ACTIVIDAD 1 - VIROLOGÍA

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División de Ciencias Biológicas y de la Salud
Departamento de Ciencias Químico Biológicas
Lic. Químico Biólogo Clínico
Virología
Actividad #1:
Generalidades de los virus
Profesora:
Esmeralda Ivonne Niño Padilla
Ortega López Thelma Patricia
Perez Yescas Yessica Carolina
Hermosillo, Sonora a - de febrero del 2023
1. Menciona las características que diferencian a los virus de los organismos.
2. Describe los componentes de un virión, enfatizando sus niveles de
organización estructural y funcionalidad.
El virión consiste de un genoma de ácido nucléico empaquetado por una cubierta
proteica llamada cápside o una membrana llamada envoltura. El virión también
puede contener enzimas o proteínas para facilitar la replicación inicial en la célula.
Las proteínas de la cápside pueden unirse con el genoma para formar un
nucleocápside.
La capa externa del virión es la cápside o envoltura. Estas estructuras son las
encargadas del transporte, la protección y el empaquetado durante la transmisión del
virus de un huésped a otro y para la extensión dentro del huésped a la célula diana.
Las estructuras de la superficie de la cápside y la envoltura median en la interacción
entre el virus y la célula diana por medio de una estructura o proteína de adherencia
vírica (PAV). La eliminación o la alteración de la envoltura externa inactiva el virus.
Los anticuerpos generados contra la PAV evitan la infección vírica.
La cápside es una estructura rígida capaz de soportar condiciones ambientales
adversas. Muchos de estos virus se transmiten mediante la ruta fecal-oral, y la
transmisión puede realizarse incluso mediante las aguas residuales. La envoltura es
una membrana compuesta de lípidos, proteínas y glucoproteínas. La estructura
membranosa de la envoltura sólo puede mantenerse en soluciones acuosas. Se altera
fácilmente mediante la desecación, las condiciones acídicas, los detergentes y los
disolventes, como el éter, lo que da lugar a la inactivación del virus. Como resultado,
los virus con envoltura deben permanecer húmedos y por lo general se transmiten
por medio de fluidos, gotículas respiratorias, sangre y tejido. La mayoría no pueden
sobrevivir en las condiciones desfavorables del tracto gastrointestinal. (1)
3. Explica ampliamente: ¿cómo influyen las características fisicoquímicas de los
viriones en su medio ambiente?
a. Desde el punto de vista infeccioso y de transmisión.
● Puede propagarse con facilidad (mano a mano, polvo, gotas pequeñas).
● Puede deshacerse y conservar carácter infeccioso.
● Puede sobrevivir a condiciones adversas del intestino.
● Puede resistir a los detergentes y a tratamientos inadecuados de aguas residuales.
b. Frente a diversas condiciones ambientales.
Envuelto No envuelto
● Compuesto de: una membrana, lípidos,
proteínas, glicoproteínas.
● Es estable en medios de:
Ácidos
Detergentes
Calor
Sequedad
● Deben permanecer húmedas
● No son capaces de sobrevivir en el
tracto gastrointestinal
● No necesitan de muerte celular para
esparcirse
● Pueden necesitar anticuerpos y células
mediadas del sistema inmune para
protección y control
● Puede causar hipersensibilidad e
inflamación
● Compuesto de proteínas
● Es estable en medios de:
Temperatura
Ácidos
Proteasas
Detergentes
Muerte celular
● Puede esparcirse fácilmente (de mano
en mano, polvo, etc)
● Pueden sobrevivir condiciones en el
intestino
● Los anticuerpos pueden ser suficientes
para la inmunoprotección
4. Describe los pasos generales de la multiplicación viral. ¿Cómo se distribuyen en las
fases temprana y tardía?
● Pasos de la multiplicación viral
- Adherencia
Las proteínas virales de la cápsida o de la envoltura lipídica interaccionan con
los receptores específicos de la superficie de la célula hospedadora. Esta
especificidad determina el rango de infección del virus (tropismo).
