Bloque 2_Naturaleza y ciclo de replicación de los virus_Paglini G

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Naturaleza de los Virus 
Replicación viral 
Gabriela Paglini 
• Laboratorio Relación virus-célula – Instituto de Virología 
INViV – FCM - UNC 
• Laboratorio de Neurofisiología – Instituto Ferreyra 
 INIMEC – CONICET - UNC 
20 de Abril de 2022 
 Universidad Nacional de Córdoba 
Facultad de Ciencias Médicas 
Instituto de Virología "Dr. J.M. Vanella“ 
Laboratorio Relación virus-célula 
Pedro Gil 
Lucía Ghietto 
Patricia Kunda 
Gabriela Paglini 
Franco Piris 
LOS VIRUS SON ORGANIZACIONES 
BIOLÓGICAS, EXTREMADAMENTE 
PEQUEÑAS, INFECCIOSAS Y 
POTENCIALMENTE PATÓGENAS 
EXTREMADAMENTE PEQUEÑAS 
los virus oscilan entre 20 y 300 nm 
nanómetro (nm), equivalente a la mil millonésima parte del 
metro 1 nm es 10-9 m 
(1 um = 1.000 nm / 10 um = 10.000) 
 INFECCIOSAS 
Son capaces de invadir al organismo 
POTENCIALMENTE PATÓGENOS 
Patógena es alguna sustancia, elemento o integrante de la 
Microbiología que produce enfermedad. 
• una infección producida por un virus, no siempre culmina en 
enfermedad. 
VIRUS POBLACION 
 
VIRION UNIDAD 
partícula vírica morfológicamente completa e infecciosa 
 
COMPOSICIÓN QUÍMICA 
GENOMA VIRAL RODEADO DE UNA 
CUBIERTA PROTEICA LLAMADA 
“CAPSIDE” 
GENOMA 
VIRAL 
+ 
CAPSIDE 
“NUCLEOCAPSIDE” 
VIRUS DESNUDO 
VIRUS ENVUELTO 
NUCLEOCAPSIDE 
+ 
ENVOLTURA 
LIPOPROTEICA 
Adenovirus Influenza 
ESTRUCTURA DE LOS VIRUS 
1.- Genoma: una o varias moléculas de ADN o de ARN, pero 
 nunca los dos simultáneamente. 
Pueden ser de doble o simple cadena, lineal o circular 
ES LA PARTE INFECTIVA DE LA 
PARTICULA VIRAL 
CONTIENE LA INFORMACION 
PARA CODIFICAR LAS 
PROTEÍNAS DE ESTRUCTURA Y 
AQUELLAS INVOLUCRADAS EN 
LA REPLICACIÓN 
ESTRUCTURA DE LOS VIRUS 
2.- Cápside: Es la cubierta proteica 
que envuelve al genoma. 
se disponen de una manera regular y 
simétrica, 
 
tipos de cápsides 
helicoidales, icosaédricas, complejas 
proteínas globulares 
 capsómeros 
ESTRUCTURA DE LOS VIRUS 
3.-Envoltura membranosa: una doble capa de lípidos, que 
obtienen de las células parasitadas. 
 
Las glicoproteínas incluidas 
en ella se sintetizan a partir 
del genoma vírico. 
 
• Sobresalen ligeramente 
 de la envoltura. 
• Reconocimiento de la célula 
 huésped (receptor). 
• Inducen la penetración del virus en la célula. 
VIRUS ENVUELTO – 3 proteínas transmembrana: 
 HA - NA – M2 
Debajo de la membrana: Proteína matriz M1 3 4 canal 
 80% 17% 
RNA: 8 segmentos “RNP” 
- monocatenarios 
-  de polaridad (-) 
-  Unidos a proteínas 
 
