Tema 3: Virus, Viroides y Priones - Biología 1º Bachillerato PDF

BLOQUE G – MICROORGANISMOS Y FORMAS ACELULARES Tema 3: VIRUS, VIROIDES Y PRIONES 1.- VIRUS 1.1.- ¿Qué es un virus?. 1.2.- Composición y estructura. 1.3.- Ciclos de infección de un virus: ciclos lisogénico y lítico 2.- PARTÍCULAS INFECTIVAS SUBVIRALES: VIROIDES...

BLOQUE G – MICROORGANISMOS Y FORMAS ACELULARES Tema 3: VIRUS, VIROIDES Y PRIONES 1.- VIRUS 1.1.- ¿Qué es un virus?. 1.2.- Composición y estructura. 1.3.- Ciclos de infección de un virus: ciclos lisogénico y lítico 2.- PARTÍCULAS INFECTIVAS SUBVIRALES: VIROIDES Y PRIONES.  Biología 1º bachillerato 1.- VIRUS 1.1.- ¿Qué es un virus?. Los virus son organismos acelulares que alcanzan el máximo grado de simplicidad estructural. Todos los virus causan enfermedades que reciben el nombre de VIROSIS. ¿Seres vivos o inertes? Los virus están en el umbral que separa lo vivo de lo no vivo. No pueden moverse ni nutrirse independientemente. Solo se reproducen dentro de una célula viva a la que parasitan. Fuera de la célula, un virus no puede autoreproducirse ni es capaz de realizar ningún tipo de síntesis. Si un virus penetra en una célula utiliza su maquinaria, es decir sus orgánulos y enzimas, para formar los componentes proteicos, su cápsida y su ácido nucleico. Por lo tanto, los virus carecen de función de nutrición, no requieren energía para desarrollar ninguna actividad, ni materia para crecer. Asimismo carece de funciones de relación, pues el contacto con la célula huésped es totalmente gratuito y fortuito. Sí realizan función de reproducción pero necesitan materia, energía y sistema multienzimático de otro ser vivo. Son por tanto parásitos obligados. Se han definido a los virus como agentes genéticos que contienen información en forma de ADN o ARN; el virus se puede encontrar en dos estados: extracelular (potencialmente infeccioso) e intracelular (el virus se manifiesta como un ser vivo, realizando las funciones vitales de duplicación de su material genético, síntesis de proteínas y reproducción) 1.2.- Composición y estructura. Bioquímicamente los virus son pequeñas moléculas de ácido nucleico protegidos dentro de cápsulas proteicas, que les capacitan para entrar en las células. El tamaño de los virus es inferior al de las bacterias. Su tamaño se aproxima al de las macromoléculas. Una partícula vírica morfológicamente completa se llama virión. La estructura de un virus o virión es: Un ácido nucleico, Se compone de una o varias moléculas de ADN o ARN, pero nunca las dos simultáneamente. Estas moléculas pueden ser mono o bicatenarias, lineales o circulares. Una cubierta proteica, que rodea al ácido nucleico y está formada por unidades que se repiten, los capsómeros, que encajan como las piezas de un rompecabezas, para formar la cápsida o cápside. Una envoltura externa, similar a la membrana plasmática de las células. Esta sólo se da en virus, como los parásitos del hombre (gripe, sida….). Es una envoltura lipoproteica erizada de espículas que no son más que proteínas transmembrana. El origen de ésta envoltura es la membrana de la célula huésped de la que se liberan por gemación. Si carecen de envoltura externa hablamos de virus desnudos. Morfología de los viriones según la forma de la cápsida: La cápsida está compuesta por múltiples copias de una proteína o varias (pero pocas), cada una de las cuales está codificada por un único gen vírico. 