Microbiologa - FMH 2012

Los virusDesde 1892 se conoce la existencia de partculas infecciosas, que se llamaron grmenes solubles o filtrables puesto que eran capaces de atravesar los filtros.

Se les llam virus (veneno) filtrables. Su tamao impidi su visualizacin hasta la llegada del M. E. en 1939.

Los virusHoy se sospecha que los virus han tenido un papel determinante y positivo en la evolucin, actuando como elementos genticos mviles intercelulares.

Los virus tienen una estructura acelular y necesitan de la maquinaria celular para su replicacin; son parsitos obligados.

Definicin - generalidades Agentes infecciosos filtrables.Parsitos intracelulares obligadosMiden desde 20 hasta 300 nm.Dependen de maquinaria de clula anfitriona para: producir energa o sustratos fabricar sus protenas replicar su genoma

Estructura

GENOMA: pueden ser ADN ARN. Asociados a protenas se denominan CORE.

CPSIDE, cubierta proteica formada por unidades repetitivas (capsmeros).

ENVOLTURA, similar a membranas celulares consta de lpidos, protenas y glucoprotenas.

VIRUS

Partes de un virus

Propiedades Nucleoide: ADN ARN

CPSIDE

ENVOLTURAInformacin genticaInfectividad

Protege a las protenas del nucleoide.Unin a receptores especficos.Determinante antignico

Protege a la nucleocpside

Tamao de los virus Por filtracin y microscopa electrnica se ha visto que el tamao de los virus va de 20 a 300 nm.Poxvirus: 300 nm ( como mycoplasmas y clamidias)Mixovirus: 100 nmPicornavirus: 20 nm

Tamao de los virus

CICLO DE VIDA DE UN VIRUS

CLASIFICACIN DE LOS VIRUSLos virus se clasifican en base a su morfologa, composicin qumica y modo de replicacin.

Los virus que infectan a humanos frecuentemente se agrupan en 21 familias

CLASIFICACIN DE LOS VIRUS

Estructura; tamao, morfologa y cido nucleico(p. ej., picornavirus [ARN pequeo], togavirus)

Caractersticas bioqumicas: estructura y modo de replicacin*

Enfermedades: Ej. virus de la encefalitis y virus de la hepatitis

Modo de transmisin: Ej. los arbovirus son transmitidos por insectos

Clula anfitrin (rango del anfitrin): animal (ser humano, ratn,pjaro), plantas, bacterias.

Tejido u rgano (tropismo): Ej. adenovirus y enterovirus

VIRUSSe subdividen en 3 grupos, segn la clula que infecten (husped genrico):BacterifagosVirus vegetalesVirus animales

Rango de husped: un virus podr afectar a determinadas especies dentro de cada grupo.

CLASIFICACIN DE LOS VIRUSEstructura del virin Morfologa (icosadrica, helicoide, compleja) Envoltura o no Nmero de capsmeroscido nucleico ARN ADN Cadena sencilla o cadena doble Segmentados o no-segmentados

Tipos de ADN viralesLa mayora de los virus ADN presentan un genoma bicatenario, con excepcin de los parvovirus, constituidos por ADN monocatenario.

Adems las molculas de ADN viral pueden ser lineales o circulares

Tipos de ARN viralesLos ARN de los virus animales son en su gran mayora de cadena simple, siendo Reoviridae y Birnaviridae las nicas familias que presentan como genoma ARN bicatenario.

En algunos grupos de virus, el ARN genmico est segmentado en varios fragmentos, cuyo nmero es caracterstico de cada familia.

Polaridad o sentido de la cadena de ARNPolaridad positiva: la secuencia de bases correspondiente al ARNm que le permite actuar como ARNm.

Polaridad negativa: el ARN genmico tiene la secuencia complementaria al ARNm viral; por lo tanto, debe sintetizar la cadena complementaria que ser el ARNm (transcriptasa).

CpsidesCubierta proteica externa que encierra y protege al genoma viral de la accin de nucleasas y otros factores adversos del medio exterior.En virus desnudos, presenta protenas para unin con la clula que ser parasitada por el virus.Contienen los determinantes antignicos.

CpsidesHay dos tipos bsicos:

SIMETRA ICOSADRICA, observndose el virin al microscopio de forma casi esfrica.

SIMETRA HELICOIDAL, resultando nucleocpsides filamentosas tubulares.

