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30 PARTE | ILos principios de la virología veterinaria y zoonótica

de las proteínas precursoras P2 y P3, así como de varias El ensamblaje del virión del picornavirus se produce intracelularmente y,
proteínas celulares. La célula huésped no proporciona una al final de la infección, se forman matrices cristalinas de partículas
enzima ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp) capaz de virales en el citoplasma de las células infectadas. En última instancia,
replicar el genoma de ARN viral; y por lo tanto, los picornavirus estas partículas de virus se liberan de la célula en masa tras la
(y casi todos los demás virus de ARN) han desarrollado su disolución de la estructura celular.
propia enzima RdRp para este propósito. Los picornavirus El ciclo de replicación de los picornavirus ilustra varias
codifican una enzima RdRp llamada 3Dpolítico, que se deriva de propiedades que son comunes a muchos virus basados en
la proteína precursora P3. 3Dpolíticoes una polimerasa ARN de cadena positiva. En primer lugar, el genoma del ARN es
dependiente de cebador y el cebador que se utiliza en el infeccioso, lo que significa que el propio ARN genómico es
proceso de replicación es la propia proteína VPg. Un residuo de capaz de iniciar una infección productiva cuando se introduce
tirosina dentro de VPg dona el grupo hidroxilo al que se en una célula huésped en ausencia de proteínas virales. En
agregan dos nucleósidos de uridina por 3Dpolíticopara formar segundo lugar, el ARN genómico de sentido positivo puede
VPg-UU2OH. La adición de los nucleósidos de uridina está asociarse con los ribosomas y servir como molde para la
moldeada por dos nucleósidos de adenosina ubicados en la producción de proteínas virales que luego realizan los procesos
región sin pares de bases de una estructura de bucle de tallo de replicación del ARN viral y de manipulación de procesos
de ARN ubicada internamente en el ARN genómico. Esta metabólicos y relacionados con la defensa de la célula
estructura de bucle de tallo se conoce como lacis-elemento de huésped. En tercer lugar, las proteínas virales se pueden
replicación actuante (CRE). La secuencia real y la ubicación sintetizar como proteínas precursoras más grandes
interna de CRE varían entre los diferentes picornavirus, pero (poliproteínas) que luego se resuelven en proteínas
todos contienen dos o más residuos de adenosina adyacentes estructurales y no estructurales individuales mediante
dentro de su estructura de bucle que sirven como plantilla para proteasas codificadas por virus. Finalmente,
la uridilación de VPg. Tras su síntesis, la VPg-UU2OHel cebador síntesis de ARN viral.
se transloca a las secuencias terminales del tracto 3' poli A
donde se hibrida con el ARN a través del apareamiento de
bases A:U. El VPg-UU2OH Rabdovirus
la imprimación luego se extiende por 3Dpolíticopara formar una El virus de la estomatitis vesicular es el miembro prototípico de
hebra negativa complementaria de longitud completa. La la Rabdoviridaefamilia (ver Capítulo 18:Rabdoviridae),y la
hebra negativa termina en al menos dos residuos de siguiente descripción de la replicación del rabdovirus se basa
adenosina, lo que facilita el emparejamiento de bases con otra en el ciclo de replicación de este virus (Figura 2.9). Los
VPg-UU.2OHcebador y la síntesis de ARN de cadena positiva. rabdovirus son virus envueltos que tienen una morfología
Muchos de los ARN de cadena positiva recién sintetizados se distintiva en forma de bala. El genoma del rabdovirus consta
utilizarán como ARNm después de la eliminación enzimática de de una sola hebra de ARN de sentido negativo. A diferencia del
VPg. Otros ARN de cadena positiva retendrán VPg y se ARN genómico de los picornavirus, el ARN genómico de los
empaquetarán en viriones de progenie. rabdovirus no está desnudo, sino que existe como una
La estructura de la cápside de los picornavirus consta de nucleocápside que consta de un ARN complejado en toda su
múltiples copias de una subunidad estructural denominada longitud con copias repetidas de la proteína de la
protómero. El protómero de la mayoría de los picornavirus nucleocápside (N) (1 N de proteína: 9 nt de ARN) . La infección
contiene copias individuales de las proteínas estructurales VP1, de una célula huésped se inicia mediante la unión de las
VP3, VP0 (un precursor de VP2 y VP4), cada una de las cuales se glicoproteínas (G) del virus a los receptores expresados en la
deriva de P1. Sesenta protómeros se asocian a través de membrana plasmática y la entrada en la célula a través de la
interacciones no covalentes para formar la cápside icosaédrica. El endocitosis mediada por receptores. La disminución del pH
mecanismo exacto por el cual el genoma de ARN se incorpora a la dentro de la vesícula endosomal induce cambios
cápside en desarrollo sigue sin estar claro, pero se han propuesto conformacionales en las proteínas G, que a su vez median la
dos modelos principales. El primer modelo propone que los fusión de la envoltura viral con la membrana endosomal.
