1

Virologa. Tema 2

Propiedades fundamentales y diferenciales de los virus

1) Tamao y composicin

Son unidades microscpicas formadas por cido nucleico protegido por una cpsida proteica.

Miden entre 15-20 nm y 500 nm de dimetro. Estn en el lmite del poder de resolucin del

microscopio ptico y dentro del PR del electrnico.

El virus de la viruela es el poxvirus, bastante grande.

La variabilidad en cuanto a tamao es enorme, y por tanto las estructuras tambin son muy

variadas. No es posible generalizar.

Todo virus conocido tiene una composicin dual: cido nucleico protegido por una cpsida o

cpside de naturaleza proteica. El cido nucleico puede ser DNA o RNA.

(ss=single strand; ds=double strand)

Excepcionalmente, hay algunas especies virales que adems de tener la estructura de

nucleocpsida tienen otra estructura adicional (minoritaria): la envoltura o envuelta. Los que

la tienen son virus envueltos; los que no, son virus desnudos.

Virus en el lmite: Mimivirus

Infectan a la ameba Achantamoeba polyphaga. Su genoma es mayor que el de algunas

bacterias, y varios de sus genes cifran protenas implicadas en la regulacin de la traduccin

(aminoacil tRNA sintetasas y factores de elongacin), reparacin del DNA y sntesis de

polisacridos.

Ciclo vital

Los virus son parsitos intracelulares obligados: necesitan clulas vivas para completar su

ciclo biolgico. Dependiendo del tipo de hospedador hablamos de virus animales

(vertebrados/invertebrados), vegetales, bacterianos (fagos), etc. Necesitan la maquinaria

replicativa, transcripcional y traduccional de la clula para completar su ciclo biolgico, aunque

hay pequeas variaciones.

Todos los virus dependen de la maquinaria traduccional del hospedador, sin excepcin (todos

carecen de ribosomas). No obstante, hay virus con RNA polimerasas propias para sintetizar sus

mensajeros virales. Tambin, hay virus con replicasas virales. Pero todo ello slo lo pueden

hacer dentro de la clula, porque los virus no producen energa (no presentan sistemas

enzimticos para la obtencin de energa), necesitan la energa del hospedador, que por ello

ha de estar viva, energticamente competente.

2

Morfologa de las partculas virales

Virus icosadricos desnudos: tienen cpsida icosadrica regular. Ej: adenovirus.

Virus icosadricos envueltos: tienen cpsida icosadrica regular y envoltura.

Virus helicoidales desnudos: su cpsida es cilndrica, alargada, ancha, con protenas

asociadas siguiendo un desarrollo helicoidal como una escalera de caracol. Ej: virus del

mosaico del tabaco (TMV).

Virus helicoidales envueltos: son icosadricos con envoltura. Ej: virus del sarampin

humano (Paramyxovirus).

Virus complejos: su estructura es muy complicada y suelen ser grandes. Ej: virus de la

viruela humana (Poxvirus).

Bacterifagos: tambin conocido como virus con morfologa mixta. Ej: fago lambda,

que infecta a E. coli. Consta de una parte icosadrica regular y otra helicoidal.

cidos nucleicos virales

Existe una gran variabilidad en cuanto a la cantidad de cido nucleico que empaquetan los

distintos tipos de virus. Hay virus que slo empaquetan 3 kilobases, como el virus de la

hepatitis B (3 o 4 genes), mientras que el virus del herpes labial empaqueta unos 200 genes

diferentes.

La gran mayora de virus son virus RNA con polaridad de mensajero y de cadena sencilla para

poder traducir directamente sus protenas.

Virus con genoma de DNA

Todos los virus DNA que conocemos solo encapsidan una nica molcula de DNA, y el DNA no

est fragmentado.

Los DNA virales podemos encontrarlos en dos conformaciones: lineales o circulares. Los ms

habituales con diferencia son los lineales, los circulares son menos frecuentes. Podemos

encontrar DNA de cadena doble, de cadena sencilla o incluso de cadena doble con una de las

dos cadenas interrumpida (como fragmentada).