DISTINTOS TIPOS DE CPSIDES

CPSIDE HELICOIDALVIRUS DEL MOSAICO DE TABACOVIRUS DE LA RABIA

CPSIDE ICOSADRICAADENOVIRUSCITOMEGALOVIRUS

EnvolturaMembrana constituida por una doble capa lipdica asociada a Glicoprotenas, esenciales para la infectividad, ya que actan en: 1) adsorcin a la clula husped; 2) fusin que permite la entrada de nucleocpside viral al citoplasma; 3) brotacin, que permite la salida del virus envuelto a partir de la clula infectada. Adems son el blanco de reaccin para el sistema inmune tanto en la respuesta humoral como celular.

VIRUS SIN ENVOLTURAComponente: ProtenaPropiedadesEstable ante: T, cido, proteasas, detergentes, desecacinEs liberada de la clula por lisis

ConsecuenciasPuede propagarse fcilmente: fmites, contacto mano-mano, polvo, gotitas Puede secarse y conservar la infectividadPuede sobrevivir en condiciones adversas del intestinoPuede resistir detergentes y aguas residuales mal procesadasAnticuerpos pueden ser suficientes para inmunoproteccin

VIRUS CON ENVOLTURAComponentes: membrana lpidos, protenas, glucoprot.PropiedadesEs lbil ante: cido detergentes, desecacin, calorModifica membrana celular durante la replicacinEs liberada por gemacin y lisis celular

ConsecuenciasNecesita ambiente hmedoNo puede sobrevivir en tubo dig.Se propaga : gotitas de tamao grande, secreciones, trasplantes de rganos y transfusiones No necesita destruir a la clula para propagarseP proteccin y control pueden necesitarse Ac y respuesta Cel. Provoca que hipersensibilidad e inflamacin ocasionen inmunopatogenicidad.

VIRUS ADNCon envolturaCon cpside sin envoltura

Pox Herpes Hepadna

PapovaPapillomaAdeno

Parvo (monocatenario)

VIRUS ARN(ARN +) (ARN -) (N) (E) (E)

Picorna Toga RhabdoNoro Flavi Filo Corona Ortomixo Paramixo Bunya Arena (ARN+/-) (ARN+ va ADN)(doble cpside) (E)

Reo Retro

Replicacin de los virusFASETEMPRANA

FASETARDA

1 . Reconocimiento de clula diana2. Unin3. Penetracin4. Prdida de la envoltura5. Sntesis macromolecular a. Sntesis de ARNm precoz y protenas no estructurales b. Replicacin del genoma c. Sntesis de ARNm tarda y protenas estructurales d. Modificacin postraduccin protena 6. Ensamblaje del virus 7. Gemacin de los virus con envoltura 8. Liberacin del virus

RECONOCIMIENTO Y UNINProtenas de fijacin del virus (VAP) Receptores de la clula, pueden ser protenas, hidratos de carbono, glucoprotenas o glucolpidos. Los virus que se unen a receptores expresados sobre tipos especficos de clulas pueden estar limitados: rango de anfitriones tropismo tisular

VIRUSCLULA DIANAVirus Epstein-BarrVIHRinovirusVirus de poliomielitisVirus herpes simpleVirus de la rabiaVirus de la gripeParvovirus B19

Linfocito BLinfocito T facilitadorClulas epitelialesClulas epitelialesNumerosas clulasNeuronasClulas epitelialesPrecursores serie eritroide

PENETRACINDepende de la estructura del virin y el tipo de clula.

Virus sin envoltura entran en la clula por: endocitosis mediada por receptores viropexia (picornavirus , papovavirus)

Virus con envoltura fusionan sus membranas a membranas celulares para transferir as nucleocpside o genoma pH neutro: penetracin en superficie cel. pH cido: por endocitosis

PRDIDA DE LA COBERTURAPuede iniciarse por unin con el receptor o facilitarse por el ambiente cido o proteasas presentes en el endosoma o lisosoma.

La mayora de virus ADN intoducen su genoma en le ncleo (excepto Pox)Los virus ARN permanece en el citoplasma (excepto virus gripe)

SNTESIS MACROMOLECULAREn el interior celular, el genoma debe dirigir: Sntesis de ARNm Sntesis de protenas yProducir copias idnticas de s mismo.

