Virus-priones y Viroides

AGENTES INFECCIOSOS ACELULARES.

VIRUS, UN CASO ESPECIAL

SEGUNDA UNIDAD: INTRODUCCIÓN A

LA MICROBIOLOGÍA

Biol. Rosalba Amaya Luna

Noviembre 2010

¿QUÉ ES UN VIRUS?

• Virus significa “veneno”.

• Pasteur llamaba virus a las bacterias

• Agente infeccioso intracelular

• Partícula parásita acelular estricta

• Patógeno acelular estricto

• Macromoléculas parasitarias intracelulares

UN POCO DE HISTORIA

Fueron descubiertos en 1889

por Friedrich Loeffler y Paul

Frosch cuando estudiaban a la

glosopeda, no puede ser una

toxina porque actúa a

concentraciones muy bajas.

En 1892 Dimitri Ivanovski buscando el

agente causante de una enfermedad

llamada mosaico del tabaco, concluyo

que debía tratarse de una toxina o de un

organismo más pequeño que las

bacterias, pues el agente atravesaba los

filtros que retenían las bacterias.

En 1915 se descubren

los virus bacterianos o

bacteriófagos.

En 1897 Martinus Beijerinck

publicó su trabajo sobre la

enfermedad del mosaico del tabaco.

Llamó al agente causal Contagium

vivum fluidum (fluido vivo

contagioso). El agente causal se

incorpora al citoplasma de la célula

para reproducirse, la reproducción se

realiza de forma paralela a la célula.

ESTRUCTURA QUÍMICA DE UN VIRUS

• Material genético: RNA (retrovirus o RNA virus) o DNA (lineal o

circular)

• Capside: capa de proteínas generalmente de forma geométrica,

si está formada por subunidades se llaman capsómeros (proteínas

globulares)

• Enzimas: 1 o 2

• Envoltura externa: proteína + lípido + carbohidratos + metales

• Acido nucléico + cápside = nucleocápside

• Nucleocápside + envoltura externa = virión (partícula vírica

morfológicamente completa e infecciosa que se encuentra en el

exterior de la célula)

VIRUS DEL MOSAICO DEL TABACO

RNA

viral

Transcriptasa

inversa

Proteínas

internas

Cubierta proteínica

Envoltura

(bicapa lipídica)

Glucoproteínas

Espículas

VIRUS DE INMUNO

DEFICIENCIA HUMANA

gp120 y gp41

BACTERIOFAGO (FAGO)

sarampión

OTRAS CARACTERÍSTICAS:

En fase extracelular son partículas inertes

No tienen células ni metabolismo

Miden de 20-300 nm

Aprovechan mecanismos celulares para introducir el genoma en

la célula

Aprovechan mecanismos celulares para producir sus proteínas y

genoma

Pueden salir de célula a infectar otras.

Algunos pueden permanecer indefinidamente en el interior

celular en el cromosoma de la célula.

Sólo tienen función de reproducción.

Los virus son cristalizables, es decir, pueden presentar formas

geométricas e idénticas entre sí además de una consistencia

sólida

Son altamente específicos

Virus de la gripe tracto respiratorio

Virus de la rabia células nerviosas

Virus de la viruela piel

Están vinculados con ciertos tipos de cáncer

Por su material genético:

Virus con DNA de doble

cadena (bicatenario) lineal

o circular

Virus con DNA de cadena

sencilla lineal o circular

(DNA virus)

VPHHerpesvirus Viruela

CLASIFICACION DE LOS VIRUS

Parvovirus

Por su material genético:

Virus con RNA de cadena

doble (RNA virus)

Virus con RNA de cadena

sencilla (monocatenario)

Rotavirus

Gripe

SarampiónEbola

Por la forma de la capside se dividen en

Cilíndricos o helicoidales: cápsides alargadas, donde los capsómeros se

disponen de forma helicoidal en torno al ácido nucleico. Estos virus

infectan células vegetales.

Icosaédricos: cápsides redondeadas con capsómeros triangulares.

