El Mundo de los Virus: Estructura, Replicación y Cultivo

Composición del Material Genético y Formas

Los virus pueden tener un genoma de ADN o ARN, pero nunca ambos. Los genomas pueden ser monocatenarios o bicatenarios.

Virus de ADN: Incluyen ADN bicatenario y monocatenario.
Virus de ARN: Incluyen ARN monocatenario de sentido positivo, sentido negativo y ARN bicatenario.

Sus genomas virales pueden ser lineales o circulares. Los virus de ARN pueden replicarse en el citoplasma o en el núcleo.

Tipos de forma:

Cilíndricos
Icosaédricos
Complejos
Con envoltura

Estructura y Función de la Cápsida Viral

Es una estructura proteica formada por subunidades llamadas capsómeros. Estos pueden organizarse en simetría helicoidal o icosaédrica. La cápside es la encargada de proteger el material genético del virus y es crucial para la adhesión y entrada a las células huésped.

Función y Contenido de las Envolturas Virales

La envoltura ayuda al virus a evadir la respuesta inmune mediante variaciones antigénicas. Contienen glicoproteínas virales que son esenciales para la unión y entrada a las células huésped.

Proceso de Replicación Viral

Adsorción: El virus se adhiere a la célula huésped mediante la interacción de proteínas virales.
Penetración: El virus entra en la célula huésped por mecanismos como la endocitosis.
Desnudamiento: La cápside del virus se desintegra, liberando el genoma viral en el citoplasma o núcleo de la célula huésped.
Replicación y transcripción: Dependiendo del tipo de genoma, los virus utilizan diferentes estrategias. Los virus de ADN generalmente utilizan la maquinaria de replicación de ADN de la célula huésped, mientras que los virus de ARN traen consigo enzimas específicas para replicar su genoma.
Ensamblaje: Las nuevas partículas virales se ensamblan en el citoplasma o núcleo.
Liberación: Los virus recién formados se liberan de la célula huésped por lisis celular o gemación.

Estructura y Composición de los Viroides

Tienen estructura en forma de varilla y forma ramificada. Su ARN es circular, monocatenario y desnudo. Los viroides no codifican proteínas y carecen de una cápsula proteica o envoltura lipídica.

Proceso de Replicación de Priones

Conversión conformacional: La proteína priónica patológica (PrP^Sc) interactúa con la proteína priónica celular normal (PrP^C).
Inducción de cambio conformacional: La PrP^Sc induce un cambio conformacional en la PrP^C, transformándola en PrP^Sc.
Propagación de PrP^Sc: La propagación de la PrP^Sc recién convertida puede continuar interactuando con moléculas de PrP^C.
Formación de agregados y fibrillas amiloides: Las moléculas de PrP^Sc mal plegadas tienden a agregarse formando estructuras fibrilares.

Composición y Función de la Envoltura Viral

Está compuesta por lípidos provenientes de la membrana de la célula huésped. Está salpicada de proteínas virales, algunas de las cuales son glicoproteínas que facilitan la entrada del virus en las células huésped.

Importancia:

Los virus con envoltura son más susceptibles a las condiciones ambientales y son más sensibles a los desinfectantes que los virus sin envoltura.

Función de las Glicoproteínas Virales

Son proteínas que se encuentran en la superficie del virus. Están involucradas en la unión del virus a las células huésped durante la infección. Pueden variar en función del tipo de virus y desempeñan un papel crucial en la especificidad del huésped y el tropismo viral.

Morfología y Características de los Virus Icosaédricos

Forma icosaédrica: La característica distintiva es su cápside en forma de icosaedro. Esta estructura geométrica proporciona estabilidad y eficacia en el empaquetamiento del material genético viral.
Cápside: Está formada por subunidades proteicas llamadas capsómeros, cada una compuesta por varios de estos capsómeros.
Variación de tamaño: Aunque todos tienen la misma estructura básica de icosaedro, el tamaño depende del tipo y material genético.
Material genético: El material genético del virus puede ser ADN o ARN y está contenido dentro de la cápside.

