3. Mecanismos de Repicacion

7/22/2019 3. Mecanismos de Repicacion

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Los virus se multiplican solamente en clulas vivas,ya que estas le proporcionan energa y la maquinarapara la sntesis.Periodo eclipse: Se da despus de la interaccin conlas clulas hospedadoras, donde el virn se desintegray pierde su capacidad infecciosa.Tambin es reconocida como la fase de mayorsntesis de estructuras virales.

MULTIPLICACIN VIRAL

Estas series de sucesos se describe como repuestaepuestaproductiva oroductiva o ltica.ica. Otro relacin muy distinta con la clula husped, en elcual no se producen nuevos virus, la clula sobrevive y sedivide y el material gentico viral persiste de formaindefinida en estado de latencia, lo que se denominacomo respuesta no productiva oespuesta no productiva o lisogeniaisogenia en caso debacterifagos y ciertas veces se vincula contransformacionesransformaciones oncgenancgena por virus animales.

Los virus que pueden penetrar en relacinproductiva se denominan virus lirus lticos o virulentos.icos o virulentos. Los virus templadosos virus templados son aquellos que puedenestablecer una relacin productiva o no productivacon sus clulas husped.

MULTIPLICACIN VIRAL


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Los virus son patgenos intracelulares obligados,lo que quiere decir que requieren de:Los virus son patgenos intracelulares obligados,lo que quiere decir que requieren de:

Se lleva a cabo la multiplicacin de las partculas

virales en el interior de una clula hospedadora.

sustratos, energa y maquinaria bioqumicacelular

replicacin de su genoma

sntesis de sus protenas

Para la

PASOS DE LA REPLICACION VIRAL

1. Adsorcin2. Penetracin3. Decapsidacin4. Transcripcin5. Traduccin6. Replicacin7. Ensamblaje8. Liberacin

El primer paso en la infeccin viral es la adsorcin ala membrana de la clula susceptible por medio de laadhesin de ligandos virales (protenas de la capsideo glucoprotenas de las espculas, por ejemplo a receptoressuperficiales de la clula). La distribucin en el cuerpo delhospedador de ciertos tipos de receptores celulares explicael tropismo tisular y de hospedador de los virus.Los tejidos y clulas que carecen de receptores especficosde virus determinados no son infectados por dichosviriones. La naturaleza de los receptores es variable yciertos virus pueden tener ms de un tipo de receptor.

ADSORCION VIRAL Unin ligando-receptor Altamente especfica (rango husped y tropismo viral) Receptores celulares son protenas o glicoprotenas quetienen importantes funciones biolgicas Proceso reversible Independiente de la temperatura Cambios pH y fuerza inica alteran proceso Puede inhibirse por anticuerpos antivirales (neutralizacin)o anticuerpos antireceptor


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ADSORCION ADSORCION

PRIMER PASO DE LA INFECCIN VIRAL REQUIERE PROTEINA DE UNION VIRAL RECEPTORES CELULARES LOS VIRUS NO TIENEN LA CAPACIDAD DELOCOMOCION POR LO TANTO LA COLISION ESTAN SOLO PROCESO ALEATORIO DETERMINADOPOR DIFUSION.

Los picos virales y las colas de los fagos llevan protenas deunin. La adsorcin se incrementa por la presencia de protenasmltiples de unin y protenas receptoras. Un tipo especifico de virus es capaz de infectar solo una gamalimitada de tipos de clulas denominada gama de huama de huspedes,pedes,las diferencias en la gama de huspedes y tropismo de tejidosse deben a la presencia o ausencia de receptores celulares (incapacidad del virus para infectar). Los anticuerpos neutralizantes a menudo son especficos paralas protenas de unin.


