Presentación sobre virus: clasificación, estructura y replicación vírica

Aspectos Generales de los Virus

T12. VIRUS CLASIFICACIÓN, ESTRUCTURA Y REPLICACIÓN1. ASPECTOS GENERALES 2. ESTRUCTURA 3. REPLICACIÓN VÍRICA 4. CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS 5. EFECTOS DE LA INFECCIÓN VÍRICA1. ASPECTOS GENERALES DE LOS VIRUS Los virus son los AGENTES INFECCIOSOS DE MENOR TAMAÑO. Características generales:

• Agentes ACELULARES.
• PEQUENO TAMANO Tamaño medio 20 -100 nm. En un principio se denominaron "Agentes Filtrables" ya que son capaces de atravesar los filtros diseñados para retener bacterias.
• PARÁSITOS INTRACELULARES OBLIGADOS > dependen de la maquinaria bioquímica de la célula hospedadora para su replicación.
• ESTRUCTURA SIMPLE > molécula de ácido nucleico empaquetada en una cubierta protectora (cápside) que en algunos casos está rodeada por una membrana lipídica (envoltura).

Agentes Acelulares

1. Aspectos generales de los virus AGENTES ACELULARES El hecho de que los virus no sean seres vivos hace que deban ser infecciosos para multiplicarse y poder sobrevivir en la naturaleza. La célula que es infectada recibe el nombre de célula hospedadora. Los virus se diferencian de las células vivas al menos en tres aspectos: 1) Su organización simple y acelular (no presenta membrana plasmática ni orgánulos) 2) La presencia de DNA o RNA, pero no ambos, en la gran mayoría de los virus. 3) Su incapacidad para reproducirse de forma independiente de las células.

Tamaño de los Virus

1. Aspectos generales de los virus PEQUEÑO TAMAÑO El tamaño medio de la mayoría de los virus está entre 20-100 nm. Recordad que las bacterias presentan un tamaño medio entre 1 y 10 um (1.000 y 100.000 nm) Eukaryotic cell · Virus Prokaryotic cell Nucleus 1 1000 nm (1 µm) Las unidades de medida del tamaño de los virus son los nanómetros (nm). Virus ADN humanos Virus ARN humanos Parvovirus O Picornavirus Bacteriófago MS2 Reovirus Papovavirus Bacteriófago M13 Togavirus Adenovirus Virus del mosaico del tabacı› Coronavirus Ortomixovirus Herpesvirus BacteriófagoT2 Rabdovirus Poxvirus Paramixovirus Clamidia Escherichia coli (6 um de longitud) Figura 44-4 Tamaños relativos de los virus y las bacterias. (1 pm = 1000 nm)Eukaryotic cell: 10,000 nm Bacterium E. coli: 2,000 nm Bacteriophage: 95 nm Cell nucleus: 2,800 nm Rabies: 150 nm Smallpox: 250 nm Polio: 28 nm Influenza: 100 nm Tobacco mosaic: 240 nm Parvovirus: 20 nm Common cold: 70 nm FIGURE 14.2 Size Relationships among Microorganisms and Viruses. The sizes of various viruses relative to a eukaryotic cell, a cell nucleus, and the bacterium E. coli. Viruses range from the very small poliovirus to the much larger smallpox virus. >> Propose a hypothesis to explain why viruses are so small.

Escalas de Medida

1. Aspectos generales de los virus 0 0 1 m 1 dm 1 cm 1 mm 100 um 10 um 1 um 100 nm 10 nm 1 nm 1A 0.1 Å 1 m 10 -1m 10-2m 10-3 m 10-4m 10-5m 10-6 m 10-7m 10-8m 10-9 m 10:10m 10-11 Microscopio electrónico Ojo humano 0 Microscopio óptico Virus Molécula pequeña Célula Manzana Hormiga Átomo Humano Abeja Pelo Bacteria ADN Orbital electrónico

Parásitos Intracelulares Obligados

1. Aspectos generales de los virus ¿Qué bacteria transmitida por alimentos actúa como parásito intracelular? PARÁSITOS INTRACELULARES OBLIGADOS Los virus son incapaces de reproducirse en medios biológicos inertes como medios de cultivo para bacterias. Necesitan medios con cultivos celulares. Podemos encontrar a los virus en 2 estados: intra y extracelular. Estado extracelular: la partícula vírica extracelular recibe el nombre de VIRIÓN. Un virión es una partícula vírica completa y metabólicamente inerte que es liberada de la célula en la que se ha producido la replicación. También se puede definir virión como la estructura mediante la cual el genoma vírico se transporta desde la célula en la que se ha producido a otra que pueda infectar. Estado intracelular: Se inicia una vez el virión infecta una nueva célula. En esta tendrá lugar la replicación del virus. Se producen nuevas copias del genoma vírico y se sintetizan los componentes de la cubierta del virus.

