martes, 14 de septiembre de 2010

Los Virus: Ciclo Lítico y Lisogénico


Los virus son partículas submicroscópicas capaces de causar enfermedades en las plantas y otros organismos vivos. Debido a que no tienen metabolismo propio, los virus sólo pueden vivir en las células vivas por lo que no pueden multiplicarse en medios de cultivos artificiales. Estos agentes sólo pueden ser observados bajo el microscopio electrónico y consisten en una proteína que encapsula a un ácido nucleico. La clasificación de estos patógenos esta basada en sus propiedades morfológicas, bioquímicas, biofísicas, inmunológicas y moleculares.
Un virus biológico se trata de una partícula infecciosa, un organismo que se replica a si mismo en el interior de las células que ataca (células animales, vegetales o bacterianas).Podemos decir que no es un organismo totalmente vivo , ya que si analizamos la definición de ser vivo nos encontramos con que: nacen, crecen, se reproducen y mueren, de las cuales el virus por si solos solo nacen y mueren, necesitan una célula a la que infectar para crecer y evolucionar. No tienen metabolismo propio, necesitan una célula a la cual infectar, son “parásitos”.
Virus del VIH
Las enfermedades humanas, causadas por virus, más conocidas, son la poliomielitis, gripe, viruela, sarampión, fiebre amarilla, encefalitis, paperas, tracoma, etc. Actualmente se cree que algunos tumores cancerosos son también de origen vírico. Las infecciones víricas en general, no pueden ser tratadas con antibióticos; sin embarco, el interferón, producto biológico sintetizado por los tejidos invadidos por un virus, es activo contra infecciones causadas por otros.
El surgimiento y resurgimiento de los virus se deben en parte a su relativo bajo nivel de complejidad, por lo que pequeños cambios en su información genética ocasionan grandes cambios en su estructura y funcionamiento general, lo cual permite evadir la respuesta inmunológica de los organismos, variar sus comportamientos dentro de las células hospederas y perder su sensibilidad a tratamientos comunes para esas enfermedades.
Se ha discutido mucho si los virus son o no seres vivos. Por una parte se reproducen, aunque dependientes de la célula de la que utilizan enzimas y ribosomas; no metabolizan substancias para producir energía, y sólo tienen un tipo de ácido nucleico, ADN o ARN; además son cristalizables. Posiblemente, sistemas parecidos a los virus, pero de vida libre, fueron los primeros seres vivos.
Estructura General
“Pequeños agentes patógenos intracelulares obligados que, no se consideran vivos, ya que no se pueden dividir de manera directa; esta división es necesaria para la Teoría Celular de la Vida”.

Hacia fines del siglo pasado se formuló la teoría de que cada enfermedad era producida por un germen específico. Hasta ese momento los patólogos estaban convencidos de que para cada enfermedad seria posible encontrar el microorganismo responsable, utilizando las siguientes técnicas:

a) Observación del germen con la ayuda del microscopio
b) Cultivo sobre un medio nutritivo
c) Retención por filtros.

Sin embargo, en 1892, Ivanovsky pudo demostrar que el agente productor de la enfermedad del mosaico de tabaco pasaba a través de los filtros para bacterias y no podía ni verse ni cultivarse. Luego en 1898 Stanley, determinó que la enfermedad del mosaico del tabaco era provocada por un nuevo agente infeccioso a los que denomino virus filtrables (virus: palabra de origen latino que significa veneno). Los virus están ampliamente distribuidos en la naturaleza y afectan a todo tipo de organismos, tanto del reino animal, vegetal o protista.

CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LOS VIRUS

La estructura de los virus esta integrada por dos tipos de macromoléculas: ácidos nucleicos y proteínas, los que forman las partículas virales o viriones. Básicamente existen dos tipos de partículas virales: partículas virales simples (virus desnudo) o partículas virales envueltas (virus envuelto). El virus desnudo consta de un ácido nucleico (genoma) asociado a proteínas y una cubierta proteica o cápside. Por otra parte los virus envueltos añaden a esta estructura básica una envoltura lipoproteica de origen celular. La función de la cápside es de servir al ácido nucleico como protección y vehículo.