 
 Cubierta NP 
 
 
 complejo de 
 3 transcriptasas 
(RNA polimerasa-RNA dependiente) 
 PB1-PB2 Y PA 
•  Virus completo 
•  Proteínas virales 
•  Genoma viral 
Virus completo 
Genoma viral 
Proteínas virales 
METODOS DIRECTOS 
DE DIAGNÓSTICO 
Para poner en evidencia la 
presencia de virus 
♣ activos a muy bajas temperaturas, propiedad que no es 
exclusiva, pues las células en general también se conservan viables. 
En el laboratorio se usan para conservar los virus temperaturas 
bajo cero, que va de los –40ºC a los –196ºC (nitrógeno líquido). 
“seg: 60°C / min: 37°C / hs: 20°C / días: 4°C / meses: -20°C / años: -80°C” 
♣ cristalizables, como los minerales, lo que permite estudiar la 
estructura por medio de técnicas especiales 
♣ resistentes a la purificación, se los concentra y purifica 
PROPIEDADES FÍSICAS 
♣  Mutación, cambiar, modificarse (ejemplo el virus de la gripe y 
de la inmunodeficiencia humana -VIH) que es una característica 
de los seres vivos 
♣ Infectar, parásitos obligados de células 
♣ Hemaglutinar, (unión de glóbulos rojos) propiedad utilizada en 
diagnóstico y caracterización de los virus 
♣ Buenos antígenos, que se manifiesta en una respuesta inmune 
(formación de defensas – anticuerpos). Esta propiedad se pone 
de manifiesto en lo beneficiosa que es la vacunación para la 
prevención a las infecciones y/o enfermedades por virus. 
PROPIEDADES BIOLÓGICAS 
ACCIÓN DE AGENTES FÍSICOS Y QUÍMICOS 
SOBRE LOS VIRUS 
♣  a altas temperaturas, a partir de los 55°C 
♣  con detergentes iónicos, como sodio dodecyl sulfato (SDS) 
♣  con radiaciones ionizantes, como radiación γ, UV 
♣  con hipoclorito de sodio, en solución al 10% 
♣  con formaldehido, en solución al 10% 
♣  con peróxidos, como Cl02 o H202 
♣  con alcohol etílico, cloroformo, fenol, actúa sobre los 
 virus cubiertos 
♣  con soluciones cáusticas, como NaOH 
Se inactivan… 
TIPOS DE VIRUS 
Según el huésped al que parasitan, los virus se clasifican en: 
virus bacterianos o bacteriófagos, virus vegetales y virus 
animales. 
También son criterios de clasificación que el genoma vírico sea 
ADN o ARN, la forma de la cápside proteica etc 
Elementos para la clasificación de los virus 
• Huésped 
• Formas de transmisión 
• propiedades físico-químicas 
vertebrados - invertebrados - plantas - bacterias 
respiratorios - digestivos - sangre -etc 
tamaño - simetría - etc 
Comité internacional de taxonomía: Familia - Género - Especie 
Criterios para la Familia: 
• Tipo de Ac. Nucleico, mecanismo de replicación 
• Tamaño y simetría de la cápside 
• Nº de capsómeros, diámetro de la hélice 
• Envoltura o no 
• Lugar de ensamble de los viriones 
• Forma de salida: brotación o lisis 
PARÁSITOS OBLIGADOS DE LAS CÉLULAS 
Los pasos del ciclo infeccioso son determinantes 
para la existencia viral y por ende para su 
perpetuación en la naturaleza 
limitada capacidad codificante 
VIRUS 
 
carecen de toda maquinaria biosintética 
Biología celular de la infección… 
1. Adhesión del virus a la célula huésped 
2. Entrada a la célula o penetración 
3. Replicación 
4. Egreso de la célula o liberación 
REPLICACIÓN VIRAL 
CICLO DE INFECCION: 
3. Replicación 
REPLICACIÓN VIRAL 
CICLO DE INFECCION: 
Ø DESNUDAMIENTO 
Ø  FORMACIÓN DE PROTEÍNAS TEMPRANAS 
Ø BIOSÍTESIS DEL ÁCIDO NUCLEICO VIRAL 
Ø BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS TARDÍAS 
Ø ENSAMBLE 
Ø MADURACIÓN 
PROCESO FÍSICOQUÍMICO 
• RECEPTORES VIRALES 
• RECEPTORES CELULARES 
ADHESIÓN INGRESO 
• ENDOCITOSIS MEDIADA POR 
RECEPTORES 
 (virus cubiertos como virus 
desnudos) 
• FUSIÓN DE MEMBRANAS 
(algunos virus cubiertos como 
Herpes y VIH) 
REPLICACIÓN 
•  NUCLEO CELULAR 
• REGIÓN PERINUCLEAR 
EGRESO 
• LISIS CELULAR 
• EXOCITOSIS CELULAR 
ADHESIÓN 
• VIRUS 
• CÉLULAS 
choque al azar entre viriones y célula blanco 
 - Requiere de Condiciones iónicas [sal] y pH 
 -Unión específica de proteínas virales con 
receptores en la superficie celular 
RECEPTORES VIRALES 
proteínas virales 
ADHESIÓN 
HA 
Receptor Viral 
 