Estructura de los Virus

2. ESTRUCTURA DE LOS VIRUS La estructura básica de un virus esta formada por: a) ÁCIDO NUCLEICO. b) Cubierta proteica o CÁPSIDE. Elementos facultativos: c) Membrana o ENVOLTURA d) ENZIMAS VIRALES. VIRUS SIN ENVOLTURA VIRUS CON ENVOLTURA capsómero cápsida ácido nucleico cápsida nucleocápsida ácido nucleico envoltura

Ácido Nucleico Viral

2. Estructura de los virus a) ÁCIDO NUCLEICO · DNA o RNA (sólo uno de los dos*). Según esto los virus se clasifican en 2 tipos: DNA virus o RNA virus. *Existe un tercer tipo de virus que presentan ambos tipos de ácido nucleico, DNA y RNA pero en distintos estados de su ciclo reproductivo. • Monocatenario (cadena sencilla) o bicatenario (cadena doble). · Circular (la mayoría) o lineal. · Polaridad positiva o negativa (RNA) · Único o segmentado. RNA DNA a) Simple cadena b) Simple cadena Doble cadena b) Doble cadena Doble cadena fragmentado c) Circular (simple y doble cadena) Firmande Machado El tipo de ácido nucleico es crucial para determinar el modelo de replicación del virus.

Cápside Viral

2. Estructura de los virus b) CÁPSIDE · Estructura de naturaleza proteica que rodea y protege al ácido nucleico. · Cápside + ácido nucleico= NUCLEOCAPSIDE . · Es una estructura rígida capaz de soportar condiciones ambientales adversas. · Funciones: · Facilitar la entrada del virus a la célula hospedadora en los virus desnudos. · Proteger al genoma viral de la acción de nucleasas y otros factores adversos del medio exterior. · Está compuesta por unidades denominadas capsómeros que a su vez están formados por unas subunidades denominadas protómeros. Cinco protómeros Virión maduro (12 pentámeros) Proteínas + Pentámero Capsómero Figura 44-6 Ensamblaje de la cápside icosaédrica de un picornavirus. Las proteínas individuales se asocian en subunidades, que se asocian para formar protómeros, capsómeros y una procápside vacía. La inclusión del genoma ARN (+) desencadena su conversión en la forma final de la cápside.

Tipos de Cápsides Virales

2. Estructura de los virus b) CÁPSIDE Los capsómeros se disponen según patrones más o menos simétricos y según estos distinguimos diferentes tipo de virus: SIMETRÍA HELICOIDAL SIMETRÍA ICOSAÉDRICA espícula capsómeros O capsómeros- . SIMETRÍA COMPLEJA cápsida cabeza icosaédrica ADN cuello collar fibras de la cola vaina helicoidal cola placa basal con espiculas Virus del mosaico del tabaco. Virus de la nolin Racteriófano TA ácido nucleico

Virus Icosaédricos

2. Estructura de los virus b) CÁPSIDE VIRUS ICOSAÉDRICOS > Presentan una cápside con estructura icosaédrica Material genético se halla envuelto por los capsómeros que se disponen formando la figura geométrica de un icosaedro, lo que le confiere un ASPECTO ESFEROIDAL. · Tiene 20 caras formadas por triángulo equiláteros, y tiene 12 vértices. · Son los más comunes ya que son las más eficientes (necesitan un menor número de capsómeros para construir una cubierta cerrada). I I I 1 1 1 1 I 5-Fold 3-Fold 2-Fold - - Symmetry Virus icosaédrico envuelto

Virus Helicoidales

2. Estructura de los virus b) CÁPSIDE VIRUS HELICOIDALES -> Presentan una cápside con estructura helicoidal. Los capsómeros se adosan estrechamente al ácido nucleico filamentoso por lo que la nucleocápside posee una forma CILÍNDRICA, alargada, que es flexible. Subunidad de proteína ARN - - - a) b) ARN Capsómeros 00000

