Tema 10. Estructura, morfología y taxonomía de los virus. PDF

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Tema 10

Estructura, morfología y taxonomía de los virus.

Los virus van seleccionando a los individuos más fuertes de cada especie, los que consiguen sobrevivir a los virus son los más fuertes. Solo los organismos con un sistema inmune suficientemente complejo, somos las especies que tenemos éxito. De esta forma los virus son necesarios para evolucionar. Definición: Los virus son elementos infecciosos simples, de naturaleza acelular, que poseen DNA o RNA como material genético, y que requieren infectar una célula viva para reproducirse, si bien poseen un estado extracelular en que se diseminan. Los virus son entidades subcelulares, necesitan una célula para vivir. Son infecciosos por su naturaleza parasítica, solo pueden reproducirse si infectan una célula. Aunque no sean células, tienen un genoma propio. El virus, cuando lo definimos, nos referimos a la forma que se produce después de un ciclo infeccioso y que se disemina en la naturaleza en busca de otra célula a la que infectar. Todos los virus tienen que tener algo mínimamente, y eso es la nucleocápside. Es una caja proteica que protege al ácido nucleico en la fase de diseminación. Cuando infectan, el virus toma el control de la fisiología de la célula para reproducirse él mismo. Una partícula vírica o virión es proteína más ácido nucleico. Se consideren seres vivos o no, lo que está claro es que son microorganismos, y que necesitamos microscopía electrónica para verlos. Descubrimiento de los virus: En el siglo XIX se estaban descubriendo bacterias, pero tenía que haber otra forma infectante que no se quedaba atrapada en los filtros y que no crecía en los medios de cultivo. La primera enfermedad que se asoció a estos venenos filtrables fue el virus del mosaico del tabaco. Se intuyó que estos venenos filtrables eran unas partículas más pequeñas que una bacteria. A partir de ahí fueron descubriéndose muchos virus. Características del virión: Tienen un tamaño de 20nm (enterovirus, parvovirus) -200nm (Viruela, Herpes simplex), bastante más pequeños que las bacterias. Los rotavirus miden unos 75nm. Actualmente se han encontrado minivirus, que son tan grandes como una bacteria o una célula. Son virus que infectan sobre todo a protozoos. No se sabe de dónde provienen estos virus, no se encuentra su sitio en la evolución. Estructura de los virus: Nucleocápside: Un virus tiene una nucleocápside. Si no lo tiene, no es un virus, sería un viroide (ácido nucleico sin proteger). Para que sea un virus tiene que tener: -Cápside proteica: La cápside se constituye de subunidades proteicas que son los protómeros, y se unen entre sí formando capsómeros. Normalmente están codificadas por un mismo gen. -Ácido nucleico: Puede ser DNA doble cadena, RNA de cadena sencilla, DNA de cadena sencilla, RNA doble cadena (rotavirus). Hablamos también de polaridad positiva o negativa, con lo que nos referimos al sentido de transcripción, al sentido del mensajero. A partir de una molécula de ADN puedo transcribir (mismo sentido que el mensajero) y hablamos de polaridad positiva. Si transcribo la antiparalela es polaridad negativa. La antiparalela y complementaria a un mensajero sería de polaridad negativa porque no lleva el mensaje, lleva un molde. Polaridad positiva, mismo que el mensajero, polaridad negativa, no. Los virus que no tienen ADN, tienen que transcribir RNA a partir de RNA. Esto no lo hacen las células, así que la enzima encargada la tiene que sintetizar el virus, y es una transcriptasa. Otras proteínas: No lo tienen todos los virus -Estructurales: Como por ejemplo espículas, que le sirve para reconocer la célula que va a infectar, e infectan unas determinadas células y no otras. -Enzimas virales

Envoltura: Es una membrana, una bicapa lipídica, que recubre a la partícula viral por fuera de la nucleocápside. Esa membrana procede de la célula que han infectado, salen envueltos en esta membrana. Estructura de la nucleocápside: Tenemos dos formas básicas pero también hay excepciones. ·Icosaédrica: Muchos virus poseen simetría icosaédrica, basada en capsómeros de tipo pentón o hexón. No todos son icosaédricos, pero se les llama así. Lo que sí tienen es una geometría poliédrica. El virus del papiloma humano tiene esto. Tiene pentones, que tienen 5 unidades, es la misma proteína que interacciona de 5 en 5, ensamblándose y formando la cápside viral (5 protómeros forman un capsómero, y los capsómeros forman la cápsida). La vacuna del virus del papiloma humano es una VLP (Virus like particle), que es la cápside sin el ácido nucleico. Todo lo que estimula nuestra inmunidad es la cápside. Para hacerlo, cogemos el gen que codifica la cápside y obtenemos la proteína que luego se autoensambla. Otra cápside icosaédrica clásica es la de los Adenovirus. Tenemos pentones y hexones. En las aristas hay pentones, y en el resto, hexones (6 protómeros forman un capsómero). En las aristas se ensamblan las espículas. ·Helicoidal: Simetría helicoidal, son mucho más sencillos. El genoma está dentro formando una espiral, y por fuera están los capsómeros alrededor protegiéndolo directamente.