protómeros individuales se ensamblan en un ARN genómico y la A diferencia de los picornavirus, el ARN genómico de los
incorporación del genoma se produce de forma coincidente con el rabdovirus no puede servir como molde para la síntesis de
proceso de ensamblaje de la cápside. El segundo modelo propone proteínas. En consecuencia, el primer proceso biosintético que se
que los protómeros interactúan en ausencia de ARN para formar inicia después de la liberación de la nucleocápside es la
estructuras de cápside vacías en las que luego se inserta el ARN transcripción del ARN genómico en ARNm traducibles. Los virus de
genómico. En ambos modelos, el paso final de la maduración de la ARN de cadena positiva, como los picornavirus, no empaquetan su
cápside implica la escisión de VP0 en VP2 y VP4 por lo que se cree enzima RdRp como un componente estructural de la partícula del
que es un proceso autoproteolítico. El proceso limitante de la virus, ya que su genoma puede traducirse fácilmente para producir
velocidad de maduración de las partículas parece ser la los componentes de la enzima poco después de ingresar al
disponibilidad de ARN que contiene VPg. todos los pasos de citoplasma. Por el contrario, los virus de ARN de cadena negativa
 Replicación de virusCapítulo | 2 31

FIGURA 2.9Ciclo de replicación unicelular de un rabdovirus representativo (virus de la estomatitis vesicular, VSV). El virión se une a un receptor celular y entra en
la célula a través de endocitosis mediada por receptor (1). El entorno ácido de la luz del endosoma induce cambios conformacionales en las glucoproteínas
espigas que, a su vez, median la fusión entre la envoltura viral y la membrana del endosoma. La fusión de membranas libera la nucleocápside viral alfa
helicoidal en el citoplasma de la célula huésped (2). La nucleocápside está formada por (2)cadena de ARN recubierta en toda su longitud con proteínas de la
nucleocápside y un pequeño número de proteínas L y P, que catalizan la síntesis de ARN viral. El (2)La cadena de ARN sirve como molde para la transcripción de
cinco ARNm subgenómicos por las proteínas L y P (3). Los ARNm que codifican las proteínas N, P, M y L son traducidos por los ribosomas citoplasmáticos libres
(4), mientras que el ARNm que codifica la proteína G es traducido por los ribosomas unidos al retículo endoplásmico (5). Las proteínas N, P y L recién
sintetizadas participan en la replicación del ARN viral. Este proceso comienza con la síntesis de un complemento completo (1)cadena, que también está en
forma de ribonucleoproteína que contiene las proteínas N, L y P (6). Este ARN, a su vez, sirve como molde para la síntesis de la progenie (2)cadenas de ARN en
forma de nucleocápsidas (7). Algunos de estos recién sintetizados (2)Los ARN de cadena se utilizan como moldes para la transcripción adicional de ARNm (8).
Las proteínas G recién sintetizadas ingresan a la vía secretora (9), donde son glicosiladas, oligomerizadas y transportadas a la membrana plasmática (10). Las
nucleocápsidas y las proteínas M de la progenie se transportan a la membrana plasmática (11 y 12), donde la asociación con las regiones que contienen las
proteínas G inicia el ensamblaje y la gemación de los viriones de la progenie (13).De Flint, SJ, Enquist, LW, Racaniello, VR, Skalka, AM, 2008. Principios de
virología, tercera ed., vol. 1, pág. 534. Derechos de autorrWiley (2008), con autorización.