Virus Complejos

2. Estructura de los virus b) CÁPSIDE VIRUS COMPLEJOS Presentan una estructura que resulta de la combinación de las anteriores; poseen una CABEZA ICOSAEDRICA, albergando el genoma, y una COLA HELICOIDAL vacía. Presentada principalmente los BACTERIÓFAGOS. Cabeza Cola Placa basal Fibras de la cola M. Wurtz Bacteriófago T4 de E.coli. ADN Cabeza Cuello Cola Fibras Proteicas Placa Basal Puntos de Anclaje

Envoltura Viral

2. Estructura de los virus C) ENVOLTURA ci) La envoltura está formada por una membrana lipoproteíca semejante a la membrana celular, asociada a glicoproteínas, en la que las proteínas están codificadas por genes del virus y los lípidos proceden de la célula infectada. cii) Estas proteínas específicas del virus son fundamentales para la unión del virión a la célula hospedadora durante la infección o para la liberación del virión de la célula hospedadora después de la replicación. ciii) No todos los virus presentan envoltura; los virus que la contienen se denominan "envueltos" y los que no "desnudos". civ) La envuelta es muy sensible al medio ambiente, de hecho los virus envueltos son más sensibles al medio ambiente. Envoltura cápsides capsomeros Ácido nucleico 2 2 Virus desnudo Virus con envoltura

Replicación Vírica

3. REPLICACIÓN VÍRICA 1 4b 2 4a7 5 6 3 7 4c Pasos de la replicación viral: 1. RECONOCIMIENTO Y ADSORCIÓN 2. PENETRACIÓN 3. PÉRDIDA DE LA CUBIERTA O DECAPSIDACIÓN Y SALIDA DEL ÁCIDO NUCLEICO VIRAL 4. TRANSCRIPCIÓN (4a), SÍNTESIS DE PROTEÍNAS VIRALES (4b) Y REPLICACIÓN (4c) 5. ENSAMBLAJE Y MADURACIÓN 6. LIBERACIÓN DE VIRIONES

Pasos de la Replicación Viral

3. REPLICACIÓN VÍRICA Pasos de la replicación viral 1. RECONOCIMIENTO Y ADSORCIÓN: la interacción virus-célula hospedadora es altamente específica. Cada virus reconoce receptores celulares concretos que van a determinar su tropismo celular. Envelope spike Host cell membrane Receptor (a) Capsid spike Receptor Host cell membrane (b) 2. PENETRACIÓN. Puede ser de dos tipos: · Por fusión > Los virus con envoltura fusionan sus membranas con las membranas celulares para introducir la nucleocapside en el citoplasma. · Por endocitosis (Viropexia) >La mayoría de los virus sin envoltura penetran en la célula por endocitosis mediada por receptores. 3. PÉRDIDA DE LA CUBIERTA O DECAPSIDACIÓN Y SALIDA DEL ÁCIDO NUCLEICO VIRAL: Las enzimas lisosomales celulares hidrolizan las proteínas capsulares, liberándose el genoma vírico en el interior de la célula.

Transcripción y Síntesis de Proteínas Virales

3. REPLICACIÓN VÍRICA Pasos de la replicación viral 4. TRANSCRIPCIÓN, SÍNTESIS DE PROTEÍNAS VIRALES Y REPLICACIÓN: El modelo depende del tipo de ácido nucleico del virus. Pero en todos ellos se llega a la producción del RNAm a partir del cual se sintetizan las proteínas. Una vez producido el RNAm se pueden sintetizar las proteinas víricas. Estas pueden ser: · Proteinas sintetizadas inmediatamente después de la infección, llamadas proteínas tempranas, que son necesarias para la replicación del ácido nucleico del virus. · Proteinas sintetizadas mas tarde, llamadas proteínas tardías, que incluyen las proteinas de la cubierta del virus. VIRUS SÍNTESIS DE PROTEÍNAS VIRALES Tipo de genoma ARNm Proteína Polioma Papiloma ADN BC Adeno Herpes Pox 1 Parvo ADN MC Picorna Noro Toga ARN+ Flavi Corona Rabdo Paramixo ARN- - - Ortomixo Bunya Filo Reo ARN BC + Retro Retro -