1. 6.6. L O S V I R U SL O S V I R U S
Elaborado por:Elaborado por:
Dra. Ahidé López MerinoDra. Ahidé López Merino
Departamento de MicrobiologíaDepartamento de Microbiología
Escuela Nacional de CienciasEscuela Nacional de Ciencias
Biológicas, IPNBiológicas, IPN
2. LOS VIRUS
Los objetivos de este tema son:
- Comprender la naturaleza de los virus: su espectro de
huéspedes, tamaño, estructura y ciclos celulares; como se
clasifican y denominan
- Los ciclos de vida de los bacteriófagos
- Los métodos empleados para cultivar y mantener virus
en el laboratorio
- La naturaleza de los viroides y los priones
3. DEFINICIÓN DE VIRUS.-
Son elementos genéticos que se replican en forma
independiente a los cromosomas de una célula pero no
fuera de las células.
Son paquetes de información genética, con organización
simple y acelular que cuando parasitan células dirigen su
maquinaria metabólica para fabricar más virus.
4. VIRUS
Todos los organismos celulares pueden ser atacados por
los virus: las bacterias, los organismos eucarióticos
vegetales y animales uni y pluricelulares incluida la
especie humana todos son vulnerables a diferentes tipos
de virus.
El termino virus deriva del latín y significa “tóxico, fluido
ponzoñoso o veneno”, el término se empleo para designar
a todo agente patológico infeccioso o para designar al
agente etiológico de toda enfermedad infecciosa.
5. Iwanowski en 1982 observó que el extracto filtrado de
plantas de tabaco infectadas con mosaico, no eliminaba al
agente causante de la enfermedad, ya que al inocular el
filtrado en una planta sana le producía la enfermedad.
En 1888, Beijerinck, confirmó los hallazgos de Iwanowski
y denominó al agente etiológico virus filtrable, debido a
que pasaba los filtros conocidos, además de que era
demasiado pequeño para ser observado al microscopio.
6. Ejemplos de lesiones que
ocasionan los virus de plantas
a) Lesiones necróticas causadas por el virus
del mosaico de tabaco en las hojas de la
planta
b) Enfermedad del mosaico de la judia las
hojas de la planta muestran una deformación
y una coloración amarilla
c) Cambios en el color de las hojas causadas
Por el virus del mosaico de tabaco en las
hojas de una orquidea
7. COMPARACION DE LOS VIRUS CON OTROS MICROORGANISMOS
CARACTERISTICAS VIRUS OTROS MICRORGANISMOS
En genera,l se
cultivan en medios
libres de células
No se pueden
cultivar en medios
libres de células
CULTIVO
Generalmente por
auto reproducción
Possen su propia
maquinaria sintética
Requiere de una
célula huésped
Utiliza la maquinaria
metabólica de la
célula huésped
REPRODUCCION
METABOLISMO
Membrana y pared
muy complejas
Usualmente una
cubierta proteica
simple
CUBIERTA EXTERNA
Generalmente
>>200 nm
DNA y RNA
Generalmente
<<200 nm
DNA o RNA
TAMAÑO
ACIDO NUCLEICO
8. CLASIFICACION
Los virus se clasifican con base en:
A. La célula huésped que infectan
B. El tamaño,
C. La estructura y
D. Ciclo de vida
9. A. En función del huésped que infectan existen
virus de:
- animales
- plantas
- hongos
- microorganismos eucarióticos
- microorganismos procarióticos
A los virus de las bacterias se les denomina bacteriófagos
o fagos (fago significa comer en griego).
10. A...
Los virus presentan una marcada especificidad de
huésped por lo que atacan solo a una especie aunque
a veces afectan a ciertas variedades seleccionadas de
cultivos de plantas, razas de animales, o cepas de
microorganismos dentro de una sola especie
La especificidad hacia cierto huésped esta determinada
por la presencia de receptores en la superficie de la
célula blanco.
11. B. El tamaño de los virus oscila entre 10 nm y 400 nm; los poliovirus
miden 28nm y el virus de la viruela 200nm. Son más pequeños que
cualquier célula procariótica. Por ello solo se pueden observar con
ayuda del microscopio electrónico.
14. C. Los virus están constituidos básicamente de ácido nucleico y
proteínas, denominada nucleocápside; sin embargo, algunos virus
pueden poseer una cubierta formada de otros compuestos
- La cubierta proteica que rodea al ácido nucleico de los virus se
denomina cápside, las moléculas de proteína que la constituyen se
denominan capsómeros. Las cápsides pueden estar constituidas de
uno o más tipos de capsómeros.
