LOS VIRUS

LOS VIRUS SE ASOCIAN A ENFERMEDADES HACE MUCHOS SIGLOS. ANTECEDENTES Lesiones típicas de la viruela Faraón Ramses V LOS VIRUS SE ASOCIAN A ENFERMEDADES HACE MUCHOS SIGLOS.

Antecedentes Estela que data del año 1400 A.C. Se observa sacerdote egipcio con una marcada atrofia de miembro inferior, típico de una secuela de poliomielitis.

LAS ENFERMEDADES VIRALES EN LA HISTORIA DEL HOMBRE En los últimos 1000 años: Viruela y Sarampión fueron traídos a América por colonos y exploradores europeos. La población nativa americana no tenía inmunidad, produjo una gran mortalidad en la población y fue factor import. en destrucción de esas sociedades. En los últimos 100 años: Una nueva cepa de virus influenza (influenza española) mató >20 millones personas durante 1918-1919 en USA, previo a la 1ª Guerra Mundial. 1 década más tarde, virus polio se transformó en una de las más importantes infecciones virales en niños y jóvenes (Franklin D. Roosevelt). En los últimos 25 años: un nuevo virus, HIV, se ha diseminado rápidamente, causando una epidemia a nivel mundial. Otros virus: SARS, virus Fiebre del Nilo, Hantavirus, Ebola, Influenza aviar, etc.

VIRUS La palabra virus significa veneno y corresponde a la denominación que se le dio originalmente a fines del siglo XVIII a ciertas sustancias que tenían poder patógeno. “Entidades cuyos genomas replican al interior de células, usando la maquinaria sintética de ésta, y promueven la síntesis de elementos especializados para la transferencia de su genoma a nuevas células” Luria, Darnell, Baltimore & Campbell, 1978

CARACTERÍSTICAS DE LOS VIRUS

Características de los virus Ningún virus posee orgánulos y ninguno tiene autonomía metabólica, por lo que no son considerados células. Se encuentran cerca de lo vivo por que están constituidos por moléculas orgánicas y poseen un material genético que les permite reproducirse y evolucionar, pero en ausencia de una estructura celular, es imposible considerarlos como seres vivos.

Características de los virus Su genoma puede ser ADN o ARN. Capaz de replicarse y dirigir la síntesis de proteínas utilizando la maquinaria del hospedero cuando se encuentra en el hospedero correcto.

Los virus Son los seres más simples y pequeños que se conocen. “Trocitos de herencia buscando un cromosoma” La palabra virus proviene del latín que significa fluido venenoso. Básicamente son moléculas de ácido nucleico envueltas por una cubierta proteica. Son acelulares (no tienen organización celular).

En 1892 Ivanosky observó por primera vez al virus del mosaico del tabaco. Se encuentran en la frontera entre de lo vivo e inerte. Partículas submicroscópicas de tamaño variable, entre 10 (parvovirus) y 400 nm (virus pox). No se cultivan en medios utilizados para las bacterias y no responden a antibióticos.

Son parásitos intracelulares obligados, ya que carecen de enzimas con las que desarrollar su propio metabolismo, siendo su única función transportar el ácido nucleico viral de una célula hospedadora a otra. El virus extracelular se llama VIRIÓN.

Comparación de tamaños de virus y bacteria Fuente: Lim, 1998. Microbiology. Ed. McGraw-Hill, Estados Unidos.

Virología Rama de la microbiología. Estudio de los virus y las enfermedades que éstos causan.

HISTORIA DE LOS VIRUS

Virus: Historia Dimitri Ivanowsky Científico ruso Virus del Mosaico del Tabaco 1892 Demostró que el agente causante de la enfermedad no era retenido por un filtro de porcelana utilizado para remover bacterias.

Virus: Historia Martinus Beijerinck 1898 Científico holandés Obtuvo resultados similares a Ivanowsky Aportación Agente causante más pequeño que una bacteria. Acuñó el término Virus.

