12. El ciclo vírico (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 3º curso
Asignatura Diversitat funcional de microorganismes
Año del apunte 2016
Páginas 5
Fecha de subida 13/06/2017
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Usuario: julesdms Júlia de Mas El ciclo vírico.
Ciclo vírico: replicación.
Para replicarse, el virus ha de inducir a la célula huésped a sintetizar todos los componentes esenciales necesarios para producir más viriones. Estos componentes han de autoensamblarse en nuevos viriones, que han de salir de la célula.
Cualquier infección vírica, siempre tendrá estos 5 pasos: 1. Unión (adsorción).
2. Penetración 3. Síntesis de ácidos nucleicos y proteínas víricas 4. Ensamblaje 5. Liberación de viriones.
Unión (adsorción) Es la fase que determina la especificidad (tropismo) de un virus.
El virión presenta en la superficie algunas proteínas (ligandos) que interaccionan con componentes específicos de la superficie celular, denominados receptores (componentes normales de la célula que realizan funciones específicas).
En ausencia de estos receptores específicos, el virus no puede unirse y por lo tanto es incapaz de infectar. Para que se dé la infección, la célula tiene que reconocer los receptores que están en la cápside del virus o en la envuelta celular.
Penetración Los virus han de replicarse en el interior de la célula, por lo que han de introducir en ella, como mínimo, su material genético (y en algunos casos, enzimas propios del virus necesarios para procesar dicho material genético).
 Algunos virus con membrana fusionan dicha membrana con la membrana celular y liberan al interior el virión. Entonces el virión irá al núcleo donde liberará su genoma.
 En otros casos, el virión completo entra en la célula por endocitosis.
 El genoma se inyecta en el citoplasma, esto sería un mecanismo que usarían aquellos virus que tienen RNA de polaridad +.
El receptor CD4 (célula) es el que se une específicamente con las proteínas del virus, y es la que da la especificidad. Luego aquellas células que tengan poco CD4 o lo tengan dañado serán “inmunes” al virus.
En el caso de los bacteriófagos el reconocimiento se da a través de las proteínas de las fibras, reconocen la membrana externa de la bacteria, e inyectan el genoma mediante una “jeringuilla” dentro de la célula.
Usuario: julesdms Júlia de Mas Restricción vírica y modificación por el huésped.
Los animales pueden eliminar al virus antes de que la infección se extienda, o incluso antes de que el virus entre en la célula, mediante mecanismos de defensa inmunitaria.
Los procariotas no tienen estos mecanismos de defensa, aunque poseen sistemas de destrucción del DNA vírico bicatenario una vez éste ha sido inyectado. Esto lo realizan mediante el sistema de restricción: realizado por endonucleasas (enzimas de restricción).
Los sistemas de restricción consisten en un sistema que tienen las bacterias donde unas enzimas, DNAsas, reconocen el material genético que ha introducido el bacteriófago y lo degrada.
Es un sistema específico de DNA bicatenario (los virus de DNA monocatenario y los de RNA no se ven afectados).
A parte de las funciones que tienen los sistemas de restricción en las bacterias, también han sido muy importantes para la ciencia y la biología. A partir de los años 70 o 80 se dio el auge de la biotecnología, en el que jugaron un papel clave. Muchas bacterias tienen determinados enzimas que cortan el DNA, hay algunos que cortan al azar. Sin embargo, hay otros que son más específicos como los enzimas de restricción que reconocen secuencias de DNA (6 a 8 nucleótidos), solo cortan si está presente esta secuencia.
Los sistemas de restricción reconocen el DNA vírico, normalmente el DNA bacteriano tiene metilaciones lo que les aporta protección ante este sistema de restricción, estas metilaciones no las tiene el DNA vírico.
Síntesis de ácidos nucleicos y proteínas víricas.
Una vez el huésped ha sido infectado, hay que producir nuevas copias del genoma vírico y hay que sintetizar proteínas específicas para que éste replique.
Todo esto requiere de mRNA vírico.
Baltimore desarrolló una clasificación de los virus en función de la relación del genoma vírico con la producción del mRNA vírico. La clasificación de Baltimore de los virus se basa en el mecanismo de producción de mRNA. Los virus deben generar mRNA para producir proteínas y replicarse, pero cada familia de virus utiliza mecanismos diferentes.
