GENETICA Y REPLICACION VIRAL.INTRODUCCION En la tarea de reproducirse, los virus se encuentran en una gran desventaja comparada con formas superiores de vida. Este último se multiplica por alguna forma de fisión, de modo que las células hijas comienzan su existencia con una dotación completa de información genética y con las enzimas necesarias para replicarse y catalizar la síntesis de nuevas proteínas. Un virus, por otro lado, entra en la célula con nada más que su propia molécula insignificante de ácido nucleíco, que puede tener solo 20 genes más o menos comparados con 100.000 genes para una célula de mamífero, y a veces sin ni siquiera una sola enzima para iniciar el proceso de replicación. Es por esto que debe depender de tanto de la célula huésped para los materiales que necesita para la reproducción y porque la replicación de los virus es más complicada en algunos aspectos que el de otros microorganismos. Aunque ahora nosotros tenemos un panorama bastante detallado de los pasos principales, todavía no lo sabemos todo sobre las estrategias que los virus han desarrollado a lo largo de los milenios parta continuar su existencia. De hecho, investigaciones detalladas de la replicación viral continúan descubriendo hechos importantes sobre los mecanismos de control y estrategias genéticas en nuestras propias células. A medida que la replicación de virus está íntimamente relacionada con actividades celulares, puede ser útil para proporcionar un esquema de la biología molecular de la célula huésped, con el que probablemente ya estén familiarizados, y serviría como una base de comparación entre estas muy diferentes formas de vida. 2. LA BIOLOGIA MOLECULAR DE LAS CELULAS DE MAMIFEROS. Hay más de 100 tipos de células en el cuerpo humano y estas están en su mayoría ensambladas en los tejidos. Una típica célula animal tiene 20 µl de diámetro. El orgánulo más prominente es el núcleo, que está encerrado por dos membranas concéntricas que forman la envoltura nuclear. El núcleo contiene dsDNA, que codifica la especificación genética de la célula. Los poros nucleares permiten que ciertas moléculas puedan entrar y salir del núcleo, pero este procedimiento es estrictamente controlado. El interior de la célula está compuesto de citoplasma trasparente que tiene todos los orgánulo y en el que el extenso tráfico se lleva a cabo, involucrando varias proteínas y mensajes químicos, y todo lo que puede ser importante durante la replicación viral. Todos los orgánulos celulares están encerrados por membranas, permitiendo así que la célula pueda llevar a cabo muchos procesos diferentes al mismo tiempo. Un orgánulo importante es el retículo endoplasmatico, una estructura irregular encerrada por una membrana lipidica. También está presente el aparato de Golgi, que tiene la apariencia de una pila de sacos vacíos. Los lisosomas son estructuras en forma de globo en las que se produce la digestión intracelular. Muchos virus desnudos inician la infección en este orgánulo. Los ribosomas son la estructura en la que se hacen nuevas proteínas, bajo la dirección de RNAm. El continuo intercambio de material se lleva a cabo entre estos orgánulos y el exterior de la célula, rodeada por una bicapa lipidica, membrana plasmática. Subyacente esta el citoesqueleto de filamentos, tales como actina, que fortalecen la célula y le dan una estructura particular. La membrana plasmática está llena con receptores para diferentes moléculas, muchas son esenciales para el funcionamiento de la célula. Los virus pueden usar algunos de estos receptores para entrar e infectar a la célula. 2.1 DNA COMO EL TRASPORTADOR DEL MATERIAL GENETICO. La vida de las células depende de su capacidad para almacenar, recuperar u traducir las instrucciones genéticas, que son almacenadas en los genes. En 1940, El DNA fue identificado como el trasportador de la información genética. Una TRADUCCION DE mRNA EN PROTEINAS. 2.grupo fosfato del nucleótido entrante. que una secuencia de ARN se puede traducir en tres diferentes marcos de lectura (Fig 3. Los virus pueden utilizar este sistema con mucha eficiencia.3 TRASCRIPCION DE DNA A LA FORMA Mrna. 2. El DNA es un ejemplo de mensaje lineal. . Las dos cadenas de cada hélice tienen una secuencia de nucleótidos que es complementaria a la de la hebra pareja. la DNA polimerasa. es decir AUG.9). UAG o UGA. Entonces una cola de poli A es agregada al extremo 3´. Cada grupo de tres nucleótidos consecutivos de RNAm se llama codón y cada uno especifica un aminoácido. Se cataliza la adición de nucleótidos del extremo 3´ a una creciente cadena de DNA para la formación de un enlace fosfodiester entre este y el extremo de 5´. estas copias de RNA (mRNAs) son usadas como moldes para orientar la síntesis de la proteína.5.molécula de DNA consiste en dos cadenas de nucleótidos que se mantiene unidas por enlaces de hidrogeno -. Después de migrar desde el núcleo hasta el citoplasma.000 nucleotidos.un DNA de doble hélice. El ADN o ARNs del virus se replica de una manera similar. 