1 Microorganismos - 1-  Biología 1º bachillerato Virus de simetría helicoidal. Los capsómeros se disponen en hélice formando una estructura tubular y el ácido nucleico que aprisionado entre las espiras de la hélice. De éste tipo es el virus del mosaico del tabaco, gripe (con envoltura), la rabia Virus de simetría icosaédrica. La cápside tiene forma de un poliedro regular, con frecuencia un icosaedro (20 caras que son triángulos equiláteros). El ácido nucleico se encuentra apelotonado en el interior. Son de éste tipo el virus de la poliomelitis, o verrugas. Pueden tener envoltura como es el caso del virus del hérpes o el de la hepatitis. Virus bacteriófagos..Este tipo de cápsida la poseen algunos virus especializados en parasitar bacterias (bacteriofagos) , por ejemplo el fago T4, que parasita la bacteria del colon E. coli. Se distinguen tres partes. -Cabeza icosaédrica, que contiene el ácido nucleico. -Zona caudal. De simetría helicoidal y propiedades contráctiles que termina en la placa basal dotada de espinas y fibras de anclaje ( también llamadas fibras caudales y su extremo puntas caudales). La placa basal está adaptada para la inyección del ácido nucleico -Cuello. Entre la cabeza y la zona caudal se encuentra el cuello que es una especie de anillo. Virus envueltos. Presentan una envoltura que es un recubrimiento exterior a la cápsida.La envoltura siempre lleva algunas glicoproteínas codificadas por el virus que tienen como misión el reconocimiento y adherencia a la célula huésped. Ejemplo, coronavirus. 2 Microorganismos - 2-  Biología 1º bachillerato Los distintos virus están especializados en atacar un solo tipo de células. Los virus que parasitan bacterias no atacan a células animales y al contrario. 1.3.- Ciclos de infección de un virus: ciclos lisogénico y lítico El ciclo vírico es el ciclo vital o ciclo infeccioso de un virus, consta del conjunto de acontecimientos que tienen lugar desde que se incorpora el virus a una célula hasta la salida de la célula de los nuevos virus formados. Por tanto, su finalidad es la multiplicación del virus. Los virus necesitan encontrar una célula hospedadora y reproducirse en su interior. Para ello es necesario que inserten su ácido nucleico en la célula. Una vez dentro, el genoma vírico es capaz de inhibir la expresión génica de la célula y dirigir la maquinaria metabólica para la producción de copias de ácido nucleico viral (replicación) y de las proteínas de la cápsida y enzimas (transcripción y traducción), con el fin de poder salir de la célula e infectar otras. El ciclo de multiplicación vírico requiere una célula huésped de dónde obtener materia y energía para sintetizar nuevos ácidos nucleicos y capsómeros. El ciclo vital de un virus posee las siguientes fases: CICLO LÍTICO a) Fase de Fijación u adsorción. Los virus establecen contacto con la célula huésped de manera específica. En el caso de los bacteriofagos (bacteriófago T4) se fijan inicialmente a través de las puntas caudales de las fibras caudales mediante enlaces químicos y posteriormente clavan las espinas basales en la pared bacteriana. (NOta, los bacteriófagos infectan bacterias y las bacterias tienen pared bacteriana) En el caso del virus de la gripe se establecen enlaces químicos entre las proteínas de la membrana de la célula y la envoltura del virus. Una vez fijado el virus, éste induce una fagocitosis por parte de la célula que lo introduce en el interior en un fagosoma. b) Fase de penetración. El ácido nucleico pasa al citoplasma de la célula huésped. En el caso de los bacteriofagos, éste se fija con sus fibras sobre la pared bacteriana y anclan el extremo de la cola sobre la bacteria; en la pared se producen reacciones, probablemente de origen enzimático, provocando la apertura de un orificio. A la vez se abre un orificio en el extremo de la cola, por el que el ADN vírico penetra en la bacteria, quedando la cápsida fuera. En el virus de la gripe la envoltura proteica se rompe, dejando en libertad el ácido nucleico, que en éste caso es ARN. 3 Microorganismos - 3-  Biología 1º bachillerato c) Replicación del ácido nucleico y síntesis de capsómeros, es decir, síntesis del genoma y las proteínas víricas. El virus utiliza los mecanismos de la célula huésped para replicar, transcribir y traducir su información genética. La replicación genera miles de copias del ADN vírico y la transcripción y la traducción producen enzimas para la replicación, factores de inhibición para detener la actividad celular y proteínas para las cápsidas. La fase también se llama eclipse, porque los componentes del virus no se pueden