*Procesos de transcripcin, traduccin y replicacin del genoma.Depende de estructura del genoma y sitio en que ocurre la replicacin.

SNTESIS MACROMOLECULARa. Los productos genticos precoces (protenas no estructurales),son:protenas de unin al ADN yenzimas como polimerasas codificadas por virus.Estas protenas son catalticas y tan slo se precisa de un reducido nmero de ellas.

SNTESIS MACROMOLECULARb. La replicacin del genoma Los genomas recin replicados proporcionan nuevas plantillas para la sntesis adicional posterior de ARNm gentico. c. Los productos vricos tardos codifican las protenas estructurales. Se requieren muchas copias de estas protenas para envolver al virus.

SNTESIS MACROMOLECULARVirus de ARN se replican y producen ARNm en el citoplasma, salvo ortomixovirus y retrovirus. Deben codificar las enzimas necesarias para la transcripcin y la replicacin (la clula no cuenta con mecanismos de replicacin de ARN)Virus de ADN (a excepcin de poxvirus) se replican en el ncleo, donde se utilizan las desoxirribonucleasas, polimerasas y otras enzimas de la clula anfitriona para la sntesis de ARNm vrico.

SNTESIS MACROMOLECULARLos virus utilizan diferentes tcticas para facilitar la traduccin preferente de su ARNm vrico en lugar del ARNm celular.

En muchos casos, la concentracin de ARNm en el virus es tan elevada que ocupa la mayor parte de los ribosomas, lo que impide la traduccin del ARNm celular.

SNTESIS MACROMOLECULARd. Modificacin postraduccin.Algunas protenas vricas requieren modificaciones postraduccin (p. ej., fosforilacin, glucosilacin, acilacin o sulfatacin).

Las glucoprotenas vricas son sintetizadas en ribosomas unidos a la membrana, luego avanzan desde el retculo endoplsmico a travs del sistema de transporte vesicular de la clula y son procesadas en el aparato de Golgi.

ENSAMBLAJEEl virin se elabora a partir de unidades prefabricadas , de pequeo tamao que rodean al genoma para formar una entidad funcional.

El sitio y el mecanismo de ensamblaje del virin en la clula depende del lugar de replicacin del genoma y de si la estructura final ser una cpside desnuda o bien un virus con envoltura.

LIBERACINLos virus pueden ser liberados de las clulas por:

lisis celular (virus de cpside desnuda) exocitosis o gemacin a partir de la membrana plasmtica (virus con envoltura)

VIRUS DE LA GRIPE

CICLO DE REPLICACIN VIRUS INFLUENZA A

VIH

CICLO VITAL DEL VIH

Replicacin VHS ADN

Replicacin picornavirus ARN+

Replicacin rhabdovirus ARN-

Propiedades de virusVirus ARNVirus ADNEl ARN es lbil y transitorioLa mayora de los virus de ARN se replican en el citoplasma, excepto ortomixovrusLas clulas no pueden replicar el ARN. Los virus ARN deben codificar una polimerasa de ARN dependiente de ARN.

El ADN no es transitorio ni lbil.Los genomas vricos pueden permanecer en la clula infectadaMuchos causan infecciones persistentes ( latente, inmortalizante)Genomas del ADN residen en el ncleo, excepto poxvirus

Propiedades de virusVirus ARNVirus ADNLa estructura del genoma determina el mecanismo de transcripcin y replicacin. Los virus ARN son propensos a la mutacin

En la transcripcin y la replicacin, el ADN vrico se asemeja al ADN del anfitrin. Deben interactuar con la maquinaria de transcripcin del anfitrin (excepto poxvirus)

Propiedades de los virusVirus ARNVirus ADNLa estructura y la polaridad del genoma determinan el modo de produccin de las protenas y el ARN mensajero (ARNm) vricoLos virus ARN deben poseer una polimerasa, excepto si tienen un genoma ARN (+)Todos los virus ARN (-) poseen envoltura

La transcripcin del gen vrico posee una regulacin temporalGenes precoces codifican las enzimas y las protenas de unindel ADNGenes tardos codifican protenas estructuralesPara poder replicar el genoma vrico, las ADN-polimerasasnecesitan un cebadorA > tamao de los virus de ADN, > control sobre la replicacin de su genoma