2. Cuando una proteína en particular es requerida por la célula. Estos intrones son removidos por RNA empalme (splicing).3´) a lo largo del RNAm. esta unión se descubrió por primera vez en las células infectadas con virus. un proceso llamado traducción.4 PROCESAMIENTO PRIMARIO DE LA TRASNCRIPCION DE RNA. Primero. el mRNA se traduce en proteínas. el RNA es copiado al extremo 5´por adición de un nucleótido de guanina unido a un grupo metil. buscando primer codón de inicio. Los virus pueden alterar el sistema o bloquear completamente la traslación de proteínas de la célula huésped. T y G). El mRNA producido debe ser procesado en el núcleo de un transcrito primario al mRNA final. 2. es fundamental para este proceso. El final del mensaje que codifica la proteína es señalado por UAA. para la síntesis de una nueva cadena complementaria. Codones particulares en el RNAm señalan los sitios donde la síntesis de proteínas comienza y termina.2 REPLICACION DE LA CELULA DE dsDNA En la replicación. Factores de iniciación de RNAm y la interacción con la subunidad pequeña del ribosoma que se mueve hacia adelante (5´. De hecho. cada hebra de DNA actúa como una plantilla. El DNA de una célula humana esta compuesto de 3X109 nucleotidos y tiene cuatro letras de nucleótidos del “alfabeto” (A. Durante la replicación esta información se debe copiar fielmente. C. Los genes de las células de los mamíferos (y muchos genes virales) tienen sus secuencias codificantes interrumpidas por secuencias no codificantes (intrones) tal vez tan largas como 10. En cada intron un grupo de pequeñas partículas nucleares de ribonucleoproteína (snRNPs) se reúne en el núcleo. la pequeña porción correcta de esta inmensa molécula de DNA es copiada en RNA. o molde. codificado en la secuencia de nucleótidos a lo largo de cada hebra. Una enzima. De ello se deduce por tanto. La mayoría de estos miles de eventos se producen cada minuto en las células de los mamíferos. La información en el mRNA es usada para hacer una proteína. A su vez. La replicación de DNA produce dos dobles hélices complementarias de la molecula original de DNA. se corta el intrón y se une con la cadena de ARN. El proceso también requiere la cooperación de un gran conjunto de proteínas llamadas factores de generales de transcripción. La mayoría de los genes también tienen secuencias reguladoras de ADN que son necesarios para cambiar los genes. 3. es aún más llena de acción como nuevas partículas de virus que se producen y se liberan de la célula. dependiendo del contacto casual. el “silenciamiento” de la expresión genética de las moléculas de ARN de doble cadena. A menudo. mientras que los virus pierden su identidad física y la mayoría o la totalidad de su infectividad durante la etapa inicial de la replicación. La siguiente etapa. sin embargo. VIRUS.1 ilustra una diferencia fundamental entre la replicación de virus y bacterias. CONTROL DE LA EXPRESION GENETICA. Fig. aunque no hay signos visibles de la célula. la etapa productiva. INFECCION Y REPLICACION EN UNA CELULA HUESPED. pero es de gran ayuda si el virus entra en el cuerpo en un sitio adecuado y en grandes cantidades. así como su traducción a producir proteínas virales tempranas. La figura 3. El resto son destruidos por las defensas generales antes de que tengan oportunidad de infectar.6. miles de virus pueden entrar al cuerpo y sin embargo. El descubrimiento más reciente es la interferencia de ARN.1 Curva de crecimiento típica de un virus en comparación con la de una bacteria. engañoso. Este aspecto es. estos son reconocidos por proteínas reguladoras que se unen al ADN y actúan como activadores o represores. La interferencia de ARN se ha desarrollado para silenciar a los virus y elementos genéticos dañinos que hacen que los intermediarios dsDNA. este último conserva su estructura y la infectividad en todo el ciclo de crecimiento. incluyendo las enzimas necesarias para replicar ADN viral o ARN viral. que por esta razón se ha denominado la fase de eclipse. Los RNAm virales son traducidos de una manera similar pero muchos tienen que competir con las célular RNAm. porque está pasando demasiado dentro de la célula a nivel molecular. La expresión genética debe ser controlada y una fase de especial importancia es en la iniciación de la transcripción.denominados codones de parada. como la transcripción de los “nuevos” genes virales para formar ARNm viral. que con ello interrumpen la expresión normal del gen en las células. 3. solo dos o tres en realidad establecen una infección. Algunos códigos de los virus codifican para sus propios factores de trascripción. La infección inicial de una célula es un acierto o desacierto. Así. . A continuación se presenta un período de pocas horas durante el cual nada parece estar sucediendo. los tipos de RNA no suelen ser producidos por las células. La región promotora de un gen atrae la ARN polimerasa: tiene un sitio de iniciación y arriba una región asociada. Tenga en cuenta que los genes se indican con letra cursiva (ej tax) y sus productos por el alfabeto romano (ej tax). 