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Introduccion a la virología

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  • 1. Virología: Introducción Prof. Laura Irene Piccoli Microbiología general FaCENA UNNE Año 2010
  • 2. Objetivos
    • Al finalizar la clase el estudiante podrá:
      • Definir virología y biotecnología.
      • Definir virus.
      • Mencionar la importancia del estudio de los virus.
      • Conocer los aspectos históricos más sobresalientes de la virología.
      • Conocer las características y propiedades más significativas de los virus.
  • 3. Virología: definición
    • Rama de la microbiología
    • Estudio de los virus y las enfermedades que éstos causan.
  • 4.  
  • 5. Virus: Definición
    • Partícula
      • Ácido nucleico
      • Capa de proteínas
        • Cápsula
          • capsómeros
      • Parásito celular obligado
      • Pequeño
      • Infeccioso
  • 6. Virus: Historia
    • Dimitri Ivanowsky
      • Científico ruso
      • Virus del Mosaico del Tabaco
      • 1892
      • Demostró que el agente causante de la enfermedad no era retenido por un filtro de porcelana utilizado para remover bacterias.
  • 7. Virus: Historia
    • Martinus Beijerinck
      • 1898
      • Científico holandés
      • Obtuvo resultados similares a Ivanowsky
      • Aportación
        • Agente causante más pequeño que una bacteria.
        • Acuño el término Virus
  • 8. Virus: Historia
    • Friederich Loeffler y Paul Frosch
      • 1898
      • Científicos alemanes
      • Estudiantes de Robert Koch
      • Aporte
        • Agente causante no podía ser retenido por los filtros para retener bacterias.
  • 9. Virus: Historia
    • Vilhem Ellerman y Olaf Bang
      • 1908
      • Identificó virus como agentes causante de leucemia
    • Peyton Rous
      • 1911
      • Virus como agentes causantes de tumores cancerosos sólidos
      • “ Rous Sarcoma Virus” peste rosa
  • 10. Virus: Historia
    • Frederick Twort
      • 1915
      • Describió un virus
      • Virus de la viruela
  • 11. Virus: Historia
    • Felix d’ Hérelle
      • 1917
      • Acuño el término bacteriofago
        • Habilidad de formar placas de lisis en sembrados de bacterias en placas Petri.
  • 12. Virus: Historia
    • En humanos
      • Virus causante de Fiebre amarilla
        • Carlos Juan Finlay
          • Cubano-1880
        • Walter Reed y Jesse Lazear
          • Estadounidenses -1899
        • James Carroll
          • Estadounidense – 1911
        • Juan Guiteras
          • Cubano - 1911
  • 13. Virus: Historia
      • Virus de la Influenza
        • 1933
        • Wilson Smith
        • Christopher Andrews
        • Patrick Laidlaw
  • 14. Virus: Propiedades
    • Parásito intracelular obligado
      • Infeccioso
    • Su genoma puede ser DNA o RNA
    • Capaz de replicarse y dirigir la síntesis de proteínas utilizando la maquinaria del hospedero cuando se encuentra en el hospedero correcto.
  • 15.  
  • 16. Comparación de tamaños de virus y bacteria Fuente: Lim, 1998. Microbiology. Ed. McGraw-Hill, Estados Unidos.
  • 17.  
  • 18.  
  • 19.  
  • 20.  
  • 21.  
  • 22.  
  • 23.  
  • 24.  
  • 25.  
  • 26.  
  • 27.  
  • 28.  
  • 29.  
  • 30. Biotecnología: definición
    • Grupo de técnicas biológicas aplicadas en el desarrollo de productos por la industria a partir de células vivas o partes o productos de estas celulas como DNA y enzimas para resolver problemas que afectan al ser humano.
  • 31. Roles: Virología y Biotecnología Desarrollo de Vacunas Virales - Inmunización Activa Métodos Nuevos - Producción de proteinas virales de genes clonados en bacterias - Inserción de genes clonados en virus en otros organismos - Síntesis quíimica de oligopéptidos virales - Desarrollo de anti-idiotipos
  • 32. Roles: Virología y Biotecnología Virus de Origen Animal : - mutantes de empaque - no reproducen - Sistema de Baculovirus - promotores fuertes - mayor acomodo de DNA - Procesamiento post-traduccional - seguridad - aplicación industrial
  • 33. Virología: Importancia
    • Médica
      • Agente causante de enfermedades - Ebola
    • Industria
      • Vector en la industria de la biotecnología
      • Vector en la industria de las farmacéuticas.