- Penetración
El proceso de unión al receptor específico puede inducir cambios
conformacionales en las proteínas de la cápsida o en la cubierta lipídica, lo que
resulta en la fusión de las membranas víricas y celular. Algunos virus que
contienen ADN pueden entrar también a través de endocitosis mediada por
receptor.
- Eliminación de la cápside
La cápsida es eliminada y degradada por enzimas virales o del hospedador,
liberando el genoma del virus.
- Replicación
Después de la eliminación de la cápsida, el genoma viral puede ser transcrito o
traducido. Es este paso el que más varía entre los virus con genoma ADN o
ARN o entre aquellos que tienen una polaridad del ácido nucleico opuesto (-).
La replicación da como resultado la síntesis de nuevo de más proteínas y
genomas del virus.
- Ensamblaje
Después de la síntesis de novo de proteínas y genomas virales, que a su vez
pueden sufrir modificaciones postraduccionales, las proteínas del virus son
empaquetadas junto con los nuevos genomas para originar viriones que estarán
listos para dejar la célula infectada. Este proceso también recibe el nombre de
maduración.
- Liberación de viriones
Existen dos métodos de liberación viral: lisis o gemación. La primera resulta
en la muerte de la célula infectada, por lo que los virus que la utilizan suelen
denominarse citolíticos. Un ejemplo es la viruela. Los virus con envoltura,
como la gripe A, son liberados normalmente a través de la gemación. Es en
este momento en el que el virus adquiere la cubierta lipídica de la célula
hospedadora. Estos tipos de virus normalmente no destruyen a las células
infectadas, por lo que suelen llamarse virus citopáticos.
Una vez que el virión deja la célula, algunas proteínas permanecen en la
membrana de la célula hospedadora, que servirán como dianas potenciales para
anticuerpos circulantes. Las proteínas virales residuales que han quedado en el
citoplasma pueden ser procesadas y presentadas en la superficie junto a
moléculas MHC de clase I, que son reconocidas por células T.
● Fase temprana
Durante la fase temprana de la infección, el virus debe reconocer una célula diana
adecuada, adherirse a la célula, penetrar la membrana plasmática y ser absorbido por
la célula, liberar (desenvolver) su genoma en el citoplasma y, si es necesario, entregar
el genoma al núcleo.
● Fase tardía
La fase tardía comienza con el inicio de la replicación del genoma y la síntesis de
macromoléculas virales y continúa con el ensamblaje y la liberación viral. El
desprendimiento del genoma de la cápside o envoltura durante la fase temprana
elimina su infectividad y estructura identificable, iniciando así el período de eclipse.
5. Explica en qué consisten los periodos de eclipse y latente. Argumenta: ¿qué
importancia podrían tener para la detección de los viriones, por ejemplo en
una infección?
● Eclipse
- Periodo después de la penetración en el que el virus desaparece.
- No pueden observarse viriones.
- Esta etapa varía según el tipo de virus y el sistema celular utilizado
puede ser de 40 min hasta horas.
- En el transcurso de estas dos etapas se produce biosíntesis de ácidos
nucleicos y de proteínas virales.
● Latencia
- Periodo que pasa entre que se pierde la inefectividad inicial hasta que se
recupera por la aparición de nuevos viriones.
- La detección de viriones en periodos de eclipse y latencia es de
importancia ya que puede permitir saber si aun puede ser contagioso.
6. ¿Cómo se explican el rango de hospederos y el tropismo?
El rango de hospedero se limita por su capacidad de entrar a las células de un organismo, replicar
su genoma, ensamblar nuevas partículas virales y liberar la progenie infecciosa, al igual que
depende de la cantidad de receptores, si no hay receptor, el virus no puede ser adherido por lo
tanto no hay infección mientras que la patogenia viral depende de este tropismo celular.
7. Explica dos mecanismos de:
c. Reconocimiento y adherencia
● Inmunoglobulinas.