2. a nivel molecular las sondas sensibles para los genes virales indican cambios sutiles pero definitivos. ARNm tardío que codifica para las proteínas estructurales víricas se trascribe a partir de ADN recién sintetizado. por ejemplo. Las proteínas virales tempranas pueden tener diversas funciones. como la replicación del DNA de entrada. Los nuevos viriones son entonces liberados de la célula (10) por una mezcla de ciernes y de lisis celular. Ver texto para más detalles.Fig. La adsorción y la penetración ocurren rápidamente. En otros virus el desnudamiento es más completo y el ácido nucleico viral se libera por completo. Hemos optado por un ADN de poxvirus. los RNAm virales finales son trascribidos solamente a partir de ADN viral recién sintetizado. En contraste.2). En el caso de los poxvirus este desnudamiento es únicamente parcial. 3. Usted podrá apreciar que el virus no es típico de todos ellos. (2) Pocos minutos después de su entrada en el citoplasma de la célula. (4) El ADN de entrada del virus poxvirus se trascriben para producir distintos RNAm virales. en este ejemplo. algunos son ADN dependientes y ADN polimerasas que catalizan dirigen la síntesis de de nuevas moléculas de ADN viral (7) y otros son activadores trascripcionales que aceleran el proceso de de la trascripción viral. Las proteínas “finales” traducidas a partir de estos mensajes virales finales son en su mayoría estructuras polipéptidas virales (8) que son (9) ensamblados con el nuevo ADN para formar una progenie de viriones.2 Ciclo de vida de la vaccinia. el proceso tarda mínimo de 6 – 8 horas. Como mucho 10. la vaccinia se replica exclusivamente en el citoplasma. un virus de ADN. se despoja de su envoltura proteica de protección). se trascribe a partir de ADN de entrada.000 viriones pueden ser . (1) La perforación de moco o cualquier otra barrera física.1 PLANO GENERAL DE LA REPLICACION VIRAL Veremos por primera vez los principales pasos en la replicación de un virus de DNA (pasos contados como en la figura 3. mencionar que este ejemplo no es típico de los virus de ADN que se replican en su totalidad en el citoplasma. porque los pasos secuenciales en su replicación son relativamente fáciles de seguir. que codifican para (5) “temprana” proteínas virales. Otros virus se ensamblan a sí mismos en la membrana plasmática o en el núcleo. El prematuro mRNAs que codifica para enzimas que tienen una función temprana. Los nuevos viriones infecciosos son libres para infectar a las células vecinas y comenzar el proceso otra vez. el virus se adsorbe a una célula huésped mediante un receptor específico en la membrana celular. A diferencia de otros virus de ADN. Se debe. Otros virus tienen solamente un puñado de genes. Hay como hasta 100 genes temprano distribuidos a lo largo del genoma del poxvirus. sin embargo. La trascripción original tiene lugar en el núcleo del virión. El ensamblado se produce en las zonas delimitadasdel citoplasma en el caso de los poxivirus y los viriones inmaduros se pueden ver fácilmente por ME. Las hebras de ADN genómico se unen covalentemente en sus extremos. Las proteínas virales son producidas por el ribosoma de la célula huésped. después de lo cual (3) “uncoats” (es decir. Existe una indicación aproximada de la escala de tiempo. lleva muchas de las enzimas necesarias para la trascripción y replicación viral y establece “fábricas de virus pequeños”. 3. resulta en la liberación de ácido nucleico en el citoplasma. (a) Fusión desde afuera.3 Modos de entrada de los virus a las células. Esto precisa de la interacción clave y bloque la cual explica porque muchos virus se limitan a un huésped determinado y. el virus del SIDA. A pH bajo. y explorar las variaciones importantes adoptadas tanto por ARN y ADN viral. mientras que la célula mantiene su estructura normal y produce una ola tras otra de nuevos viriones. 3. Fig.2 EL RECONICIMIENTO DE UN “BLANCO” DE LA CELULA HUESPED. la proteína de fusión viral mediada por la fusión. Por ejemplo. Esta puede ser la vía de entrada principal en células dendríticas presentadoras de antígenos. CCR – 5. Vamos a describir los pasos en la replicación viral en más detalle. a las células y tejidos particulares. y por lo tanto se puede unir e infectar solo a esas células. . Los muelles de virus y una proteína de de fusión viral cataliza la fusión de su lípido con la de la membrana plasmática de la célula. (CD = “cúmulo de diferenciación”). El virus vaccinia puede matar la célula en la que se replica. 