Estos virus infectan células animales. (la mayoría de los virus, hepatitis C

y poliovirus)

Complejos: cápsides con una zona icosaédrica, seguida de otra zona

helicoidal. Estos virus infectan bacterias. (bacteriófagos)

Por el tipo de huésped que parasitan en:

Virus bacterianos o bacteriófagos

Virus vegetales

Virus animales

Por la envoltura externa:

Virus desnudos

Virus con envoltura

REPLICACION VIRAL

1. Penetración

a. Inyección del material genético

b. Endocitosis

c. Fusión con membrana celular

2. Duplicación: el material genético se copia varias veces

3. Transcripción: se sintetiza el RNA m

4. Síntesis de proteínas: el RNAm viral sintetiza proteínas

virales

REPLICACION VIRAL.

5. Ensamblado viral: material genético, enzimas y la

capside se reúnen

6. Liberación: los virus emergen por gemación o ruptura

celular

Replicación viral del herpesvirus en una célula cutánea

1. El virus entra en la

célula por endocitosis

DNA

Cubierta

Envoltura

2. La envoltura viral se fusiona

con la membrana nuclear. La

cubierta se desintegra y el DNA

viral entra en el núcleo

3. El DNA viral se transcribe a

RNAm que sale al citoplasma

4. El RNAm sintetiza las proteínas

de la cubierta y la envoltura que

entran en el núcleo

5. Los virus se ensamblan

en el núcleo. Salen de éste

por gemación y adquieren

una envoltura de

membrana nuclear

6. Los virus salen de la

célula por exocitosis

CITOPLASMA

RNAm

NUCLEO

Replicación viral del VIH en un leucocito

1. El VIH se fija al receptor de

membrana del leucocito. Se

desintegra su envoltura y su

cubierta.

2. El RNA viral entra

en el citoplasma y la

transcriptasa inversa

produce el DNA

viral.

3. El DNA viral entra al núcleo y se incorpora

al DNA del leucocito. Se transcribe RNAm y

más RNA viral que se dirigen al citoplasma.

4. Se sintetizan

proteínas virales

usando el RNAm.

5. Se ensamblan

las proteínas y el

RNA virales

6. Los virus brotan por

gemación de la

membrana plasmática

CITOPLASMA

NUCLEODNA VIRAL

RNA VIRAL

RNAm

TIPOS DE REPLICACION VIRAL.

1. Vía lítica (lisis de la célula)

2. Vía lisogénica (el virus se convierte en un profago y la célula

lisogénica)

¿CUÁL ES EL ORIGEN DE LOS VIRUS?

Una bacteria parásita obligada degeneró perdiendo todos

los componentes necesarios para desarrollar un ciclo de

vida libre.

Fragmentos de material genético fueron transferidos por

error o por azar a una célula de una especie diferente y

dentro de ésta se convirtieron en parásitos.

Son fragmentos de material genético que escaparon de

organismos celulares.

Su origen es posterior al origen de la vida.

AGENTES INFECCIOSOS ACELULARES.

PRIONES

SEGUNDA UNIDAD: INTRODUCCIÓN A

LA MICROBIOLOGÍA

Biol. Rosalba Amaya Luna

Noviembre 2010

¿QUÉ ES UN PRION?

Se define a los priones como partículas infecciosas que no

poseen ácido nucleico, este agente infeccioso consiste

únicamente en una proteína la cual se codifica normalmente

por genes del huésped

Estructura tridimensional de la proteína priónica bovina

Propiedades físico-químicas:

• Filtrable con poros 25 nm o 100 nm.

• Es invisible al microscopio óptico y electrónico.

• Resistente a: Formaldehído, EDTA, Proteasas ( Tripsina, pepsina ),

aunque reducen la infectividad, Nucleasas ( ribonucleasas A y III,

desoxiribonucleasa I ), Radiación ultravioleta ( 2540 Å )

Propiedades biológicas:

• Largo periodo de incubación (meses, años, décadas).