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Todo el virin es transportado a travs dela membrana citoplasmtica.MECANISMOS-Penetracin directa-Endocitosis (Viropexia).Usado por virus desnudos.-Fusin De la envoltura viral con m.citoplasmtica celularliberando nucleocapside al citoplasma. De envoltura viral con m. endosomica liberandonucleo capside al citoplasma

ENDOCITOSIS: El virus ingresa en vacuolasintracelulares. Este es probablemente el mecanismo deingreso ms comn en los virus.No se necesita de la presencia de protenas viralesespecficas -excepto de aquellas involucradas en la uninal receptor- pero si es necesaria la formacin de vesculasendocticas en la membrana celular y la posteriorinternalizacin de estas. Este mecanismo involucra uncambio de pH en el endosoma para liberarposteriormente el genoma del virus dentro delcitoplasma.

FUSIN: Slo ocurre con los virus envueltos. En esteproceso ocurre una fusin de la envoltura viral con lamembrana celular, ya sea directamente en la superficiecelular o en una vescula citoplasmtica luego de laendocitosis. La fusin requiere de la presencia de unaprotena de fusin especfica en la envoltura del virus -porejemplo la hemaglutinina en el virus de la influenza o lasglucoprotenas de transmembrana en los retrovirus-.Estas protenas promueven la unin de las membranas delvirus y de la clula, esto resulta en la liberacin de lanucleocpside directamente en el citoplasma.Este proceso no es dependiente pH.

Los virus se desmantelan ( pierden su cubierta)antes de replicarse, esto puede producirse de formasimultanea con la entrada o bien en una serie depasos, por ultimo la nucleocpside debetransportarse al compartimiento de la clula dondetiene lugar la trascripcin y replica.

FORMAS: FUSION CON LA MEMBRANA PLASMATICA OFUSION DIRECTA. ENTRADA VIA ENDOSOMAS O VIROPEXIS.Las cpside del bacterifago se pierden y solo el genomaviral penetra a la clula husped, los fagos con cola seunen mediante las fibras de la cola y el DNA se inyecta atravs de ella.

Herpes virus, paramyxovirus, VIH


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Fusin Directa Viropexis o Endocitosis LLAMADO

VIROPEXIS / ENDOCITOSIS / PINOCITOSIS Los viriones adsorbidos quedan rodeados de lamembrana plasmtica, llamada vescula endosomal. Los receptores superficiales se reciclan de modosubsecuente hacia la membrana plasmtica y lavescula endosomal se acidifica mediante procesocelular normal, este PH bajo propicia una fusin delas dos membranas y liberacin de la nucleocpsidehacia el citoplasma.

from Schaechter et al, Mechanisms of Microbial Disease, 3rd ed, 1998

Entra directamente atravs de la membrana


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El Endosoma acidificado libera lanucleocpside hacia el citoplasma,

las protenas de la cpside viralexponen su dominios hidrofobicosen el entorno de bajo PH delendosoma.

PENETRACIN

En este paso la cpside es parcial o totalmente removida dejandoexpuesto el genoma viral, generalmente en forma de complejonucleoproteico.Este paso es uno de los estados de la replicacin viral quemenos ha sido investigado hasta el momento, por lo tanto lainformacin disponible es relativamente escasa.La remocin de la envoltura viral que ocurre durante la fusinde las membranas, forma parte de este proceso de liberacin delgenoma. La fusin entre las envolturas virales y las membranasendosmicas se produce por la accin de protenas virales defusin.

Decapsidacin:-Capside viral es degradada-Se produce la transcripcin ytraduccin del genoma viaral

DESNUDAMIENTO ODECAPSIDACIN


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ROTURA DE LA CUBIERTA PARA

LIBERAR EL GENOMA

NECESITA HACER DISPONIBLE EL GENOMA CUANDO COMIENZA EL DESNUDAMIENTO,ENTRA EN LA FASE DE ECLIPSE LA FASE ECLIPSE DURA HASTA QUE SEFORME LA PRIMERA PARTICULA VIRAL

PERDIDA DE ENVOLTURA

Es en forma simultnea o poco despus de lapenetracin. Es la separacin fsica del cido nucleico viral ypuede liberarse de forma libre o comonucleocpside. Para la perdida de envoltura es necesario que ladesintegre el endosoma, perdiendo as suinfectividad.

