T03 Replicacion+Viral II 2010

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VIROLOGIA 2010Torico 3

Replicacin viral IIEstrategias de replicacin de RNA y DNA VIRUS

26/03/2010

ETAPAS DEL CICLO DE MULTIPLICACION VIRAL

1- Adsorcin 2.- Penetracin 3.- Desnudamiento 4.- Sntesis de protenas virales y cidos nucleicos virales 5.- Ensamble 6.- Maduracin 7.- Liberacin de la progenie viral

Clulas eucariotas: caractersticasCOMPARTIMENTALIZACIN SNTESIS DE MACROMOLCULAS - AN (ncleo) - Protenas (citoplasma)

Traduccin de mRNA monocistrnicos

ADAPTACIN DE LOS VIRUS A LA CLULA EUCARIOTA- Lugar de replicacin - Estrategias de obtencin mRNA

Lugar de replicacin

- Ncleo -citoplasma

RNA VIRUS

ORF nico (RNAm traducido como poliprotena) RNAm subgenmicos Fragmentacin RNA genmico

Estrategias de RNAm monocistrnicos.DNA VIRUS

RNAm monocistrnicos Splicing

Distintas estructuras de IRES

A. Poliovirus; B. Virus de la encefalomiocarditis; C. HCV

RECORDAR. mRNA es siempre la cadena positiva (+) DNA de polaridad equivalente es la cadena (+) RNA y DNA complementarios de las cadenas positivas son las cadenas negativas (-) mRNA es ledo en el ribosoma celular y puede ser traducido en protena No todos los RNA (+) pueden funcionar como RNAm

1. PROCESAMIENTO DE UNA POLIPROTEINAA. POLIOVIRUS

Supresin de la terminacin

Procesamiento del RNA

1.- Procesamiento del pre-RNAm 1.1. Adicin del CAP en extremo 5. 1.2. Adicin del poliA en el extremo 3 1.3. Splicing del pre-mRNA viral. 1.4. Edicin del mRNA viral. 2.- Exportacin de los RNAm celulares y virales

Esquema de clasificacin de Baltimore

RNA virus

DNA VIRUS

Genomas virales Qu informacin codifican? Genes y seales regulatorias que se requieren para: Replicacin del genoma Ensamble y empaquetamiento del genoma Regulacin y temporalidad en el ciclo Modulacin de los mecanismos de defensa del hospedador Diseminacin a otras clulas y hospedadores

Qu informacin NO contienen los genomas No codifican genes de la maquinaria de biosntesis de protenas No codifican protenas involucradas en la produccin de energa ni biosntesis de membranas No se encuentran centrmeros ni telmeros como los del cromosoma del hospedador.

RNA VIRUS

Genoma de RNA son copiados de un extremo al otro sin prdida de secuencias nucleotidicas Produccin de los mRNAs virales que pueden ser eficientemente traducidos por la maquinaria de sntesis proteica celular.

RNA virus Caractersticas generales Genomas de tamao pequeo ? 1,7 kb-15 kb hasta 30 kb RNA ss >>> RNA ds ? Estructura genmica ss y ds polaridad (+) y (-) lineales y circulares enteros y segmentados

RNA virus Caractersticas generales

Seales cis-acting de replicacin y empaquetamiento. Cambio (switch ) de templado genomas defectivos, DI, RNA satlites.

RNA VIRUSIdentificacin de las RNA polimerasas Ensayos: extractos celulares incubados con dNTPs Sntesis de RNA citoplasmtico resistente a Actinomicina D en clulas infectadas con poliovirus. Polimerasa viral descubierta en el virin de los RNA (-) Estructura conformacional por difraccin de rayos X (3Dpol, HCV NS5B, RT HIV )

RNA polimerasas RNA dependientes (RpRd) Dominios conservados- relaciones filogenticas.

No tienen capacidad de correccin (no proofreading)

Funcionan unidas a complejos supramoleculares (complejos de replicacin asociados a membranas celulares)

No requieren cebadores (primers) (excepcin VPg en picornavirus, oligonucletidos del mRNA cel. para transcripcin y sntesis de RNA es de novo (virus influenza) Edicin transcripcional.???

Cuando el RNA genmico no funciona como mRNA se incorpora al virin.

RNA polimerasas RNA dependientes (RpRd) Sntesis de RNA se inicia y termina en puntos determinados del templado. RNA polimerasa puede iniciar la sntesis de novo (similar a RNA pol/DNA celular) o requerir un primer Otras protenas virales y celulares pueden ser requeridas. RNA es sintetizado en pasos mediante la incorporacin de NTPs, elongacin en direccin 5->3 Siempre la sntesis del RNA es a partir de un molde.

