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Replicación de virus por ADN y ARN

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Monc Vega

on 22 February 2016

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Transcript of Replicación de virus por ADN y ARN

Replicación de virus por ADN y ARN
Universidad Nacional Autónoma de México
Integrantes:
López Reyes Rosa Itzel
Vega Vega Yazmín Monserrat

Facultad de Estudios Superiores Zaragoza
Mecanismos infecciosos y respuesta inmune del sistema estomatognático
Teoría
La replicación viral puede, en algunos casos, producir daño o muerte celular siendo estos procesos una de las causas de las enfermedades producidas por virus, por lo que el conocimiento de los mecanismos de patogénesis viral se basa en parte en el estudio de la replicación intracelular
Ciclo de replicación viral
1. Reconocimiento de la célula diana
2. Unión o adsorción
3. Penetración
4. Pérdida de la envoltura o desnudamiento
5. Síntesis macromolecular o biosíntesis
a. Síntesis temprana de ARN mensajero (ARNm) y proteínas no estructurales: genes para enzimas y proteínas fijadoras de ácidos nucleicos
b. Replicación del genoma
c. Síntesis tardía de ARNm y proteínas estructurales
d. Modificación de proteínas tras la traducción
6. Ensamblaje de los virus
7. Gemación de virus con envoltura
8. Liberación de virus
Reconocimiento y unión
La unión de las PAV o de las estructuras de la superficie de la cápside del virión a los receptores celulares determina inicialmente qué células pueden ser infectadas por el virus.
Los receptores celulares del virus pueden ser proteínas o hidratos de carbono de glucoproteínas o glucolípidos.
La capacidad de un virus de invadir y replicar en un tipo celular particular se denomina

tropismo celular
o tisular.
Penetración
El virus debe atravesar la membrana plasmática para iniciar su replicación
La penetración viral puede ocurrir por fusión a nivel de
membrana plasmática
o por
endocitosis
mediada por receptor y ambos mecanismos involucran un proceso de fusión de membranas.
proteína de fusión
La unión al receptor provoca cambios conformacionales en las espículas glicoproteicas virales que conducen a la fusión de la envoltura viral con la membrana plasmática
liberación de la nucleocápside o cápside viral en el interior del citoplasma
Endocitosis
mediada por clatrina, por caveola o macropinocitosis
Las partículas virales son internalizadas en vesículas recubiertas por proteína clatrina y transportadas a los endosomas
El pH ácido en los endosomas induce cambios en la conformación de espículas glicoproteícas de la envoltura viral

Con envoltura
Fases del ciclo de replicación viral
Fase temprana
: el virus reconoce una célula diana, se une a ella, penetra la membrana plasmática, se introduce en la célula, libera su genoma en el citoplasma y transporta el genoma hasta el núcleo.
F
ase tardía
comienza con el inicio de la replicación del genoma.
Cada célula infectada puede producir hasta 100.000 partículas, sólo el 1-10% de éstas pueden ser infecciosas. Las no infecciosas se deben a mutaciones y errores en la producción y ensamblaje del virión. La tasa de virus infecciosos por células,multiplicación y tiempo necesario para un solo ciclo de reproducción vírica, vienen determinados por las propiedades del virus y de la célula diana.
La liberación del genoma durante la
fase temprana
anula la capacidad infectiva y altera la estructura identificable, iniciando del período de eclipse.

El
período de eclipse
finaliza con la aparición de nuevos viriones tras el ensamblaje viral.
El
período de latencia
, durante el que no se detectan virus infecciosos extracelulares, incluye el período de eclipse y finaliza con la liberación de nuevos virus .
Se exponiéndonen regiones hidrofóbicas de la
proteína de fusión
que será la responsable de mediar la fusión entre la envoltura viral y la membrana endosomatica que lleva a la
pérdida de la envoltura viral
Desnudamiento
La destrucción de la envoltura de algunos virus (adenovirus), no requiere sintesis de proteínas, por lo que la cápside debe ser destruida por enzimas celulares preexistentes o fuerzas físicas.


Antes de que los ácidos nucleicos del virus puedan duplicarse y posteriormente seguir con la sintesis de proteínas de acuerdo a su código. Se suprime la envoltura, y la totalidad o parte importante del material de la cápside alrededor del genoma
los agentes que penetran a la célula por viropexia quedan expuestos a enzimas de lisosomas, que son vertidas en las vacuolas con contenido del virus.
la destruccion de la envoltura de algunos virus (vaccinia), cuya entrada a la celula se debe por el fenomeno de viropexia, consta de dos etapas.

1ra. Esta tiene lugar en la vacuola, no requiere síntesis de proteica nueva, se destruye la membrana externa y parte de la proteína.. La vacuola fagocitaria se rompe y pasan al citoplasma nucleos virales que aun tienen resitencia a la DNasa.
2da. Se precisa la elaboracion de RNAm y proteínas nuevas
Síntesis macromolecular
Transcipción y duplicación de ácidos nucleicos
Los virus pueden dividirse en seis clases en función de:
*ácido nucleico que contiene
*su mecanismo de transcripción de los genes.