El virus debe garantizar la sntesis de dos tipos demacromolculas: protenas virales y cidos nucleicosvirales.Aunque los virus con membrana deben incluir lpidosen su estructura, su sntesis no es especial, pues losmembranas virales derivan directamente demembranas celulares.Muchos virus tambin tienen la capacidad de modificarel patrn de expresin tanto de cidos nucleicos comode protenas celulares.

REPLICACIEPLICACIN VIRALVIRALDifieren segn ADN O ARN

- VIRUS CON ADN : S e multiplican en el NCLEO de la clulaDependen del ARN polimerasa celular-VIRUS CON ARN: (pocas excepciones) Se multiplican en elCITOPLASMA

Para la expresin exitosa debe transcribirse un mRNAespecfico a partir de cido nucleico viral.Algunos virus portan polimerasa de RNA para la sntesis demRNA, llamados virus de cadena negativa, por que su genomade RNA monocatenario es complementario al mRNA.Las protenas virales se sintetizan poco despus de la infecciny las tardas son etapas avanzadas de la infeccin, despus de lasntesis de DNA viral. Los RNA se expresan al mismo tiempo.


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Los DNA virus se replican en el ncleo, utilizando elDNA de la clula hospedadora, la polimerasa de RNAy el procesamiento de enzimas.La variacin ms amplia en las estrategias deexpresin gentica se encuentra entre los virus quecontienen RNA.

La transcripcin consiste, como sunombre indica, en copiar la informacin(secuencia de nucletidos) de unfragmento del ADN, el correspondientea un gen, en una molcula de ARN. Eneste proceso, por consiguiente, tomandocomo molde o patrn una de las cadenasdel fragmento del ADN, se sintetiza unamolcula de ARN, cuya secuencia denucletidos ser complementaria condicha cadena de ADN.

Es el proceso de copia de un gen o fragmento de DNA utilizandoribonucletidos y originndose diferentes tipos de RNA. Latranscripcin constituye la primera etapa que tiene lugar en elproceso de la expresin gentica.

La primera manifestacin de actividad biosintticaviral es la obtencin de ARN mensajero viral, en unproceso conocido como transcripcin. Estasmolculas, al igual que los mensajeros celulares, sonintermediarias mediante las cuales la informacinfluye desde el genoma hacia la sntesis de protenasen los ribosomas celulares.

Todos los mensajeros son sintetizados necesariamentepor una ARN polimerasa, aunque el molde que dichaenzima debe leer para fabricar el mensaje varadependiendo del tipo de virus. De hecho, la mecnicade transcripcin viral se ha constituido en un criteriode clasificacin de los virus: la clasificacin deBaltimore, propuesta en 1971 por David Baltimore,Premio Nobel de Medicina en 1975Esta clasificacin incluye siete grupos


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Al igual que el genomahospedero, algunos virus tienengenomas constituidos por ADNde doble hebra. En estos casos, elmensajero es fabricado por unaARN polimerasa dependiente deADN, que habitualmente es lamisma polimerasa celular, el ARN polimerasa II , localizadaen el ncleo de la clula. Lospoxvirus portan su propio ARNpolimerasa dependiente de ADN,que transcribe el genoma viral enel citoplasma.

Otros virus tienen su genomaconstituido por una o variasmolculas de ARN de simplehebra, con la particularidad deque los ribosomas celularespueden utilizar dicha molculadirectamente como mensajera(hebra de polaridad positiva).Para que los ribosomas puedanacceder al genoma viral, en estoscasos es indispensable que estesea liberado de la cpside.

As, estos ARN son usados comomoldes en el proceso detranscripcin, para lo cual se requierede una enzima ARN polimerasadependiente de ARN. Esta enzimadebe venir incorporada al virin listapara funcionar -adems de estarcodificada en el genoma viral-,porque de lo contrario suinformacin gentica no podra fluir.