3. Una vez unido. los virus son casi imposibles de desalojar. lo cual es bastante similar a la fagocitosis e implica actina. Los receptores de virus en las células son a menudo glicoproteínas o glicolípidos. pero muchos otros virus. El ácido nucleico viral entra en la célula directamente. los virus con envoltura sobre todo. puede ser un proceso más o menos instantáneo.liberados a partir de una célula infectada. Posteriormente los macropinosomas internalizados pueden ser acidificados de la misma forma como los endosomas. brotan de la superficie de la célula. (b) Endocitosis mediada por receptor (viropoexis) Los muelles de un virus para un receptor y se internaliza en una vacuola intracelular. El receptor principal es la molécula CD4 presente en las células T y un receptor secundario es un receptor de moléculas de quimioquinas CXCR – 4. Todos los virus tienen en su exterior una proteína de unión al receptor. dentro de ese huésped. reconoce y reacciona específicamente con dos receptores en ciertos linfocitos T y otras células. que a menudo tiene un hueco en forma de platillo que reacciona específicamente con un receptor correspondiente en la superficie de la célula. VIH – 1. Estos receptores suelen tener otras funciones y los virus simplemente los utilizan para la fijación. Algunos virus usan pozos o macropinocitosis sin recubrimiento. o un receptor molecular de β – quimioquina. Un requisito adicional de la fusión interna de la gripe es un pH bajo en la vacuola citoplásmatica.clathrin) Algunos virus pueden entrar por una tercera técnica conocida como endocitosis mediada por no – clatrina o una vía de entrada de caveolas asistida.3 INTERNALIZACION DEL VIRUS Habiéndose unido el virus a la célula huésped. 3. Endocitosis mediada por un receptor (virpexis). con las membrana lipidicas. es decir. sobre todo el RNAss. Esta internalización se lleva a cabo en una de tres formas. Endocitosis mediana por no – clatrina (non .3. Es un misterio cómo el ácido nucleico del virus. consiguen la liberación de la vacuola endosomal interna por la fusión interna (“fusión desde adentro”) mediada por la proteína HA viral. como la gripe. normalmente. dos eventos importantes y por separado deben ser organizados. a menudo al núcleo de la célula.3 (a)). Estos virus tienen una “proteína de fusión”. Las células de los mamíferos han tenido que desarrollar métodos de fijación y la entrada de una serie de moléculas esenciales. es decir “la fusión desde el exterior”. y la replicación del genoma viral. clatrina. tanto virales como celulares. Los virus están conectados a las áreas especiales de los receptores del virus en la membrana celular. Los virus pueden explotar las vías de entrada existentes. Viropexis es la técnica de ingreso más común para los virus (Fig.4 FORMACION DE LOS ARNm VIRALES: UN PASO VITAL EN LA REPLICACION. con un corto tramo de aminoácidos hidrófobos catalíticos. que subyace a la membrana. pero todavía está limitado por la membrana celular. tales como nutrientes y hormonas. a menudo con preferencia a normales células RNAm. 3. forma un llamado hoyo revestido y.3 (b)). La fusión en la membrana plasmática celular externa. a través del cual se tiene que negociar una ruta hacia el entorno interno real y. Los virus tienen diversos métodos de asegurar que sus ARNm se producen y luego se traducen en proteínas virales. es la estrategia de entrada de los paramixoviros como el sarampión y las paperas. La proteína celular. se produce la inversión de la membrana celular y se produce el virus asociado. esto provoca un movimiento de la estructura tridimensional de la proteína HA. Cuando los virus infectan las células. El virus se encuentra ahora en el citoplasma. Fusión desde el exterior. una vez que el virus se ha unido. que median la fusión entre los l ípidos del virus y los lípidos de la membrana celular. En este contexto. el tráfico interno es bastante extenso y se produce antes de que el ARN del virus se libere a partir del virus internalizado y entra en el núcleo a través del poro nuclear. pero se supone que las nucleoproteínas virales estrechamente ligadas proporcionan protección. se protege de la destrucción por muchas nucleasas presentes en la vacuola citoplasmática. En el esquema de clasificación de Baltimore los virus de ARN se clasifican por sus tres estrategias para la formación de ARN viral. 3. la cual dependerá del sentido de su genoma de ARN. y también el VIH (Fig. el “sentido” se refiere a si el genoma . permitiendo así la yuxtaposición de la secuencia de fusión HA. En todos los casos. Estos endosomas ofrecen un sistema de trasporte conveniente y rápido a través de la membrana plasmática y también a través del citoplasma al poro nuclear. el virus debe penetrar en la membrana plasmática externa de la célula rápidamente y liberar su genoma en el medio celular para su posterior replicación. enterrado profundamente en la punta de la proteína HA. Algunos virus. la producción de proteínas y enzimas estructurales del virus. con la adición de una poli (A) (AAA) en un tramo del extremo 3´de la molécula y un capuchón en el extremo 5´. 3. poliadenilado en el extremo 3´.es homologo con el ARNm viral (“sentido positivo” o “cadena positiva”) o complementarios a la misma (“sentido negativo” o “cadena negativa”). a su vez.7). 3. ahora cadenas positivas y denominadas anti genoma. Cadena positiva del virus de ARN La cadena positiva del virus de RNA parental (Figs 3. 3. y luego funcionan como ARNm virales. Fig. codificadas por proteasas en 12 o más proteínas más pequeñas (no todas ilustradas). 