Todos los viriones están constituidos por material genético DNA o RNA (pero no ambos) y una cápside formada por proteínas.

Los virus desnudos, según el tipo de cápside, se diferencian en 3 tipos:
· Icosaédricos. La cápside es un icosaedro.
· Helicoidales. La cápside es un cilindro hueco.
· Complejos. Tienen diferentes estructuras anejas a la cápside (cola,..).

Los virus con envoltura se diferenciar también en tres tipos:
· Icosaédricos.
· Helicoidales.
· Complejos.

Postulado de Lwoff
"Únicamente serán considerados virus aquellos agentes infecciosos cuya partícula elemental contenga un solo tipo de ácido nucleico". Es decir poseen ARN o ADN, pero no ambos tipos de ácidos nucleicos funcionales a la vez. Por lo tanto los virus pueden ser ADN o ARN virus. Debido a la estructura simple de virus, para su multiplicación dependen en forma absoluta de la célula huésped que infectan. Por lo tanto consideraremos a los virus como parásitos intracelulares obligados.

Ciclo de crecimiento Lisogénico y Lítico de los Virus

El ciclo de multiplicación de los virus tiene lugar cuando el virión penetra en la célula hospedadora y utiliza la maquinaria replicativa de ésta para generar nuevas partículas víricas. Este proceso recibe el nombre deciclo lítico. Otros virus, penetran en las células hospedadoras y permanecen en ellas sin producir nuevas partículas víricas completas; estos virus siguen uciclo lisogénico.

Ciclo de crecimiento lítico

En el cual el ADN viral circular se replica varias veces, la progenie de bacteriófagos lisan la célula hospedera liberando nuevas partículas virales infectantes.

En todos los ciclos líticos de multiplicación viral se pueden distinguir las siguientes etapas:

1. Fase de fijación o absorción: Las células hospedadoras tienen en sus membranas receptores específicos para los virus que las infectan, uniéndose proteínas de la cápsida o de la envoltura a éstos. Se han encontrado algunos virus animales o vegetales que no necesitan receptores específicos para fijarse.

2. Fase de penetración: En función del tipo de virus, existen varias formas de penetración:

•Los bacteriófagos originan un pequeño orificio en la membrana de la célula hospedadora, con la enzima lisozima de su placa basal, por el que inyecta el ADN, al contraerse su cola.
•Los virus desnudos introducen toda la nucleocápsida en la célula, ya sea por penetración directa al perforar la membrana con enzimas hidrolíticos, o por endocitosis, al ser englobados por la célula hospedadora en una vacuola, que romperán dentro de la célula.
•Los virus envueltos funden su membrana con la de la célula hospedadora. Posteriormente, en los virus que penetra la nucleocápsida entera, el ácido nucleico se libera de la cápsida rompiéndola.

3. Fase de replicación y síntesis de componentes virales: En esta fase no se detectan virus en el interior de la célula. El genoma vírico dirige el metabolismo de la célula hospedadora hacia la síntesis de los componentes víricos, utilizando todos los recursos de la célula hospedadora (materias primas, nucleótidos, aminoácidos, ATP, ribosomas, enzimas,...).

Ciclo Lítico

En esta etapa ocurren dos fenómenos principales:

•Síntesis de proteínas del virus: proteínas de replicación del ADN o ARN, proteínas estructurales de la cápsida y proteínas que intervienen en procesos de maduración y liberación de los futuros virus. Se produce en el citoplasma de la célula hospedadora.
•Replicación del ácido nucleico viral: Puede ocurrir en el citoplasma o en el núcleo de la célula hospedadora.

Un caso particular lo constituyen los retrovirus. Estos virus tienen ARN en vez de ADN y por medio de una enzima, la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa son capaces de crear una molécula de ADN a partir de su ARN. Este fenómeno posee una importancia extraordinaria en la manipulación genética. El virus del SIDA es de este tipo.

4. Fase de ensamblaje: Se ensamblan los capsómeros formando las cápsidas, a la vez que el ácido nucleico se pliega en su interior, junto a las enzimas que pueda llevar el virus.