detectar en la célula infectada. e) Fase de maduración y ensamblaje. Una vez sintetizados todos los componentes comienza la formación de nuevos viriones. Primero los capsómeros se reúnen formando la cápsida. Simultáneamente, o con posterioridad, el ácido nucleico se repliega y penetra en los capsómeros, formándose nuevas partículas virales. f) Fase de lisis o liberación. Los nuevos virus salen al exterior, ya sea mediante la destrucción de la célula huésped (lisis), es decir, matándola, como en el caso de los bacteriofagos; o mediante la formación de vesículas de exocitosis,(que en ocasiones quedan rodeadas por fragmentos de la membrana de la célula huésped). En este caso de formación de vesículas la célula sobrevive y va liberando paulatinamente partículas víricas. 4 Microorganismos - 4-  Biología 1º bachillerato CICLO LISOGÉNICO Los virus que son capaces de infectar son los llamados virulentos, ya que normalmente producen graves daños en la célula huésped. Sin embargo, muchos virus pueden tener efectos mitigados sobre el huésped y se denominan atenuados o lisogénicos. Las infecciones lisogénicas tienen un proceso distinto a las infecciones virulentas. El virus, al infectar a la bacteria no inicia su reproducción, sino que se incorpora dentro del cromosoma circular de la bacteria. Llamándose a éste ADN provirus viral o profago. El ADN bacteria-provirus funciona como un solo cromosoma; así el virus puede reproducirse en cada división bacteriana, pasando un provirus a cada bacteria hija. Esporádicamente el provirus puede separarse del cromosoma bacteriano e inducir una infección vírica lisando a la bacteria. Las bacterias lisogénicas son resistentes a las cepas de virus de las cuales llevan un provirus. Es pues evidente el beneficio que saca la bacteria de éste tipo de asociación. Por otra parte, el virus también se ve beneficiado, ya que consigue reproducirse, aunque más lentamente, cada vez que se reproduce la bacteria y a cambio no mata a su huésped, lo cual a la larga redunda en su beneficio. 2-PARTÍCULAS INFECTIVAS SUBVIRALES: VIROIDES Y PRIONES. Existen dos tipos de agentes infecciosos patógenos, identificados inicialmente como virus, pero que difieren en mayor o menor medida de éstos: son los viroides y los priones. Viroides Son los agentes patógenos más pequeños. Infectan plantas, a las que causan enfermedades importantes, como la exocortis de los cítricos (aparición de escamas y grietas en la corteza y manchas amarillas en brotes tiernos). Están formados por pequeñas moléculas circulares de ARN monocatenario (menos de 400 nucleótidos). No disponen de ningún recubrimiento proteico, por lo que la forma extracelular del viroide consiste en este ARN desnudo, exclusivamente.. Este ARN no contiene genes, es decir, sus secuencias de nucleótidos no codifican ningún polipéptido, lo que hace que el viroide sea totalmente dependiente del 5 Microorganismos - 5-  Biología 1º bachillerato metabolismo del huésped para su replicación. Por tanto, al igual que los virus tienen una fase extracelular sin actividad metabólica y otra fase intracelular en la que causan infección al huésped. Los vehículos de transmisión son los insectos o el material agrícola infectado. Priones Los priones son moléculas infecciosas de proteínas que se localizan en la membrana de las neuronas. Formadas exclusivamente por una forma modificada de una proteína de mamíferos. Las enfermedades producidas por priones suelen ser mortales, y comúnmente reciben el nombre de encefalopatías subagudas espongiformes transmisibles (TSEs), por el aspecto esponjoso que presenta el cerebro de los individuos afectados. Entre las TSEs mejor descritas en animales se encuentra la encefalopatía espongiforme bovina (BSE) o “enfermedad de las vacas locas”, y en humanos la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJD). Se desconoce el mecanismo del cambio en la proteína, la posible mutación del gen que la codifica y las vías de contagio entre individuos y especies. 6 Microorganismos - 6-