Virus: Historia Vilhem Ellerman y Olaf Bang Peyton Rous 1908 Identificó virus como agentes causante de leucemia. Peyton Rous 1911 Virus como agentes causantes de tumores cancerosos sólidos. “Rous Sarcoma Virus” peste rosa.

Virus: Historia Frederick Twort 1915 Virus de la viruela

Virus: Historia En humanos Virus causante de Fiebre amarilla Carlos Juan Finlay Cubano-1880 Walter Reed y Jesse Lazear Estadounidenses -1899 James Carroll Estadounidense – 1911 Juan Guiteras Cubano - 1911

Virus: Historia Virus de la Influenza 1933 Wilson Smith Christopher Andrews Patrick Laidlaw

Estructura de los Virus (Componentes)

Estructura Básicamente son moléculas de ácido nucleico envueltas por una cubierta proteica.

Estructura de los Virus (Componentes) Genoma (ADN o ARN) Enzimas Cápsida Envoltura membranosa

Estructura de los Virus (Componentes) 1. Genoma Contiene la información genética necesaria para la síntesis de proteínas virales. Puede ser ADN o ARN, nunca los dos a la misma vez. Los ARN Virus cuentan con una enzima llamada Retrotranscriptasa o transcriptasa inversa: ARN ADN Retrotranscriptasa o transcriptasa inversa

Estructura de los Virus (Componentes) 2. Enzimas Los virus pueden contener una mínima cantidad de enzimas (transcriptasas, enzimas líticas) Los virus no tienen metabolismo propio. Los virus que tienen enzima Trancriptasa inversa (como el virus VIH, el del SIDA) se llaman retrovirus.

Estructura de los Virus (Componentes) 3. Cápsida Cubierta proteica que envuelve al genoma. Formada por capsómeros. Protección. Icosaédrica Compleja Helicoidal Cápsidas

Virus de cápsida compleja Parasitan bacterias: bacteriófagos (o fagos) cabeza cola espinas placa basal fibras

4. Envolturas membranosas Estructura de los Virus (Componentes) 4. Envolturas membranosas Es un fragmento de la célula en la que se reprodujo el virus. Los virus con envoltura son más patógenos (gripe, hepatitis, SIDA, …) Los virus desnudos carecen de estas membranas.

OBSERVACIÓN ESTRUCTURA VIRAL CON EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO

MORFOLOGIAS VIRALES Rotavirus Parvovirus B19 Virus Ebola HIV

ADENOVIRUS

ROTAVIRUS

VIRUS PAPILOMA

VIRUS INFLUENZA

HERPESVIRUS

VIRUS HEPATITIS B

VIRUS DEL VIH

Ejemplos de Virus VIRUS DEL ÉBOLA                                 

Virus de la Rabia Los virus son complejas estructuras moleculares no vivas, que utilizan a las células para poder multiplicarse. En general están compuestos por proteínas que forman una cápsula o cápside (en amarillo) que protege el material genético que está en su interior (ADN o ARN).

Bacteriófagos Micrografía electrónica de transmisión que muestra un bacteriófago T4 (fago), un virus que infecta sólo a bacterias. Los fagos carecen de cualquier mecanismo de reproducción y aprovechan los mecanismos bacterianos para multiplicarse.

Bacteriófagos atacando una bacteria

Clasificación de los virus

Clasificación de los virus Sus nombres revelan sus características, las enfermedades que ocasionan o incluso el tejido o lugar geográfico donde fueron aislados. Los virus se agrupan por características como la enfermedad que producen, los modos de transmisión o el vector encargado de transmitirlos.

Clasificación de los virus - Por la célula que parasitan: Virus animales, vegetales o bacteriófagos. -Por su forma: Helicoidales, poliédricos o complejos. - Por tener o no envolturas: Virus envueltos o desnudos. - Por su ácido nucleico: ADNmc; ADNbc; ARNmc o ARNbc. - Por los tejidos afectados - Por la forma de contagio (propagación) Aire, agua, sexual, heridas… Los virus se pueden clasificar según varios criterios.