    • Militar
      • Agente de guerra biológica
        • Bioterrorismo
        • http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/overview/disease-facts.asp
    • Económica
      • Avian flu virus
  • 34. Virología: Importancia
    • Médica
      • Agente causante de enfermedades
    • Industria
      • Vector en la industria de la biotecnología
      • Vector en la industria de las farmacéuticas.
    • Militar
      • Agente de guerra biológica
        • Bioterrorismo
        • http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/overview/disease-facts.asp
    • Económica
      • Avian flu virus
  • 35. Virología: Importancia
    • Médica
      • Agente causante de enfermedades
    • Industria
      • Vector en la industria de la biotecnología
      • Vector en la industria de las farmacéuticas.
    • Militar
      • Agente de guerra biológica
        • Bioterrorismo
    • Económica
      • Avian flu virus
  • 36. Virología: Importancia
    • Médica
      • Agente causante de enfermedades
    • Industria
      • Vector en la industria de la biotecnología
      • Vector en la industria de las farmacéuticas.
    • Militar
      • Agente de guerra biológica
        • Bioterrorismo
        • http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/overview/disease-facts.asp
    • Económica
      • Avian flu virus
  • 37.  
  • 38.
    • Ácido nucleico “desnudo” es susceptible a ser degradado por nucleasas en la naturaleza, por lo que están rodeados de una envoltura proteica, CAPSIDE.
    • Cápside esta compuesto de subunidades proteicas llamadas CAPSOMEROS.
    • Cápside junto con ácido nucleico se conoce como NUCLEOCAPSIDE.
    Estructura
  • 39. Virus de animales
    • En el espacio entre la envoltura y la nucleocapside en virus de animales, se encuentra una matriz de proteínas que fortalece la envoltura y conectan la nucleocapside. La ENVOLTURA esta compuesta de glicoproteínas embebidas en una bicapa lipídica, que proviene de la membrana plasmática del huésped. Esta envoltura la adquiere en el proceso de expulsión de la célula huésped después de la replicación. Localizados en la superficie externa de la envoltura encontramos los peplomeros ó espinas, compuestas de glicoproteínas con actividad hemaglutinina y neuraminidasa.
  • 40. Virus de animales Fuente: Lim, 1998. Microbiology. Ed. McGraw-Hill, Estados Unidos.
  • 41. Formas básicas de las nucleocápsides: Fuente: Lim, 1998. Microbiology. Ed. McGraw-Hill, Estados Unidos.
  • 42. Icosahedricos Poseen 20 caras, 30 bordes y 12 vértices. Cada cara es un triángulo equilátero, resultando una estructura simétrica. Ejemplos: adenovirus, papovavirus y herpesvirus.
  • 43. Virus Helicoidales Ejemplos: Virus del mosaico del tabaco (TMV), Virus Rabies (Animales). TMV esta compuesto de 2,130 subunidades proteicas acomodadas en forma helicoidal protegiendo al ácido nucleico.
  • 44. Virus binales o complejos Ejemplos: poxvirus (v.gr. viruela)y bacteriofagos (T2, T4 y T6) Fuente: Lim, 1998. Microbiology. Ed. McGraw-Hill, Estados Unidos. T2 P1 T2 y P1 son bacteriofagos de doble hebra
  • 45. Viroides y Priones son agentes infecciosos más pequeños que los virus.
    • Viroides están compuestos únicamente de ácido nucleico, esta plegado fuertemente con lo que se protege de las nucleasas externas. Son responsables de enfermedades en plantas.
    • Utilizan las enzimas de la célula huesped para replicarse.
  • 46.
    • Priones están compuestos únicamente de proteínas sin que se haya detectado la presencia de ácido nucleico.Son resistentes al calor y radiación ultravioleta.
    • Hipótesis de su infectividad es que estas partículas pueden ser codificadas por la célula huésped activandose por la infección.
  • 47.
    • Ocasionan la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob en humanos de edad avanzada, causa hoyos en el cerebro lo que conduce a pérdida de la memoria y demencia.
    • Encefalopatia bovina espongiforme (BSE) o “enfermedad de las vacas locas”, evidencia científica señala que se contrae por consumo de carne contaminada.
  • 48. Familias de Bacteriofagos Ss una hebra, ds doble hebra
  • 49. Virus de Plantas Ss una hebra, ds doble hebra
  • 50. A. Lesiones causadas por virus del mosaico del tabaco B. Cambios en las hojas de orquidea, causadas por el virus del mosaico del tabaco. A B Fuente: Lim, 1998. Microbiology. Ed. McGraw-Hill, Estados Unidos.
