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15 VIRUS Replicación

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VIRUS POR TRANSMISIÓN SANGUINEA:

1. Hepatitis B (VHB)

La infección comienza con el virus adhiriéndose a la superficie celular por un receptor que
aún no ha sido plenamente identificado. La envoltura del virus se fusiona con la membrana
celular, liberando el core al citoplasma de la célula. Posteriormente, las proteínas del core se
separan de la cadena parcialmente doble de DNA y el genoma viral de desplaza hacia el
interior del núcleo. Luego la enzima polimerasa viral completa los fragmentos que hacen
falta, hasta generarse la cadena doble de DNA circular (cccDNA). Posteriormente co- mienza
la transcripción del DNA viral mediante una enzima RNA polimerasa de la célula, para
formar el RNA que servirá de plantilla para el DNA genómico viral y para los RNAm, que
darán origen a las proteínas virales. Estos RNA salen del núcleo y son traducidos como
proteínas virales estructurales y como una cadena RNA pre-genómica, la cual es encapsidada
por las proteínas core. Posteriormente, dentro del core, la cadena de RNA viral es transcrita
a una cadena de DNA por la misma enzima polimerasa viral que completó la cadena doble
de DNA inicialmente. Las proteínas que constituyen el HBsAg son sintetizadas en el retículo
endoplásmico rugoso de donde saldrán posteriormente las cápsides con ellas en su superficie.
Finalmente, el virus es secretado fuera de la célula
2. Hepatitis C (VHC)
Los hepatocitos son el principal blanco del virus, éste también puede infectar otras células,
como los linfocitos B y las células dendríticas, entre otras. Similar a lo que ocurre con el
virus de la hepatitis B, el virus no es directamente citopático y es la respuesta inmune del
hospedero la responsable de las manifestaciones clínicas.
El ciclo de vida del virus comienza con su adhesión al receptor que le permite la entrada a
las células por endocitosis. Luego se fusiona la membrana del endosoma y se libera el
genoma viral al citoplasma celular. Como ocurre con los virus RNA de cadena positiva, el
genoma del virus de la hepatitis C actúa como RNA mensajero y comienza la traducción y
producción de la poliproteína, que es segmentada por proteasas para generar las proteínas
estructurales y no estructurales. Posteriormente se replica el RNA y comienza el ensamblaje
de las nuevas partículas virales en el retículo endoplásmico, y finalmente son transportadas
y liberadas fuera de la célula por exocitosis.
3. Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH)
Para que el VIH pueda realizar más copias de sí mismo (replicarse) infecta a las células del
cuerpo, principalmente a los “linfocitos T CD4 +”. Una vez dentro de las células, el VIH se
une a un sitio específico de ellas. Cuando ocurre la unión, la envoltura del VIH se fusiona
con la membrana celular, liberando su cápside en el citoplasma de la célula. Posteriormente
la cápside se desensambla y comienza la conversión del RNA a DNA, mediante la enzima
transcriptasa reversa (RT), a este proceso se le conoce como retrotranscripción. El DNA viral
resultante es transportado hacia el núcleo de la célula, donde se inserta al genoma celular a
través de la acción de la enzima viral integrasa (IN). Ya insertado en el genoma celular, el
VIH utiliza los procesos celulares para replicar su genoma y producir poliproteínas. Ahora,
las partes del virus (genoma y poliproteínas) están listas para ser ensambladas, al liberarse de
la célula se lleva parte de la membrana celular que formará la nueva envoltura viral.
Las partículas virales liberadas requieren alcanzar un estado maduro para poder ser
infecciosas y capaces de infectar nuevas células. Este estado de madurez es alcanzado gracias
a la acción de la enzima viral proteasa (PR) que corta las poliproteínas para que estas
adquieran su estructura y función. Los diversos mecanismos que ocurren durante la
replicación del VIH ocasionan que las células hospederas se debiliten o mueran,
disminuyendo su capacidad para proteger el cuerpo de otras infecciones.

VIRUS POR TRANSMISIÓN PERCUTÁNEA O POR VECTORES

1. Virus del Dengue (causa de fiebre del dengue)

El virus del dengue se adhiere a la superficie de una célula huésped y entra a la célula
mediante un proceso llamado endocitosis. Una vez dentro de la célula, el virus se fusiona con
la membrana endosomal y se libera en el citoplasma. La partícula del virus se deshace,
liberando el genoma viral. El ARN viral (ARNv) se traduce en un solo polipéptido que se
corta en diez proteínas y se replica el genoma viral. El ensamblaje del virus ocurre en la
superficie del retículo endoplásmico (ER) cuando las proteínas estructurales y el ARN recién
sintetizado brotan del ER. Las partículas virales inmaduras son transportadas a través de la
red trans-Golgi (TGN), donde maduran y se convierten a su forma infecciosa. Luego, los
virus maduros se liberan de la célula y pueden infectar otras células.