Tipos de Virus según la Célula que Infecten. Virus que Infectan Células Animales Con envoltura lipoproteica: ARN monocatenario como la rabia, el sarampión, la gripe y la rubéola. Los retrovirus contienen ARN monocatenario y la enzima transcriptasa inversa. Pertenecen a este grupo el virus del SIDA y algunos virus oncogénicos. Virus con ADN bicatenario como los herpesvíridos: herpes, y de la hepatitis. Icosaédricos sin envoltura lipoproteica: El virus de la polio humana tiene ARN monocatenario. ADN bicatenario como los adenovirus (causantes de enfermedades respiratorias) y los papilomavirus (de verrugas).

Virus que Infectan Bacterias. 1915 y 1917; pertenecen al grupo de los Caudovirales. Hay también bacteriófagos que no responden al tipo común, como los Corticoviridae, icosaédricos, o los Leviviridae, con ARN monocatenario, o los bacteriófagos con envoltura lipoproteica. Virus que Infectan Células Vegetales. La mayor parte de ellos contienen ARN monocatenario y cápsida helicoidal, y carecen de envoltura lipoproteica. En este grupo hay también virus con ADN y cápsida icosaédrica, como el del estriado del maíz o el del mosaico de la coliflor.

Por su forma: Helicoidales, poliédricos o complejos.

GRUPO I: Cápside de simetría ICOSAÉDRICA. ( Ej: ADENOVIRIDAE) GRUPO II: Cápside de simetría HELICOIDAL. (Ej: PARAMIXOVIRIDAE) GRUPO III Cápside de simetría HELICOIDAL. (Ej: BACTERIÓFAGO) GRUPO IV: Cápside de simetría COMPLEJA: (Ej: POXVIRIDAE)

Por tener o no envolturas: Virus envueltos o desnudos.

Por tener o no envolturas: Virus envueltos o desnudos.

Comparación: Virus Envuelto: Virus Desnudo: Debe permanecer en ambiente húmedo. No sobreviven en el tubo digestivo. Se eliminan fácilmente con antisépticos locales. Se propagan por gotitas, secreciones o sangre. No necesita destruir a la célula para propagarse. Se propaga fácilmente Puede resistir ambientes hostiles. Son resistentes a los antisépticos típicos. Destruyen a la célula para propagarse.

Por su ácido nucleico: ADNmc; ADNbc; ARNmc o ARNbc. mc= monocatenario bc=bicatenario

Por los tejidos afectados: Sarampión Por los tejidos afectados: (VIRUS ZOOPATÓGENOS) 1. Virus dermotropos, que producen principalmente lesiones visibles de la piel y mucosas (tejidos epiteliales) y comprenden: a). Viruela b). Sarampión c). Rubeola d). Varicela e). Herpes Zoster Viruela

2. Virus neumotropos, productores de enfermedades respiratorias, como: Por los tejidos afectados: 2. Virus neumotropos, productores de enfermedades respiratorias, como: a). Gripe b). Psitacosis c). Neumonía o neumonitis d). Resfriado común N1H1 La Gripe Porcina H1N1

Por los tejidos afectados: Polio 3. Virus neurotropos, causantes de enfermedades de los tejidos nerviosos, comprendiendo: a). Poliomielitis. (Parálisis infantil) b). Rabia c). Encefalitis o encefalomielitis Rabia

Por los tejidos afectados: Fiebre amarilla 4. Virus viscerotropos, productores de enfermedades que atacan sobre todo los órganos internos, de las que son ejemplos: a). Fiebre amarilla b). Hepatitis infecciosa c). Ictericia por suero homòlogo Hepatitis B

- Por la forma de contagio (propagación) Enfermedad Tipo de virus Vía de contagio Rabia Rhabdivirus Heridas. Resfríado común Rhinovirus Aire Gripe Orthomixovirus Sarampión Paramixovirus Parotiditis Varicela Herpesvirus

