Reproducción de los virus

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Reproducción de los virus

  1. 1. REPRODUCCIÓN DE LOS VIRUSINTRODUCCIÓNEl resultado final de la infección de un organismo multicelular por unvirus es la consecuencia de una compleja serie de interacciones entrefactores virales y factores aportados por el huéspedCICLO DE MULTIPLICACIÓN VIRALEl ciclo de multiplicación viral se define como la serie de etapassecuenciales que transcurren desde el contacto inicial de un virus con unacélula huésped hasta la liberación a partir de la misma célula infectada,de la progenie de nuevos viriones.ETAPAS DEL CICLO DE MULTIPLICACIÓN VIRALETAPAS TEMPRANASAdsorciónEl evento inicial en el ciclo de vida de un virus es la unión del mismo conla célula huésped a través del proceso de adsorción. Esta unión específicase establece entre una molécula presente en la membrana celular(receptor) y una proteína externa del virión. Algunos receptores viraleshan sido identificados y son en general carbohidratos, lípidos o proteínasde la membrana plasmática.Así, la susceptibilidad o resistencia de una célula a la infección estádeterminada por la presencia o ausencia de receptores específicos. Laimportancia de la carencia de receptores se demuestra indirectamenteporque es posible infectar exitosamente células no susceptibles a algunosvirus utilizando ácido nucleico desnudo (transfección).La unión virus-célula ocurre en dos etapas: una primera unión reversiblepor atracción electrostática, facilitada por la presencia de cationes: laadsorción irreversible se produce cuando se establece la unión polivalentevirus-célula, ya que suele haber muchas copias de los receptores en lacélula y múltiple sitios de unión en el virión.
  2. 2. PenetraciónUna vez establecida la adsorción, los virus pueden entrar en la célula através de tres mecanismos diferentes: endocitosis mediada por receptor,fusión con la membrana plasmática y traslocación a través de lamembrana plasmática.Se acepta en la actualidad que los virus desnudos pueden entrar en lacélula por traslocación o por endocitosis mientras que los virus envueltospenetran por endocitosis o por fusión.En la endocitosis mediada por receptor el virus utiliza la misma vía deentrada que emplean muchas macromoléculas fisiológicamenteimportantes como nutrientes hormonas y factores de crecimiento. El virusabsorbido a su receptor va quedando encerrado dentro de invaginacionesde la membrana plasmática recubiertas de una proteína llamada clatrina,que forman primero un hueco recubierto y luego una vesícula. De estemodo el virión intacto entra en el endosoma. El pH ácido del endosoma(5 a 5,5) produce cambios conformacionales en las proteínas del viriónque permiten la fusión de la membrana del endosoma con la membranaexterna del virus y expulsan el genoma viral al citoplasma celular para sulibre expresión. (Ver virus de la gripe)El mecanismo de fusión directa de la envoltura viral con la membranaplasmática celular es utilizado por ciertos virus envueltos como herpesy Paramixovirus. Estos virus poseen en su envoltura glicoproteínas concapacidad de fusión independiente del pH, es decir, que a un pH neutroocurre la fusión a nivel de la membrana celular liberando el genoma alcitoplasma. A diferencia de la entrada por endocitosis, en este caso enningún momento se ven viriones intactos dentro de la célula. Estacapacidad de fusión con membrana plasmática que tienen ciertos virus hapermitido su utilización como agentes fusogénicos para la obtención dehíbridos celulares. (Ver virus del VIH)Por último, algunos virus desnudos como Adenovirus parecen entrardirectamente a través de la membrana plasmática mediante un procesode traslocación.
  3. 3. DesnudamientoEl desnudamiento ocurre simultáneamente o después de la penetración ycomprende la eliminación de todas o parte de las cubiertas proteicas querodean al ácido nucleico viral, de manera de dejar expuesto dentro de lacélula el genoma viral desnudo o asociado a alguna enzima para quepueda expresarse. En algunos casos sólo se remueve parte de la cápsideviral y en esas condiciones el genoma expresa sus funciones. Para otrosvirus complejos, como por ejemplo los Poxvirus, el desnudamientoparece ocurrir en dos etapas: en la primera hay remoción de ciertascubiertas proteicas por enzimas celulares, parte del genoma es tanscriptoen esas condiciones y luego, en una segunda etapa, y a través de unaproteína codificada por el virus, se produce el desnudamiento total delgenoma.En general el desnudamiento es un proceso difícil de estudiar y establecercon precisión sus características por la rapidez con que ocurre y ladificultad en separarlo temporalmente de la penetración. Es por ello quese suele denominar internalización del virión al conjunto de amboseventos, penetración y desnudamiento.BIOSÍNTESIS DE MACROMOLÉCULAS VIRALESSe basa en la expresión de la información contenida en el genoma quepermitirá la biosíntesis de proteínas y ácidos nucleicos constituyentes dela nueva progenie. Comprende tres tipos de eventos:a) Transcripción: producción de ARNm virales.b) Traducción de los ARNm en proteínas estructurales (son todasaquellas proteínas constitutivas del virión) y no estructurales (que sesintetizan en la célula infectada a partir del genoma viral y cumplendistintas funciones durante el ciclo de vida del virus pero no formanparte del virión; por ejemplo: polimerasas, proteasas, proteínas para elensamble, etc.)c) Replicación del genoma viral para obtener copias del mismo que juntocon las proteínas estructurales formarán la progenie de viriones.