Después de estos pasos, lo que toca es que el genoma haga su función, que es dar lugar a las proteínas y síntesis de ácidos nucleicos. Siempre para obtener una proteína requerimos de un mRNA vírico.
Síntesis de proteínas víricas.
Hay una cierta “coreografía” dentro de esta síntesis. Podemos hacer una clasificación de las proteínas en:  Tempranas. Son las primeras en ser sintetizadas por el genoma vírico y en ser expresadas.
Se sintetizan inmediatamente después de la infección; necesarias para la replicación del ácido nucleico del virus. Suelen ser enzimas, por lo que se sintetizan en cantidades pequeñas.
 Tardías. Son proteínas sintetizadas posteriormente; incluyen normalmente las proteínas de la cápside del virus. Al ser componentes estructurales de los futuros viriones, se producen en grandes cantidades.
Usuario: julesdms Júlia de Mas Curva de multiplicación “en una etapa” o “en escalón”.
Tras la infección, se da lo que se conoce como “eclipse”: las partículas víricas dejan de ser detectables porque se absorben y entran en la célula.
La maduración empieza cuando las cápsides empiezan a ser ensambladas y el ácido nucleico empaquetado. En esta fase, el titulo de los viriones intracelular, aumenta drásticamente, pero siguen sin ser detectables en el medio, a no ser que lisemos artificialmente la célula.
Periodo de latencia: eclipse + maduración. Tras la maduración, se da la liberación (por lisis o por gemación).
Tamaño de explosión: número de viriones liberado por cada célula (es específico para cada virus y célula huésped).
Ensamblaje y liberación de nuevos virus.
Tras la síntesis de todos los componentes del virus, estos se ensamblan en el interior de la célula, a través de mecanismos complejos y de múltiples pasos.
Muchas veces, se forma primero la cápside, en la cual posteriormente se introduce y empaqueta el ácido nucleico correspondiente al genoma del nuevo virión.
Los bacteriófagos suelen lisar la célula para liberar los nuevos viriones. Para los virus de células animales, los mecanismos de liberación difieren entre virus con y sin envoltura:  Sin envoltura  lisis celular.
 Con envoltura  gemación de la membrana celular, es entonces cuando obtienen esta estructura membranosa.
Una vez que el virus sale, se va a empezar otra vez el ciclo.
Multiplicación de bacteriófagos.
¿El ciclo lítico es algo general o universal para todos los virus? Hay excepciones, una de las principales es el caso de los bacteriófagos que usa otra estrategia.
Hay una gran diversidad de bacteriófagos. La mayoría con genomas de DNA bicatenario (aunque existen de DNA monocatenario, y de RNA mono y bicatenario). Suelen ser virus desnudos, aunque algunos presentan envueltas y son complejos estructuralmente.
Bacteriófagos virulentos o líticos.
Los bacteriófagos virulentos matan a su huésped tras la infección. Siguen un ciclo lítico. Un ejemplo característico son los fagos T-par, que infectan células de E. coli, lisándolas en menos de media hora en condiciones òptimas.
Bacteriófagos atemperados o lisogénicos.
Los bacteriófagos atemperados pueden no matar tras la infección, sino que establecen una relación génica estable con el huésped.
Tras la entrada en la célula huésped, entran en lisogenia: sus genes no se expresan, y el genoma del virus (llamado “profago”) se replica conjuntamente con el genoma del huésped (ya que normalmente se integra en él).
Usuario: julesdms Júlia de Mas La mera presencia del genoma vírico no daña a la célula huésped, que se denomina en este estado “célula lisógena”. Bajo determinadas condiciones, los virus lisogénicos pueden revertir a la vía lítica y empezar a producir viriones.
Resumen. Hay algunos que son capaces de hacer un ciclo lisogénico. En estos casos, el bacteriófago no empieza inmediatamente el ciclo lítico, sino que su genoma pasa a formar parte del genoma de la bacteria, al conjunto lo llamaremos profago. Cada bacteria hija tendrá una copia de este genoma, de este genoma adormecido, estas células las llamamos células lisogénicas. Llega un momento que bajo determinadas condiciones, este profago se despierta (activa), salta (libera) del genoma bacteriano y empieza un ciclo lítico normal y corriente.
