VIRUS

                                                             BLOQUE IV.

Virus. Composición y estructura. Tipos de virus. Ciclo lítico y lisogénico. Viroides y priones. Enfermedades.

       

   1. Explica la estructura general de los virus.
    

    Los virus son partículas microscópicas sin estructura celular, constituidos por un fragmento de ácido nucleico y una cápsida proteica. Son parásitos intracelulares que presentan dos fases: una fase extracelular inerte y una intracelular activa. Según el huésped, podemos encontrar virus bacteriófagos, vegetales o animales y son causantes de enfermedades como el sida, la gripe o la hepatitis, aunque también se utilizan para obtener beneficio como vectores de clonación en las técnicas de ingeniería genética.
    Según su morfología, las cápsidas están formadas por múltiples copias de una o más proteínas llamadas capsómeros, y éstas se pueden ordenar según una simetría helicoidal o icosaédrica.

-          Los virus de simetría helicoidal están formados por una molécula de ácido nucleico que forma una espiral interna, por ejemplo, el virus del mosaico del tabaco tiene simetría helicoidal.

-          Los virus icosaédricos son casi esféricos. La estructura de la cápsida es un icosaedro, un polígono regular formando por veinte triángulos equiláteros, donde cada triángulo está constituído por capsómeros de dos tipos: los hexones, seis moléculas de proteínas que se situan en las aristas y caras y los pentones, cinco proteínas que ocupan los vértices. Por ejemplo, el virus de la gripe.

-          Los bacteriófagos son virus de estructura compleja que combinan los dos tipos de simetría anterior. La cabeza es icosaédrica y contiene el ácido nucleico. Detrás de un pequeño estrangulamiento se encuentra la zona caudal de simetría helicoidal que termina en una placa basal de espinas y fibras para su anclaje.

-      Los virus con envolturas, presentan una membrana  procedente de la célula huesped a la que han infectado.
     
      Los virus también se clasifican de acuerdo con el ácido nucleico que contengan:

•       Cuando el ácido nucleico es un ADN se llaman adenovirus.
•       Cuando el ácido nucleico es un ARN se llaman reovirus
• 
  

     También se clasifican de acuerdo al tipo de ser vivo al que infectan:

•      Virus animales: VIH, rabia, viruela, etc.
•      Virus vegetales: mosaico del tabaco.
•      Bacterias: bacteriófagos T4, T8, etc. 
• 
  

 

2.  Estructura de un virus:

1.- Genoma vírico. Se compone de una o más moléculas de ADN o ARN, pero nunca de las dos simultáneamente. Puede tratarse de una sola cadena de ADN o ARN abierta o circular o de una doble cadena de ADN.

 2.- Càpsida. Es la cubierta proteica que envuelve y protege al genoma vírico. está formada por proteínas globulares o capsómeros que se disponen de una forma regular y simétrica, lo que determina la formación de diferentes tipos de cápsidas: icosaéfdricas, helicoidales y complejas. La función de la cápsida es proteger al genoma vírico y en los virus sin membrana permite el reconocimiento de los receptores de membrana de las células que los virus infectan.

 3.-Envoltura membranosa. Formada por una doble capa de lípidos que procede de las células infectadas y por glucoproteínas incluidas en ella cuya síntesis está controlada por el genoma vírico. Las glicoproteínas sobresalen ligeramente de la envoltura y permiten el reconocimiento de la célula huesped y la inducción necesaria para la penetración de virus en la célula huésped por fagocitosis.

2. El  siguiente esquema representa la infección de una célula por un virus. Indica de qué célula se trata. De qué virus se trata y describe el proceso brevemente.