● Selectinas.
d. Penetración
● Por penetración directa: después de la fijación, el virus abre una brecha en la
membrana y se introduce en el citoplasma.
https://es.wikipedia.org/wiki/Citoplasma● Por endocitosis o viropexis: la membrana forma una invaginación en torno al
virus, llegando a formar una vesícula que penetra en la célula. Formada la
vesícula, el virus abre una brecha en la membrana de la misma con ayuda de
algunas enzimas hidrolíticas que él mismo transporta, penetrando así en el
citoplasma. Los virus con envoltura lipídica burlan la barrera de la membrana
celular porque su cubierta lipídica se funde con la membrana, ya que son de la
misma naturaleza. Esta fusión de membranas puede realizarse en dos lugares
distintos:
e. Desnudamiento
● Ciclo Ordinario: el ácido nucleico vírico procede inmediatamente a la
transcripción de su mensaje genético en los ARN necesarios para su
multiplicación, y prosigue rápidamente el ciclo vital. Este tipo de ciclo es el más
extendido en la naturaleza.
https://es.wikipedia.org/wiki/Viropexis
https://es.wikipedia.org/wiki/Endocitosis
https://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3lisis
https://es.wikipedia.org/wiki/ARN
● Ciclo lisogénico: El ADN vírico se cierra por sus extremos generando un ADN
circular. Este ADN se inserta en el ADN bacteriano en un lugar específico en el
que la secuencia de nucleótidos bacterianos es semejante a alguna región del
ADN vírico.
La bacteria prosigue sus funciones vitales sin que el virus realice ninguna acción,
y cuando el ADN bacteriano se duplica también lo hace el ADN vírico, de
manera que el genoma del virus pasa a las dos bacterias hijas. La multiplicación
bacteriana puede seguir durante generaciones sin que el virus se manifieste. Pero
ante una alteración de las condiciones ambientales, el ADN vírico se separa del
bacteriano y prosigue entonces las restantes fases de ciclo infeccioso,
produciendo la muerte de la bacteria y nuevos ejemplares del virus.
8. Síntesis de macromoléculas:
a. Menciona diferencias importantes entre virus de ADN y ARN.
● Los virus de ADN tienen ADN en su genoma, mientras que los virus de ARN
tienen ARN en su genoma.
● Los virus de ADN pasan su ADN al núcleo de la célula huésped y no al
citoplasma de la célula huésped. Pero el virus de ARN primero se absorbe en la
superficie de la célula huésped, se fusiona con la membrana del endosoma y libera
la nucleocápside en el citoplasma. Por lo tanto, estas son las diferencias clave
entre los virus de ADN y ARN.
● La enzima ADN polimerasa se utiliza en el proceso de replicación de los virus
ADN. Dado que el ADN polimerasa tiene una actividad de refinamiento, el nivel
de mutación es menor en los virus de ADN.
● La ARN polimerasa se utiliza en el proceso de replicación del ARN de los virus
ARN. El nivel de mutación es alto en los virus de ARN porque el ARN polimerasa
es inestable y puede causar errores durante la replicación. Por lo tanto, esta es una
diferencia extremadamente importante entre los virus de ADN y ARN.
● En los virus de ADN, hay dos fases en el proceso de transcripción: transcripción
https://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria
https://es.wikipedia.org/wiki/ADN
https://es.wikipedia.org/wiki/Genoma
https://es.wikipedia.org/wiki/Virus
temprana y tardía. En la fase inicial, se elaboran los ARNm (ARNm alfa y beta),
mientras que en la fase tardía, se elaboran ARNm gamma y se traducen al
citoplasma. La fase tardía ocurre después de la replicación del ADN. Estas fases
no se pueden distinguir en el proceso de transcripción de ARN en virus ARN. Los
virus de ARN traducen los ARNm en los ribosomas del huésped y producen las
cinco proteínas virales a la vez. Por lo tanto, esta es una de las diferencias
significativas entre los virus de ADN y ARN. Lo más importante es que la
replicación del ARN de los virus ARN generalmente ocurre en el citoplasma de la
célula huésped, mientras que la replicación del ADN de los virus ADN ocurre en
el núcleo de la célula huésped.
b. ¿En qué consisten los productos génicos tempranos y tardíos? Explica desde el punto
de vista funcional.