Características de los Virus Helicoidales

Cápside helicoidal: Está formada por una disposición repetitiva de subunidades proteicas (capsómeros). Se ensamblan en una estructura helicoidal alrededor del ácido nucleico del virus.
Flexibilidad: La estructura helicoidal puede ser flexible o rígida, dependiendo del virus (ejemplo: virus de la influenza).
Simetría helicoidal: Permite que la longitud del virus esté determinada por la longitud del ácido nucleico viral.
Virus helicoidal no envueltos: (ejemplo: virus del mosaico del tabaco) no tienen una envoltura lipídica y dependen únicamente de su cápside proteica para la protección.
Virus helicoidal envueltos: (ejemplo: virus de la influenza y rabia) tienen una envoltura lipídica derivada de la membrana de la célula huésped. Esta envoltura contiene glicoproteínas virales que son cruciales para la infección.

Características y Funciones de las Proteínas Virales

Las categorías son estructurales y no estructurales.

Estructurales: Componen las partículas de virus maduras ensambladas. Incluyen proteínas de la cápside (proteína Gag), enzimas empaquetadas dentro de la partícula viral y proteínas de la envoltura.
No estructurales: Son proteínas codificadas en el genoma viral que no forman parte de la partícula viral madura. Juegan un papel dentro de la célula infectada durante la replicación del virus o actúan en la regulación de la replicación o ensamblaje del virus. Son necesarias como enzimas virales y proteínas accesorias.

Funciones de las Proteínas Virales

Estructurales: Forman la cápside y/o la envoltura del virus, protegiendo el material genético y facilitando la entrada del virus en la célula.
Enzimáticas: Catalizan reacciones esenciales para la replicación del genoma viral y otros procesos metabólicos.
Moduladoras del sistema inmune: Interfieren en la respuesta inmune del huésped para evitar la detección y destrucción por el sistema inmunológico.
Reguladoras: Controlan la expresión de genes virales y la replicación del genoma viral.

Síntesis de Proteínas Virales en Células Infectadas

Transcripción:
- Virus de ADN: El ADN viral entra en el núcleo de la célula huésped, donde es transcrito a ARN mensajero (ARNm) por la ARN polimerasa del huésped.
- Virus de ARN: La mayoría de los virus ARN, como el virus de la gripe, replican su genoma en el citoplasma y utilizan su propia ARN polimerasa para sintetizar el ARN viral.
Traducción: El ARNm viral se transporta a los ribosomas de la célula huésped, donde se traduce en proteínas virales. Se utilizan los ribosomas y otros componentes de la maquinaria de síntesis de proteínas de la célula huésped. Algunas modificaciones pueden ser glicosilación, fosforilación y corte proteolítico para que las proteínas virales se vuelvan funcionales.

Mecanismos de Control de la Síntesis de Proteínas Virales

Secuestro de la maquinaria celular: Los virus pueden secuestrar los ribosomas y otros componentes de la célula huésped para priorizar la traducción de sus propios ARNm.
Inhibición de la síntesis de proteínas del huésped: Algunos virus inhiben la síntesis de proteínas del huésped para que los recursos celulares se dirijan a la producción de proteínas virales.
Optimización de codones: Los virus pueden optimizar sus secuencias de ARNm para utilizar codones que son más abundantes en la célula huésped, lo que aumenta la eficiencia de la traducción.

Una vez sintetizadas, las proteínas virales se ensamblan junto con el genoma viral para formar nuevas partículas virales. Estas partículas se liberan de la célula huésped mediante lisis celular o por gemación en virus con envoltura.

Características de los Ácidos Nucleicos Virales

ADN viral:

Los genomas de ADN viral pueden ser de cadena simple (ssDNA) o de doble cadena (dsDNA).
Pueden ser lineales o circulares.

ARN viral:

Los genomas de ARN viral pueden ser de cadena simple (ssRNA) o de doble cadena (dsRNA).
También pueden ser de sentido positivo o sentido negativo.

Proceso de Replicación Viral de ADN

El virus entra en la célula huésped y libera su ADN en el núcleo.
Síntesis de ADN: Los virus de ADN utilizan la maquinaria de replicación de la célula huésped para sintetizar nuevas copias de su ADN.
- Enzimas virales: Algunos virus de ADN, como los herpesvirus, codifican sus propias ADN polimerasas para replicar su genoma.
Transcripción y traducción: El ADN viral es transcrito en ARNm por la ARN polimerasa II del huésped. El ARNm viral es traducido en proteínas virales en el citoplasma.

Importancia de las Células Huésped para la Replicación Viral

Los virus son patógenos obligatorios intracelulares que no pueden replicarse sin la maquinaria y el metabolismo de las células huésped. Utilizan los componentes de la célula huésped para fabricar copias de sí mismos.