La mayoría de los virus ARN se replican y producen ARNm en el citoplasma.
Los virus ARN codifican enzimas necesarias para la transcripción y la replicación.
La célula carece de medios para replicar el ARN.
El genoma desnudo de sentido positivo se denomina
ácido nucleico infeccioso
porque inicia la replicación al ser inyectado en la célula.
El ARNm de las proteínas no estructurales es el primero en transcribirse.
Los productos genéticos tempranos son enzimas y proteínas que se unen al ADN, incluidas las polimerasas codificas por el virus.
Estas proteínas son catalíticas
Los genes virales tardíos codifican proteínas estructurales y de otro tipo.
Para empaquetar el virus se necesitan muchas copias de estas proteínas
Los genomas replicados también proporcionan nuevos modelos para la síntesis genética más tardía de ARNm.
Diversos virus ADN y ARN controlan el tiempo y la cantidad de síntesis de proteínas

a) Virus clase I
b) Virus clase II
c) Virus clase III
d) Virus clase IV
e) Virus clase V
f) Virus clase VI
Virus
Virus clase I
Poseen un genoma constituido por DNA de dos filamentos. El DNA se trancribe asimétricamente, dando origen a RNAm .

Estos virus actuan como molde tanto para la sintesis de nuevo DNA viral y para transcribir a RNAm, para ello se necesita la sintesis proteica de la cápside y algunas enzinas.
Virus clase III
Virus clase IV
Son virus de RNA de un solo filamento, cuyo RNAm es idéntico al RNA del virión en cuanto a serie de bases. el RNA inicial puede actuar directamente como RNAm
virus clase V
Poseen un genoma de RNA de un solo filamento. La mayor par del RNA del virión, si no es que todo, resulta completamente del RNAm en cuanto a serie de bases
Virus clase VI
Poseen un genoma de RNA de un solo filamento, pero tienen además hibridos de RNA-DNA, y existen variedades de DNA de doble filamento como intermedios del ciclo de duplicación.
Virus clase II
Una vez interno el genoma, debe dirigir la síntesis de ARNm, proteínas virales y generar copias idénticas de él mismo.
La maquinaria celular para la transcripción y el procesamiento del ARNm se encuentran en el núcleo.
La mayoría de los virus ADN utilizan la ARN polimerasa II dependiente de ADN de la célula y otras enzimas para sintetizar ARNm.
el DNA inicial sirve de molde para la formacion de un filamento complementario, que queda unido a la variedad primaria mediante puentes de hidrogeno.
Este intermediario de dos filamentos se llama "forma duplicativa"
Mediante la duplicacion semiconservadora de RF, se produce nuevas móleculas de DNA de dos filamentos.

Estas móleculas recien formadas, que no contienen el DNA inicial, difieren en aspecto de la variedad duplicativa original pues no son capaces de duplicarse a su vez para dar nuevas moléculas de dos filamentos, su función es servir de moldes para la transcripcion del DNA, que se traduce a proteínas específicas.


Se produce ácido nucleico de un filamento para la segunda generación mediante duplicación conservadora, utilizando como molde el filamento negativo del intermediario de DNA de dos filamentos que contiene el genoma inicial.
Para la duplicación de los virus de RNA de dos filamentos, se requiere la síntesis de un RNAm de un solo filamento y del ácido nucleico de dos filamentos del virión.

solo se trancsribe un filamento del genoma inicial. Parte de los filametos de RNA recién sintetizados funcionan como RNAm; los demás representan un molde para la sintesi de un filamente complementario, lo que tiene como resultado la producción de nuevos genomas virales de dos filamentos
El genoma viral de un solo filamento puede actuar como RNAm o como molde para la síntesis de filamentos negativos. Estos, o los intermediarios duplicativos, son los moldes sobre los culaes se producirán nuevos genomas virales (filamentos positivos)
Ensamblaje
Liberacion
Reinicio de la replicacion
La propagación de la infección tiene lugar a partir de virus liberados al medio extracelular, pero
los virus, las nucleocápsides o el genoma pueden transmitirse mediante puentes intercelulares, fusión intercelular o verticalmente a las células hijas.
Estas rutas alternativas permiten que el virus escape de la detección por parte de los anticuerpos.
"El ensamblaje de los viriones es análogo a un puzle tridimensional que se engrana él mismo en su caja".
algunos de los filamentos negativos de RNA que se sintetizan desembocan en la formación de cuerpos intermedios cuyas propiedades son intermedias también entre el RNA de un solo filamento y el de dos filamentos. Estas variedades han sido llamadas intermedios duplicativos (RI) se deben a la producción simultánea de vaios filamentos positivos de RNA a partirdel filamento negativo del RF
El
virión
se forma a partir de partes pequeñas, de fácil síntesis, que rodean el genoma en un paquete funcional. Posee estructuras de reconocimiento que permiten al virus formar las interacciones
proteína-proteína, proteína-ácido nucleico
y (en el caso de los virus con envoltura)
proteína-membrana
para que se ensamble en la estructura final.
Comienza cuando se han sintetizado las piezas necesarias y la concentración de proteínas estructurales en la célula es suficiente para llevar a cabo el proceso termodinámicamente, muy parecido a una reacción de cristalización.
El ensamblaje de los virus
ADN
tiene lugar en el
núcleo
y requiere el transporte de las proteínas del virión hasta el núcleo.
El ensamblaje de los virus
ARN