3.6) o la Rabia (Fig. primero debe hacer copias de imagen – espejo de los segmentos virales de ARN de la cadena original negativa. Estas copias. Cola de poli (A).5). que se escinde rápidamente por el virus. una polimerasa asociada con el virus de ARN (transcriptasa). tienen una capca en el extremo 5´. que es llevado a la célula por el virus. se complementan exactamente con la del genoma. por ejemplo la influenza (Fig.4 Ciclo de vida y replicación de un virus de ARN de cadena positiva. En una etapa posterior durante la replicación del número de cadenas positivas de ARN estas se utilizan ya sea como ARNm o se empaquetan en viriones. El Polio y el Flavivirus son buenos ejemplos de cadena positiva de ARN viral. pero mucho menos que el virus completo.5 Estrategia de replicación de la Polio. se traducen para dar proteínas virales. que. Otra característica de estos virus es que le genoma viral en sí es infeccioso para las células.1) se traducen directamente. capa o capucha 5´ . un virus de ARN de cadena positiva. El ARN genómico actúa directamente como ARNm y se traduce para dar una poliproteína.4 y 3. de la cual las proteínas virales “tempranas” y “tardías” (ver sección 3. Fig. se utiliza directamente como ARNm viral. Cadena negativa del virus de ARN En el caso de los virus de ARN de cadena negativa. . Esto se consigue normalmente por una enzima de la célula huésped. 3. Los cinco genes están posicionados de una manera lineal. El genoma viral es en forma de ocho. a pesar d que hemos visto con el poxvirus que. los retrovirus. RNA dependiente de RNA polimerasa. Los ARNm tempranos se transcriben a partir de DNA del virus parental de entrada. El modo de trascripción y replicación del virus de la influenza es único.7 Estrategia de replicación del virus de la rabia. Cola de poli (A). y que ahora se denomina ADN proviral. el código para una sola proteína. que convierte el genoma del ARN viral a un hibrido ARN – ADN. respectivamente. Los elementos esenciales de la replicación y la integración son ilustrados en el capítulo 25. El ARNm viral se trascribe a partir del ADN proviral en gran parte de la misma manera como el célula huésped de ARNm son transcritos a partir de ADN cromosómico de la célula huésped. los virus de ADN también se deben producir transcritos de ARNm viral poco después de la infección de una célula (Fig. Virus de DNA Obviamente. Los mensajes virales se traducen y se sintetizan las proteínas virales.6 Estrategia de replicación de la influenza. ya que requiere la cooperación celular con la ARN polimerasa II (“tapa de robo” (cap snatching)).Fig.2). vagamente relacionado a los segmentos de la cadena sencilla de ARN. mientras que los ARNm finales se transcriben a partir de ADN viral recién replicado (Ver Fig. La mayoría de los ARNm transcritos son monocistrónicos. tienen una estrategia más compleja en la producción de ARNm viral. excepcionalmente.4). Tan pronto como el virus infecta una célula el ARN viral parental es transcrito por por un virus asociados a un RT (ADN polimerasa ARN dependiente). y se traducen a proteínas virales “temprana” y “tardía”. 3. Hay una secuencia intergénica. un virus de ADN puede llevar la enzima apropiada en la célula. Fig. un ARN viral de cadena negativa. (Fig. 3. una señal de inicio de la traducción y una poli (A) que señala el final de cada gen. un virus de cadena negativa. el RNAm de los genes 7 y 8 ha sido sometido a un corte y empalme y ahora cada uno de los códigos son para dos proteínas virales. Los ARNm virales tempranos y tardíos se transcriben a partir de cualquier cadena de ADN en el caso de los virus de DNA de cadena doble. Los retrovirus El tercer grupo de virus de ARN.8). La cadena de ADN se digiere lejos del híbrido y se sustituye por una copia de ADN para obtener una molécula de ADN de doble cadena. el ADN dependiente de ARN polimerasa II. RNA dependiente de RNA polimerasa. Cola de poli (A). Sin embargo. . es decir. El genoma viral es en forma de una sola cadena de ARN completa. 25. Cinco RNAm son transcritos por un mecanismo de arranque y parada y cada uno se traduce en una proteína viral. Esta se integra en el ADN cromosómico de la célula huésped por una integrasa codificada viralmente. 3. En estas horquillas la DNA polimerasa se mueve a lo largo del ADN. 3. En general.5 REPLICACIÓN DEL GENOMA VIRAL Virus RNA En contraste con la información genética del anfitrión. Se utilizan varios métodos. que sirve como una plantilla para la síntesis de una sola cadena progenie del ADN. muchos virus tienen un genoma de ARN. .a veces. la apertura hasta las dos hebras de la doble hélice y el uso de cada hebra como una plantilla para hacer una nueva hebra hija. . La replicación de moléculas dsDNA utiliza una horquilla de replicación.copia su propio genoma en los genomas de los descendientes. cuyo genoma puede actuar como el ARNm. En los virus de ARN de cadena positiva. circular (el virus del papiloma) o lineal y de doble cadena (poxvirus). los genes del RNA viral se transcriben desde el extremo 3´. El proceso es rápido. no es necesario que entre en el