Se trata del ciclo lítico de un virus, concretamente de un bacteriófago, ya que la célula huésped es una bacteria (célula procariota unicelular). El ciclo lítico de un virus puede dividirse en cuatro fases principales:




1. Absorción y penetración: las proteínas de la cápsida o de la envoltura del virus reconocen los receptores de la membrana de la célula huésped y se unen a ella. En muchos virus sólo penetra el ácido nucleico por un mecanismo de inyección, en otras ocasiones penetra todo el virus por endocitosis. En los virus con envoltura se produce una fusión de las membranas plasmáticas , la del virus y la de la célula huésped


2. Síntesis del genoma y de las proteínas víricas: el virus utiliza todos los mecanismos de la célula huésped para la replicación, transcripción y traducción de su información genética. La replicación genera miles  de copias del ADN vírico y la traducción miles de proteínas para fabricar las nuevas cápsides. Esta fase también se llama de eclipse porque los componentes del virus no pueden ser detectados en el interior de la célula infectada ni con el microscopio electrónico.


3. Maduración i acoplamiento: Una vez sintetizados todos los componentes, los capsómeros se organizan para formar las cápsidas. Las copias del material genético del virus se pliegan y penetran en las cápsidas para formar la nueva generación de virus. Aproximadamente se fabrican unos cientos de copias del virus. Por un proceso de lisis celular la nueva geberación de virus salen de la bacteria para infectar nuevas bacterias.

2. Explica qué es un bacteriòfago, un retrovirus i un prión.

Bacteriófago: Virus que parasita els bacteris de forma específica. Su ciclo vital puede desarrollarse de dos modos distintos: infectar a la bacteria y destruirla (ciclo lítico) o reproducirse sincrónicamente con ella (lisogenia). 

Retrovirus: Un retrovirus és un virus que té el seu genoma ubicat al ARN i no el ADN . Los retrovirus usan transcriptasas inversa para convertir el ARN en ADN .  Contienen ARN como material genético. . El ARN del virus se traduce en ADN, el cual se inserta a sí mismo dentro del ADN propio de la célula infectada. Los retrovirus pueden causar muchas enfermedades, incluyendo algunos cánceres y SIDA. 

Prión: Los priones son partículas no celulares, son proteínas tienen también características patógenas e infecciosas. Los priones actúan provocando un  cambio en la configuración de la proteóna natural del organismo, alterando su funcionalidad y dando lugar a una proteína con configuración alterada y normalmente inactiva.

3. Explica el ciclo lítico i lisogènico de los virus:

El ciclo lítico se llama así porque la célula infectada por el virus muere por lisis celuklar al liberarse las nuevas copias del virus. El ciclo lítico es el método de reproducción vírica e implica la destrucción de las células infectadas. El ciclo consta de las siguientes fases:

1. Fase de adsorción o fijación: El virus se une a la célula hospedadora de formas específica y estable porque el virus reconoce complejos moleculares de tipo proteico, lipoproteico, presentes en  las membranas celulares.

2. Fase de penetración o inyección: el ácido nucleico vírico penetra en la célula mediante una perforación que el virus realiza en la pared bacteriana.

3. Fase de eclipse: en esta fase no se observan copias del virus en la célula. En ella se produce la duplicación del ácido nucleico, así como su transcripción para formar las copias de proteínas de la cápsida. También se producen enzimas destructoras del ADN de la bacteria.

4. Fase de ensamblaje: en esta fase se produce la unión de los capsómeros para formar la cápsida y el empaquetamiento del ácido nucleico vírico dentro de ella.

5. Fase de lisis o ruptura: conlleva la muerte celular. Los viriones salen de la célula mediante la rotura enzimática de la pared bacteriana. Estos nuevos virus presentan la capacidad de infectar nuevas células.

El ciclo lisogénico es un ciclo en el cual la célula huesped no es destruida, porque el ácido nucleico vírico se inserta en el genoma del huésped y permanece allí en estado de profago replicándose con el genoma bacteriana cada vez que la célula se divide. En este estado la célula es inmune a nuevos ataques de los mismos virus.

6. Explica mediante un esquema la estructura del virus del SIDA e indica sus componentes.

-La envoltura, constituída por una capa contínua interna, por la proteína,  p17, y una bicapa lipídica externa, en la cual encontramos las glicoproteínas gp14 y gp20.

