Tema 1 - Història de la virologia (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Biotecnología - 3º curso
Asignatura Virologia
Año del apunte 2016
Páginas 8
Fecha de subida 17/02/2016
Descargas 6
Subido por

Descripción

Tema 1- Història de la virologia

Vista previa del texto

Tema 1 . Introducció a la virologia Què és un virus? Entitat biològics que utilitza altres cèl·lules per a reproduir-se. Sens metabolisme.
Consta de proteïnes i DNA-RNA amb un embolcall lipídic. Hem associat sempre els virus a malalties i humans, però no és cert, n’hi ha de moltes tipus, per exemple hi ha moltíssims en el mar, on contribueixen a produir matèria orgànica, ja que lisen bacteris, i aquests trossos dos passen a formar una xarxa tròfica en els oceans. Hi ha un paper fonamental. En l’esquema, tot i que els bacteris són més importants en biomassa, doncs en abundància ho són més els virus.
Els virus formen part dels ecosistemes i són els microorganismes més abundants en aigües dolces i en el mar. Contribueixen a la producció de matèria orgànica per lisi de bacteris.
En el medi ambient trobem virus en formes molt diferents. Hi ha molts virus amb cua: bacteriòfags, que són els més abundants. Aleshores, la gran divisió: - Virus animals, els més importants, afecten tant a animals com humans, són igual d’importants.
Virus que infecten plantes, també un grup molt gran, i que és molt important per biocenòlegs, aquests virus poden esdevenir eines molt útils.
Virus que infecten bacteris, són els bacteriòfags.
Tenen característiques molt diferents, tot i que també comparteixen coses. Després també veurem que fem coses de fags, aplicacions més concretes dels tres tipus. Tots els regnes estan infectats per virus, hi ha virus que fins i tot infecten virus, s’han descrit recentment, aleshores això posa una mica en dubte tot el que hem descrit anteriorment. El virus poden patir infeccions, hi ha virus molt grans, hi ha diverses famílies, alguns són els mimivirus i els mamavirus.
Els herpes són virus grans, hipolavirus tenen uns 30nm, són dels més petits, doncs ens movem en aquest rang. Doncs els virus no els veiem en un microscopi convencional, necessitarem un electrònic. Doncs tenim un E.coli que fa una micra. Doncs no es veuen molt detalladament, es veuen com boles amb una estructura regular. Amb una repetició estructural de la proteïna de la càpside.
Els primers virus que es van conèixer són els sputnik; són virus que infecten amebes encara no estan molt clar si tenen algun paper a nivell de malaltia en humans.
Finals segle XIX No sempre hem estat conscients de que hi ha virus, és relativament nou. A finals del segl XIX es coneixien les malalties infeccioses, on se sabia que a cada infecció era a causa d’un microorganisme, alguna cosa que no es pot veure, a partir d’aquí es veuen els primers microorganismes amb microscopi, van veure bacteris, van poder inclús a cultivar-los amb medis nutritius, van veure que passant fluids per filtre, doncs podien fer fluids estèrils. En aquesta època es van adonar que el que transmetia la planta del tabac, es veia que les fulles del tabac es posaven malaltes, allò que provocava la malaltia és quelcom que passa pel filtre. A partir d’aquí es comencen a fer experiments amb altres fluids de malalties i es veu que no es retenien. Virus ve de fluid viu que es contagia.
A partir d’aquí comencen experiments de contagiar amb animals, en principi pollastres, amb malalties víriques que inoculant els fluids no queden retinguts per filtres. Es sabia que era provocada per alguna cosa que no era un bacteri el 1915 va ser quan dos investigadors al mateix temps però per separat descobreixen els bacteriòfags, era quelcom que no es podia cultivar. Era més fàcil mantenir bacteriòfags que no pas virus que infecten animals. No hi havia cultiu cel·lular, ja que no hi havia antibiòtic, doncs no podien mantenir cultius vius fora de l’hoste. Doncs s’avançava amb la virologia molt a poc a poc.