En ocasiones, el genoma ARN de simple hebra viral es depolaridad negativa, pues no puede ser ledo directamente por losribosomas porque porta la informacin complementaria almensaje. Algunos virus tienenpor genoma unamolcula de ARN dedoble hebra y, apesar de traer unahebra de polaridadpositiva, usan unapolimerasa viral parafabricar nuevosmensajeros.

Aunque los retrovirus tienen ungenoma de ARN de polaridadpositiva, no lo usan comomensajero, sino que se valen deuna enzima transcriptasa inversapara fabricar un intermediario deADN doble hebra que se integraal genoma de la clula hospedera,y usan este intermediario comomolde para la obtencin de ARNmensajero.

Biosntesis deprotenas viralesSe deben producir dos tipos deprotenas virales estructurales y noestructurales en una secuenciatemporal especfica para cadavirus. Los virus no poseenmaquinaria propia para fabricar susprotenas, por lo que debenadaptar su informacin paratraducirla en los ribosomascelulares.


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As, la mayora de virus produce ARN mensajeros (ARNm), quecuentan con los elementos tpicos de un mensajero celular: unaestructura cap, un marco de lectura abierto que porta la informacincodificante efectiva y una seal de poliadenilacin, o en su defecto,directamente una cola poli A.Esta molcula es sometida ascanning por el complejo deiniciacin de la traduccin -que incluye la subunidadmenor del ribosoma- hastaque se ensambla el ribosomacompleto y se inicia latraduccin.

Replicacin genmica. En esta nomenclatura no debeconfundirse la expresin replicacin viral , que se refiere atodo el proceso de proliferacin del virus, con replicacingenmica , que slo contempla la obtencin de copias delgenoma viral. Esta etapa es especfica y dependiente del tipode genoma viral; consecuentemente, cada virus tiene suspropios requerimientos para efectuarla, incluyendo algunasactividades enzimticas propias. Por esta razn, la replicacingenmica siempre es posterior a la traduccin de las protenasvirales.

Ciertos virus con genoma de ADN bicatenario utilizan lamaquinaria de replicacin de ADN propia de la clulapresente en el ncleo y por lo tanto, efectan la clsicareplicacin semiconservativa dependiente de uno Papovaviridae o varios orgenes Herpesviridae dereplicacin.

En cambio, otros virus ADN codifican su propia maquinariade replicacin genmica Poxviridae y a veces dichareplicacin puede ser conservativa, es decir, primero sefabrica una hebra de ADN que despus se usa como moldepara fabricar su hebra complementaria.

En los virus de ARN monocatenarios, independiente de supolaridad, la replicacin siempre requiere fabricar unamolcula complementaria al genoma -denominadaantigenoma-, que despus se utiliza como molde para generarnuevas copias del genoma. Ambos pasos son ejecutados poruna ARN polimerasa dependiente de ARN codificada por elvirus.


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Finalmente, los virus de ARN bicatenario realizan unareplicacin conservativa de sus genomas: sintetizan la hebrapositiva primero y despus la usan como molde para lapolimerizacin de la hebra negativa complementaria.Tanto los virus con ARN bicatenario como los de ARNmonocatenarios negativos previamente descritos, portan lasARN polimerasas en su estructura.

Este paso consta de la unin de todos los componentesnecesarios para la formacin de la estructura bsica de lapartcula viral en un determinado sitio de la clula. El sitiodel ensamble depende del lugar de replicacin del virus y delmecanismo por el cual el virus es liberado de la clula, estoseventos varan para los diferentes virus. Por ejemplo, lospicornavirus, poxvirus y reovirus se ensamblan en elcitoplasma, mientras que los adenovirus, herpesvirus yparvovirus lo hacen en el ncleo

