Información

2.4: Estructuras virales y priones - Biología

2.4: Estructuras virales y priones - Biología


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Los virus de todas las formas y tamaños consisten en un núcleo de ácido nucleico, un recubrimiento o cápside de proteína externa y, a veces, una envoltura externa.

Puntos clave

  • Los virus se clasifican en cuatro grupos según el tipo de material genético y la forma de la cápside.
  • Los virus se adhieren a sus células huésped para facilitar la penetración de la membrana celular, lo que permite su replicación dentro de la célula.
  • Los virus sin envoltura pueden ser más resistentes a los cambios de temperatura, pH y algunos desinfectantes que los virus con envoltura.
  • El núcleo del virus contiene el pequeño genoma monocatenario o bicatenario que codifica las proteínas que el virus no puede obtener de la célula huésped.

Términos clave

  • cápside: la capa de proteína externa de un virus
  • sobre: una estructura de cerramiento o cubierta, como una membrana
  • filamentoso: Que tiene la forma de hilos o filamentos
  • isometrico: de, o ser un sistema geométrico de tres ejes iguales que se encuentran en ángulos rectos entre sí (especialmente en cristalografía)

Morfología viral

Los virus son acelulares, lo que significa que son entidades biológicas que no tienen una estructura celular y dependen de una célula huésped para su replicación. Por lo tanto, carecen de la mayoría de los componentes de las células, como los orgánulos, los ribosomas y la membrana plasmática. Un virión consta de un núcleo de ácido nucleico, una capa de proteína externa llamada cápside y, a veces, una envoltura externa hecha de membranas de fosfolípidos derivadas de la célula huésped e incrustadas con proteínas virales. La cápside está formada por subunidades de proteínas llamadas capsómeras. Los virus también pueden transportar proteínas adicionales, como las enzimas necesarias para su replicación. La diferencia más obvia entre los miembros de familias virales es su morfología, que es bastante diversa. Una característica interesante de la complejidad viral es que la complejidad del huésped y del virión no está correlacionada. Algunas de las estructuras de viriones más intrincadas se observan en los bacteriófagos, virus que infectan a los organismos vivos más simples: las bacterias.

Morfología

Los virus vienen en muchas formas y tamaños, pero son consistentes y distintos para cada familia viral. En general, las formas de los virus se clasifican en cuatro grupos: filamentosas, isométricas (o icosaédricas), envueltas y de cabeza y cola. Los virus filamentosos son largos y cilíndricos. Muchos virus vegetales son filamentosos, incluido el TMV (virus del mosaico del tabaco). Los virus isométricos tienen formas aproximadamente esféricas, como poliovirus o herpesvirus. Los virus envueltos tienen membranas que rodean las cápsides. Los virus animales, como el VIH, suelen estar envueltos. Los virus de la cabeza y la cola infectan las bacterias. Tienen una cabeza que es similar a los virus icosaédricos y una forma de cola como los virus filamentosos.

Los virus usan una glicoproteína específica (proteína con azúcares adheridos) para unirse a sus células huésped a través de moléculas específicas que actúan como receptores virales. Las glicoproteínas virales a menudo se denominan "picos". Estos picos de proteínas deben tener una estructura precisa para poder unirse a los receptores de la célula huésped. Los cambios en la estructura de la espiga pueden provocar un cambio en la especie o tipo de célula que el virus puede infectar. El apego es un requisito para la posterior penetración de la membrana celular, lo que les permite completar su replicación dentro de la célula. Los receptores de la célula huésped que utilizan los virus son moléculas que normalmente se encuentran en la superficie celular y tienen sus propias funciones fisiológicas. Los virus simplemente han evolucionado para hacer uso de estas moléculas para su propia replicación.