núcleo de la célula. con producción de decenas de miles de nuevos genomas virales en un asunto de unas pocas horas después de que la célula ha sido infectada. Esto también es característico de los poxvirus de ADN. una polimerasa codificada por el virus ARN ("replicasa") se traduce directamente en el genoma viral. aunque no necesariamente por los mismos mecanismos. La replicación es mediada por una proteína (P) en el extremo 5´de cada cadena de ADN.6 LA LOCALIZACIÓN INTRACELULAR DE LA REPLICACIÓN DEL GENOMA VIRAL Un virus ARN de cadena positiva. La replicación de ADN de cadena simple implica la formación de un intermedio de doble cadena. la RNA replicasa sintetiza una cadena de ARN complementaria que sirve como una plantilla de nuevas rondas de síntesis de RNA viral. codificada en el ADN de doble cadena. Múltiples ARNm (no todos se muestran) se transcriben a partir de ambas hebras de ADN. Otros virus de ADN se replican en el núcleo junto con el ADN de la célula huésped. El ARNm temprano es codificado por el ADN parental. De cualquier manera. un virus de ADN. Cola de poli (A). El genoma del adenovirus se transcribe y se replica en el núcleo celular. Estos ARN dúplex son inestables y se producen sólo como transitorios " intermediarios replicativos”. así como un medio para cambiar el marco de lectura. el proceso de transcripción es propenso a errores.8 Estrategia de replicación del adenovirus. El empalme es ampliamente utilizado y puede proporcionar un control de las diferentes regiones del genoma. 3. Más tarde se codifican los ARNm de ambas hebras de ADN. 3. excepto los poxvirus replican su genoma en el del núcleo celular.Fig. De esta manera fielmente el virus ARN. Las horquillas se mueven rápidamente a 100 pares de nucleótidos por segundo. Virus DNA Todos los virus de ADN. mientras que la replicasa de la cadena negativa del virus de ARN es llevada por el propio virus. además de llevar el ADN también llevan las polimerasas con ellos. que puede ser lineal y de cadena sencilla (parvovirus). dependiendo de la configuración del ADN. pero no están incorporadas en el virus. Los mensajes virales se traducen a las proteínas estructurales que constituyen la partícula del virus en sí. Quizás el mecanismo más importante para lograr este control es un código viral con señales positivas fuertes para promover la expresión de genes virales y otras señales para reprimir la expresión de genes celulares. u otros métodos de codificación de las proteínas múltiples en un solo ARNm. El control de la replicación del gen viral puede por lo tanto ser ejercida en los niveles de transcripción. el número de proteínas que pueden ser generados a partir de un genoma viral pequeño se incrementa. Algunos virus participan en la iniciación de la traducción a través de la unión interna de los ribosomas del ARNm a un sitio interno de entrada al ribosoma (IRES). es esencial que el genoma viral lleve el control de estos procesos y por lo tanto debe utilizar su información genética al máximo. La mayoría de los ARNm eucariotas dependen para la iniciación de la traducción en un 5´ terminal de la estructura de la capa.7 CONTROL OF VIRAL REPLICATION Como los virus dependen totalmente de los aparatos y mecanismos de la célula para la replicación. Incluso puede ser una proteína acortada si el cambio de marco produce un codón de parada.9). Varios virus utiliza esta estrategia. Los Virus de la transcripción pueden ser bloqueados y algunos virus utilizan para llevarlo a cabo su proteína M. que son enzimas o factores de transcripción para la replicación del virus. La síntesis de la proteína viral es completamente dependiente de los mecanismos de traducción en la célula y por lo tanto han desarrollado reducir su dependencia en esta etapa crítica. la poliomielitis y la hepatitis A. El mensaje se lee continuamente desde el codón de inicio AUG (Fig. un método utilizado por la hepatitis C. superposición de los marcos de lectura. Así tempranos genes virales inmediatos de un virus como el herpes o adenovirus pueden codificar por activación de proteínas y genes virales tempranos para proteínas reguladoras.3. 3. 3. después de la transcripción. Además el control se ejerce por las diversas propiedades del ARNm viral. En esta manera. . o de la traducción. incluyendo el VIH y el paramixovirus. Por ejemplo dos proteínas de NS de la hepatitis C mejoran la traducción IRES diigida. o proteínas de NS. mientras que los genes virales terminales codifican para las proteínas estructurales. Otras estrategias para mejorar el acceso a esta información por parte de los pequeños genomas virales son transcripción y empalme del RNA primario. incluyendo su vida media y el flujo real de ARN a partir del núcleo al citoplasma. desde el punto de dicha mutación el mensaje se lee como un conjunto diferente de tripletes y por lo tanto la proteína viral tiene una secuencia de aminoácidos completamente diferente del que se especifica en el mensaje original. pero esta continuidad puede ser interrumpida por la inserción o deleción de una base