2. Virus Zika (causa de infecciones por el virus Zika)


Una vez que las partículas del virus del Zika están en el cuerpo humano, deben incorporarse
a células individuales para poder replicarse y hacer más virus. Entrar a la célula es posible
porque una partícula del virus del Zika lleva proteínas específicas en su capa externa que
interactúan con las proteínas del receptor en las células humanas. Cuando las proteínas virales
se fijan a los receptores de la célula, “engañan” a las células para que absorban la partícula
viral.
Dentro de la célula, el genoma de ARN del virus es liberado en el citoplasma, o el
compartimiento principal lleno de líquido, de la célula. Allí, la molécula del ARN es “leída”
por las enzimas en la célula para hacer una proteína larga, que se corta en varias proteínas
más pequeñas. Algunas de estas proteínas son los componentes estructurales necesarios para
hacer nuevas partículas virales, tales como las proteínas de la cápside y de la envoltura. Otras
proteínas virales copian y procesan el genoma de ARN.
Las proteínas virales y las copias del genoma del ARN se ensamblan en la superficie del
retículo endoplásmico (RE), un compartimiento de la membrana que es parte del sistema de
exportación de la célula. Las nuevas partículas virales brotan hacia el interior del RE, y toman
un pedazo pequeño de la membrana de ER con ellas. Esta membrana “robada” formará la
envoltura viral. Después, las partículas viajan a través de otra estructura, el aparato de Golgi,
donde son procesadas todavía más antes de ser liberadas hacia la superficie de la célula. Las
partículas virales liberadas pueden infectar otras células, y así continúa el ciclo de infección.
3. Virus del Chikungunya (causa de fiebre del Chikungunya)
El virus ingresa a la célula por endocitosis mediada por receptores. Una vez se produce su
internalización, las condiciónes ácidas del endosoma temprano producen un cambio en la
conformación de la envoltura del virus que conlleva la fusión de membranas y la liberación
de la nucleocápside. El genoma viral es liberado al citoplasma, las proteínas no estructurales
son traducidas, se ensambla el complejo de replicación y se sintetiza un ARN antisentido, el
cual es usado como plantilla para la síntesis de ARN genómico y ARN subgenómico, a partir
de la cual se sintetizan las proteínas estructurales. Estas proteínas son procesadas y dirigidas
a la membrana donde la partícula viral es ensamblada y liberada por gemación.

VIRUS POR TRANSMISIÓN AÉREA

1. Influenza (Virus de la gripe)


Una vez que el virus se ha unido a su receptor en la célula, éste entra al citoplasma mediante
endocitosis. El bajo pH del endosoma provoca un cambio en la conformación de la proteína
hemaglutinina del virus, lo que favorece la fusión de las membranas celular y viral, y esto
permite que la partícula viral ingrese al citoplasma de la célula. El bajo pH dentro del
endosoma también favorece la disociación de las ribonucleoproteínas que están asociadas al
genoma viral. La proteína M2 funciona como un canal iónico que permite la entrada de
protones hacia el interior de la partícula viral, y permite la liberación del genoma del virus,
el cual ingresa al núcleo celular e inicia su transcripción y replicación. Los ARN mensajeros
virales son traducidos por la ma - quinaria celular para formar las proteínas correspondientes,
y finalmente los nuevos virus se ensamblan en el citoplasma de la célula y sale por gemación
a través de la membrana plasmática, la cual ha sido modificada previamente por la inserción
de las proteínas virales hemaglutinina, neuraminidasa y M2