  4. 4. La diversidad de mecanismos por los que los virus se aseguran que estostres procesos ocurran y se fabriquen los componentes del virión se reflejaen la amplia variación de tipos estructurales de genomas virales. El puntoclave para que pueda haber expresión del genoma viral en la célulahuésped está representado por la síntesis de las proteínas codificadas enel mismo, para lo cual previamente se requiere la transcripción de loscorrespondientes ARNm.Estrategias de transcripciónLos virus animales han evolucionado de manera de adaptarse a lasposibilidades que le brinda la célula para llevar a cabo la transcripción. Lacélula eucariota sintetiza sus ARNm en el núcleo, a partir de un molde deADN y utilizando la enzima ARN polimerasa II, dependiente de ADNtambién de localización nuclear. Por lo tanto, sólo aquellos virus con ungenoma de ADN y que llegan al núcleo de la célula pueden utilizar lasenzimas celulares para transcribir sus mensajes. Si el virus debe sintetizarsus ARNm en otras condiciones (por ejemplo, a partir de un templado deARN o a partir de ADN en citoplasma), debe necesariamente traer todaslas enzimas correspondientes (ARN polimerasa ARN dependiente o ARNpolimerasa ADN dependiente, respectivamente) como proteínasconstitutivas del virión o tener codificada en el genoma la informaciónpara sintetizarlas en la célula infectada.Las características estructurales de los ARNm virales son similares a lasde los ARNm celulares.Se pueden reconocer en la actualidad 7 grandes grupos de familias devirus animales:Grupo 1 (virus ARN de polaridad positiva): El ARN viral monocatenario es ARNm,por lo tanto es inmediatamente traducido en proteína viral luego que el virus haentrado en la célula.Grupo 2 (virus ARN de polaridad negativa): El ARN viral debe ser transcripto a sucadena complementaria para obtener el ARNm que sea traducido en proteínas.Esta transcripción es efectuada por una transcriptasa (ARN polimerasa ARNdependiente) presente en el virión.Grupo 3 (virus ARN de polaridad ambos sentidos): Los dos fragmentos de ARNenArenaviridae y algunos fragmentos de Bunyaviridae son de polaridad mixta. Lamitad de la secuencia de nucleótidos tiene la polaridad positiva del ARNm y la
  5. 5. otra parte del genoma es de polaridad negativa. Por lo tanto, también traen comoproteína constitutiva del virión una transcriptasa que permite transcribirARNmsubgenómico a partir de la secuencia genómica de polaridad negativa.Grupo 4 (virus ARN de doble cadena): El ARNm es transcripto a partir de la cadenanegativa del genoma por una ARN polimerasa ARN dependiente asociada alvirión.Grupo 5 (Retroviridae): Es una familia excepcional dentro de los virus ARN ya queel virión tiene asociada una ADN polimerasa ARN dependiente (transcriptasareversa: revierte el flujo de información genética de la célula eucariótica que esADN-ARN). Esta enzima sintetiza a partir del ARN cadena simple de polaridadpositiva viral una cadena complementaria de ADN negativo, que luego esconvertido en ADN doble cadena. Este ADN bicatenario se integra al genomacelular y actúa como templado para la síntesis de los ARNm virales. (Veranimación del VIH)Grupo 6 (virus ADN de doble cadena): el ADN viral es transcripto a ARNm por unaARN polimerasa ADN dependiente viral o celular, según la familia.Grupo 7 (virus ADN de cadena simple): El ADN viral monocatenario es convertidoen bicatenario a partir del cual se transcriben luego los ARNm virales utilizandola ARN polimerasa celular.Estrategias de traducciónPara traducir sus proteínas a partir de los ARNm, todos los virus utilizanel sistema provisto por la célula huésped, tanto ribosomas como factoresde iniciación y demás elementos. Por lo que deben adaptar sus ARNm alos requerimientos de la maquinaria celular.En este aspecto la principal restricción que impone la célula es lanecesidad de que los ARNm sean monocistrónicos, o sea con un únicopunto para iniciación de la traducción en el extremo 5´ del ARNm, que esleído en forma completa por el sistema celular dando como resultado unaúnica proteína. Esta necesidad resulta a partir del hecho de que losribosomas eucarióticos son incapaces de iniciar la traducción en el interiorde un transcripto policistrónico, o sea cortar la lectura de un ARNm enuna señal de terminación y reiniciar la traducción en una señal deiniciación contigua para comenzar con la síntesis de otro polipéptido.Replicación del ácido nucleico viralVirus con genoma de ARN: A diferencia de lo que sucede con el ADN, lareplicación del ARN es un fenómeno único de los virus ya que lamaquinaria genética de la célula se basa exclusivamente en el uso del
  6. 6. ADN como templado (ADN-ADN o ADN-ARN). Por lo tanto, para laduplicación de su genoma, así como acontecía para la síntesis de susARNm, los virus ARN deben necesariamente aportar la enzima ARNpolimerasa ARN dependiente.ENSAMBLAJE Y LIBERACIÓNEn las etapas tardías del ciclo de multiplicación viral las moléculas deácido nucleico y proteínas virales sintetizadas en la célula infectada debenensamblarse para formar los nuevos viriones y salir al espacioextracelular para estar en condiciones de infectar nuevas células. Esteproceso de maduración y ensamble, también denominado morfogénesis,comprende el armado de la cápside a partir de las unidades estructuralesy luego la formación del virión completo. El mecanismo va a diferir enbase a dos propiedades del virión: la estructura de la cápside y lapresencia o no de envoltura.http://www.cucs.udg.mx/observatorio/files/Flash/ciclo_replicacion_influenza_A_N1H1_ver2.swfPOWER POINT DE AYUDAhttp://www.slideshare.net/govearraf/el-virus-de-la-gripe-1365744Ah1n1Célula huéspedUna célula que ha sido infectada por un virus es la célula huésped de dicho virus. En loslaboratorios de biotecnología, célula que se usa para recibir, mantener y permitirlareproducción de un vector de clonación.

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