- Por la forma de contagio (propagación) Enfermedad Tipo de virus Vías de contagio Poliomielitis Poliovirus Agua Rubeola Rubivirus Aire Hepatitis B Picornavirus Sexual SIDA Retrovirus VIH Sexual, sangre, etc. Herpes genital Herpesvirus

PROCESO DE INFECCIÓN VIRAL

Proceso de Infección de un Virus El Proceso de infección de una célula por un virus puede dividirse en tres fases: Fase de fijación (a): Los virus se unen por la placa basal a la cubierta de la pared bacteriana. Fase de contracción (b): La cola se contrae y el ácido nucleico del virus se empieza a inyectar. Fase de penetración (c): El ácido nucleico del virus penetra en el citoplasma de la bacteria, y a partir de este momento puede seguir dos ciclos diferentes, el ciclo lítico y el ciclo lisogénico.

REPLICACIÓN VIRAL Los virus pueden replicarse de dos maneras: Ciclo Lítico. Ciclo Lisógeno o Lisogénico. Para realizar su ciclo vital, el virus necesita parasitar una célula huésped.

Ciclo lisogénico: El genoma viral se integra con el de la célula huésped. Ciclo lítico: El genoma viral se expresa, y muere la célula huésped. Se denomina así porque la célula infectada muere por rotura al liberarse las nuevas copias virales.

CICLO LITICO (fases) Fase de adsorción o fijación: El virus se une a la célula hospedadora de forma estable. La unión es específica ya que el virus reconoce complejos moleculares de tipo proteico, lipoproteico o glucoproteico, presentes en las membranas celulares.

Fase de penetración o inyección: CICLO LITICO (fases) Fase de penetración o inyección: El ácido nucleico viral entra en la célula mediante una perforación que el virus realiza en la pared bacteriana.

CICLO LITICO (fases) Fase de eclipse: En esta fase no se observan copias del virus en la célula, pero se está produciendo la síntesis de ARN, necesario para generar las copias de proteínas de la cápsida. También se produce la continua formación de ácidos nucleicos virales y enzimas destructoras del ADN bacteriano.

CICLO LITICO (fases) Fase de ensamblaje: en esta fase se produce la unión de los capsómeros para formar la cápsida y el empaquetamiento del ácido nucleico viral dentro de ella.

CICLO LITICO (fases) Fase de lisis o ruptura: Conlleva la muerte celular. Las célula se rompe y libera una gran cantidad de nuevos virus llamados viriones que infectan a más células. Estos nuevos virus se encuentran en situación de infectar una nueva célula.

Ciclo lítico Fijación Penetración Eclipse Ensamblaje Liberación

Ciclo Lisogénico El virus penetra la célula pero no la destruye. El ADN viral se integra al ADN de la célula formando parte de su patrimonio genético. Cuando la célula se reproduce, también duplica el ADN viral que trae integrado y que se mantienen en forma latente dentro de ella. La célula puede reproducirse varias veces dando lugar a muchas células que contienen al virus latente.

Ciclo Lisogénico

Fases del Ciclo Replicativo Su ciclo de replicativo tiene dos fases, una extracelular y metabólicamente inerte, y otra intracelular que es reproductiva, en donde es capaz de transmitir sus propiedades a su descendencia.

CONCEPTO DE VIRUS: CONCEPTO DE VIRIÓN: Ensambles moleculares incapaces de reproducirse por si mismos requiriendo una célula para poder hacerlo e incapaces de intercambiar materia y energía con el medio que los rodea. CONCEPTO DE VIRIÓN: El virión es una partícula viral completa, madura e infecciosa. es la unidad estructural de los virus.

Partícula Viral Partícula Viral VIRION Partícula Viral VIRUS CÉLULA CÉLULA

ETAPAS REPLICACION VIRAL

ETAPAS REPLICACION VIRAL ADSORCION PENETRACION DENUDAMIENTO O LIBERACION GENOMA VIRAL BIOSINTESIS DE MACROMOLECULAS VIRALES ENSAMBLAJE- MADURACION LIBERACION

Etapas replicación viral ADSORCIÓN El primer paso en la infección de una célula es la adhesión o fijación a la superficie celular. La proteína de adhesión viral reconoce receptores específicos, los cuales pueden ser proteínas, carbohidratos o lípidos, en el exterior de la célula. Las células que carecen de los receptores apropiados no son susceptibles al virus. Proceso reversible. Independiente de la temperatura. Puede inhibirse por anticuerpos antivirales (neutralización) o anticuerpos antireceptor.