y de los poxvirus tiene lugar en el
citoplasma.
Las
cápsides virales
pueden ensamblarse como estructuras vacías (procápsides) que se llenan con el genoma.
Las
nucleocápsides
ARN de cadena negativa se ensamblan alrededor del genoma y posteriormente se ven rodeadas por una envoltura.
las regiones virales que contienen glucoproteína de las membranas de la célula hospedadora, es un proceso denominado

gemación
.
La mayoría de los virus ARN
geman
de la membrana plasmática y el virus es liberado de la célula al mismo tiempo sin destruir la célula.
flavivirus, coronavirus y bunyavirus adquieren su envoltura mediante
gemación
de las membranas del retículo
endoplasmático y del aparato de Golgi.
Los virus pueden ser liberados de las células tras la
lisis celular
,
mediante
exocitosis
o mediante
gemación
a partir de la membrana plasmática
El ciclo de duplicación de los virus de la clase V comprende la síntesis de filamentos negativos de RNA, complementarios del genoma del virus. Los filamentos negativos pueden desempeñar funciones de RNAm, o servir de molde para la producción d filamentos positivos de segunda generación.
Características:
1) Durante la duplicación, se forma un cuerpo intermedio híbrido de RNA-DNA, que sirve como molde para la producción de DNA de dos filamentos.
2) El intermedio de DNA queda integrado al genoma de la célula huésped.
3) Muchos de estos virus pueden ocasionar la transformación de células tanto in vitro como in vivo.
Virión
Posee un genoma constituido por DNA de un solo filamento. El RNA mensajero se transcribe a partir de un intermediario de DNA de dos filamentos de nueva sintesis
Posee un genoma de RNA de dos filamentos. El RNAm se produce por trancripción asimétrica del genoma.
Cápsides
Maduración de virus de RNA
y DNA, con o sin envoltura.
virus de DNA sin envoltura
adenovirus
virus de DNA con envoltura
Herpes
virus de DNA complejo
vaccinia
virus de RNA sin cubierta
poliomielitis
Virus de RNA con envoltura
parainfluenza
Para el ensamble de las proteínas estructurales y del DNA, hasta dar un virus infectantante se requiere la producción de uno o varios factores de marduración ricos en arginina. Los viriones se acumulan en el núcleo, y permanencen unidos a la célula hasta que se liberan progresivamente, por la mueste y la autólisis de las celulas infectadas
Fenómeno de gemación
Abandonan el núcleo , encerrados en vesículas o vacuolas citoplásmaticas, que llegan a abrirse a nivel de la membrana celular
ADN
ARN
los filamentos dispuestos al azar se rodean de una membrana de una nueva síntesis, formada por varias capas, y se producen "particulas inmaduras" esféricas
van sufriendo diferenciación interna, formándose la membrana interna, los cuerpos laterales y el nucleoide o eje central, donde esta el DNA
puede liberarse lentamentealgunos viriones de las microvellosidades de la superficie celular , pero la mayoria de las particulas quedan dentro.
pasan directamente de una célula a otra, por puentes intercitoplásmaticos
Los precuersores proteínicos se sintetiza en forma citoplásmaticas limitadas por membranas.
Cuerpos de síntesis de virus
se forman las capsómeras por autoensamble a partir de monómero de proteínas precursoras que se encuentran en los CSV
las particulas virales maduras se acumulan en la matriz citoplásmatica, o adentro de vacuolas citoplásmaticas y pueden tener cierto parecido con cristales inytracelulares
cuando se destruye la célula, hay liberaciónsimultánea y rápida de gran cantidad de virus infectante
Se completa la maduración viral cuando una nucleocápside, o varias o van encerrándose en una porción de "membrana celular co espigas"
La liberación de virus infectante es un fenómeno progresivo, de tipo exocitosis
Las nucleocápsides helicoidales estan en la matriz citoplásmatica.
En la membrana plasmática de la célula quedan incorporadas algunos antígenos del virus, formando "espigas
Las nucleocápsides se alinean muy cerca de la membrana celular modificada
Referencias bibliográficas:
Patrick Murray.
Microbiología médica
. 7a edición, Elsevier, España; 2013. p.p 398-407
Carballal Guadalupe, José Raúl Oubiña.
Virología médica
. Corpus, Argentina; 2014 p.p 47-50.
Acton J, Kucera L, Myrvik Q, Weiser R.
Fundamentals of Medical Virology
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Romero CR. Microbiología y parasitología gumana.3ra edición.Panamericana.México;2007. pp115-122
Fenner F, White D. Virología médica.2da edición. La prensa médica Mexicana, S. A. México;1981.p44-64
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