2. SARS-CoV-2 (Virus causante de la COVID-19)

Una vez que el virus ha ingresado a la célula huésped, este inicia el proceso de replicación;
el genoma del virus contiene un gran gen replicasa que dará lugar a proteínas no
estructurales (Nsps), seguido de genes estructurales y accesorios. El gen replicasa codifica
dos marcos de lectura abiertos (ORF), rep1a y rep1b, que se traducen en dos poliproteínas
(pp1a y pp1ab); estos polipéptidos son procesados por dos proteasas virales: la proteasa tipo
3C (3CLpro) y la proteasa tipo papaína. La escisión produce 15 o 16 Nsps virales que se
ensamblan en un gran complejo unido a membrana y exhiben múltiples actividades
enzimáticas15.
El genoma de ARN de cadena positiva se usa como plantilla para producir la cadena negativa.
Las enzimas codificadas por el gen replicasa usan el ARN negativo como plantilla para
desarrollar segmentos de ARN mensajero (ARNm) superpuestos que se traducen en las
proteínas estructurales11. Se cree que la fabricación de estas moléculas individuales de ARN
podría favorecer sucesos de recombinación entre genomas víricos y diversidad genética9.
Durante el proceso de replicación dentro del huésped humano, la proteína N del virus se une
al genoma, mientras que la proteína M se asocia con las membranas del retículo
endoplásmico (RE). Posteriormente el ARN mensajero y las proteínas de nucleocápside se
combinan para formar los viriones. Las partículas virales se dirigen al complejo
intermediario retículo endoplásmico - aparato de Golgi y desde este compartimiento las
vesículas que contienen los viriones se dirigen a fusionarse con la membrana plasmática,
armando así las partículas virales completas que al ser liberadas pasan a infectar nuevas
células

3. Virus del Sarampión


Al ingresar el virus por las vías aéreas, entra en contacto con las células del epitelio
respiratorio. En esta etapa ocurre la unión de la proteína H a los receptores celulares CD46.
En este punto la proteína F favorece la fusión del virion con la membrana de la célula
huésped. (Estos virus son capaces de inducir a la formación de sincitios o células gigantes,
por la unión entre varias células)
Como es un ARNss negativo, es necesario la formación de la hebra complementaria de ARN
positivo, luego de este se formará el ARNm para la síntesis de las proteínas virales
(estructurales y no estructurales) y también la formación del ARNss negativo para la nueva
progenie viral.
Una vez que se han formado las proteínas, ocurre el proceso de su maduración en el Retículo
Endoplasmático (RE) y el Aparato de Golgi para dar lugar a las proteínas NP, L, P que van
a unirse al ARNss negativo y formar la nucleocapside. Por otro lado, se sintetizan la proteína
M y las glicoproteinas H y F, que se dirigen a la membrana celular. La proteína M atrae a las
nuevas nucleocapsides.
Una vez que las nucleocapsides entran en contacto con la Proteína M, ocurre el proceso de
gemación de los nuevos viriones adquiriendo así la membrana lipídica. En esta etapa no
ocurre destrucción o lisis celular.

VIRUS POR TRANSMISIÓN SEXUAL

1. Virus del Herpes Simple

La infección de una célula blanco es un proceso que involucra al menos cuatro glicoproteínas
virales en la superficie del virión.
La glicoproteína B (gB) une proteoglicanos de heparan sulfato (HSPG) en la superficie
celular. Para VHS-1, la glicoproteína gC también participa en este proceso. Luego, gD une
nectina-1 o HVEM en la superficie celular desencadenando la activación del complejo gH/gL
y la fusión de las membranas del virus y la célula por gB. Dentro de la célula, la cápside
viral es transportada al núcleo de la célula mediante la interacción de proteínas del tegumento
con microtúbulos. Una vez en el núcleo, los genes virales se expresan secuencialmente
con la transcripción de genes inmediatamente tempranos (a), tempranos (p) y tardíos (y). La
producción de virus a su vez requiere la replicación del material genético viral el cual
es encapsidado en el núcleo y recubierto parcialmente por proteínas del tegumento que
median la salida de la cápside hacia el espacio perinuclear a través la membrana nuclear
interna (MNI) y la membrana nuclear externa (MNE). Esta luego es liberada al citoplasma
donde es re-invaginado en al aparato de Golgi donde adquiere sus glicoproteínas de la
superficie. Finalmente, el virión abandona la célula por exocitosis.
2. Virus del Papiloma Humano

Para poder replicarse el virus necesita usar la maquinaria de replicación de la célula huésped
puesto que no codifica proteínas que realicen la transcripción para ello, el genoma del virus
tiene que llegar al núcleo.
La infección comienza cuando el virus a través de la proteína de la cápside principal (L1)
contacta con las cadenas de proteoglicanos heparán sulfato (HSPG) de las células de la capa
basal de la epidermis. Esto conduce al cambio conformacional de la cápside externalizándose
L2. Su extremo N se escinde por una furina lo que facilita la unión del VPH a un receptor
secundario (no identificado), lo cual permite la internalización del virus por endocitosis. Se
forma un endosoma temprano que posteriormente madura a endosoma tardío. En este, se
produce la disociación de L1 y L2 mediada por CyP de la célula huésped. Entonces, el
complejo L2-ADN viral y una parte de L1 se envían al núcleo después de pasar por el
complejo trans Golgi.