Relaciones de secuencias entre Polimerasas

RNA polimerasas. Estructuras y dominios conservados

Naturaleza del templado de RNA RNA (+): genomas desnudos, funcionan como RNAm y realizan la sntesis de protenas en cuanto ingresan a la clula (excepcin: retrovirus que son copiados por la RT a DNA dc) RNA (-): genoma asociado a protenas, comienzan la sntesis de RNA (+) inmediatamente despus entrar a la clula. dsRNA: no pueden ser copiados en RNAm por la clula, llevan la RNA polimerasa en el virin.

RNA Virus

Sntesis de RNA/RNA dependiente/ Caractersticas Sntesis de RNA se inicia y termina en puntos determinados del templado. RNA polimerasa puede iniciar la sntesis de novo (similar a RNA pol/DNA celular) o requerir un primer Otras protenas virales y celulares pueden ser requeridas. RNA es sintetizado en pasos mediante la incorporacin de NTPs, elongacin en direccin 5->3 Siempre la sntesis del RNA es a partir de un molde.

RNA SIMPLE CADENA POLARIDAD POSITIVA

Ciclo de replicacin de Poliovirus

Ciclo de replicacin del virus de Influenza

Influenza virus. Sintesis del RNA Sintesis del mRNA es inhibida por -amanitina, inhibidor de la RNAp/DNAd por lo tanto se requiere sntesis de primer. Bunyavirus mRNAs utilizan como primers cap tomados de mRNA celulares. No es inhibido por -amanitin Durante la sintesis del RNA de Influenza en el ncleo celular ocurre el splicing en Bunyavirus no requieren splicing para la obtencin de los RNAm

RNA VIRUS AMBISENTIDO

VIRUS RNA doble cadena segmentados

Esquema de clasificacin de Baltimore

RNA simple cadena con DNA intermediarionica familia: RETROVIRUS (HIV, HTLV).

RNA (+) genmico es un RNAm que nunca es utilizado RNA genmico (+) sirve de molde para la snteis del DNA doble cadena por la RT.DNA doble cadena se inserta en el cromosoma celular como

provirus

RNA polimerasa celular sintetiza los RNAm a partir del provirusAlgunos de los RNAm son traducidos en protenas Algunos de los RNAs son empaquetados como GENOMAS en las partculas virales.

Retrovirus : RNA (+) diploide

Reaccin de retrotranscripcin Reaccin de integracin

DNA VIRUS1. DNA ds >>> DNA ss 2. No fragmentados 3. Tamao del genoma (1.8 kb-800 kb) capacidad de codificacion 4. 5. 6. 7. 8. Promotores y secuencias enhancers Factores de transcripcin viral RNA polimerasa II celular Preparacin de la clula para la replicacin viral. Replicacin del DNA.

Genomas DNA doble cadena

Genomas DNA doble cadena parcial

Genomas DNA doble cadena parcial

Estrategia de sntesis del mRNA por DNA virus animales

DNA VIRUS: Regulacin de la transcripcin

Protenas virales que participan en la replicacin viralDNA polimerasa y proteinas accesorias Timidina quinasa Ribonucleotido reductasa dUTPasa Exonucleasas Helicasas Protenas que se unen al orgen de replicacin

DNA POLIMERAS: Proofreading

Replicacin del DNA: Requerimientos Requiere la expresin de genes virales siempre la replicacin del DNA es un evento retardado en el ciclo de infeccin. la replicacin del DNA es siempre 5 - 3 a partir de un OH libre en 3 Se inicia en un origen definido altamente especfico, requiere un primer Terminacin - no es tan especfica

Centros de Replicacin Contienen templado DNA protenas de replicacin Se forman en sitios discretos Protenas virales y celulares(pol, pol, pol, ligasa, topoisomerasa I y II) Alta concentracin local de protenas de replicacin y orgenes de replicacin del DNA Facilita el reclutamiento del producto de un ciclo de replicacin como templado para el siguiente.

REPLICACION DEL DNA Origen de replicacin segmento mnimo de DNA, rico en AT, necesario para la iniciacin de la replicacin, une protena Problemas del templado circular vs. lineal copiado de los extremos Cebadores para la sntesis de DNA - puede ser RNA, DNA o protena (celulares y virales) Elongacin - celular o viral Terminacin

ESTRUCTURA DEL Ori de SV40

Replicacin genmica de virus DNA Reconocimiento del origen de replicacin y priming. Iniciacin de la sntesis de DNA y elongacin. Terminacin de la sntesis. Resolucin y procesamiento de los productos replicados.

Dos mecanismos bsicos de replicacin del DNA viral

Replicacin de SV40

Regulacin de la replicacin del DNA viralReplicacin exponencial del DNA viral Induccin de la sntesis de protenas celulares de replicacin. Replicacin del DNA viral por protenas virales. Sntesis demorada de protenas virales estructurales. Inhibicin de la sntesis de DNA celular. Localizacin del DNA viral en compartimientos cel. especializados.

Replicacin limitada del DNA viral Replicacin como parte del genoma celular (integracin). Regulacin a travs de diferentes orgenes: EBV. Regulacin a travs de un nico origen: papillomavirus

DNA virus HSV-1