-La cápside, rodeada por la envoltura, constituída por moléculas de proteína p24, que protege el material genético.

El material genético, está constituído por dos fragmentos de ARN monocatenario, asociados a dos moléculas de transcriptasa inversa y otras enzimas.

Hay dos formas de virus, el VIH 1 y el VIH 2, el primero más extendido en todo el mundo y el más devastador.




7. Explica por qué el virus del SIDA produce inmunodeficiencia.

El virus del SIDA produce inmunodeficencia porque, el VIH produce una enfermedad infecciosa que reduce progresivamente la respuesta del sistema inmune y provoca la destrucción de éste.
El virus entra en contacto con los linfocitos T colaboradores porque reconoce la glicoproteína gp120 de la envoltura del virus. También se une a los macrófagos que poseen la proteína CD4 en su superficie. La fusión de la membrana del virus con la del huesped permite la entrada del virus dentro del citosol.
El ARN gracias a la transcriptasa inversa se copia en ADN. Las cadenas de ARN desaparecen por acción de ribonucleasas y el ADN formado se autocopia, dando lugar a fragemntos de doble cadena que se desplaza hacia el núcleo integrándose en su genoma (ciclo lisogénico).

 Esto lleva al organismo a un estado de indefensión que le impide superar cualquier infección microbiana, y por eso también aumenta la incidencia de algún tipo de cáncer.


8. Tipos de virus según su ácido nucleico.

Hay dos tipos de virus:

Los compuestos por ADN, como por ejemplo aquellos que parasitan específicamente a bacterias, 

denominados bacteriofagos; los que causan catarro y enfermedades en los ojos, llamados 

adenovirus y los papilomavirus que provocan verrugas.

Dentro de esta categoria se encuentran los virus ADN bicatenario, que se replica utilizando ADN 

polimerasas y está conformado por ADN de doble cadena.


 Por otro lado, están los ADN monocatenario, que se replica utilizando ADN polimerasa y se 

compone de un ADN de cadena sencilla.  

Los otros virus son los compuestos por ARN o retrovirus como el de la hepatitis, la influenza y el 

Sida. Dentro de este clase de virus encontramos:

Virus ARN bicatenario, cuyo genoma posee ARN de cadena doble. A diferencia de los virus 

ADN, se replica en el citoplasma. 

El Virus ARN monocatenario  posee como material genético ácido ribonucleico (ARN) de cadena 

sencilla  

Por último, está el  Virus ARN monocatenario retrotranscrito, cuyo ARN de cadena sencilla se 

replica por medio de la transcripción inversa. Esto significa que el ADN se conforma a partir del 

molde del ARN.

Ácido nucleico                                         Forma                        Sin/con envoltura                   Enfermedad       Tipo ácido nucleico
                                                            helicoidal                          sin                           Virus mosaico tabaco             (ARN monocatenario)
                                                            helicoidal                         con                           Gripe                                             (ARN monocatenario)
ARN                                                     poliédrica                         sin                         Poliomielitis                                   (ARN monocatenario)
                                                                                                                                    Otros: sarampión, rubeola, paperas
                                                            icosaédrico                       sin                           Parásitos vegetales        (ARN bicatenario)                                                                                                                                                   
                                                                                                                                     Reovirus                                       (ARN bicatenario) 
                                                                                                                                     VIH                                               (ARN monocatenario retrotranscripta      
                                                            helicoidal                         con                           viruela                                           (ADN doble cadena)
 ADN                                                    poliédrica                        con                          Herpes labial                               (ADN doble cadena)
                                                                                                                                     Otros: hepatitis, papiloma humano
                                                                                                                                     Parvovirus  y circovirus       (ADN monocatenario)
ARN o ADN                          cabeza poliédrica, cola helicoidal              sin                      Bacteriófagos T                   



9. El virus del SIDA infecta linfocitos T4, provocando a la larga su destrcucción. ¿Qué consecuencias traerá para el individuo la infección por el virus? Razona la respuesta.