Etapas replicación viral PENETRACIÓN Los virus penetran las células de maneras diversas dependiendo de la naturaleza misma del virus. Desnudos – por viropexia o endocitosis Envueltos – por fusión Proceso irreversible Dependiente de la temperatura Puede alterarse con inhibidores de fagocitosis

Virus envueltos: Entran por fusión con la membrana plasmática, luego de la fijación a un receptor de la superficie celular, los componentes internos del virión son inmediatamente llevados al citoplasma celular.

Virus no envueltos o desnudos Los virus no envueltos o desnudos pueden cruzar la membrana plasmática directamente o pueden ser tomados en endosomas. Si son transportados en endosomas, luego cruzan (o destruyen) la membrana de dichas estructuras.

Etapas replicación viral PÉRDIDA DE LA CÁPSULA Liberación del material genético viral por acción de enzimas celulares (enzimas lisosomales presentes en vacuola fagocítica) y/o virales. El ácido nucleico debe de estar lo suficientemente expuesto como para que la replicación viral comience en esta fase. Cuando el ácido nucleico es expuesto, las partículas víricas infecciosas no pueden removerse de las células. Esta fase dura hasta que viriones infecciosos nuevos sean creados.

Etapas replicación viral SÍNTESIS DE ÁCIDO NUCLEICO Y PROTEINAS VIRALES Existen diversos mecanismos, dependiendo del tipo de material genético viral.

Etapas replicación viral ENSAMBLAJE/MADURACIÓN Nuevas partículas víricas son ensambladas. Formación cápside proteica y su asociación al genoma viral. Virus DNA: se produce en el núcleo. Virus RNA: se produce en el citoplasma. En virus desnudos ensamblaje permite formar la nucleocápside completa (virus maduro). En virus con manto la formación de nucleocápside se produce al salir de la célula (adquisición del manto). Puede haber un estadio de maduración posterior al proceso inicial de ensamblaje.

Etapas replicación viral LIBERACIÓN O DESCARGA Los virus pueden ser liberados mediante lisis celular, o, si son envueltos, pueden yemar de las células, y no destruyen la célula. Por tanto, algunos de estos virus son capaces de instaurar infecciones persistentes.

Click after each step to view process ADSORCION PENETRACION FUNCIONES DEL HUESPED DENUDAMIENTO Transcripción Traducción REPLICACION CICLO VIRAL ENSAMBLAJE (MADURACION) LIBERACION 4/18/2017 MULTIPLICACION

Ciclo Reproductivo de los Virus. Adsorción: Es la unión entre la cápside viral de proteínas y los receptores específicos en la superficie celular del huésped. Liberación: Los virus sin envoltura se acumulan por algún tiempo en la célula hasta que ésta se rompe (lisis). Los virus con envoltura suelen ser liberados por gemación, proceso durante el cual el virus adquiere su envoltura de fosfolípidos en la que se insertan las glicoproteínas virales. 1 Ensamblaje: En esta etapa se forma la cápside viral y se asocia con el genoma viral. Penetración: La forma en la que el virus entra en la célula huésped varía dependiendo de la especie: La endocitosis, fusión de la membrana plasmática con la envoltura del virus. La penetración directa se observa sólo en los virus sin envoltura. Inyectar directamente el genoma en la célula huésped. 6 Multiplicación: La transcripción es la síntesis de ARN mensajero (ARNm) a partir del genoma del virus. La traducción es la síntesis, en los ribosomas del huésped, de las proteínas virales. Durante la replicación se obtienen las copias del genoma viral. Desnudamiento: Es el proceso por el cual el ácido nucleico del virus es liberado dentro de la célula. Puede ocurrir simultáneamente o poco después de la penetración.