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como los rabdovirus empaquetan su enzima RdRp dentro de la partícula antes de reiniciar con éxito la transcripción del gen aguas
del virus porque la síntesis de proteínas virales no puede continuar abajo. Los complejos RdRp que se separan de la plantilla no
hasta que el genoma viral se haya transcrito en ARNm, y no hay ninguna pueden volver a acceder a la plantilla en un sitio interno y
enzima de la célula huésped disponible en el citoplasma capaz de deben reiniciar la transcripción en el extremo 3' de la
realizar esta función. La enzima RdRp del rabdovirus es un complejo de cadena negativa. Esta situación resultaatenuación
múltiples subunidades que consta de la proteína grande (L), que posee transcripcional,en el que el gen más cercano al extremo 3'
la actividad catalítica del complejo, y la fosfoproteína (P), que funciona del genoma (gen N) se transcribe al nivel más alto, y la
como un cofactor esencial, pero no catalítico. El complejo RdRp ingresa transcripción de los genes aguas abajo disminuye
al citoplasma como componente de la nucleocápside. La organización progresivamente con la transcripción del gen L (gen
genética del ARN genómico está muy conservada entre los diferentes terminal 5') al nivel más bajo.
rabdovirus. Las secuencias del terminal 3' codifican un ARN corto no La replicación del genoma viral requiere un ARN de sentido
traducido ("líder"), seguido de las secuencias codificantes de 5 genes en positivo de longitud completa que pueda servir como molde para la
el orden de N, P, matriz (M), G y L, y concluye con las secuencias 5'- síntesis del ARN genómico de sentido negativo. Cada uno de los
terminales que codifican un ARN “remolque” corto, no traducido. Cada ARNm virales tiene una longitud subgenómica, por lo que ninguno
una de estas secuencias está separada de las secuencias adyacentes por de estos ARN puede cumplir este propósito. A medida que avanza
una región intergénica corta muy conservada que juega un papel la síntesis de proteínas, se produce una cadena positiva de longitud
importante en la transcripción, como se explica a continuación. La completa (antigenoma) de ARN viral y este ARN se utiliza en el
capacidad de la enzima RdRp para utilizar el ARN genómico como molde proceso de replicación del genoma. El cambio de la transcripción
para la transcripción o replicación depende de dos parámetros críticos. de mRNA monocistrónicos a la síntesis de cadenas positivas de
En primer lugar, el complejo RdRp solo puede acceder al ARN genómico longitud de genoma parece ocurrir una vez que la concentración
a través de las secuencias 3'-terminales altamente conservadas, por lo citoplasmática de proteína N alcanza un nivel de umbral crítico. Los
que los procesos de transcripción y replicación solo se inician en este ARNm virales están desprovistos de proteína, pero los ARN de
sitio. En segundo lugar, el RdRp solo puede acceder y utilizar el ARN viral cadena positiva y negativa de longitud completa están unidos en
que forma complejo con la proteína N; El ARN desnudo no puede servir toda su longitud mediante copias repetidas de proteína N. La
como plantilla funcional para ningún proceso viral mediado por RdRp. proteína N es una proteína de unión al ARN y se mantiene en una
La transcripción de la nucleocápside viral da como resultado la síntesis forma soluble, Forma libre de ARN a través de una asociación con
de una serie de ARNm monocistrónicos poliadenilados con caperuza, dímeros de la proteína P. Una vez que se alcanza un nivel suficiente
que se logra de la siguiente manera. La transcripción se inicia en el de proteína N, la proteína N se transfiere desde el N/P soluble2
extremo 3' y continúa hasta que la enzima RdRp ingresa a la primera complejos en los ARN líderes nacientes tan pronto como son
región intergénica. Cada región intergénica contiene una secuencia que sintetizados por el RdRp. Las proteínas N adicionales continuarán
señala el final de la transcripción del gen corriente arriba y una uniéndose al ARN a medida que se sintetiza. La presencia de
secuencia que señala el inicio de la transcripción del gen corriente proteína N en el ARN naciente tiene un efecto profundo en la
abajo. Después de que RdRp encuentra la primera región intergénica, función de RdRp que, en estas condiciones, no se ve afectada por
deja de transcribir y libera el ARN líder corto. El RdRp luego escanea a la las señales reguladoras de las regiones intergénicas y continúa
siguiente señal de inicio de transcripción y comienza la transcripción del sintetizando una cadena positiva de longitud completa. El ARN de
primer gen (gen N). Además de funcionar como RdRp, la proteína L cadena positiva de longitud completa (en complejo con la proteína
tiene actividad de protección y sintetizará una estructura de protección N) a su vez sirve como molde para la síntesis de ARN de cadena
5' metilada en el ARNm naciente. Cuando la RdRp encuentre la siguiente negativa de longitud completa. Los ARN de cadena negativa recién
región intergénica, se detendrá en un tramo corto de poliuridina y, a sintetizados pueden servir como moldes para más ARNm
través de un proceso que implica un deslizamiento iterativo, utilizará (transcripción secundaria), como moldes para la replicación o como
estos residuos de forma repetitiva para sintetizar una secuencia larga genomas para incorporarlos a la progenie de viriones.