• No producen respuesta inflamatoria

• No antigénicos.

• Patología crónica progresiva.

• Fatal en todos los casos.

• Presencia de ácido nucleico no demostrada.

• El único componente conocido es la proteína PrP.

• Pueden existir en múltiples formas moleculares

• Periodo de adaptación a nuevos hospedadores.

• Existencia de distintas cepas.

Formas de eliminación:

• Autoclave >134 °C por 18 minutos

• Hipoclorito sódico (20ºC, 1hora)

• Hidróxido sódico 2N

• Fenol 90%

• Éter

• Acetona

• Permanganato potásico 0.002 M

• Urea 6 M

• 2 – Cloroetanol

• Cloroformo

¿CÓMO SE DESCUBRIERON?

• 1957 Carleton Gajdusek, comenzó a estudiar una enfermedad

llamada “kuru” (temblor), propuso que debía ser una encefalitis viral

epidémica, o causada por una toxina en la dieta o de origen

genético.

• 1959 William Hadlow estudiaba la Scrapie (encefalitis

espongiforme) en borregos y cabras, observó que era similar al

“kuru” y llegó a la conclusión de que se trataba de un “virus lento”

pues la incubación tardaba 2 años.

•Igor Klatzo informa a Gajdusek de una enfermedad hereditaria

llamada Creutzfeldt-Jakob (CJ, 1920-1921) que presenta

características similares al “kuru” y puede transmitirse a animales.

• 1982 Stanley B. Prusiner, trabajando con este tipo de

enfermedades, encontró que el agente causal era más pequeño

que un virus y no tenía material genético, solo estaba formado por

proteína. Prusiner denominó al agente causal de la encefalitis

espongiforme PRION. Recibió el premio nobel en 1997

¿COMO SE FORMA UN PRION?

Un prión se origina cuando una proteína normal, formada por el huésped,

se pliega de manera diferente y se convierte en una proteína infecciosa.

La forma no patógena se llama PrPc (proteína prión celular) y la patógena

PrPSc (proteína prión scrapie), ésta posee la misma secuencia de

aminoácidos pero con una estructura tridimensional y función diferente. La

diferencia entre las dos recae en las estructuras secundaria y terciaria.

En 1985 se demostró que la proteína prión es codificada por un gen de la

célula. El gen se expresa en el tejido cerebral normal y codifica una

proteína de 254 aminoácidos designada PrPc cuya función aún se

desconoce. La PrPc es sintetizada y transportada a la superficie celular de

neuronas y en menor medida a linfocitos y otras células, donde se une a

un glicofosfatidil inositol (GPI). La no unión de GPI hace disminuir

fuertemente la síntesis de PrPsc.

La versión modificada de la proteína se acumula dentro de las células

nerviosas formando agregados que, aparentemente, matan a las células.

La proteína normal es muy rica en alfa-hélices, la proteína patógena lo es

en beta-plegada.

Este cambio de configuración es crucial, ya que las proteínas con láminas

beta son muy resistentes a las enzimas proteolíticas, al calor y no se

disuelven en agua.

Pero sobre todo, la proteína alterada tiene una característica única:

interacciona con una molécula de proteína normal, le cambia la

conformación y la hace capaz de convertir las estructuras de más

proteínas normales en patógenas. Ahí radica al parecer el poder infectivo

de los priones.

¿QUÉ ENFERMEDADES CAUSA UN PRIÓN?

Las enfermedades por priones, también denominadas Encefalopatías

Espongiformes Transmisibles (EET), son una familia de enfermedades

neurodegenerativas raras, con periodos de incubación largos, lentamente

progresivas y fatales, que afectan a personas y animales.