Cuando el ADN vírico se libera del genoma del linfocito y se expresa , entra en el ciclo lítico formándose moléculas de ARN y ARN mensajero qumigran al citoplasma para formar las proteínas de la cápsida, cuando éstos se unen, el linfocito libera lentamente los nuevos virus hasta que muere, y estos nuevos virus infectan otros linfocitos. Así, el número de linfoctos disminuye hasta que es incapaz de generar la respuesta inmune celular (menos de 200 linfocitos por ml de sangre. Los linfocitos B sin estímulo de los T colaboradores no producen los suficientes anticuerpos para contrarrestrar el virus, razón por la cuá al también la respuesta inmune humoral disminuye. La fase de símtomas del SIDA se dan cuando el sistema inmune está tan debilitado que las infecciones microbianas, hasta las demonimadas "oportunistas", se generalizan. También se desarrollan algun tipo de cáncer. El tiempo que hay entre la infección del virus y la aparición de los primero síntomas del SIDA puede oscilar ente uno y diez años.




10. Cita tres ejemplos de virus, indicando el tipo de ácido nucleico que poseen y la enfermedad que producen.

El virus VIH, un retrovirus, pues su material genético está formado por dos moléculas monocatenarias de ARN y la enfermedad que provocan es el SIDA (síndrome de inmunodeficiencia humana).
El virus de la gripe, también un retovirus compuesto por ARN, que provoca también esta enfermedad infeccionsa sobre todo en mamíferos y aves.
El virus de la neumonía, que se contagia por vías respiratorias e inflaman los pulmones, es un adenovirus.







11.  Define los siguientes conceptos:

      Profago: Cuando el material genético vírico se introduce en el genoma de la célula huésped y no desencadena el ciclo lítico provocando la muerte de la célula huésped y la formación de una nueva generación de viriones, sino que se replica cada vez que el genoma de la célula huésped se duplica. En este estado la célula es inmune a nuevos ataques del mismo virus. Esta situación puede mantenerse hasta que determinados agentes inductores (rayos X, radiaciones ultravioletas, etc. ) provoquen la separación del ácido nucleico vírico del cromosoma de la célula huésped, momento en que se iniciará un nuevo ciclo lítico. En las célula animales se les suele llamar provirus

      Plásmido: Son pequeñas moléculas de ADN bicatenario y circular que se encuentran en las bacterias. No forman parte del cromosoma bacteriano y tienen capacidad de replicarse de forma independiente por tener su propio punto de incio de la replicación. Muchos de estos plásmidos contienen genes que les confiere resistencia a determinados antibióticos, los cuales sintetizan una proteína fácilmente identificable, como la ampilicilina o la tetraciclina, que confieren a las células portadoras del plásmido alguna característica que permiten diferenciar con facilidad algunos de los genes que contiene. Se suelen utilizar como vehículos de genes en procesos de clonación  e ingeniería genética.

      Bacteriófago:  Los bacteriófagos son virus de estructura compleja que combinan los dos tipos de simetría anterior. La cabeza es icosaédrica y contiene el ácido nucleico. Detrás de un pequeño estrangulamiento se encuentra la zona caudal de simetría helicoidal que termina en una placa basal de espinas y fibras para su anclaje.






12. La imagen representa el esquema de un virus. ¿Qué tipo de virus es?
Identifica cada una de las partes señaladas (2 puntos).

El alumno responderá que es un virus bacteriófago.

A: ácido nucleico; B: cápsida; C: placa basal; D: fibras de la cola; E: vaina.




13. Explica en qué consiste el ciclo lisogénico de los virus (4 puntos).

El alumno deberá explicar el ciclo lisogénico haciendo referencia al proceso mediante el cual algunos virus tienen la capacidad de integrar su ácido nucleico en el cromosoma de la célula huésped, permaneciendo en estado latente durante un tiempo variable, sin producir nuevos virus ni destruir a la célula hospedador 



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