de poliadenosina antes de liberar el ARNm (que ahora contiene un 5
metilado ' tapa y una cola poli A). Este proceso se repetirá hasta que se
hayan transcrito los ARNm individuales que representan cada gen viral. La maduración de los rabdovirus se produce mediante la
El reinicio de la transcripción luego de la liberación de un ARNm es un gemación de viriones recién formados a través de la membrana
proceso propenso a errores y algunos complejos RdRp se separan de la plasmática de la célula huésped. Este proceso requiere
plantilla. Este proceso se repetirá hasta que se hayan transcrito los interacciones específicas entre los componentes de los tres
ARNm individuales que representan cada gen viral. El reinicio de la elementos estructurales principales de la partícula del virus;
transcripción luego de la liberación de un ARNm es un proceso específicamente, la envoltura que contiene la proteína G, la matriz
propenso a errores y algunos complejos RdRp se separan de la plantilla. y la nucleocápside. La gemación de partículas virales ocurre a
Este proceso se repetirá hasta que se hayan transcrito los ARNm través de regiones de la membrana plasmática que contienen una
individuales que representan cada gen viral. El reinicio de la alta concentración de proteína G. Las proteínas G se sintetizan en
transcripción luego de la liberación de un ARNm es un proceso asociación con el retículo endoplásmico rugoso y se transportan a
propenso a errores y algunos complejos RdRp se separan de la plantilla. la membrana plasmática a través de la vía exocitótica.
 Replicación de virusCapítulo | 2 33

donde se concentran en los llamados microdominios retrovirus

de membrana. La proteína M se sintetiza inicialmente ElretroviridaeLa familia incluye patógenos tanto de humanos
como un monómero soluble, pero a medida que como de animales (ver Capítulo 14:Retroviridae).La partícula de
avanza la infección, muchas copias de la proteína M retrovirus está envuelta y contiene picos de glicoproteína
se localizan en el lado citoplásmico de la membrana asociados a la envoltura. La espiga es una estructura
plasmática, donde también se ensamblan en multiproteica que consta de subunidades transmembrana (TM)
microdominios de membrana ricos en M. Las y subunidades de superficie (SU). Las subunidades TM y SU se
nucleocápsidas interactúan con las proteínas M en asocian entre sí para formar heterodímeros. A continuación, se
los microdominios a través de interacciones no ensamblan tres heterodímeros TM/SU idénticos para formar el
covalentes entre las proteínas N y M. En el caso del pico trimétrico funcional. Las estructuras interiores del virión
virus de la estomatitis vesicular, la proteína M parece incluyen una matriz que subyace a la envoltura y se construye
ser la principal responsable de impulsar el proceso a partir de copias repetidas de la proteína de la matriz (MA),
de gemación real, pero se cree que esto se ve una cápside que se construye a partir de copias repetidas de la
potenciado por las interacciones entre las proteínas proteína de la cápside (CA) y dos nucleocápsides basadas en
M y la porción citoplasmática de las proteínas G. ARN. Los componentes de ARN de las nucleocápsidas son
Aunque no se detalla aquí, el proceso de gemación idénticos y consisten en ARN monocatenario de sentido
también requiere funciones proporcionadas por positivo (los retrovirus son diploides para todos los genes del
proteínas celulares. En lenguaje sencillo, virus). Cada ARN está tapado en su extremo 5', contiene una
cola poli A y está complejada en toda su longitud por múltiples
Los rabdovirus producen moléculas de ARN que son copias de la proteína de la nucleocápside (NC). Aunque los