➔ Los productos génicos tempranos comprenden proteínas no estructurales, de unión al
ADN y enzimas accesorias.
➔ Los productos tardíos comprenden las copias del genoma y proteínas estructurales.
(modificaciones post-traduccionales)
9. Realiza un cuadro comparativo de virus de ADN y ARN que incluya (puedes
mencionar ejemplos):
1. mencionar ejemplos):
Virus ADN Virus ARN
● El ADN no es transitorio ni lábil.
Muchos virus del ADN establecen
infecciones persistentes (por ejemplo,
latentes, inmortalización).
● Los genomas del ADN residen en el
núcleo (excepto los virus poxvirus).
● El ADN viral se asemeja al ADN
huésped para su transcripción y
● El ARN es lábil y transitorio. La
mayoría de los virus del ARN se
replican en el citoplasma.
● Las células no pueden replicar el ARN.
Los virus del ARN deben codificar un
ARN-dependiente ARN polimerasa.
● La estructura del genoma determina
el mecanismo de la transcripción y
replicación.
● Los genes virales deben interactuar
con la maquinaria transcripcional del
huésped (excepto poxvirus).
● La transcripción viral de genes está
temporalmente regulada.
● Los genes tempranos codifican
proteínas y enzimas de unión al ADN.
● Los genes tardíos codifican proteínas
estructurales y otras.
● Las polimerasas de ADN requieren un
cebador para replicar el genoma viral.
● Los virus de ADN más grandes
codifican los medios para promover la
replicación eficiente de su genoma.
Parvovirus: requiere células sometidas a
síntesis de ADN para replicarse. Virus del
papiloma: estimula el crecimiento celular y la
síntesis de ADN.
Poliomavirus: estimula el crecimiento celular
y la síntesis de ADN.
Hepadnavirus: estimula el crecimiento
celular, célula hace el ARN intermedio,
codifica una transcriptasa inversa.
Adenovirus: estimula la síntesis de ADN
celular y codifica su propio
polimerasa.
Herpesvirus: estimula el crecimiento celular,
codifica su propia polimerasa y enzimas para
proporcionar desoxirribonucleótidos para la
síntesis de ADN, establece infección latente
en el huésped.
Poxvirus: codifica sus propias polimerasas y
enzimas para proporcionar
desoxirribonucleótidos para la síntesis de
ADN, maquinaria de replicación y maquinaria
de transcripción en el citoplasma.
replicación.
● Los virus del ARN son propensos a la
mutación.
● La estructura del genoma y la
polaridad determinan cómo el ARN
mensajero viral (ARNm) se genera y
las proteínas se procesan.
● Los virus del ARN, a excepción del (+)
genoma del ARN, deben llevar
polimerasas.
● Todos los (-) virus de ARN están
envueltos.
Picornaviruses, Togaviruses, Flaviviruses,
Caliciviruses, y Coronavirus
(+) El genoma del ARN se asemeja al mRNA y
se traduce en un polyprotein, que se
proteoliza. Una plantilla de ARN (-) se utiliza
para la replicación. Para
togaviruses, coronavirus, y caliciviruses, las
proteínas tempranas se traducen del genoma
y las proteínas tardías de mRNAs más
pequeños transcritos de la plantilla.
Ortomixovirus, Paramyxovirus, Rhabdovirus,
Filovirus y Bunyavirus
(-) El genoma del ARN es una plantilla para
ARNm individuales, pero de longitud
completa (+). Se requiere una plantilla de
ARN para la replicación. Ortomixovirus
replicar y transcribir en el núcleo, y cada
segmento del genoma codifica un ARNm y es
una plantilla.
