Dr Margaret Hunt 

BACTERIOLOGÍA INMUNOLOGÍA MICOLOGÍA PARASITOLOGÍA VIROLOGÍA

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VIROLOGÍA – CAPÍTULO DOS

VIROLOGÍA BÁSICA: REPLICACIÓN DE LOS VIRUS 

Traducido por :
Sarah M. Castillo - Jorge, Medico Pasante, Clinica Corominas
Santiago, Rep. Dominicana

 

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LECTURA: Murray et al., Microbiology, 3a. Ed., Capítulo 7

OBJETIVOS

Una revisión general del ciclo de replicación de los virus

EVENTOS PRINCIPALES EN LA REPLICACIÓN

1. ADSORPCIÓN
El primer paso en la infección de una célula es la adhesión o fijación a la superficie celular. Esta adhesión se da vía interacciones iónicas las cuales son independientes de temperatura. 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.

2. PENETRACIÓN
Los virus penetran las células de maneras diversas dependiendo de la naturaleza misma del virus.

Virus envueltos

(A) Entran por fusión con la membrana plasmática. Algunos virus envueltos se fusionan directamente con la membrana plasmática. Por lo que los componentes internos del virión son inmediatamente llevados al citoplasma celular. (Figura 1).

(B) Entada vía endosomas en la superficie celular (figura 2)

Algunos virus envueltos requieren de un pH ácido para que ocurra la fusión y no son capaces de fusionarse directamente con la membrana celular. Estos virus acogidos o tomados mediante invaginación de la membrana en endosomas. A medida que los endosomas se acidifican la actividad de fusión, hasta ahora latente, de las proteínas virales se activa, y la membrana del virión se fusiona con la membrana del endosoma. Esto resulta en el transporte de los componentes internos del virus hacia el citoplasma de la célula.  

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.

3. PÉRDIDA DE LA CÁPSULA
El ácido nucleido 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 – este es el comienz de la fase de ECLIPSE – la cual perdura hasta que viriones infecciosos nuevos sean creados.

4. SÍNTESIS DE ÁCIDO NUCLEICO Y PROTEINAS VIRALES
Existen diversos mecanismos, algunos seran abarcados en capítulos posteriores.

5. ENSAMBLAJE/MADURACIÓN
Nuevas partículas víricas son ensambladas. Puede haber un estadio de maduración posterior al proceso inicial de ensamblaje.

6. LIBERACIÓN O DESCARGA
Los virus pueden ser liberados mediante lisis celular, o, si son envueltos, pueden yemar de las células. Los virus que yeman (figuras 3 y 4) no necesariamente destruyen la célula. Por tanto, algunos de estos virus son capaces de instaurar infecciones persistentes. No todas las partículas víricas liberadas son infecciosas. La proporción partículas infecciosas:partículas no-infecciosas varía según el virus y las condiciones de crecimiento.

 

PROTEÍNAS ESTRUCTURALES VERSUS LAS NO ESTRUCTURALES
Se dice que todas las proteínas en una partícula viral madura son estructurales – aún cuando no contribuyan a la morfología o rigidez del virión – las proteínas no estructurales son aquellas proteínas víricas encontradas en la célula que no fueron empacadas en el virión.
 
Figura 1 Fusión de un virus con la membrane plasmática luego de la fijación a un receptor de la superficie celular

 

Figura 2 Fusión de un virus con la membrana de un endosoma

 

hiv_bud.jpg (41452 bytes) Figura 3. Micrografía de electrones del VIH-1, yemando y liberado  CDC

 

Figura 4. VIH yemando de tejido linfático humano  (TEM x133,335) © Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Usado con autorización

plaque.jpg (141065 bytes)  Figura 5. Ensayo de placa. Diluciones seriadas de un virus que ha sido recubierto en cultivos confluyentes de monocapas celulares. Las células se tiñen luego de un periodo de tiempo en el que un único virus infecta una célula, produce nuevas partículas víricas e infecta las células adyacentes. Las áreas blanquecinas muestran areas del cultivo en las que hay céulas muertas. Cada “placa” es resultado de la presencia de una partícula vírica infecciosa original.
 

 

EFECTO DE LOS VIRUS EN LA SINTESIS MACROMOLECULAR DEL HUÉSPED

Muchos virus inhiben la síntesis de ARN, ADN o proteica del huésped. Los mecanismos a trav’es de los cuales logran esta inhibición son muy diversos.

Efecto citopático (CPE)
La presencia del virus con frecuencia implica cambios morfológicos en la célula huésped. Cualquier cambio detectable en la célula huésped provocado por infección se conoce como efecto citopático. Los efectos citopáticos pueden consistir en redondeamiento, desorientación, edematización o encogimiento, muerte, despegamiento de la superficie, etc.

Muchos virus inducen apoptosis (muerte celular programada) en las células infectadas. Esto puede ser parte importante de los mecanismos de defensa antivirales de la célula huésped – la muerte celular antes de completarse en ciclo viral replicativo puede limitar la progenie y la difusión de la infección. (Algunos virus endentecen o previenen la apoptosis – dando a sí mismos más oportunidad de replicar más viriones).

Algunos virus afectan la regulación de la expresión de los genes de la célula huésped, lo que puede tener consecuencias importantes tanto en la habilidad del virus de crecer, como en la célula huésped per se.

Los efectos citopáticos producidos por diferentes virus dependen del virus mismo y de la célula en la que se incorporan. Esto puede ser de utilidad en los laboratorios clínicos de virología par ayudar en la identificación de virus aislados.

Ensayos con unidades formadoras de placas

Los efectos citopáticos pueden ser utilizados para cuantificar partículas víricas infecciosas mediante la ensayos de unidades formadoras de placas. (figura 5).

Las células se cultivan en una superficie plana hasta que forman una monocapa de células cubriendo una botella o plato de plástico. Luego son infectadas con el virus. El medio líquido de crecimiento es reemplazado por uno semi-sólido para que las partículas víricas producto de la infección no puedan transportarse lejos de su sitio de producción. Un placa se produce cuando una partícula vírica infecta una célula, se replica y posteriormente provoca la muerte de dicha célula. Las células adyancentes son infectadas por los virus recién producidos y también mueren. Este proceso puede repetirse múltiples veces. Posteriormente las células son teñida con una tinción que solo marca células vivas. Las células muertas en la placa no se tiñen y aparecen áreas sin tinción en un fondo coloreado. Cada placa es resultad de la infección de una célula por un virus seguido por la replicación y propagación de dicho virus. Por otro lado, los virus que no provocan muerte celular no producen placas.

Ensayos de los virus

Algunos métodos (i.e. microscopía de electrones) permiten que cada virión sea contado pero no da información relevante sobre su infectividad. Otros métodos (i.e. hemaglutinación) son mediciones menos sensibles de qué cantidad de virus está presenta, pero tampoco proveen información acerca de su infectividad. Otros análisis, i.e. ensayo de placa, miden el número de partículas virales infecciosas.  

 

VIDEO

Rhinovirus -Cytopathic Effect - Hela Cells

Rhinovirus - Cytopathic Effect - MRC5 Cells

University of Leicester

 

WEB RESOURCES

Centers for Disease Control

All the Virology on the Web

 

 

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