ligandos funcionales para varios receptores de retrovirus son técnicamente virus de ARN de cadena positiva,
reconocimiento de patrones celulares diferentes [PRR, su ciclo de replicación es muy diferente al de otros virus de
por ejemplo, gen 1 inducible por ácido retinoico (RIG-I), ARN de cadena positiva, como los picornavirus que se
proteína 5 asociada a la diferenciación de melanoma discutieron anteriormente. La siguiente descripción del ciclo de
(MDA5) y receptor tipo toll 7 (TLR7 )], y su replicación del retrovirus, y representada enFigura 2.10, se
reconocimiento puede estimular una respuesta de basa en el de un retrovirus simple, y algunos detalles no se
interferón tipo I por parte de la célula huésped (consulte aplicarán a todos los miembros de laretroviridaefamilia.
el Capítulo 4: Inmunidad antiviral y vacunas contra La infección de una célula por un retrovirus comienza con la
virus). Por ejemplo, el ARN líder que se produce durante unión del virus a los receptores (y a los correceptores en algunos
el proceso de transcripción y los ARN de genoma y casos) en la célula huésped. En general, la unión al receptor está
antigenoma de longitud completa poseen un trifosfato mediada por el componente SU de la espiga. La mayoría de los
5', y estos ARN desprotegidos sirven como ligandos retrovirus parecen ingresar a la célula huésped en la membrana
para RIG-I. Además, el ARN viral de sentido positivo o plasmática y no se requiere ningún cambio en el pH para iniciar o
negativo puede unirse a TLR7 luego de la entrega de completar este proceso. Sin embargo, algunos retrovirus parecen
productos virales al endosoma como ocurre durante la entrar en las células huésped a través de endocitosis mediada por
autofagia. Los rabdovirus son sensibles a los efectos receptores de forma similar a la descrita para los rabdovirus. Para
antivirales de los interferones de tipo I; sin embargo, Al los retrovirus que ingresan a la célula en la membrana plasmática,
igual que los picornavirus, los rabdovirus han la unión al receptor estimula cambios conformacionales en la
desarrollado estrategias para inhibir este sistema de subunidad SU, que a su vez induce cambios conformacionales en la
defensa antiviral innato de la célula huésped. La subunidad TM que luego media la fusión entre la envoltura del
inhibición del sistema de interferón por el virus de la virus y la membrana plasmática. La fusión de membranas provoca
estomatitis vesicular está mediada por la proteína M la pérdida de la envoltura, el desmontaje de la matriz, y liberación
que limita la síntesis de interferón tipo I y los productos del núcleo del virus. El núcleo consta de la cápside, las
de los genes estimulados por interferón (ISG) al nucleocápsidas y dos enzimas virales [transcriptasa inversa (RT) e
suprimir globalmente la transcripción de genes de la integrasa (IN)] que se requieren al principio del proceso de
célula huésped e inhibir la exportación de ARNm celular infección.
fuera del núcleo. El virus de la rabia ha desarrollado una Aunque los detalles del siguiente paso en el proceso de
estrategia alternativa para interferir con la respuesta del infección no se comprenden por completo, la evidencia sugiere que
interferón mediada por la proteína P. La proteína P el núcleo experimenta cambios estructurales, probablemente
interfiere con la vía de señalización RIG-I que impide la mediados por proteínas celulares, y estos cambios estructurales
activación de los genes del interferón tipo I. Además, la son necesarios para iniciar el proceso de transcripción inversa por
proteína P del virus de la rabia inhibe la localización parte de la RT asociada al núcleo. enzima. RT es una enzima
nuclear de las proteínas STAT 1 y STAT 2 fosforiladas. multifuncional que posee ADN dependiente de ARN