Infección de virus de células animales: consecuencias.
La infección lítica provoca la lisis de la célula.
 Sin embargo, con los virus con envuelta, la liberación de viriones se puede dar por gemación, de manera lenta y sin necesidad de matar a la célula huésped. Esta célula puede continuar viva y continuar produciendo virus indefinidamente, en lo que se llaman infecciones persistentes o crónica. Por ejemplo, las células hepáticas pueden ser infectadas y dar una infección persistente o crónica.
 También pueden darse infecciones latentes, similar a lo que sería una infección lisogénica en el caso bacteriófagos. Como por ejemplo las pupas en los labios por herpes. A diferencia de la lisogenia, en estas infecciones el genoma no suele integrarse, sino que el virus existe en un modo relativamente inactivo dentro de la célula. El virus labial es el virus I, este se esconde dentro del nervio óptico y allí queda latente. El virus queda dentro de la célula, pero está inactivo. En determinados casos, como una fiebre o calentura, hace que el virus se active y vuelvan a salir las pupas. Son prácticamente imposibles de curar. Estos virus no los vamos a ver porque el virus está latente dentro de los linfocitos.
 Algunos virus de células animales pueden convertirlas en tumorales, en un proceso denominado transformación. Los virus que causan estos tumores se denominan oncovirus.
No matan directamente a la célula, sino que la convierten en inmortal. Cuando estos infectan a la célula desregulan todo el proceso del control de la división y las convierten en células tumorales y dan lugar a un tumor. Algunos ejemplos son: o Virus Epstein – Barr (tumores de mandíbula y abdoment).
o Virus de hepatitis B y C (cánceres de hígado).
o Herpesvirus 8 (sarcoma de Kaposi).
Drogas antivirales.
Las drogas antivirales, nos dan una idea sobre el mecanismo de los virus. Hay drogas que afectan sobre la síntesis de ácidos nucleicos. Las menos agresivas son las que actúan sobre algo muy específico como la retrotranscriptasa, como es el caso de tratamientos contra el VIH.
Usuario: julesdms Júlia de Mas Mecanismos de defensa celular: apoptosis.
La apoptosis es otro sistema de defensa que tiene la célula en general. La apoptosis o muerte celular programada es un conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en las células cuando se diferencian y ejercen funciones normales, concluyendo tras un cierto número de divisiones celulares con la muerte celular de una forma ordenada y silenciosa.
En contraste con la necrosis (muerte celular resultante de un daño agudo a los tejidos), la apoptosis es un proceso ordenado, que generalmente confiere ventajas al conjunto del organismo durante su ciclo normal de vida.
Por ejemplo, la diferenciación de los dedos humanos durante el desarrollo embrionario requiere que las células de las membranas intermedias inicien un proceso apoptótico para que los dedos puedan separarse. Es una apoptosis programada que mata a las células que se encuentran en las membranas intermedias.
La apoptosis puede ocurrir, por ejemplo, cuando una célula se halla dañada y no tiene posibilidades de ser reparada, o cuando ha sido infectada por un virus. La “decisión” de iniciar la apoptosis puede provenir de la célula misma, del tejido circundante o de una reacción proveniente del sistema inmunológico.
Cuando la capacidad de una célula para realizar la apoptosis se encuentra dañada (por ejemplo, debido a una mutación), o si el inicio de la apoptosis ha sido bloqueado (por ejemplo, por un virus), la célula dañada puede continuar dividiéndose sin mayor restricción, resultando por ejemplo, en un tumor.
La apoptosis es una respuesta que tienen las células para suicidarse y no infectarse. Los virus también han aprendido a saltarse estas barreras, hay muchos virus que tienen mecanismos que inhiben la posible apoptosis que se puede dar. Con lo cual muchos virus lo que hacen es inhibir todos los mecanismos que dispara esta muerte celular. Algunos mecanismos anti-apoptóticos son el mecanismo de las caspasas o la proteína p53.
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