Ciclos Replicativos Líticos y Lisogénicos

Ciclo lítico: Una vez que el virus ha penetrado en la célula, procede inmediatamente a replicarse. La infección de los virus de ciclo lítico es rápida y no permanece latente. Provoca la lisis o ruptura de la célula huésped.
Ciclo lisogénico: El virus es capaz de integrar su genoma en el ADN de la célula huésped, lo que los hace más difíciles de detectar. El virus puede permanecer latente durante largos períodos de tiempo antes de activarse y entrar en el ciclo lítico.

Fases del Ciclo Replicativo Viral

Fase de Absorción:

En esta fase, el virus entra en contacto con la célula huésped y se une a receptores específicos en la superficie celular. Las proteínas virales en la cápside o envoltura median esta interacción.

Fase de Penetración:

Los virus pueden penetrar en las células huésped mediante diferentes mecanismos:

Endocitosis mediada por receptores: Los virus con envoltura suelen utilizar este mecanismo, donde la envoltura viral se fusiona con la membrana celular.
Fusión con la membrana celular: Algunos virus con envoltura pueden fusionarse directamente con la membrana plasmática de la célula huésped.
Penetración directa: Algunos virus sin envoltura pueden inyectar su material genético directamente en el citoplasma de la célula huésped.

Fase de Desnudamiento:

El virus se libera de las proteínas de la cápside, dejando al descubierto su material genético. Dependiendo de la composición del virus, durante esta fase el material genético puede mantenerse unido o no a algunas proteínas virales.

Fase de Multiplicación:

Se produce la multiplicación de las proteínas virales, tanto de la estructura de su cápside como de las enzimas que se encierran en ella, y de su material genético.

Características de los Virus ARN

Contienen material genético de cadena simple o doble ARN.
Son parásitos intracelulares.
Están compuestos por una cápside proteica que envuelve su material genético, formando una estructura llamada nucleocápside.

Clasificación de los Virus ARN

Virus de ARN de cadena positiva: Tienen la misma secuencia que el ARNm, por lo que pueden actuar directamente como ARNm.
Virus de ARN de cadena negativa: No pueden actuar directamente como ARNm y necesitan una ARN polimerasa viral para transcribir su ARN en ARNm.
Virus de ARN de cadena doble: Tienen un genoma de ARN bicatenario.

Estrategias de Síntesis de Proteínas en Virus ARN

Transcripción monocistrónica: El ARNm actúa como una transcripción monocistrónica, sintetizando una poliproteína que luego se separa en proteínas individuales.
Transcripción con splicing alternativo: El virus produce transcripciones primarias que son procesadas por la maquinaria de splicing del huésped para producir diferentes ARNm, lo que permite la síntesis de múltiples proteínas a partir de un solo gen.

Ciclo de Replicación de los Virus ARN de Cadena Positiva

Adsorción: El virus se adhiere a receptores específicos en la superficie de la célula huésped mediante interacciones proteína-proteína.
Penetración: Puede ocurrir por endocitosis mediada por receptores o por fusión directa con la membrana plasmática.
Liberación del ARN viral: Una vez dentro del citoplasma, la cápside viral se desintegra, liberando el ARN viral.
Función del ARNm: El ARN de cadena positiva actúa directamente como ARNm.
Síntesis de proteínas virales: La maquinaria de traducción de la célula huésped traduce el ARN viral en proteínas virales.
Ensamblaje: Las proteínas estructurales y el ARN genómico positivo se ensamblan para formar nuevas partículas virales.
Liberación: Las nuevas partículas virales se liberan de la célula huésped.

Diferencia entre la Replicación de Virus ARN de Cadena Positiva y Negativa

La principal diferencia está en el proceso de síntesis de proteínas. Los virus de ARN de cadena positiva pueden utilizar su ARN genómico directamente como ARNm, mientras que los virus de ARN de cadena negativa necesitan transcribir su ARN en ARNm utilizando una ARN polimerasa viral.