Enfermedades provocadas por Virus

Transmisión viral En la transmisión viral hay 4 áreas importantes: - Piel - Tracto Respiratorio - Tracto Digestivo - Tracto Genital

Tipos de infección viral Localizada. Multiplicación viral y daño celular en la puerta de entrada. (influenza, infección respiratoria, rotavirus).

Tipos de infección viral Diseminada. Multiplicación en ganglios linfáticos regionales (varicela zoster)

Tipos de infección viral Inaparente. Sin sintomatología, muy común y epidemiológicamente muy importante.

Tipos de infección viral Las interacciones prolongadas virus- huésped toman varias formas Infección latente. Se detecta al virus en la recaídas. Existe respuesta inmune pero no protege de recaídas. Infección crónica. El virus se detecta de forma continua, con síntomas o sin ellos. Infección lenta. Periodo de incubación muy largo y el virus se está multiplicando.

EL SIDA El sida es una enfermedad que afecta a los humanos infectados por el VIH. Se dice que una persona padece de sida cuando su organismo, debido a la inmunodeficiencia provocada por el VIH, no es capaz de ofrecer una respuesta contra las infecciones.

VIH El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) es un lentivirus (de la familia Retroviridae) El virión es esférico, dotado de una envoltura y con una cápside proteica. Su genoma es una cadena de ARN monocatenario que debe copiarse provisionalmente al ADN para poder multiplicarse e integrarse en el genoma de la célula que infecta. Los antígenos proteicos de la envoltura exterior se acoplan de forma específica con proteínas de la membrana de las células infectables, especialmente de los linfocitos T4.

GRIPE La gripe, gripa o influenza es una enfermedad infecciosa de aves y mamíferos causada por un tipo de virus de ARN de la familia de los Orthomyxoviridae.

INFLUENZA TIPO A Influenza virus A es un género de la familia de virus llamada Orthomyxoviridae en la clasificación de los virus. Cuando se produce un cambio de antígeno es causante de la gripe episódica en humanos y que se produce en ciclos de entre 10 y 15 años.

VIRUS DE ENFERMEDADES AGRUPADOS DE ACUERDO CON SUS VÍAS DE TRANSMISIÓN Enfermedades Virales VIRUS DE ENFERMEDADES AGRUPADOS DE ACUERDO CON SUS VÍAS DE TRANSMISIÓN Principal vía de transmisión Virus Principales órganos afectados Respiratoria Gripe Tracto respiratorio Parainfluenza Sarampión Tracto respiratorio y piel Paperas Glándulas parótidas, testículos, meninges. Entérica Polio virus Mucosa intestinal, ganglios linfáticos, Sistema Nervioso Central. Hepatitis A Hígado Contacto directo Hepatitis B Herpes simple Membranas mucosas de la boca. Rubéola Piel y otros muchos. Poxvirus Virus de la Inmunodeficiencia Humana (V.I.H) Se ve afectado el Sistema Inmunológico. Mordedura animal Rabia Sistema Nervioso Central. Arbovirus Muchos. Picadura de artrópodos Dengue Músculos, articulaciones, ganglios linfáticos y piel. Fiebre amarilla Hígado y riñones.

Diagnóstico en Virología Inmunoflorescencia. ELISA Pruebas de aglutinación PCR Microscopia electrónica Cultivo celular.

Fármacos Antivirales 1.- Interferencia en la unión: Efurvritida 2.- Inhibición en la penetración: Amantadina. 3.- Inhibición en la síntesis viral: Aciclovir, Ribavirina, Zidovudina. 4.- Inhibición de la liberación: Oseltamivir, Zanamivir.

IMPORTANCIA DE LA VIROLOGÍA

Virología: Importancia Médica Agente causante de enfermedades - Ebola Industria Vector en la industria de la biotecnología Vector en la industria de las farmacéuticas. Militar Agente de guerra biológica Bioterrorismo http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/overview/disease-facts.asp Económica Avian flu virus

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