Tot i això amb els fags es fa moltes coses, primeres aplicacions de virus que es coneix, es va veure que podien matar bacteris, doncs tenien una teràpia antibacteriana perfecte en un moment que no existien antibiòtics, doncs d’aquí va sorgir una escola molt important a l’antiga mono soviètica, l’intitud Eliava. Però als anys 50, quan van sorgir antibiòtics, doncs va haver-hi una davallada de la teràpia amb virus, degut a el boom de la penicil·lina, però més endavant a causa dels problemes amb resistències d’antibiòtics, es tornen a utilitzar els fags. Tenim dos moments de teràpia antibacteriana amb fags, des dels 20-30 fins que apareixen els antibiòtics, fins molt més tard, que és el que s’està fent ara.
Arribats a aquest moment, sabien que els virus eren agents microscòpics, no es podien cultivar si no hi havia hoste (bacteri o pollastre) i no podien retenir-los en els filtres on retenien bacteris, per tant feia pensar que eren agents molt més petits. A partir d’aquí es comencen a desenvolupar assajos per veure com poden treballar amb ells, els estudis eren molt limitats, en aquell moment era molt difícil ja que no disposaven d’antibiòtics, doncs se centraven en fags o plantes. A partir d’aquí feien quantificacions d’estocs i testos. El mateix podien fer amb plantes, a partir d’aquí, el que passa és que tenim un boom amb treball amb bacteris a partir dels 1875, les tècniques amb microbiologia es van disparar bastants, a partir del descobriment del virus del mosaic del tabac, si que va augmentar la investigació, però estava molt parat. Fins que als anys 50 doncs Dulbecco va inventar un mètode per assajar les calbes en cultius humans. Es va poder fer perquè teníem antibiòtics. Es posaven cèl·lules en una placa de vidre, simulant un teixit in vitro. Els virus que infectaven les cèl·lules es veia una espècie de calbes. A partir d’aquí la cosa es va disparar una mica amb cultiu cel·lular.
Es van començar a plantejar què eren aquests virus, fan experiments per veure que era el que formava això que ells no veien. Fan experiments fins que s’adonen que els virus estan principalment format per proteïnes i el seu material genètic és DNA o RNA. Hi ha un experiment molt conegut que demostra que el DNA, de marcatge radioactiu d’àcids nucleic i proteïnes de Hershey i Chase, que ho demostra.
- Hi ha un microorganisme causant de cada infecció.
Els microorganismes es poden veure amb un microscopi.
Es poden cultivar en un medi nutritiu, excepte els fastidiosos.
Es poden retindré amb filtres.
1892, Iwanowski, l’agent causal de la malaltia mosaic de la planta del tabac podia passar a través d’un filtre que retenia bacteris.
1898, Beijerink, repeteix els experiments i anomena als virus fluid viu contagiós.
1908, Ellerman i Bang, descobreixen la transmissió lliure d’agents cel·lulars de la leucèmia de pollastres.
1911, Rous, descobreix que tumors sòlids de pollastres es poden transmetre a través de filtrats lliures de cèl·lules.
1915, es descobreixen els bacteriòfags per Twort i posteriorment per Hérelle, a ambdós se’ls morien bacteris degut a agents que no es podien filtrar.
Aplicacions dels fags: 1. Estudis d’Herelle de teràpia antibacteriana amb fags.
2. Estudis post Herelle.
3. Estudis actuals Hi ha virus beneficiosos per a l’home.
Agents que no es podien veure, no es podien cultivar en absència de cèl·lules i no es podien retindré amb filtres que si retenien bacteris.
Desenvolupament d’assajos per estudiar virus Tot i que la majoria de viòlegs treballaven amb virus que afectaven animals, humans o plantes els estudis estaven limitats a bacteriòfags.
- Preparació d’stocks de fags per lisi de bacteris infectats.
Infectar bacteris amb dilucions d’un stock de fags: assajos de dilució límit.
- Assajos de formació de calbes.
1929, Holmes, assaig similar a l’assaig de calbes en fulles de plantes.
- 1952, Dulbecco, assaig de calbes per virus animals, gràcies a la introducció d’antibiòtics l’any 1950 que va permetre cultivar cèl·lules animals (Nobel 1975) De què estan fets els virus? - - 1933, Schlessinger, els fags estan formats per proteïnes i ADN.
1937, Bawden and Pirie, purifiquen el virus del mosaic del tabac i demostren que és una nucleoproteïna que conté ARN.
1949, Markham and Smith, preparacions del “turnip yellow mosaic virus” presenten dos tipus de partícules esfèriques, unes contenen àcids nucleics i altres no, només les que contenien àcids nucleics eren infeccioses.