15. - Los virus se pueden clasificar en diversos tipos morfológicos con
base en la estructura de su nucleocápside:
- Helicoidales
- Poliédricos
- Envueltos
- Complejos
Helicoidal
Polihédrico
16. Virus de la gripe humana es un ejemplo de un virus con envoltura
a) Microfotografía en la que se observa la gran flexibilidad de la
envoltura
b) Esquema del virus en donde se muestran todos sus componentes
17. - La cubierta que poseen algunos virus se denomina envoltura, está
formada por restos de la membrana plasmática de la célula huésped que
el virus adquiere al salir de dicha célula.
La membrana consta de lípidos (de origen celular) y proteínas que
codifica el virus. Algunas sobresalen de la cubierta por lo que se les
denomina espículas o proyecciones y son de naturaleza glicoproteica.
18. Ejemplo de virus complejo, bacteriofago T4
a) Esquema del fago en el que se señalan sus estructuras principales
b) Microfotografía del fago
19. Modelo de la cápside de un bacteriófago
Representación esquemática de
los principales tipos de virus de
bacterias
Los tamaños son en escala
aproximada
21. D. Los virus tienen una fase extracelular en la que la
partícula vírica o virión es inerte en su metabolismo, no
respira ni biometaboliza nada.
La fase intracelular se inicia cuando ingresa a la célula
huésped, en la que ocurre la replicación vírica, se
sintetizan todos los componentes del virus empleando
los componentes metabólicos y estructurales de la célula
huésped.
22. Varios ejemplos de virus de animales y del hombre. De izquierda a derecha y
de arriba abajo:virus del mosaico del tabaco, rotavirus, viruela, dengue, polio
y adenovirus.
23. Varios ejemplos de virus de animales y del hombre. De izquierda a derecha y
de arriba abajo: influenza, ebola y HIV sobre un linfocito.
24. REPLICACIÓN DEL BACTERIÓFAGO T4 EN Escherichia
coli
Se lleva a cabo en siete etapas y tiene una duración aproximada de
25 minutos (fig 8.23)
1. Fijación.- Adsorción del virión a la célula susceptible, por
medio de una o más proteínas viricas que se unen a componentes
específicos de la célula llamados receptores. Los receptores pueden
ser proteínas, polisacáridos o complejos lipoproteína-polisacárido,
ácidos teicoicos propios de la célula huésped. En el caso que no
exista receptor o esté modificado, no se adsorberá el virión y la
célula será resistente al ataque de este virus. El bacteriófagos T4 se
une primero a través de las fibras de la cola que interactúan
específicamente con polisacáridos de la membrana externa de la
bacteria, las fibras se retraen y la cola establece contacto con la
membrana.
28. 2. Penetración.-
Introducción del virión o inyección de su ácido nucleico
a la célula a través de diversos mecanismos que
dependen de la naturaleza de la célula huésped. En el
caso del bacteriófagos T4, una vez que estableció
contacto con la célula libera una enzima semejante a la
lisozima que genera un hueco por el que, la vaina de la
cola al contraerse, inyecta el ADN del virión.
31. Ciclo lítico del bacteriofago T4
3. Fases tempranas de la replicación en las que la maquinaria
biosintética de la célula huésped se altera en una etapa previa a la
síntesis de los ácidos nucleicos víricos, se produce mARN vírico y
proteínas enzimáticas necesarias para la síntesis de los componentes
víricos.
4. Replicación del ácido nucleico vírico
5. Síntesis de proteínas que constituyen las subunidades estructurales
de la cubierta del virión, proteínas de la cabeza y cola
6. Ensamblaje de las unidades estructurales y empaquetamiento del
ácido nucleico en las nuevas partículas víricas
7. Liberación de los viriones maduros como resultado de la lisis
celular, el bacteriófago T4 sintetiza una enzima llamada lisozima T4
que actúa rompiendo la peptidoglicana de la bacteria.
32.
33. Curso de los eventos que se presentan en la infección del fago
T4 en el tiempo
34. Ciclo lisogénico de virus
Los virus capaces de entrar en un estado llamado
lisogenia, se denominan atemperados. Estos virus se
adsorben y penetran pero no toman el control de la
célula huésped.
En la lisogenia la mayor parte de los genes víricos no
se expresa y el genoma viral se duplica junto con el
bacteriano para generar un clon de células infectadas
que pueden crecer y dividirse durante largos periodos.
A la forma latente del genoma viral se le denomina
profago.
Bajo condiciones ambientales adecuadas la bacteria
llamada lisogénica puede entrar a un proceso de
inducción y producir espontáneamente viriones del
fago atemperado.(esquema)
36. LOS VIROIDES
Son moléculas pequeñas de ARN monocatenario
circular que representan a los patógenos más
pequeños de entre 246 a 375 nucleótidos de longitud.
