Virologa Importancia mdica

Los virus son los agentes causales de mucha enfermedades que afectan al hombre:

Enfermedades que pueden ser letales:

SIDA, poliomielitis, hepatitis, rabia, encefalitis.

Enfermedades que ocasionan malestar agudo:

Influenza, sarampin, paperas.

Anormalidades congnitas:

Rubola, citomegalovirus.

Tumores y cncer:

Cncer cervicouterino.

Importancia en la investigacin cientfica

Los virus tienen genomas ms pequeos que los organismos superiores (10-200 genes vs

100000 del genoma humano).

Estudio del ordenamiento, replicacin y expresin del material gentico, necesarios para la

prctica cientfica y mdica.

Naturaleza de los virus

Virus: clase heterognea de agentes Complejidad

Espectro de huspedes

Como afectan al husped

comparten Constituidos por un genoma de ADN o ARN, rodeados

por una cubierta proteica

Slo se multiplican en clulas vivas, dependencia

absoluta de la maquinaria energtica y de sntesis de

protenas de la clula husped

Separacin de sus genomas de sus cubiertas protectoras

como paso inicial en sus ciclos de multiplicacin

Deben considerarse como microorganismos vivos o como

organizaciones inertes de molculas?

Origen de los virus Hiptesis:

1. Los virus son los productos de la evolucin regresiva de clulas de vida libre. Se

ha sugerido una va evolutiva de este tipo para las mitocondrias, las que an

retienen vestigios de una organizacin celular, as como mecanismos para la

replicacin, transcripcin y traduccin de la informacin gentica. Los virus

animales de mayor tamao como los poxvirus, son tan complejos como

derivados de un ancestro celular.

2. Los virus derivan de material gentico celular que han adquirido la capacidad de

existir y funcionar de forma independiente. Esta hiptesis es la ms aceptada

para los virus (con la posible excepcin de los poxvirus).

Finales del siglo 19, teora del germen, microorganismos que pueden ser observados al

microscopio, cultivados en medio enriquecido y retenidos por filtros.

1892, Iwanowski demostr que el agente causal del mosaico del tabaco, pasaba a travs de

un filtro para bacterias y no era posible cultivarlo.

1898, Beijerinck repiti los experimentos y llam al nuevo agente infeccioso contagium vivum

fluidum.

1908, Ellerman y Bang reportaron la transmisin libre de clulas de la leucemia de pollo.

1911, Rous descubri que tumores slidos de pollo pueden ser transmitidos por filtrados libres

de clulas.

Mtodos de estudio para los virus

virus mtodos directos mtodos indirectos

Microscopa electrnica Multiplicacin en cultivos

Serologa

PCR

Seleccin del sistema de cultivo

Sistema de cultivo

Animal

rgano

Clula

Ventajas

Infeccin natural

Infeccin natural, pocos

animales, menor variacin.

Pueden ser clonadas,

variacin mnima. Mejor

para experimentos

bioqumicos, las condiciones

pueden ser controladas.

Desventajas

Alto costo, variacin,

consideraciones ticas.

Muchos tipos celulares,

ausencia de procesos

homeostticos e inmunes.

Tres tipos: clulas primarias,

lneas celulares y lneas

celulares permanentes.

Objetivo del experimento

Aislados de virus

Bioqumica de la multiplicacin

Estudios estructurales

Estudio de infecciones naturales

Detectar la presencia de virus en clulas infectadas

Efecto citopatolgico (CPE) Cambios en la morfologa

celular (microscopa)

Clulas de embrin de pollo Lnea celular de mono

HRSV

Estudios bioqumicos Sistema celular Produccin viral

Estudios de multiplicacin

Estudios de la infeccin

natural y enfermedad

Animales de

experimentacin

Cultivo de rganos

Infectado

No Infectado

rinovirus

Cultivo de clulas

Medio de cultivo:

Solucin isotnica (mezcla de sales).

(5-10%) Suero (mezcla compleja de

protenas y otros componentes).

Medio de crecimiento.

condiciones de esterilidad / uso de

antibiticos

Serologa

Anticuerpos: protenas producidas por el sistema inmune de vertebrados

superiores en respuesta a materiales extraos (antgenos). Son secretados en los

fluidos corporales como la sangre (suero).

