sin que puedan detectarse cambios en la clula hospedera

La patognesis se define como la generacin y desarrollo de una enfermedad. Las infecciones virales pueden ser agudas, crnicas, latentes o persistentes. El primer paso en el proceso de una enfermedad es la exposicin.Exposicin y transmisinLa exposicin pude ocurrir por contacto directo con un animal infectado, por contacto indirecto con secreciones / excreciones de un animal infectado, o por vectores mecnicos o biolgicos. La transmisin del virus desde la madre a la descendencia (transplacentaria, perinatal o por el calostro) se conoce como transmisin vertical. La transmisin va cualquier otro mecanismo que no sea de la madre a la descendencia es transmisin horizontal

Va de entradaLos virus penetran al hospedero a travs del tracto respiratorio (aerosoles), el tracto digestivo (contaminacin oral-fecal), el tracto genitourinario (reproduccin, inseminacin artificial), la conjuntiva (aerosoles), y a travs de aberturas en la piel (abrasiones, agujas, picaduras de insectos, etc.).

Siguiendo la infeccin, el virus se replica en el sitio o cerca del sitio de entrada (replicacin primaria). Algunos virus permanecen confinados a este sitio inicial de replicacin, produciendo infecciones localizadas. Un ejemplo de esto es el resfriado comn por rhinovirus.Otros virus causan infecciones diseminadas (sistmicas) por su difusin a rganos adicionales va torrente sanguneo, linftico o quiescente a travs de los nervios. La propagacin inicial del virus a otros rganos por el torrente sanguneo se conoce como viremia primaria. La viremia puede darse ya sea por presencia de virus libres en el plasma o por virus asociados con clulas sanguneas. Despus de la multiplicacin viral en esos rganos puede darse una viremia secundaria con propagacin a (otros) rganos blanco.

La replicacin viral ocurre en los rganos blanco causando dao celular. El nmero de clulas infectadas y/o la extensin del dao pueden tener como consecuencia la disfuncin del rgano o tejido y la manifestacin clnica de la enfermedad. El intervalo entre la infeccin inicial y la aparicin de signos clnicos es el periodo de incubacin.Los periodos de incubacin son cortos en enfermedades en las que el virus crece rpidamente en el sitio de entrada (por ejemplo influenza) y son ms largos si las infecciones son generalizadas (por ejemplo moquillo canino). Algunos virus infectan animales pero no producen manifestacin de signos de la enfermedad. Estas infecciones se conocen como subclnicas (asintomticas o inaparentes).

La eliminacin viral es el mecanismo de excrecin de la progenie viral para su diseminacin hacia una nueva poblacin de hospederos. Los virus tpicamente son eliminados va aperturas en el cuerpo o superficies. En infecciones localizadas, el virus es tpicamente excretado va el portal de entrada. En infecciones diseminadas el virus puede ser excretado por diferentes rutas.No todos los virus son excretados de sus hospederos. Estos incluyen virus que se replican en sitios como el sistema nervioso, como en la encefalitis viral, y hospederos finales (ltimo hospedero del virus).

En un esfuerzo por detener la infeccin, el hospedero inicia una respuesta inflamatoria.Los componentes principales de esta respuesta incluyen interfern, linfocitos T citotxicos, linfocitos B productores de anticuerpos, diversas molculas efectoras y complemento.Estos componentes trabajan en conjunto y se potencian unos a otros en un intento de liberar al hospedero de la infeccin viral. En este esfuerzo por liberarse del virus infectante, la respuesta inflamatoria causa muchos de los signos clnicos y lesiones asociados con las infecciones virales.

Algunos virus tienen la habilidad para abrogar la respuesta inflamatoria y causar infecciones persistentes. Esto lo realizan de diferentes maneras, incluyendo la destruccin de linfocitos T, causando inmunosupresin, evadiendo el reconocimiento inmunolgico, alterando la expresin antignica, y por inhibicin de la produccin de interfern.Clnicamente hay tres tipos importantes de infecciones persistentes:Infecciones con portadores crnicosstos son organismos que continuamente producen y excretan grandes cantidades de virus, por largos periodos de tiempo. Como resultado de esto, ellos estn transmitiendo continuamente el virus a otros organismos. Algunos portadores crnicos son asintomticos o exhiben la enfermedad con signos muy leves. Ejemplos de esto son las infecciones por virus de la artritis equina, virus de la panleucopenia felina y virus del polioma aviar.

Infecciones latentesUn tipo especial de infeccin persistente es aquella en la que el virus permanece en el hospedero en un estado "no-productivo". Los herpesvirus son notorios causando infecciones latentes. El genoma viral se mantiene en las neuronas en forma de crculo cerrado, y se reactiva peridicamente (frecuentemente durante condiciones de estrs) resultando en infeccin productiva y excrecin viral. Tambin ocurren infecciones latentes con retrovirus, en los que el ADN proviral se incorpora en el genoma de la clula hospedera. Puede resultar transformacin celular y malignidad si el transcrito integrado altera la organizacin normal de los procesos de control celular.

Infecciones virales lentasSe refiere a aquellas infecciones virales en las que hay un largo periodo entre la infeccin inicial y el inicio de la enfermedad. En estos casos el crecimiento viral no es lento, sino que la incubacin y progresin de la enfermedad es extensa. Un ejemplo es la enfermedad subaguda de la panencefalitis esclerotica, que se desarrolla varios aos despus de la infeccin con el paramyxovirus de las paperas. La "encefalitis del perro viejo" debida al recrudecimiento del moquillo parece ser una condicin anloga.