que causa un cambio de marco. Los retrovirus tienen una señal especial en el ARNm que provoca que el ribosoma 'salte' y comience a leer el código de tripletes en un marco diferente. En otras palabras.8 SÍNTESIS DE PROTEÍNAS VIRALES Todos los virus utilizan los ribosomas celulares para traducir los ARNm virales. Esto elimina la competencia de la célula huésped dando ventaja para el virus. La expresión de grupos de genes de virus a menudo se lleva a cabo oportunamente en las fases críticas. tienen una estrategia mediante la cual una poliproteína viral muy grande se traduce inicialmente a partir de un solo ARNm mensajero viral. L. V. 3. etc Un codón de alternativo de inicio situado más abajo en la molécula de ácido nucleico permite una proteína diferente. Poli (A) de cola. Las proteínas virales son transportadas por la maquinaria celular existente y son. ya que la proteína viral debe doblarse correctamente en una precisa estructura tridimensional. como los tripletes de nucleótidos se leen en una secuencia diferente. para ser traducido a partir del mismo gen. 3. o retención. y grupos acilo. Otros acontecimientos importantes que puedan ser la glicosilación (unión de los hidratos de carbono).. Esta poliproteína es entonces escindida en sitios específicos de enzimas proteolíticas virales o celulares para dar una serie de pequeñas proteínas virales. otras proteínas estructurales del virus migran al interior de la membrana plasmática. Sus proteínas estructurales se han sintetizado por una célula huésped que parece relativamente normal. adenovirus) son en su mayoría nucleares. EL ENSAMBLAJE DEL VIRUS. los tripletes de bases se representan alternativamente como barras abiertas y sólidos: el sombreado no tiene otro significado. como el VIH y el herpes.. . mientras que otros (por ejemplo. la secuencia de nucleótidos se lee para dar una proteína MLRFMG . Algunos virus (por ejemplo. Las proteínas y ácidos nucleicos se auto ensamblan.9 La superposición de los marcos de lectura.. etc. algunas de las cuales se incorporan en el virus. El aminoácido iniciador se retira mientras que el polipéptido está todavía unido al ribosoma. y el ARN o ADN viral se empaqueta como el completo brote de virión por protrusión a través de la membrana plasmática celular. Y LA MADURACIÓN 4. Otros (por ejemplo. pero puede propagarse a través de los poros de las células contiguas de conexión o induciendo la fusión de sus membranas. sulfato. El brote es aplastado y un virus nuevo nace. valina. 4.9 Post-Traducción Modificación De Las Proteínas Virales Incluso después de la síntesis de proteínas virales nuestra historia bioquímica está lejos de ser completa. Para mayor claridad. etc. La proteína M viral actúa como un bloqueador. se libera en la lisis y muerte de la célula. y la adición de fosfato. Virus líticos. la gripe. El diagrama muestra cómo dos o más polipéptidos pueden ser codificadosl en una sola longitud de ácido nucleico..Fig. el VIH y el sarampión) escapan por gemación de la superficie celular.. Algunos virus tienen señales en sus picos de la glicoproteína de orientación específica. leucina. la polio por ejemplo. insertadas en la membrana plasmática externa de la célula. no surgen de la célula.. la unión covalente de ácido lipoico. Algunos virus. particularmente los virus ARN de cadena positiva tales como la poliomielitis. virus de la polio) se ensambla completamente en el citoplasma. metionina.1 VIRUS DE ENSAMBLAJE Y LIBERACIÓN El virus se está acercando al momento de la liberación y maduración. los rinovirus y los flavivirus. A partir de un codón AUG de iniciación. Las letras en caja son los códigos convencionales para los aminoácidos diferentes: M. .. en el caso de los ciernes de virus. LA LIBERACIÓN DE LA CÉLULA HUÉSPED.. Algunos virus. MVTAYS . Por la nucleocápside de ARN viral de cadena negativa se tiene que inactivar antes de su envasado. Tales virus progenie tienen características que difieren de las de los virus parentales. pero puede tener lugar en o después de la brotación. Las mutaciones tales como la eliminación o inserción de un nucleótido o un grupo de nucleótidos (mutantes de deleción o inserción) no son raras durante la replicación viral. 5. y la ausencia de corrección de pruebas y la capacidad de corrección. debido a la baja fidelidad de la transcripción de RT y la ARN transcriptasa. ya sea de un solo gen o de infectar a dos virus de la misma clase. en el que el genoma existe como fragmentos separados. en particular si una proteasa es suministrada exógenamente. en comparación con la ADN polimerasa. De hecho.4. el virus recombinante nuevo tiene propiedades incompatibles con la supervivencia. este tipo de interacciones genéticas no se producen entre los virus no relacionados (por ejemplo.1 MADURACIÓN VIRAL Para algunos virus. REDISTRIBUCIÓN DE GENES Con ciertos virus de ARN. Un ejemplo es la aparición frecuente .1. Se cree que ocurre en los virus de ARN cuando la polimerasa del virus cambia hebras de plantilla durante la síntesis del genoma. 