Virus dilution: 1/

Antiserum dilution: 1/

Titulacin por hemoaglutinacin

Prueba de inhibicin de hemoaglutinacin

ELISA

Anticuerpos marcados con:

Marca fluorescente (GFP, fluorescena)

Enzimas (peroxidasa, fosfatasa)

Marca radiactiva (S35, P32)

Molculas electrn-densas (partculas

de oro coloidal, ferritina)

Microscopa

Para detectar antgenos virales en clulas infectadas:

PCR

Estructura de los virus

50-90% protenas

1. Proteger a los cidos nucleicos de la degradacin por nucleasas.

2. Participar en la identificacin celular y los mecanismos de liberacin del

genoma viral.

3. En algunos virus, enzimas esenciales para la infectividad viral.

Estructura secundaria: a hlices, hojas b. Estructura terciaria: asimtricas

Virus simtricos construidos por subunidades asimtricas

Virus del mosaico

del tabaco Bacterifago Si1

nmero reducido de unidades (formas) estructurales alta estabilidad gentica

Watson y Crick: prediccin de la estructura viral (fundamentos tericos).

Simetra helicoidal: material gentico extendido.

Simetra cbica: material gentico condensado.

Cpside: Cubierta o capa de protenas alrededor del genoma.

Nucleocpside: Cpside ms el cido nucleico.

Envoltura: Membrana que contiene lpidos y rodea algunas partculas virales.

Virin: Partcula viral completa, sirve para transferir el cido nucleico viral de

una clula a otra.

Cpsides

Subunidades simples: protenas nicas.

Subunidades complejas: capsmeros (varias protenas idnticas o diferentes).

Ventajas de la composicin de subunidades:

1. Disminuye la cantidad de informacin gentica necesaria

para la especificacin de la cpside.

2. Asegura que la cpside pueda ser ensamblada de forma

eficaz.

Doble funcin:

Proteger al genoma viral.

Introducir el genoma viral dentro de las clulas huspedes.

Estructura de virus filamentosos

Ruta para el arreglo simtrico de

componentes asimtricos

Colocar subunidades alrededor

de un crculo para formar discos

Discos: 2 dimensiones

Discos apilados: 3 dimensiones

El cido nucleico helicoidal no puede

estar unido equivalentemente en una

estructura de discos apilados, pero si en

estructuras helicoidales.

No es posible la formacin de

partculas helicoidales vacas.

Estructura de virus isomtricos

2a ruta para el arreglo simtrico

de componentes asimtricos

Arreglo de un pequeo nmero

de subunidades posibles sobre

los vrtices o caras de un objeto

con simetra cbica:

Tetraedro

Cubo

Octaedro

Dodecaedro

Icosaedro

Simetra icosadrica

20 caras triangulares (5 en la tapa, 5 en la

base, 10 en medio)

12 vrtices

Presentan una simetra de rotacin 5:3:2

Viriones simples: 60 protmeros

Virus satlite de la necrosis del tabaco. ARN de

1600 bases, 1 solo gen que codifica para el

protmero de la cpside. Solo se multiplica en

clulas infectadas con el virus de necrosis del

tabaco.

En condiciones adecuadas los protmeros se

pueden ensamblar espontneamente primero en

pentmeros que despus se autoacoplan para

formar las cpsides.

Virus icosadricos complejos

El tamao de la partcula define el tamao mximo del cido

nucleico que puede ser empaquetado en ella.

Hay virus con cpsides lo suficientemente grandes para

acomodar genomas muy grandes y contener ms de 60

subunidades.

T nmero de subunidades (60T) ejemplo

1 60 Virus satlite de la necrosis del tabaco

3 180 Picornavirus

4 240 Virus sindbis

16 960 Virus herpes

25 1500 Adenovirus. T = nmero de tringulos por cara

T = nmero de tringulos por cara

T nmero de subunidades (60T) ejemplo

1 60 Virus satlite de la necrosis del tabaco

3 180 Picornavirus

4 240 Virus sindbis

16 960 Virus herpes

25 1500 Adenovirus.