Carecen de una cápside proteica, son desnudos.
Causan enfermedades en las plantas. Los viroides se
localizan en el nucleolo de las células huésped (de 200
a 10,000 copias) y pueden producir una enfermedad
latente, con síntomas leves o letales. Su estructura que
asemeja un DNA de doble cadena, parece permitir que
sea replicado por la RNA polimerasa de la célula.
38. LOS PRIONES
-Parecen estar constituidos solo de proteínas
- No se ha demostrado la existencia de ácido nucleíco
- Es una partícula infecciosa y se han descrito varios
priones causantes de enfermedades en los animales como
el prurito lumbar (scrapie) de las ovejas y cabras y la
encefalopatía bovina espongiforme (enfermedad de las
vacas locas); el kuru y la enfermedad de Creutzfeldt-
Jakob que produce demencia en el hombre.
- Se localizan principalmente en las neuronas, que son
células que producen una proteína semejante a los
priones en cantidades importantes y en condiciones
normales. Aparentemente, el prion modifica esta proteína
y la maquinaria biosintética de la célula produciéndose
muchas copias de la proteína patogénica.
39. Estructura de las proteínas de un prion
Modelo de las dos configuraciones
que pueden adoptar las proteínas
del prion.
a) Forma benigna
b) Forma dañina
41. Método de la doble placa
Se emplea para cultivar, estudiar y determinar el número de bacteriófagos que
existen en una muestra.
Consiste en colocar un volumen de la célula huésped y un volumen de una
dilución del fago en un volumen de agar al 0.7% fundido, se mezclan y se vierte
el contenido sobre una placa con agar nutritivo, se deja solidificar y se incuba.
Se cuenta el número de placas (zonas sin crecimiento), que aparecerán sobre
un crecimiento confluente de la bacteria, según se aprecia en las fotos que
siguen.
Los viriones son los responsables de la formación de una placa.
Con este método se determinan las unidades formadoras de placas que
contendrá una muestra dada.
También se usa este método para estudiar la morfología y características de
cada una de las placas producidas por el bacteriófago.
42. Caja en la que se muestran
placas líticas
Método de la doble placa de agar
44. Cultivo de virus en embrión de pollo
Los virus son incapaces de reproducirse en ausencia de una célula viva.
Los virus animales se han cultivado en huéspedes animales durante
mucho tiempo, así como en huevos embrionados o embriones de pollo
6 a 12 semanas.
La inoculación se lleva a cabo con ayuda de una aguja hipodérmica
estéril.
En la membrana corioalantoidea se inoculan virus como el de la
Vaccinia (ver el esquema siguiente).
Las lesiones o pústulas se puedencuantificar, de modo que se puede
determinar el número de particulasvirales presentes. (ver foto en la
que se muestran las pústulas)
El virus de la parotiditis prefiere la cavidad alantoidea (ver el esquema
siguiente)
45. Diferentes sitios de inoculación en un embrión de pollo
Virus de la parotiditis
Virus de la vaccinia
47. Los cultivos celulares
Las técnicas de cultivo celular y del cultivo de tejidos se desarrollaron en los
años 50, con lo que se pudo realizar la proliferación y el recuento de los virus
animales, que al igual que los bacteriófagos requieren de una célula para poder
replicarse.
El cultivo celular en monocapa es barato y se realiza en el laboratorio en botellas
o cajas de plástico que contienen un medio complejo suplementado con suero.
El virus al infectar las células de la monocapa produce un efecto denominado
efecto citopático, el cual se observa en la siguiente imágen.
Existen muchas lineas celulares que permiten cultivar diferentes tipos de virus,
para fines de producción de vacunas o para el estudio de las características del
Virus.
Ejemplos de líneas celulares: HeLa, fibroblastos fetales humanos, riñon de
embriones humanos
48. Efecto citopático causado por el virus del herpes inoculado a un
cultivo de células de la línea Hep-2
a) células normales b) células infectadas
49. REFERENCIAS
Ingraham J. L. & C. A. Ingraham. 1998. Volumen 1. Introducción a la
Microbiología. Edit. Reverté, S. A.
Lim, L. 1998. Microbiology. 2nd, edition. Edit. WCB Mc Graw-Hill
Madigan, M. T., J. M. Martinko, & J. Parker. 2000. Brock, Biology of
Microorganisms, 9th edition. Edit. Prentice Hall
Prescot, L. M., J. P. Harley & D. A. Klein. 1999. Microbiología. 4th edition, Edit.
Mc Graw-Hill Interamericana