Proceso de Replicación de los Virus ARN de Cadena Doble

: En el desempaquetamiento ocurren la liberación de ARN viral en donde el virion libera su núcleo de ARN de cadena doble en un estado parcialmente desempaquetado síntesis de ARN M de complejo de replicación transcribe el ARN de cadena doble en la expansión del ARN M los arnm recien sintetizados se exportan al citoplasma donde serán traducidos En la síntesis de proteínas virales del ARN viral es traducido por los ribosomas de células huésped para producir proteínas. Síntesis de ARN de cadena negativa; el RdRp viral utiliza el ARN de cada cadena simple de sentido positivo recién sintetizadas. Formación del DSRNA dentro de la capside de ensamblge en el citoplasma después ocurre el ensamblaje de partículas virales Y la liberación del virus.

• EXPLICA DOS MÉTODOS DE CULTIVOS DE VIRUS ANIMALES: cultivo primario; utilizan células directamente aisladas de tejidos animales. Requiere un medio de cultivo liquido en una placa de petri o matraz de cultivo tisular, por lo que las células tienen una Unión Y crecimiento. Líneas celulares continuas; células modificadas para proliferación indefinidamente, como la línea hela, son fáciles de mantener y proporcionar un suministro constante de células para experimentos prolongados. Cultivos organotipicos; Segmentos de tejidos que mantiene la arquitectura tridimensional original estos cultivos ofrecen un entorno mono más realista para el estudio de la interacción virus-hospedador.

• EXPLICA LAS ETAPAS PARA EL CULTIVO DE VIRUS EN EMBRIONES: PROCESO DE CULTIVO EN HUEVOS DE GALLINA – EMBRIÓN; Se seleccionan huevos de gallina fertilizados Y se incuban durante unos 9 a 12 días dependiendo del tipo de virus, Inoculación del virus se realiza en condiciones estériles la inyección puede realizarse en diferentes partes del huevo como la cavidad Inoculación del virus se realiza en condiciones estériles la inyección puede realizarse en diferentes partes del huevo como la cavidad Al antoidea saco vitelino membrana coreoalantoidea Y cavidad amniótica, Se encuba generalmente alrededor de 37° durante varios días, Una vez que el virus se replicó se cosechan las partes del cuerpo donde se han cultivado el virus esto puede incluir fluidosalantoideos, tejido de la cam o contenido amniótico, Los virus cosechados pueden purificarse mediante técnicas como las entrefiguración ingrandiente de densidad se realizan diversos análisis para evaluar la infectividad concentración Y propiedades del virus.

• EXPLICA LA APLICACIÓN DEL CULTIVO DE VIRUS EN ANIMALES VIVOS: El cultivo de virus en animales vivos es importante para la identificación Y diagnóstico de virus patógenos en especies clínicas, Producción de vacunas, Estudios de investigación básica, Las diferentes rutas de inoculación en animales son las inyecciones intrapedicionales inyecciones intravensal inyección subcotánea inoculación intral E inoculación intracerebral.

• EXPLICA 2 TÉCNICAS USADAS PARA LOS ESTUDIOS DE LA PARTÍCULA ESPIRALES: 1.- técnicas bioquímicas Y moleculares; el electroresis del gel (permite separar y analizar proteínas virales y ácidos nucleicos , recacion en cadena de la polimerasa (PCR), secuencia del ADN / ARN utilizadas para determinar la secuencia genética de los virus. 2.- técnicas de cultivos y aislamiento; centrifugado en gradiente de densidad (aísla partículas virales basándose en su densidad, permitiendo obtener muestras purificados para estudios más detallados.

• EXPLICA POR QUÉ ES IMPORTANTE EL CULTIVO Y ESTUDIO DE LOS VIRUS DAR EJEMPLOS: los virus son agentes casuales de muchas enfermedades humanas, animales Y vegetales el conocimiento Detallado de vacunas con ayuda de los virus las vacunas controlan de estos virus su estructura Y sus mecanismos de infección el cultivo de virus en el laboratorio es fundamental para probar las técnicas de medicamentos antivirales el estudio de los virus Que afectan a las plantas Y animales es importante para la agricultura Y ganadería.

• EXPLICA 2 MÉTODOS DE CULTIVOS DE VIRUS DE VEGETALES: 1. La inoculación de plantas hospedadoras se introduce el virus directamente en una planta susceptible esto se puede hacer mediante la inyección del virus en los tejidos vegetales la planta luego se observa para identificar signos de infección con manchas, Marcas O deformaciones permitiendo estudiar la interacción entre los virus en torno natural. 2. Cultivo de tejidos vegetales se cultivan células de plantas en un medio nutritivo controlado el virus se introduce en el cultivo de tejidos permitiendo la absorción de la infección a nivel celular.