ENSAMBLAJE Y MADURACIN CITOPLASMTICA DEL VIRUS DE LA VIRUELA

F. A. Murphy, School of Veterinary Medicine, University of California, Davis.

http://www.vetnet.ucdavis.edu/fam_graphics/download.html


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Se estima que producto del ensamblaje pueden acumularseentre cien y diez mil partculas virales al interior de una clula,dependiendo del virus. Para reiniciar un nuevo ciclo, estaspartculas deben salir de la clula, que para ese momento puedeya estar en colapso fisiolgico debido a la infeccin viral.La mayora de los virus desnudos sale de la clula una vez que lamembrana citoplasmtica se rompe, liberando todo elcontenido interno, en un proceso conocido como lisis celular.Dado que las partculas deben estar listas para infectar unanueva clula, la morfognesis de estos virus concluye antes dela liberacin.

En contraposicin, diversos viruscon manto concluyen sumorfognesis durante laliberacin, pues en esa etapaadquieren el manto que losrecubrir Para que esto ocurra, lanucleocpside debe sertransportada hacia la membranacitoplasmtica, donde serreconocida por protenas viralesasociadas a ella; en esta zona seproduce entonces una proyeccinde la membrana celularcomparable a una endocitosis,pero dirigiendo la vescula hacia elexterior de la clula

Producto de este proceso, llamado yemacin, sale una partcula viral que portalas protenas de superficie y la nucleocpside viral. Es evidente que lamembrana celular tiene una capacidad finita para efectuar este proceso, pues laescasez de componentes lipdicos (fosfolpidos y colesterol) termina poracabar con su integridad, por lo que no es raro que algunos virus modulen laliberacin de partculas para alargar el proceso de replicacin. De esta forma,muchos virus con manto no destruyen su clula hospedera al concluir suciclo replicativo. En algunos virus envueltos se ha descrito que una vez fuerade la clula, procesan internamente sus protenas, en lo que se denominamaduracin. Por ejemplo, los retrovirus estructuran sus cpsides a partir deprotenas procesadas con una proteasa viral, despus de la liberacin de lapartcula.

LIBERACIN DE VIRUS POR FORMACINDE BROTES El sitio para formacin debrotes en membranaadquiere primero picosespecficos del virus yprotenas de la matriz. El proceso de formacin debrotes casi nunca provocala muerte de la clula. La mayora de losretrovirus(excepto el HIV)se reproduce sin muertecelular.

FLORECIMIENTO Y MADURACIN DEL VIH

Hsiung, GD et al., Diagnostic Virology 1994 p204 (D. Medina)


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1-Adsorcin,2-Penetracin, 3-Desnudamiento, 4- Multiplicacin(4a-transcripcin, 4b-traduccin, 4c-replicacin),5-Ensamblaje, 6-Liberacin.

INVASION E INFECCION POR VIRUS

Replicacin vrica: ciclo ltico

Etapas de proceso de replicacin de un bacterifago:

1 Fijacin/adsorcin

3 Sntesis de c.

Nucleicos y prot.

2 Penetracin

4 Ensamblaje y

empaqueta-

miento

5 Liberacin de

viriones

eclipse

Duracin: 20-60 fagos vs. 1-2 d virus animales

Rendimientovrico

Maduracin

Especificidad:interaccin con

receptores

Prot.Tempranas

ProtTardias

- Lisozima

Lisozima

codificada por

virus


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INFECCIN LTICAEllos entran e inyectan su ADN en la clula huspedpero, en lugar de tomar el control y fabricar ms virus,el ADN inyectado puede tornarse inactivo por uncierto tiempo, hasta que un apropiado evento celulardispara el proceso nuevamente.A ste ciclo se le conoce como Lisognico.

Ciclo ltico vs. ciclo lisognico

Fago atemperado

Ciclo de vida virulento:ciclo replicativo resulta en

ladestruccin celularo lisis

Ciclo de vida temperado: ciclo replicativo conjunto

con el del hospedador, sin destruirlo.

Fagovirulento

Induccin por luzuVo qcos

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