 
Acido Sálico 
Receptor celular 
 
N-Acetilneuramínico 
monosacárido que se 
encuentra en 
moleculas glicosiladas 
(azúcares) 
RECEPTORES Y CORRECEPTORES 
CELULARES 
CUMPLEN UNA FUNCIÓN FISIOLÓGICA 
FARMACOLOGÍA 
ENDOCRINOLOGÍA 
SUSTRATO 
ETC. 
MEMBRANA PLASMÁTICA 
• 7 a 9 nm de espesor 
• Fluidez 
• Funciones 
RECEPTORES CELULARES UTILIZADOS POR LOS VIRUS 
Short consensus repeat-like (SCR-like) 
Low density lipoprotein-like (LDL-like) 
T/S/P-like 
Tropismo 
todas las células de un individuo? 
todos los individuos de una especie? 
Preguntas……un virus xxxx puede infectar a 
La expresión o ausencia de receptores en la 
superficie celular determina el TROPISMO 
Receptor co-receptores (VIH) 
Factores celulares 
Clivaje de HA por proteasas 
(HA1 y HA2) para su 
infectividad 
 
¿ANTIVIRALES? 
♣ Tropismo è Susceptibilidad / permisivas è Inf. Exitosa 
Blanco para los ANTIVIRALES 
RECEPTORES VIRALES 
RECEPTORES CELULARES 
INFLUENZA VIRUS ENVUELTO – 80-120 nm diámetro 
≈ 500 proyecciones 
Hemaglutinina (HA) y Neuroaminidasa (NA) 
NA 
drogas como oseltamivir y zanamivir 
 