VIRUS ARNPicornavirus, togavirus, flavivirus, calicivirus y coronavirusEl genoma de ARN (+) se asemeja al ARNm y se traduce hacia una poliprotena, que es proteolizada. Para la replicacin se usa plantilla de ARN (-). Togavirus, coronavirus y norovirus poseen genes precoces y tardosOrtomxovirus, paramixovirus, rhabdovirus, filovirus. bunyavirusEl genoma de ARN (-) es plantilla para los ARNm individuales, pero para su replicacin es necesaria una plantilla de ARN (+) larga.Los ortomxovirus se replican y transcriben en el ncleo y cada segmento genmico codifica un ARNm y una plantilla ReovirusEl genoma de ARN segmentado (+/-) es una plantilla para el ARNm. El ARN(+) puede asimismo estar encapsulado para generar el ARN (+/-) y, a continuacin, ms ARNmRetrovirusEl genoma de ARN de los retrovirus (+) se convierte en ADN, que a su vez es integrado en la cromatina del anfitrin y transcrito como un gen celular.

VIRUS ADNParvovirus: para replicarse requieren clulas capaces de sintetizar ADNPapovavirus: estimulan el crecimiento celular y la sntesis de ADNHepadnavirus: estimulan el crecimiento celular (?) y codifican su propia polimerasaAdenovirus: estimulan la sntesis del ADN celular y codifican su propia polimerasaHerpesvirus: estimulan crecimiento cel.establecen infeccin latentecodifican propia polimerasa y enzimas p proporcionar desoxirribonucletidos para sntesis del ADN.Poxvirus: adems maquinaria de replicacin y maquinaria de transcripcin en el citoplasma.

Tipos de infecciones vricasTipo Produccin de virus Destino de la clulaAbortivaCitolticaPersistente Productiva Latente Transformadora Virus ADN Virus ARN - Ningn efecto + Muerte + Envejecimiento - Ningn efecto

- Inmortalizacin + Inmortalizacin

Mecanismos citopatogenia vricaMecanismo EjemplosInhibicin sntesis proteica celInhibicin y degradacin del ADN celular Alteracin estructura de membrana celularInsercin de glucoprotenasFormacin de sincitiosAlteracin del citoesqueletoPermeabilidad Polio, VHS, togavirus, poxHerpesvirus Virus con envolturaTodos virus con envolturaVHS , VZ, paramixo, VIHVirus sin envoltura, VHSTogavirus, virus herpes

Mecanismos citopatogenia vricaMecanismos Ejemplos Cuerpos de inclusinCorpsculos de Negri Ojo de buho (intranuclear)Cowdry tipo (intranuclear)Basfilos intranuclearesAcidfilos intracitosplasmAcidfilos citopl perinucleaToxicidad componentes virin

RabiaCitomegalovirusVHS, virus de PEESAdenovirusPoxvirusReovirusFibras adenovirus, protenaNSP4 de reovirus

CUERPOS DE NEGRI - RABIAson inclusiones eosinoflicasintracitoplasmticas formadas por agregados de nucleocpside en las neuronas de cerca de 50 a 80% de los humanos infectados

Efectos de infeccin viral en las clulas

Muerte celular: El efecto citoptico de los virus se puede observar en todo el tejido diana. Ej: Virus respiratorios destruyen el epitelio respiratorio.Virus del polio destruyen las clulas del cuerno anterior en la mdula espinal casusando parlisis. .

Efectos de infeccin viral en las clulas

Escaso efecto directo: Algunos virus producen escasa muerte celular, Ej:

Virus de la hepatitis B no causa dao en las clulas hepticas. El dao lo produce la respuesta inmunitaria del husped a la presencia viral.

Efectos de infeccin viral en las clulasTransformacin celular: Los virus tambin pueden modificar las clulas y transformarlas en clulas malignas, Ej:

Virus del papiloma humano y el cncer genital. Virus de la hepatitis B y carcinoma hepatocelular. Virus de Epstein Barr (EBV) y linfoma de Burkitt El virus de la leucemia de clulas T (HTLV I y II) y la leucemia de clulas T del adulto.

LINFOCITOS ATPICOS CARACTERSTICOS DE LA MONONUCLEOSIS INFECCIOSA

CLULAS INFECTDAS POR EL VIRUS PAPILOMA HUMANO (HPV)

GRACIAS POR SU ATENCIN

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