Reovirus
(+/-) El genoma de ARN segmentado es una
plantilla para el ARNm (+ARN). (+) ARN
también puede ser encapsulado para generar
el (+/-) ARN y luego más ARNm.
Retrovirus
(+) El genoma del ARN del retrovirus se
convierte en la DNA, que se integra en la
cromatina huésped y transcrito como un gen
celular
10. Describe el ciclo de multiplicación del fago T4. ¿Cuál ha sido la importancia de su
caracterización?
En términos generales el ciclo de multiplicación del fago T4 es lítico lo que indica que el fago
infecta a una bacteria, la secuestra para hacer un montón de fagos y luego mata a la célula al
hacerla explotar (lisar).
Las etapas del ciclo lítico son:
● Fijación: las proteínas en la cola del fago se unen a un receptor específico (en este
caso, un transportadorde azúcar) en la superficie de la célula bacteriana.
● Penetración: el fago inyecta su genoma de ADN bicatenario dentro del citoplasma de
la bacteria.
● Copia del ADN y síntesis de proteínas: se copia el ADN del fago y los genes del
fago se expresan para hacer proteínas, como las proteínas de la cápside.
● Ensamblaje del nuevo fago: las cápsides se ensamblan a partir de las proteínas de la
cápside y se rellenan con ADN para hacer nuevas partículas de fago.
● Lisis: en las últimas etapas del ciclo lítico, el fago expresa los genes para las
proteínas que hacen agujeros en la membrana plasmática y la pared celular. Los
agujeros dejan que entre agua, y hacen que la célula se expanda y estalle como un
globo con demasiada agua.
La célula que estalla, o se lisa, libera centenares de fagos nuevos, que pueden encontrar e infectar
a otras células anfitrionas próximas. De esta manera, unos pocos ciclos de infección lítica pueden
dejar que el fago se propague como fuego a través de una población bacteriana.
Conocer su estructura permitirá en un futuro modificar las características de esta unión, haciendo
que, por ejemplo, se acoplen a bacterias especialmente peligrosas de modo que puedan usarse
como antibiótico natural al igual que hallazgo permite entender mejor el mecanismo de unión de
este virus con su bacteria receptora, la Escherichia coli.
11. Genética viral:
a. Discute los diversos factores que contribuyen a la alta mutación viral.
b. Contrasta los tipos de mutaciones que pueden sufrir los genomas virales desde un
punto de vista funcional: letales, rango de hospedero, atenuantes, condicionantes.
c. Otros cambios que pueden ocurrir en el genomas son los eventos de
recombinación, explica estos tipos y sus consecuencias: reordenamiento,
complementación, transcapsidación.
https://www.youtube.com/watch?v=8eF2MZEhbJ0
d. ¿Qué efecto tienen los factores propios del hospedero que ejercen presión
selectiva sobre los virus? Menciona cuatro.
a. Los errores al copiar el genoma viral durante la replicación de los virus, producen
numerosas mutaciones debido a la escasa fidelidad de la polimerasa viral y a la alta
velocidad de replicación del genoma. Además, los virus de ARN carecen de mecanismo
de comprobación de los errores genéticos. Como resultado, el número de mutaciones de
los virus ARN es generalmente superior al de los virus de ADN.
b. Contrasta los tipos de mutaciones que pueden sufrir los genomas virales desde un punto
de vista funcional: letales, rango de hospedero, atenuantes, condicionantes.
● Mutaciones letales: Las mutaciones que inactivan genes esenciales se denominan.
Estos mutantes son difíciles de aislar porque el virus no puede replicarse.
● Mutante de eliminación: resulta de la pérdida o eliminación selectiva de una porción
del genoma y la función que codifica.
● Mutantes de placa: difieren del tipo salvaje en el tamaño o aparición de las células
infectadas.