Los DNA tienen secuencias repetitivas (TRs) en los extremos con papeles importantes en la

replicacin del DNA viral. Un genoma de DNA viral tendra las 4 bases A,C,G,T, pero hay

excepciones que tienen A,G,T y citosinas modificadas que lo normal es que estn convertidas

en 5-hidroximetil citosinas (5-HMC), que son citosinas con una hidroximetilacin en posicin 5

del anillo, lo cual es una estrategia para evitar los sistemas de defensa del hospedador, que

estn adaptados a las bases clsicas y no funcionan contra el cido nucleico modificado. Esto

es comn en fagos bacterianos.

3

Virus con genoma de RNA

Son los ms abundantes de los virus que conocemos. Igual que antes, podemos encontrar

genomas lineales, de cadena sencilla o de cadena doble, pero los ms frecuentes son los de

cadena sencilla. En el caso de genoma RNA lo normal es que tenga siempre conformacin

lineal. Slo se conoce un virus de RNA con genoma circular, un fago.

Un rasgo habitual en los virus RNA es que ese RNA se encuentre segmentado, y por ello

hablamos de tres tipos de organizacin del genoma: completos, segmentados o

multiparticulados:

Un virus RNA con genoma completo es un virus con una nica molcula de RNA.

Un virus RNA con genoma segmentado tiene una molcula de RNA repartida en

fragmentos. En este tipo de virus todos esos fragmentos estn encapsidados dentro de

la misma partcula viral (cada parte representa una parte de la capacidad codificante

del virus, son diferentes).

Los genomas multiparticulados o multipartitos son genomas segmentados pero con la

diferencia de que los segmentos estn cada uno encapsidado separadamente en una

cpsida viral. Encontramos bipartitos, tripartitos o tetrapartitos, no ms.

Los sistemas multiparticulados son muy escasos. Fundamentalmente se hallan en el

mundo de los virus vegetales. Esto es debido a que para que se d la infeccin han de

entrar las tres partculas virales (virus tripartito, ejemplo), y esto, por probabilidad, es

ms fcil que ocurra si la entrada es realmente fcil (la infeccin vegetal por virus est

siempre asociada a roturas, traumas, no a receptores especficos).

Los Geminivirus son sistemas bipartitos de DNA de cadena doble. En este virus las

cpsidas no estn separadas, es una excepcin. En el resto tiene que ocurrir que en la

misma clula vegetal coincidan las tres partculas que conforman el ADN viral. Es pura

probabilidad.

Los virus RNA suelen ser de cadena sencilla y polaridad positiva de mensajero (traduccin

inmediata). Tienen los atributos bsicos del ARNm (cola de poli A en 3, capucha en 5).

Clasificacin y criterios de clasificacin de virus

En un principio se trat de clasificar los virus en base a los criterios usados para la clasificacin

de los seres vivos. Carl von Linneo us como base la evolucin. Es complicado usar este

criterio pues hay virus sin ningn rasgo en comn. Slo es aplicable a una cierta parte de los

virus, no a todos As, los intentos por establecer una clasificacin viral en base a criterios

evolutivos fracasaron. Se cre entones en 1976 el comit internacional para la taxonoma de

los virus.

Se decidi usar parmetros puramente estructurales. Por ejemplo, el hospedador no es de

importancia, aunque didcticamente es ms sencillo agruparlos segn el hospedador.

4

Criterios

Segn las normas aceptadas todos los virus se agrupan en un Phyllum: phyllum virus,

que encuadra a los Subphyllum RNA y Subphyllum DNA.

El siguiente criterio es la simetra de cpside (icosadrica, helicoidal, compleja).

Presencia o ausencia de envoltura

Configuracin o arquitectura del genoma: cadena doble o sencilla, polaridad positiva o

negativa

Clase de Baltimore

A partir de estos rasgos distinguimos virus relacionados estructuralmente.

Rangos taxonmicos: el rango ms elevado es el orden, luego familia, subfamilia, gnero y

especie viral.

Dado que los rangos taxonmicos se escriben con nombres latinos, es necesario

SUBRAYARLOS, RESALTARLOS o escribirlos EN CURSIVA.

Terminaciones:

-virales = orden viral. Ej: Mononegavirales

-viridae = familia viral. Ej: Paramyxoviridae

-virinae = subfamilia. Ej: Paramyxovirinae

-virus = gnero. Ej: Morbillivirus

Especie. Ej: virus del sarampin.

(En cursiva: gnero. En normal: general, descriptivo).