5. denominado posterior a la liberación de maduración. Ciertas proteínas de la cápside del VIH tienen que ser escindidas por una proteasa viral. que la de recombinación verdadero. Tal redistribución genética puede ampliar el acervo genético del virus y propiciar la aparición de nuevas y exitosas variantes. sin embargo. un proceso conocido como recombinación de genes. las proteasas celulares son necesarias para separar el virus HA de la proteína de anclaje. la poliomielitis y la gripe). BAJO LA FIDELIDAD DE LA TRANSCRIPTASA INVERSA Y LA ARN REPLICASA. Resultando la neumonía que puede ser catastrófico. El desarrollo de la inmunidad específica para una variante particular o el uso de un fármaco antiviral proporcionan la presión para forzar la evolución viral. Tales mutaciones son más frecuentes en el ARN que en el de ADN de los virus. Algunas células no tienen la proteasa correcta y así el virus no suele iniciar un exitoso ciclo en ese órgano: la replicación del virus está restringido. Más a menudo. que constituyen la proteasa y por lo tanto aumenta la infectividad del virus mismo. de lo contrario los problemas se acrecentarían enormemente. La escisión a menudo se produce antes de la HA alcance la membrana plasmática y antes en ciernes. 5 LA VARIACIÓN GENÉTICA DE LOS VIRUS 5. Esto se produce en el virus de ADN por rotura de la cadena de ADN y la unión covalente de fragmentos de ADN del genoma. Afortunadamente. No obstante. La frecuencia de los intercambios de genes puede ser muy elevada. Un ejemplo de ello es la co-infección de los pulmones con el virus de la influenza y estafilococos o estreptococos.3. un sencillo intercambio de genes puede ocurrir. como la influenza y rotavirus. mucho mayor. todos los virus de ARN se piensa que existen como mezclas de un sinnúmero de variantes genéticas y con composiciones antigénicas: los llamados cuasi-especie. lo que conduce a cambios en la morfología del nuevo virión. bastante fácilmente detectado por EM. existe una mayor etapa en el ciclo de replicación.2 RECOMBINACION Una manera importante en el que los virus pueden variar su estructura genómica es por recombinación. este tipo de interacción genética puede dar lugar a un virus con características desconocidas hasta ahora y también puede dar una mutación ventajosa sobre sus parientes. En el caso del virus de influenza. Estas mezclas de viriones existen como un equilibrio dinámico dentro del huésped. como el VIH y la influenza. por ejemplo. y la liberación de nuevos viriones de la célula. de nuevo permitiendo un uso más extenso de la información genética viral. se lleva a cabo por celulares dependientes de ADN-ARN polimerasas. • Los virus pueden florecer las ondas de muchas de las células infectadas (que siguen siendo viables) o puede ser liberado instantáneamente por lisis celular. La hebra negativa de los virus de ARN. RECORDATORIOS • Las etapas de la infección viral de las células son el reconocimiento celular y el apego a un receptor celular. encapsidación. ss de sentido positivo ARN. como el ADN viral polimerasa tiene una prueba de lectura y funciones de corrección. En contraste. poseen un virión asociada a transcriptasa ARN que produce un hebra positiva del ARNm transcrito a partir del ARN del genoma tras la infección de la célula. permitiendo así varios mRNAs que ha de codificarse en una sola pieza del genoma viral. •La transcripción de los virus de ADN. la traducción del ARNm. lo que genera la diversidad genómica. la replicación del genoma. 1957 y 1968). •Algunos virus que contienen ARN como la poliomielitis son de cadena positiva y el genoma actúa directamente como ARNm. • Las transcripciones de ARN primarios pueden ser empalmados. y la influenza porcina A. • El esquema de Baltimore designa siete estrategias de codificación del genoma viral: dsDNA. dsRNA. Los virus son liberados de cada célula infectada. •en la transcripción en sí mismo (tasa de iniciación. • La recombinación genética y la recombinación de genes puede dar lugar a la diversidad genética. el empalme de los precursores de ARNm.de las pandemias de la influenza (en 1918. • ARNm vida media. y dsDNA con ARN intermedio. •Control de la expresión genetica viral ocurre en cuatro etapas: •configuración de ADN o ARN viral. y el flujo de ARNm del núcleo. 6. la utilización de factores de transcripción aguas arriba). y • En la traducción. El ciclo completo de vida del virus característicamente toma 6-8 horas y el nuevo hasta 10 000. como la gripe. la replicación de Virus de ADN es extremadamente fiel. la transcripción del genoma para formar ARNm viral. ss ARN de sentido positivo con ADN intermedio. . Mensajes virales también puede ser leído en diferentes marcos de lectura en la etapa de traducción. Una nueva mutación puede ser creada para cruzar la barrera de las especies e infectar a los humanos. ssDNA. con la excepción del virus de la viruela. la internalización. causada por la redistribución de genes entre los virus aviar en humanos. ss ARN de sentido negativo. • La replicación de los genomas de ARN viral es propenso a errores.