ANTIVIRALES 
Se han descrito tres vías deentrada a la célula huésped 
Fusión de membranas 
Abriendo su propio camino 
Endocitosis mediada por receptores 
ENTRADA A LA CELULA HUESPED O 
PENETRACIÓN 
ABRIENDO CAMINO 
Poro en la membrana plasmática que luego es reparado... 
FUSIÓN 
FUSIÓN 
ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES 
DEPENDIENTE o NO de “CLATRINA o CAVEOLINA” 
ENDOCITOSIS MEDIADA POR CLATRINA 
Internalización del Virus Influenza en vesículas 
cubiertas de clatrina, vista por microscopía time-lapse 
Liberación del acido 
nucleico de su cubierta 
proteica y de su envoltura 
Endosomas 
 pH 
canal iónico 
Influenza M2 
Desnudamiento 
REPLICACION 
Endosomas tempranos 
Endosomas tardíos 
Desnudamiento 
REPLICACION 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REPLICACION 
• Virus ADN y retrovirus e influenza: el genoma se 
transporta al núcleo de la célula huésped y allí replica 
• Virus ARN: replican en el citoplasma de la célula huésped 
Los virus han desarrollado estrategias para 
expresar sus genes dentro de la célula huésped y 
replicar su genoma, codificar sus proteínas y 
ensamblar sus componentes..... 
……deben transcribir su genoma en un ARNm que 
la célula hospedadora pueda reconocer como 
propio y traducirlo en proteínas..... 
REPLICACION 
REPLICACION 
ARNm debe tener en 5´(7-metilguanosina) cap 
 3´(200 adeninas) poli a 
Algunos virus ARN, el genoma viral tiene ya esta estructura y funciona 
como RNAm 
Llaman virus de Polaridad (+) 5´ 3´ 
Otros virus ARN, el genoma viral esta en contrasentido 
 virus de Polaridad (-) 3´ 5´ 
deben sintetizar un ARNm de polaridad (+) a partir de la 
información genómica y es catalizado por una ARN polimerasa 
ARN dependiente 
 enzima que debe aportar el virus 
RER 
Aparato de Golgi 
Biosíntesis de “proteínas tardías” virales 
forman la estructura del virus 
REPLICACION 
REPLICACION 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Influenza A virus 
8 segmentos RNA monocatenario 
de polaridad (-) 
Unidos a proteínas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REPLICACION 
NUCLEO CÁPSIDES 
Ensamble 
REPLICACION 
ENSAMBLE 
Movimiento de ácidos nucleicos y proteínas de 
un compartimiento celular a otro ... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Virus Herpes ensamblado en el núcleo 
(Cortesía del Doctor Duncan Wilson) 
Virus ADN ensamblan en núcleo, por lo tanto las 
proteínas viajan al núcleo para encontrarse con el 
acido nucleico .... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Virus RNA ensamblan en citoplasma.... 
MADURACIÓN 
~  PROTEÍNAS PRECURSORAS 
~  CORTE ENZIMÁTICO (PROTEASAS) 
REPLICACION 
se encuentran a grandes distancias del lugar de entrada.... 
¿ Y la progenie viral? 
que debe salir de la célula para completar su ciclo 
infeccioso... 
¿Cómo llegan los virus a sus sitios de replicación? 
¿Difusión a través del viscoso citoplasma celular...? 
tamaño de las partículas virales (20 a 400 nm) 
al azar, complicaría el arribo a sus precisos destinos finales X
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UTILIZAN EL SISTEMA DE 
TRANSPORTE NORMAL 
 QUE POSEE LA CÉLULA 
“EL CITOESQUELETO” 
• Es una estructura altamente dinámica que se reorganiza 
continuamente 
• Provee la maquinaria necesaria para el movimiento intracelular, 
como el transporte de organelas desde un lugar a otro dentro del 
citoplasma, la segregación de los cromosomas durante la mitosis, la 
migración celular, etc 
Numerosos estudios han demostrado el papel importante del 
citoesqueleto en el trafico intracelular de algunos virus 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPONENTES DEL CITOESQUELETO 
 Microtúbulos 
dímeros de α y β tubulina 
 Microfilamentos 
proteína globular “actina” 
Filamentos 
 intermedios 
proteínas fibrosas 
comportamiento dinámico de los microtúbulos 
Es aprovechado por algunos virus como 
mecanismo de transporte dentro del citoplasma 
celular 
polimerización depolimerización 
virus de la hepatitis B 
mecanismo de transporte 
el cargo (virus) se une dinámicamente por medio de “proteínas 
adaptadoras” a la punta del filamento en crecimiento o en acortamiento y es 
empujado o traccionado en una dirección dada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPONENTES DEL CITOESQUELETO DE ACTINA SON 
COFACTORES ESENCIALES PARA EL TRANSPORTE, EL 
ENSAMBLE Y SALIDA DE ALGUNOS VIRUS… 
Influenza Virions, Virology 301, 212–225 (2002) 
•  INFLUENZA tipo 3 (Grupta et al., 1998) 
•  SARAMPIÓN (Bohn et ol.,1986) 
•  VIRUS RESPIRATORIO SINCITIAL (Burke et al.,2000) 
•  VIH-1 (Ott et al., 1996) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LIBERACIÓN 
Brotación: 
virus envueltos 
 
Lisis celular: 
virus desnudos 
Exocitosis 
de 
“vesículas” 
no es común 
en las 
células…. 
http://www.youtube.com/watch?v=RO8MP3wMvqg&feature=related 
 
Flu Attack! How A Virus Invades Your Body - YouTube.html 
Ciclo completo de Influenza y VIH: 
MUCHAS GRACIAS POR LA ATENCIÓN !!