En animales, las enfermedades más conocidas son:

• Encefalopatía espongiforme bovina (BSE), ("Vacas locas")

• Scrapie (ovejas)

• Encefalopatía transmisible (visones)

• Enfermedades crónicas de desgaste (mulas, ciervos, alces)

ENCEFALOPATIA

ESPONGIFORME TRANSMISIBLE

Los humanos son susceptibles a varias enfermedades vinculadas a

priones:

• Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJD)

• Síndrome de Gerstmann-Straussler-Scheiner (GSS)

• Kuru

• Insomnio fatal familiar (FFI)

• Síndrome de Alpers

¿CÓMO SE TRANSMITEN ESTAS ENFERMEDADES?

• Por factores mendelianos dominantes debidas a mutaciones en el gen

PrP

• Transmisión iatrogénica: por medicamentos y tratamientos médicos

(uso de electrodos cerebrales, trasplantes de córneas, injertos de

duramadre)

• La transmisión por transfusión sanguínea no ha sido demostrada

Los priones o las enfermedades producidas por ellos se transmiten

verticalmente, como cualquier enfermedad hereditaria típica, por otro lado

se comportan de manera infectiva transmitiéndose horizontalmente,

mediante contagios que pueden darse entre individuos de distintas

especies.

• Kuru se ha demostrado la transmisión por vía oral por prácticas de

canibalismo

¿CÓMO SE DETECTAN ESTAS ENFERMEDADES?

Enzimoinmunoensayo: se extraen extractos de tejido nervioso, son

tratados con proteinasa y al resultado se le realiza una electroforesis en

gel.

Inmunohistoquímica: el tejido nervioso se tiñe con un colorante especial

para detectar la presencia de la proteína en el.

¿QUÉ TRATAMIENTOS SE EMPLEAN?

Actualmente no hay ningún tratamiento farmacológico disponible

para las enfermedades por priones, por lo que sólo pueden tomarse

medidas sintomáticas.

AGENTES INFECCIOSOS ACELULARES.

VIROIDES

SEGUNDA UNIDAD: INTRODUCCIÓN A

LA MICROBIOLOGÍA

Biol. Rosalba Amaya Luna

Diciembre 2009

¿QUÉ ES UN VIROIDE?

Son moléculas de ARN circular (300-400 nucleótidos) que carecen de

cubierta viral o cápside, son de menor tamaño que los virus. Se

encuentran en células vegetales donde causan enfermedades.

Debido a que los viroides no codifican para ninguna proteína deben

necesariamente reclutar proteínas y vías metabólicas de la célula

hospedera para completar su ciclo infeccioso. Se les considera como la

etapa primitiva de los virus, pero también se cree que podrían proceder

evolutivamente de los intrones.

Características

1. Bajo peso molecular

2. No tienen cápsula proteica

3. Se multiplican en forma autónoma

4. Parásitos obligados

5. Infecciosos

Un viroide no se traduce, se replica en el núcleo de la célula vegetal

infectada y afecta a genes que codifican hormonas. Causa enanismo y

deformaciones del tallo, hojas y frutos. Se transmiten por insectos o

material agrícola infectado.

¿CÓMO INFECTA UN VIROIDE?

• Pepino pálido

• Manchas del aguacate

• Tubérculo ahusado de la papa

PSTVd, también afecta a otras solanaceas

como el jitomate, el tabaco o la berengena

¿QUÉ ENFERMEDADES PROVOCAN LOS VIROIDES?

¿CÓMO SE CONTROLAN ESTAS ENFERMEDADES?

El manejo de esta enfermedad es solo cultural, en donde principalmente

se recomienda solo el uso de semilla certificada que se sabe con certeza

que no se encuentra infectados de PSTVd; además de sembrar solo en

campos libres de tubérculos enfermos que pudieran haber sobrevivido de

la cosecha anterior. Otros métodos de prevención son también evitar la

transmisión mecánica plantando solo tubérculos enteros en lugar de

utilizar semilla cortada y evitar el contacto del follaje por el equipo de

labranza; desinfección de herramientas con desinfectantes como

hipoclorito de sodio o compuestos de amonio cuaternario; remoción de

plantas enfermas enteras (aunque esto no es muy efectivo por lo

impreciso de los síntomas) y control de insectos