5. Fase de liberación: Los virus salen de la célula básicamente por dos mecanismos:

•Por gemación: Inducen a la membrana celular a formar pequeñas vesículas en las que se introducen, y que acaban separándose de la célula. Este procedimiento lo utilizan los virus envueltos, en los que la envoltura membranosa es parte de la membrana de la célula en la que se reprodujeron.
•Aprovechando los mecanismos de exocitosis de la célula o provocando agujeros en la membrana por medio de enzimas líticos Esta liberación de los virus puede causar la muerte de la célula hospedadora, ya sea por haber agotado sus nutrientes, roto su membrana si la liberación ha sido masiva, o destruido su genoma.

En este ciclo, se expresan por completo las funciones virales, produciendo la lisis de la bacteria con una liberación de 100 partículas virales progenie.

La maquinaria es utilizada para producir los productos virales que caen dentro de una de las tres categorías siguientes: enzimas especiales necesarias para la replicación viral, factores inhibitorios que para la síntesis de las proteínas del ADN y del ARN de las célula hoespedera y las proteínas estructurales usadas en la construcción de los nuevos viriones, que son producidas en cantidades más abundantes; luego de su síntesis la mayoría de células se lisan, secretando todos los virones.

Ciclo de crecimiento lisogénico o de letargo:
Este ciclo también presenta las mismas etapas que el ciclo lítico, donde además el ADN del  virus se suma al ADN celular de modo que cada vez que la célula se duplica también lo hace el ADN viral, pero sin manifestarse. El genoma bacteriófago se integra al ADN de la célula hospedera por recombinación sitio-específica y la información del fago es transmitida la progenie de la bacteria.

Aquí se reproducen los virus atemperados que son capaces de permanecer en estado latente en la célula que parasitan, gracias a la integración del ADN vírico en el ADN celular. Los virus con ciclo lisogénico más conocidos son los bacterianos.

Ciclo Lisogénico

Un ejemplo es el ciclo lisogénico del fagoλ (lambda) que parasita a la bacteria E. coli. El virus introduce su ADN en la bacteria y éste se incorpora al genoma del hospedador. Que siga un ciclo lítico o lisogénico depende de la concentración de determinadas proteínas represoras. Si el represor es lo suficientemente abundante, impide que se expresen los genes que codifican las proteínas víricas, peor no el gen que hace que se incorpore al ADN de la bacteria. Así, se replica el ADN bacteriano pasando a las generaciones siguientes. Este tipo de virus no producen, por tanto, la muerte celular si no que se quedan dentro de la bacteria en estado de latencia.

CONCLUSIONES

· El estudio del origen y de la evolución de los virus se ve dificultado por la falta de restos fósiles. Los síntomas de enfermedades virales que conocemos actualmente pueden ser rastreados sólo hacia el comienzo de los registros de la historia humana.
· Después del reconocimiento de los virus como causantes de enfermedad, la virología ha evolucionado muy rápido, incluso los virus fueron de los primeros modelos para el estudio del funcionamiento del genoma, conocimiento indispensable hoy en día para el trabajo de investigación en ciencias biológicas. 
· Actualmente se considera a los virus no sólo como causantes de enfermedades sino también como agentes muy importantes que colaboran en el mantenimiento del equilibrio ecológico.

BIBLIOGRAFIA

· L. C. Junqueira, José Carneiro. Biología Celular y Molecular. Santiago, Chile: EDICIONES McGraw – Hill Interamericana de Chile Ltda., 2007. 488 p. ISBN 85-277-0409-9. 
· Gerald Karp. Biología Celular y Molecular conceptos y experimentos.México, D.F.: Ediciones: McGraw-Hill Companies, 2009. 832 p. ISBN 13: 978-0-470-04217-6 
· Biología molecular de virus: tópicos seleccionados Escrito por José Peñaranda Valverde, Enfermedades infecciosas Escrito por Angela Restrepo M. 







Elaborado por:
Ganoza, Mariana; Serrano, Andrea & Ribotty, Valeria.
Estudiantes de Medicina Humana de la Universidad de San Martín de Porres
Chiclayo - Perú

3 comentarios:

Anónimo dijo...

gracias! me resultó muy util :)

Anónimo dijo...

Buenísimos me sirvió mucho.

Anónimo dijo...

muy buenooo, me ha servido mucho para un examen de microbiologia