  • 51. Virus de Animales Ss una hebra, ds doble hebra
  • 52. Virus de Animales Ss una hebra, ds doble hebra
  • 53. Virus de Animales Ss una hebra, ds doble hebra
  • 54. Consecuencias de infecciones virales
    • Liberación continua de virus por la célula huésped. Cuando no hay lisis celular y estas continuan produciendo virus, i.e. Paramyxovirus SV5 (simios).
    • Transformación de células con cambios en el metabolismo y pérdida de inhibición por contacto, células animales promueve neoplasmas o tumores . Estos pueden ser benignos , cuando las células pierden inhibición por contacto pero dejan de crecer por contacto con células de otro tipo. Malignos estas células no responden a inhibición por contacto de ningún tipo de célula.
  • 55. Consecuencias de infecciones virales
    • Los neoplasmas se clasifican de acuerdo a su localización en el organismo:
      • Carcinomas de tejido epitelial,
      • Fibromas de tejido fibroso conectivo,
      • Melanomas de células pigmentadas (melanina),
      • Sarcomas de tejido conectivo huesos, músculo, ganglios linfáticos.
    • Virus oncogenicos, como papovaviruses, adenoviruses y herpesviruses, retroviruses.
    • Otro tipo de transformación es originada por lisogenia.
  • 56. Replicación ADN circular
  • 57. Cultivo de virus
  • 58.  
  • 59. NOMENCLATURA DE LOS VIRUS Orden Viral: Agrupación de virus que comparten características comunes. Sufijo – virales Familia y subfamilia: Agrupación de géneros virales que comparten características comunes o distintas de otros miembros de otras familias. Sufijos – viridae o virinae, respectivamente Género Viral: Agrupación de especies que comparten características comunes o que son distintas que son distintas de otros miembros de otros géneros. Sufijo – virus
  • 60. Nomenclatura de Virus
    • Especie viral: clase constituida de una forma de replicación con un nicho ecológico particular. El la más importante de la clasificación jerárquica. El nombre va acompañado por la palabra virus
    • Por ej:
    • Familia Herpesviridae, Subfamilia: Alfaherpesvirinae, género: simplexvirus, Herpes virus Humano 2
    • Los virus ADN de enfermedades humanas se dividen en 6 familias
    • Los virus ARN se dividen en 13 familias
  • 61. CLASIFICACION DE LOS VIRUS
    • Se basa principalmente en los siguientes aspectos
    • Morfología del Virión
    • Propiedades físico-químicas
    • Propiedades del genoma viral
    • Propiedades de las proteínas virales
    • Organización y replicación del genoma
    • Propiedades antigénicas
    • Propiedades biológicas
    • Forma de infección o tejido diana
  • 62. CLASIFICACION
    • Tambien pueden clasificarse por las siguientes características
    • Dependiendo de sus características estructurales (tamaño y morfología)
    • Dependiendo de su material genético (tipo y estructura del ácido nucleico ADN ó ARN)
    • Pueden agruparse dependiendo de las características de la enfermedad que producen, tejidos que afectan, forma de transmisión o tipo de vector
  • 63.  
  • 64. CLASIFICACIÓN VIRAL
  • 65. REPLICACION VIRAL
    • Los virus se multiplican solo en células vivas. Es necesario la síntesis de proteínas virales por la maquinaria de síntesis proteica de la célula hospedera
    • El virus debe ser capaz de producir un ARNm
    • La replicación viral esta dividida en varias fases :
  • 66. REPLICACION VIRAL Etapas de la replicación viral: resumen
    • Fijación
    • Penetración
    • Desnudamiento
    • Expresión genética
    • Ensamblaje y liberación viral
  • 67. Bacteriofagos 1. Partículas virales se unen a la pared de la célula hospedera. El DNA entra al citoplasma celular 2. El DNA se integra al cromosoma bacteriano y se convierte en profago 2. El DNA viral dirige la maquinaria celular para producir proteínas virales y copias del DNA viral. Se ensamblan los virus 3. Lisis celular y liberación de los virus Ciclo lítico 3. La bacteria se replica, transmitiendo el profago a las células hijas 4. Ocasionalmente el profago sale del cromosoma bacteriano e inicia un ciclo lítico Ciclo lisogénico
  • 68. Ciclo de reproducción de un bacteriófago T4, estas etapas son comunes a otros virus bacterianos y eucarióticos 1. Adsorción El virus se fija o se adhiere a componentes de la superficie celular que actúan como receptores específicos, por lo tanto un determinado virus sólo puede infectar un número limitado de células, solamente aquellas que contengan el receptor específico para ese virus. 2. Inyección del material genético viral Después de la adsorción, se produce un cambio conformacional en las proteínas de la placa basal, algunas de las cuales tienen actividad enzimática y producen un poro en la membrana citoplasmática de la célula. La vaina del fago se contrae y el material genético viral ingresa en la célula, mientras que el cápsido queda en el exterior.