1952, Hershey and Chase, demostren que el material hereditari dels virus el conformen els àcids nucleics (fag T2).
1956, Gierer and Schram i Fraenkel-Conrat demostren el mateix (virus mosaic tabac).
- Propietats dels virus Els virus són petits (ordre de nm).
Són dependents de cèl·lules hoste.
Els virus contenen un àcid nucleic (ARN o ADN) envoltat de proteïna i de vegades de una bicapa lipídica.
A partir d’aquí arribem al que sabem ara, tenim agents infecciosos que necessiten una cèl·lula hoste, que són petits.
Aleshores tenim els virus petits amb una cèl·lula hoste que contenen material genètica DNA o RNA envoltat per proteïnes i a vegades embolcallat amb una bicapa lipídica, això ho complica ja que ha d’estar normalment travessat per proteïnes, serveixen de reconeixement. A vegades tenen l’estructura helicoïdal, on s’estructuren de manera diferent. És a dir, no tenen sempre la mateixa estructura.
Origen dels virus Teories: - Cèl·lules (simplificades) que van donar lloc a virus  degradació cel·lular.
ARN/ADN cel·lular  virus Evolució simultània. Evolució paral·lela: virus i cèl·lules (tenen un ancestre comú).
Transposó  virus La cèl·lula prové de virus que fa coses més complexes.
Proteïnes + AN  VIRUS: simbiosis.
Es difícil: no tenim restes fòssils, ara es pot utilitzar la metagnòmia. No se sap el origen real dels virus, conèixer nous virus no ens ajuda perquè cada vegada són més i més diversos. Una norma que més o menys es compleix els virus petits són de RNA i els grans de DNA.
Els científics des que es van descobrir els virus a finals del segle XIX no han mirat molt això. Els virus no deixen fòssils. Si que ara es comencen a trobar amb tècnica de metagnòmia. El que es l’estructura és més difícil no es sap molt bé l’origen dels virus, a mesura que coneixem virus nous no aporten res nou. A més de tendir cap a una en comú, va al revés. La cosa s’espandeix.
Hi ha una normal que més o menys es compleix és el virus petit són de RNA i els grans són de DNA.
1. No hi ha restes fòssils de virus ni virus en restes fòssils.
2. Els virus van generar com a precursors de les primers cèl·lules? O es van originar de cèl·lules que es van degenerar degut a aquest parasitisme? 3. A mesura que es coneixen més genomes vírics s’observa que aquests són molt diversos i que no hi ha gens compartits per tots els virus.
4. Els virus més petits són virus RNA i els més grans virus DNA.
5. Els virus més grans presenten un 80% de gens sense homologia per gens cel·lulars.
Tots aquests savis han arribat a tres teories: a) Teoria regressiva: els virus descendeixen de paràsits de vida lliure que van passar a ser dependents de cèl·lules mentre conservaven al capacitat d’auto replicar-se.
b) Teoria de l’origen cel·lular: un DNA o mRNA cel·lular adquireix la capacitat d’autoreplicar i crear virions extracel·lulars, existir i funcionar independentment.
c) Teoria de la coevolució: els virus van aparèixer al mateix temps que altres organismes primitius.
Barreja de tres teories, totes tres hipòtesi, i no se sap molt bé quina és. Es va trobar una altre: d) Teoria emergent de l’origen hidrotermal: les primeres estructures químiques orgàniques es formen en ambients càlids i alcalins. Primer sorgeixen virus RNA autoreplicatius, després retrovirus i després virus DNA, durant el estadi DNA sorgeixen cèl·lules compartimentades i virus DNA més grans. Hi ha una transferència genètica entre virus i cèl·lules.
Els virus són molt diferents entre ells i potser cada tipus de virus té un origen diferent.
- Virus RNA: món RNAs autoreplicatius.
Virus DNA petits i mitjans: teoria cel·lular? Virus grans DNA: teoria regressiva? Tenim virus des de sempre, per exemple imatges en piràmides, de gent afectada per poliomielitis. Tots excretem molts virus diferents, no estem malalts, doncs hi són i no sabem molt bé el perquè. També poden fer coses bones, per exemple una simbiosis d’un virus que afavoreix que les herbes siguin altes.
...