● Mutantes de rango huésped: difieren en el tipo de tejido o especie de célula diana
que pueden ser infectados, o mutantes atenuados, que son variantes que causan
enfermedades menos graves en animales o seres humanos.
● Mutantes condicionales: como los sensibles a la temperatura o mutantes sensibles al
frío, tienen una mutación en un gen proteína esencial que permite la producción de
virus solo en ciertas temperaturas. Considerando que ts mutantes generalmente crecen
bien o relativamente mejor en 30°C a 35°C, la proteína codificada es inactiva a
temperaturas elevadas de 38°C a 40°C, evitando la producción de virus. Las vacunas
de virus vivos son a menudo mutantes de rango condicional o huésped y atenuados
para humanos con enfermedad.
https://www.youtube.com/watch?v=8eF2MZEhbJ0
c. Otros cambios que pueden ocurrir en el genomas son los eventos de recombinación,
explica estos tipos y sus consecuencias: reordenamiento, complementación,
transcapsidación. https://www.youtube.com/watch?v=8eF2MZEhbJ0
● Recombinación: Dos cromosomas se cruzan en regiones homólogas.
● Reevaluación: Virus segmentados intercambian material genético - cambio genético
(antigénico). Ejemplo: pandemias debidas a la gripe - cambio genético relacionado
● Mutación aleatoria: cambios lentos y graduales en el genoma viral
● Mezcla fenotípica: una relación accidental.
- Los virus A y virus B infectan la misma célula - superficie proteica del virus B se
utilizan por el virus A.
- Progenie - las proteínas de la superficie del virus B determinan el tropismo (qué
célula pueden infectar) y el genoma A del virus circundante - las células huésped
infectaron con el genoma solamente del virus de la reproducción de la progenie -
el nuevo genotipo y el fenotipo originales del virus A. Ejemplo - Cápside del VIH
con envoltura de Rhabdovirus
● Complematacion:
- Una relación dependiente
- El virus A y el virus B infectan la misma célula - el virus A proporciona los
productos necesarios para que el virus B infecte o se replique - el virus B es ahora
infeccioso pero depende continuamente del virus A. Ejemplo - HDV requiere
HBsAg para la adsorción.
d. ¿Qué efecto tienen los factores propios del hospedero que ejercen presión selectiva sobre
los virus? Menciona cuatro.
● Las cepas de virus individuales o mutantes son seleccionados por su capacidad de
utilizar la maquinaria de la célula madre y de soportar condiciones del cuerpo y el
medio ambiente. Las propiedades celulares que pueden actuar como presiones de
selección incluyen el crecimiento de la tasa de expresión celular y tisular de ciertas
proteínas requeridas por el virus (por ejemplo, enzimas, glicoproteínas, factores de
transcripción) y proteínas que previenen funciones del virus. Las condiciones del
cuerpo, su temperatura elevada, las defensas innatas e inmunes, y la estructura del
tejido son también presiones de selección de virus. Los virus que no pueden soportar
estas condiciones o evadir las defensas del anfitrión se eliminan. Una pequeña ventaja
selectiva en un virus mutante puede llevar a que se convierta en la cepa viral
predominante. La alta tasa de mutación del VIH promueve un cambio en el objetivo
tropismo celular para incluir diferentes tipos de células T, el desarrollo de cepas
resistentes a los medicamentos antivirales, y la generación de variantes antigénicas
durante el curso de la infección del paciente. El crecimiento del virus en condiciones
benignas de laboratorio permite que las cepas más débiles sobrevivan debido a la
https://www.youtube.com/watch?v=8eF2MZEhbJ0
ausencia de las presiones selectivas del cuerpo humano. Este proceso es utilizado
para seleccionar cepas de virus atenuados para su uso en vacunas.
Bibliografía
1. Murray, P. R., PhD, Rosenthal, K. S., PhD, & Pfaller, M. A., MD. (2015). Medical
Microbiology. Elsevier Gezondheidszorg.
9. b. d. f.