·Virus de simetría compleja: -Poxvirus: (Pox son infecciones en las que salen muchos granos para los ingleses). Tienen aspecto como de una capsula con una superficie trenzada y amorfa. -Simetría binaria: Tienen un eje de simetría perfectamente definido pero combinan varias estructuras de estas. Estos virus bacteriófagos tienen una cápside icosaédrica y luego un cuello con simetría helicoidal. Tienen también espciculas, relacionadas con el reconocimiento de los receptores. Envoltura viral: Esta envoltura procede de la célula que han infectado. Los virus que infectan a las células animales, suelen ser muchos de ellos envueltos, tienen una membrana por delante de la nucleocápside. No todos los virus destruyen las células al infectarlas, hay algunos que salen por gemación y se lleva un trozo de la membrana.

Clasificación de los virus: ·Según la estructura de la cápside: -Icosaédricos o helicoidales -Filamentosos, amorfos, complejos… ·Según la presencia/ausencia de envoltura: -Envueltos y desnudos ·Según el tipo de ácido nucleico: -DNA, RNA, monocatenario, cadena doble -Lineal o circular; entero o fragmentado. ·Según el hospedador: -Animal (vertebrado o invertebrado) -Vegetal -Bacteriano: virus bacteriófagos -Virus de hongos, algas protozoos… Diversidad y biomasa de los virus: Probablemente existan más tipos de virus que tipos de seres vivos en el mundo. Además se calculó que en cada ml de agua de mar había 3·106, de forma que en todo el mar habría 4·1030. Un virus tiene una masa de 0,2 femtogramos (fg), así que su masa en todo el mar es enorme. Viroma: El viroma es el conjunto de virus de un ecosistema o sistema biológico en su globalidad. Por ejemplo el viroma humano, que es el que más nos interesa, comprende: ·Los virus que infectan a nuestras células ·Los elementos víricos integrados en nuestros genomas que ya están silentes. El genoma humano tiene mucho DNA basura. Si se mira en esas zonas, se ven genomas de retrovirus que alguna vez infectaron a nuestra especie, e integran su DNA en nuestros cromosomas. Una vez que la pandemia ha sido superada y esa especie ya lo ha superado, queda la huella en el DNA. ·Virus que infectan a otros microorganismos que integran nuestro microbioma. Virus bacteriófagos que son parte de nuestro viroma. Para la clasificación de virus, lo más importante es el tipo de genoma, si es DNA o RNA. Hay algunos especiales que son los retrovirus, que tienen una biología molecular curiosa porque tienen retrotranscripatasa, la enzima que transcribe RNA a DNA. Estos retrovirus como el VIH, son los que se integran en los genomas del hospedador y dejan esa huella. Dentro de los de DNA hay de cadena doble y cadena sencilla Dentro de los de RNA hay cadenas sencillas de polaridad positiva o negativa y doble cadena. Taxonomía de los virus: La especie viral es un concepto abstracto que se define por asociación lógica de un conjunto de propiedades: ·Tipo de ácido nucleico ·Simetría de la cápside ·Presencia de envuelta

·Ciclo replicativo ·Rango de hospedador En los virus no hay binomio Linneano, pero existe lo que hay por encima: Hay orden, familia (viridae), subfamilia (-virinae), género (-virus) y especie. Las especies de virus animales suelen denominarse con tres iniciales y un número, por ejemplo la especie Herpes Simplex Virus es HSV-1. Partículas subvíricas: ·Viroides -RNA circular covalentemente cerrado -Replicado por RNA polimerasa celular -Poseen actividad ribozima -RNA sin proteínas. ·Virusoides: -Su replicación depende de la coinfección con un virus “helper” ·Priones: -Proteínas “infecciosas” que catalizan un cambio conformacional en las equivalentes propias de la célula....