Baltimore, en 1971, propuso que todos los virus conocidos podan clasificarse atendiendo a lo

que l denomin clases o modos de replicacin. En total hay siete clases de Baltimore. Se

trata de la clasificacin ms coherente y sencilla existente. Se clasifica en funcin del ciclo

vital. Carece de importancia el hospedador. Se basa en que:

Lo importante es el cido nucleico y lo que hace el virus dentro del hospedador para

generar ms virus idnticos al original.

Independientemente del genoma viral, en algn momento del ciclo de replicacin han de

aparecer RNAm virales (centro de la clasificacin).

En tercer lugar, los RNA de cadena sencilla con polaridad de mensajero son, por convenio,

RNA con polaridad positiva (directamente traducible).

Atendiendo a lo anterior, las siete clases son:

Clase I: virus DNA de cadena doble. Ej: herpes

Clase II: virus DNA cadena sencilla polaridad positiva con intermediario de replicacin

de cadena doble. La polaridad positiva del DNA genera RNA de polaridad negativa.

Clase III: RNA cadena doble. Ej: peste porcina africana

Clase IV: RNA cadena sencilla polaridad positiva

Clase V: RNA cadena sencilla polaridad negativa o antimensajero. Ej: gripe

5

Clase VI: genoma RNA cadena sencilla polaridad positiva, pero que generan un

intermediario de replicacin DNA bicatenario. Ej: sida

Clase VII: DNA cadena doble con intermediario de replicacin DNA cadena sencilla con

polaridad positiva.

(Ejemplos = dato extra).

Clase I: DNA cadena doble. La progenie del virus ha de tener DNA bicatenario. El RNA

mensajero se genera a partir de la cadena de polaridad negativa. Hay virus que tienen su

propia RNA polimerasa, el resto usan la de la clula infectada. Ej: Herpesviridae.

Clase II: hay que generar DNA de polaridad positiva a partir de DNA de polaridad positiva

tambin, por eso es necesario un intermediario. Se forma un intermediario de DNA bicatenario

(RF= forma replicativa) que acta como fbrica de RNAm (la cadena de ADN de polaridad

negativa sirve como molde para el DNA de polaridad positiva requerido). Ej: Parvoviridae.

Clase III: virus con genoma RNA bicatenario. A partir de la cadena negativa de RNA, una RNA

polimerasa se sintetiza RNA de polaridad positiva. Los mensajeros virales sintetizados tienen

doble funcin o posibilidades: ser traducidos, y servir como molde para cadenas de polaridad

negativa. Ej: Reoviridae. En las clulas no existen RNA polimerasas dependientes de RNA, este

enzima es viral.

Clase IV: genoma RNA cadena sencilla con polaridad de mensajero (positiva). El mensajero

viral se traduce directamente, no hay transcripcin propiamente dicha. Este RNAm mensajero

tambin sirve como molde para la sntesis de una cadena complementaria con polaridad

negativa, que servir como molde para ms cadenas de polaridad positiva. Ej: virus de la polio,

Picornaviridae

Clase V: virus con genoma RNA de cadena sencilla con polaridad negativa. La transcripcin es

directa para dar mensajeros con polaridad positiva. Tienen una RNA polimerasa viral. Doble

opcin: traduccin o replicacin para cadenas negativas (enzima bifuncional). Ej:

Paramyxoviridae

Clase VI: genoma RNA cadena sencilla polaridad positiva. En el momento que infectan, el RNA

con polaridad menajero no se traduce directamente, sino que sirve como molde para crear

DNA bicatenario (transcripcin reversa). A partir de ah se convierten en el equivalente a clase

I, y hacen lo que ellos. La generacin de RNAm es la replicacin y la transcripcin a la vez. El

DNA bicatenario se transcribe, y puede ser traducido o empaquetado en nuevas partculas

virales. Ej: retrovirus (Retroviridae).

Clase VII: el genoma infectivo es DNA bicatenario. De manera anloga a la clase VI, una vez

que infecta, es transcrito a un RNAm que no se va a traducir, sino que sirve como molde para

transcripcin reversa para dar DNA bicatenario. Por tanto tambin usa transcriptasa reversa.

Ahora ya s se van a traducir los mensajeros. Ej: Hepadnaviridae. Ej: virus de la hepatitis B.

Todos los virus conocidos pueden ser incluidos en alguna de estas clases de replicacin.