Los virus crecen rpidamente, usualmente hay un gran nmero de viriones progenie por clula. Hay, por tanto, ms probabilidad de que ocurran mutaciones en un corto periodo de tiempo. La naturaleza del genoma viral (ARN o AND, segmentado o no segmentado) juega un papel importante en la gentica de los virus. Los virus pueden cambiar genticamente a causa de mutaciones o mediante recombinacin

MutantesA) OrigenMutaciones EspontneasEstas surgen naturalmente durante la replicacin viral: i.e. a causa de errores por la polimerasa de replicacin del genoma o a causa de la incorporacin de formas tautomricas de las bases. Los virus de ADN tienden a ser ms estables genticamente que los virus de ARN. Existen mecanismos de correccin de error en la clula husped para la reparacin del ADN, pero no para la del ARN.Algunos virus de ARN son notablemente invariables en naturaleza. Es probable que estos virus tengan la misma tasa de mutacin que otros virus de ARN, pero que estn tan adaptados a una transmisin y replicacin de alta precisin, que cambios mnimos resultaran en su fracaso a la hora de competir exitosamente con los virus progenitores (en su forma original, silvestres). .

Mutaciones inducidas por medios fsicos o qumicosQumicos:agentes que acta directamente sobre las bases, i.e.: cido nitroso, agentes que actan indirectamente, i.e.: anlogos de bases que yerran en el apareamiento ms frecuentemente que las bases normales, generando as mutaciones.Fsicos: Agentes como la luz ultravioleta o los rayos XB) Tipos de mutaciones:Las mutaciones pueden ser puntuales (una base es reemplazada por otra) o mutaciones de insercin/supresin.

C) Ejemplos de los tipos de cambios fenotpicos observados en los virus mutantes:(fenotipo = las caractersticas observadas de un organismo)

Mutantes letales condicionales: Estos mutantes se multiplican bajo ciertas condiciones pero no en otras (mientras que los virus tipo silvestres (en su forma original) crecen bajo cualquier tipo de condicin)i.e. Mutantes termo sensibles (ts) Estos crecen a bajas temperaturas i.e. 31 grados C pero no crecen a i.e. 39 grados C, los de tipo silvestres crecen tanto a 31 como a 39 grados C. Parece que la razn de esto es que la protena alterada no puede mantener una conformacin funcional a elevadas temperaturas. i.e. La gama de las clulas husped Estos mutantes slo crecen en un subgrupo particular de clulas dichos mutantes proveen un medio para investigar el papel de las clulas husped en la infeccin viral

Resistencia a frmacos: Esto es importante en el desarrollo de agentes antivirales la posibilidad de surgimiento de variantes mutantes siempre debe de ser consideradaMutantes enzima-deficientes:Algunas enzimas virales no son siempre esenciales y por tanto se pueden aislar variantes mutantes viables que tienen deficiencias de enzimas; i.e. la enzima timidina kinasa del virus herpes simples generalmente no se necesita cuando se est cultivando en tejido pero es importante para la infeccin de clulas neuronales. Mutantes "Calientes":Estos crecen mejor a altas temperaturas que los virus de tipo silvestre. Pueden ser ms virulentos puesto que an cuando sean pirognicos, la fiebre del husped no tendr gran efecto sobre los mismos, pero s retardaran la replicacin de los viriones silvestres.

Mutantes atenuados:Muchos virus mutantes causan sntomas menos severos (o ningn sntoma del todo) en comparacin con el virus progenitor se dice que stos mutantes estn atenuados. Estos tienen un rol potencial en el desarrollo de vacunas y tambin son herramientas tiles para la determinacin de la manera en que el virus progenitor es perjudicial.

RecombinacionIntercambio de material gentico entre dos genomas.Recombinacin "clsica" Esto implica la ruptura de enlaces covalentes dentro del cido nucleico, intercambio de informacin gentica, y la reformacin de los enlaces covalentes. Este tipo de recombinacin de ruptura/reparacin es comn en los virus de ADN o en aquellos virus de ARN que tienen una fase de ADN (retrovirus). La clula husped tiene sistemas de recombinacin para el ADN.La recombinacin de este tipo es muy rara en los virus de ARN (probablemente no existan enzimas en el husped para la recombinacin del ARN). Los picornavirus muestran una forma de recombinacin de muy baja eficiencia. El mecanismo no es idntico al mecanismo estndar para el ADN, y es probablemente un mecanismo de tipo "copy choice" (copia-opcin) en la que la polimerasa intercambia de plantilla mientras copia el ARN.

Re-arreglo o ReordenamientoSi un virus tiene un genoma segmentado y si dos variantes de ese virus infectan una misma clula, los viriones progenie pueden resultar con algunos segmentos de un progenitor, y con otros segmentos del otro progenitor. Este es un proceso eficiente pero limitado a los virus con genomas segmentados hasta ahora el nico virus humano caracterizado por genomas segmentados son los virus de ARN i.e. ortomixovirus, reovirus, arenavirus, bunyavirus. El re-arreglo o reordenamiento puede jugar un papel importante en la naturaleza al generar nuevos reordenamientos y tambin es til en experimentos de laboratorio.