  • 69. 3. Replicación del material genético viral El material genético viral ingresa en una célula contiene bases modificadas que evitan la degradación por nucleasas bacterianas. Esta modificación consiste en la glicosilación y/o metilación de algunas determinadas bases. Para lograr una efectiva replicación del genoma viral se deben sintetizar algunas proteínas tempranas que reparan el poro de la membrana citoplasmática por donde ingresó el genoma viral, degradan el ADN bacteriano lo que proporciona una fuente de precursores de los genomas virales, evita la síntesis de ARN y proteínas bacterianas y proporciona ribosomas para síntesis de proteínas del fago. La forma de replicación del genoma viral depende del tipo de material genético de la célula huesped, es decir, si contiene ARN o ADN y si es simple o de doble cadena. 4. Síntesis y ensamble de envolturas proteicas las proteínas de la envoltura (cápsido, vaina, fibras, etc.) son proteínas tardías que se sintetizan después de iniciada la replicación del material genético, la síntesis de cada componente proteico se realiza separadamente; todas las proteínas de la envoltura se ensamblan para formar una partícula viral capaz de infectar a otra célula cuando sea liberada.
  • 70. 5. Lísis celular y liberación de las partículas virales Ocurre lísis celular debido a la síntesis de proteínas tardías codificadas en el genoma del fago, generalmente son enzimas que lesionan la membrana citolasmática y la pared celular, facilitando la salida de los fagos recién fabricados.
  • 71.  
  • 72. Micrografía de un bacteriófago
  • 73. Otros ciclos de reproducción
  • 74. Ciclos: Lítico y Lisógenico
  • 75. Ciclo de Reproducción del virus HIV
  • 76. Replicación ARN a. Virus con una hebra de ARN se replican tomando como templados ARN. b. En retrovirus, el ARN viral sirve como templado para la sintésis de ADN por transcripción reversa. El ADN es copiado para formar una doble hebra la cual es transcrita a ARN viral. a b
  • 77. PASOS DE REPLICACIÓN VIRAL
  • 78. REPLICACION VIRAL
    • Etapas de la replicación viral:
    • Reconocimiento y unión a la célula - Fijación: Unión del virión a los receptores de la célula y el la célula la que define el tropismo de tejidos
    • Penetración: la partícula viral es internalizada en la célula diana por medio de endocitosis y viropexia
    • Perdida de cobertura - Desnudamiento: separación física del acido nucleico de los otros componentes estructurales del virión. Ocurre al mismo tiempo de la penetración, liberando el genoma en forma de acido nucleico libre o como nucleocapside
  • 79. REPLICACION VIRAL Etapas de la replicación viral:
    • Expresión del genoma viral y síntesis de componentes:
    • Transcripción de ARNm específico a partir del ácido nucleico viral, para expresión y duplicación de la información genética
    • Los virus usan componentes de la célula para traducir el ARNm
  • 80. REPLICACION VIRAL Etapas de la replicación viral:
    • Ensamblaje y liberación:
    • Los genomas virales recién sintetizados y los polipéptidos de la cápside se unen para formar las partículas virales
    • Las cápsides icosaedricas pueden condensarse en ausencia de ácido nucleico
    • Las nucleocápsides de los virus con simetría helicoidal no se firman en ausencia de ARN viral
    • Las células infectadas sufren lisis, liberando las partículas virales
  • 81.  
  • 82.  
  • 83.  
  • 84. IDENTIFICACION
    • Producción de anticuerpos característicos
    • Inhibidores de hemaglutinación
    • Fijación de complemento
    • Neutralización
  • 85. Roles: Virología y Biotecnología Desarrollo de Técnicas para Diagnóstico de Respuesta Inmune Elisa IFA WB
  • 86.
    • Las infecciones según el daño que ocasionan pueden ser:
    • Líticas
    • Persistentes
    • Latentes
  • 87.
    • En la transmisión viral hay 4 áreas de importante
    • - Piel
    • - Tracto Respiratorio
    • - Tracto Digestivo
    • - Tracto Genital