3. Virus de Esptein Barr


El EBV se une a los receptores de la superficie celular (especialmente al CD21 de los
linfocitos B). La fusión con la membrana celular → nucleocápside liberada en el citoplasma
Se transporta al núcleo de la célula → puede entrar en replicación lítica o en latencia.
Tras la entrada en el núcleo → el ADN se convierte en circular.
Solo se expresa una parte de los genes → no se producen viriones.
Puede reactivar la replicación → lítica (el desencadenante no está claro).
Tras la latencia o la entrada en el núcleo → el ADN se vuelve lineal.
Replicación con la ADN polimerasa viral → ensamblaje → gemación de la membrana
nuclear. Envoltura exterior obtenida de la membrana celular

VIRUS POR TRANSMISIÓN FECAL-ORAL

1. Hepatitis A (VHA)

El inicio de la replicación del virus de la hepatitis A comienza con la unión del virus al
receptor celular (hHAVcr-1) que se encuentra en la membrana de los hepatocitos y células
gastrointestinales. Mediante una RNA-polimerasa viral se inicia la replicación del genoma
RNA, produciéndose una cadena negativa intermedia. Una vez se ha sintetizado el precursor
polipeptídico, suceden una cadena de eventos mediados por proteasas, principalmente la
proteasa 3C codificada en la región P3 del genoma, que fragmentan este precursor en
proteínas más pequeñas estructurales y no estructurales. La región P1 codifica para las
proteínas de la cápside viral (VP1, VP2, VP3 y VP4). Las proteínas no estructurales que son
codificadas por las regiones P2 y P3 funcionan en la síntesis de RNA y en la formación de
las partículas virales. La proteína VPg, unida al extremo 5’ del genoma, se encarga por su
parte de la iniciación de la síntesis de RNA. Finalmente se da el ensamblaje de las partículas
virales nuevas y su liberación del hepatocito, lo cual se cree que es mediante un mecanismo
que no conlleva la destrucción de la célula, ya que se encuentran altos títulos de virus en la
materia fecal sin signos de necrosis hepática.
2. ROTAVIRUS
Los rotavirus inician su ciclo de infección uniéndose a un receptor localizado en la superficie
de la célula. Después de la unión al receptor, los rotavirus penetran al interior de la célula y
pierden la capa externa, con lo cual se activa la transcripción. Los ARNs recién sintetizados
cumplen dos funciones: como ARNs mensajeros que dirigen la traducción de las proteínas
del virus, y como templados para la síntesis de los ARNs complementarios para la replicación
del genoma. La selección, el empaquetamiento, y la replicación de los segmentos del genoma,
así como la morfogénesis de las particulas de doble capa (DLPs), se llevan a cabo en
estructuras electrodensas denominadas viroplasmas, que están compuestos de grandes
cantidades de ARN y proteínas virales. Una vez formadas, las DLPs abandonan el
viroplasma, y adquieren la capa externa al gemar a través de la membrana del retículo
endoplásmico modificada por proteínas virales, finalmente los viriones maduros son
liberados de la célula por lisis. Todo el ciclo replicativo de los rotavirus se lleva a cabo en el
citoplasma celular, sin necesitar el núcleo de la célula.

3. Virus de la Poliomielitis.
Se adhiere a los receptores específicos en la superficie de las células del sistema nervioso,
particularmente en las neuronas motoras de la médula espinal. Una vez adherido, el virus
penetra en la célula mediante endocitosis. Una vez dentro de la célula, el virus pierde su
cápside proteica exterior y libera su ARN genómico de cadena positiva en el citoplasma. El
ARN viral es traducido por los ribosomas de la célula huésped para sintetizar las proteínas
virales necesarias para la replicación viral y ensamblaje posterior. Se genera una cadena
complementaria de ARN de cadena negativa a partir del ARN viral de cadena positiva
original. Esta cadena complementaria sirve como molde para la síntesis de ARN viral de
cadena positiva adicional. Se produce la síntesis masiva de ARN viral de cadena positiva
utilizando la cadena complementaria de ARN de cadena negativa como molde. Esta
replicación tiene lugar en las estructuras intracelulares llamadas complejos de replicación
víricos. Las proteínas virales producidas y el ARN viral se ensamblan para formar nuevos
viriones en el citoplasma de la célula infectada. Los viriones recién formados son liberados
de la célula huésped mediante lisis celular o mediante la exocitosis. Estos viriones pueden
propagarse a otras células del sistema nervioso para continuar la infección.

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