En general, la forma del virión y la presencia o ausencia de una envoltura nos dicen poco sobre qué enfermedad puede causar el virus o qué especies podría infectar, pero siguen siendo medios útiles para comenzar la clasificación viral. Entre los viriones más complejos conocidos, el bacteriófago T4, que infecta al Escherichia coli bacteria, tiene una estructura de cola que el virus usa para adherirse a las células huésped y una estructura de cabeza que alberga su ADN. El adenovirus, un virus animal sin envoltura que causa enfermedades respiratorias en los seres humanos, utiliza picos de glucoproteína que sobresalen de sus capsómeros para unirse a las células huésped. Los virus sin envoltura también incluyen los que causan polio (poliovirus), verrugas plantares (papilomavirus) y hepatitis A (virus de la hepatitis A).

Los viriones envueltos como el VIH consisten en ácidos nucleicos y proteínas de la cápside rodeadas por una envoltura bicapa de fosfolípidos y sus proteínas asociadas. Los picos de glicoproteína incrustados en la envoltura viral se utilizan para unirse a las células huésped. Otras proteínas de la envoltura incluyen las proteínas de la matriz que estabilizan la envoltura y, a menudo, desempeñan un papel en el ensamblaje de los viriones de la progenie. La varicela, la influenza y las paperas son ejemplos de enfermedades causadas por virus con envoltura. Debido a la fragilidad de la envoltura, los virus sin envoltura son más resistentes a los cambios de temperatura, pH y algunos desinfectantes que los virus con envoltura.

Tipos de ácido nucleico

A diferencia de casi todos los organismos vivos que usan ADN como material genético, los virus pueden usar ADN o ARN. El núcleo del virus contiene el genoma o el contenido genético total del virus. Los genomas virales tienden a ser pequeños y contienen solo aquellos genes que codifican proteínas que el virus no puede obtener de la célula huésped. Este material genético puede ser monocatenario o bicatenario. También puede ser lineal o circular. Si bien la mayoría de los virus contienen un solo ácido nucleico, otros tienen genomas que tienen varios, llamados segmentos.

En los virus de ADN, el ADN viral dirige las proteínas de replicación de la célula huésped para sintetizar nuevas copias del genoma viral y transcribir y traducir ese genoma en proteínas virales. Los virus de ADN causan enfermedades humanas, como la varicela, la hepatitis B y algunas enfermedades venéreas, como el herpes y las verrugas genitales.

Los virus de ARN contienen solo ARN como material genético. Para replicar sus genomas en la célula huésped, los virus de ARN codifican enzimas que pueden replicar el ARN en ADN, lo que no puede realizar la célula huésped. Estas enzimas ARN polimerasas tienen más probabilidades de cometer errores de copia que las ADN polimerasas y, por lo tanto, a menudo cometen errores durante la transcripción. Por esta razón, las mutaciones en los virus de ARN ocurren con más frecuencia que en los virus de ADN. Esto hace que cambien y se adapten más rápidamente a su anfitrión. Las enfermedades humanas causadas por virus de ARN incluyen hepatitis C, sarampión y rabia.

Priones

  • Contribuido por OpenStax
  • Biología general en OpenStax CNX

En un momento, los científicos creyeron que cualquier partícula infecciosa debe contener ADN o ARN. Luego, en 1982, Stanley Prusiner, un médico que estudiaba la tembladera (una enfermedad degenerativa mortal en las ovejas) descubrió que la enfermedad era causada por partículas proteicas infecciosas o priones. Debido a que las proteínas son acelulares y no contienen ADN ni ARN, los hallazgos de Prusiner se encontraron originalmente con resistencia y escepticismo; sin embargo, su investigación finalmente fue validada y recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1997.

Un prión es una forma deshonesta mal plegada de una proteína normal (PrPc) que se encuentra en la célula. Esta proteína priónica rebelde (PrPsc), que puede ser causada por una mutación genética o ocurrir espontáneamente, puede ser infecciosa, estimulando otras proteínas endógenas normales para que se doblen mal y formen placas (ver Figura ( PageIndex {2} )). La patogenicidad de los priones depende completamente de la estructura tridimensional que asume la proteína.

Hoy en día, se sabe que los priones causan diversas formas de encefalopatía espongiforme transmisible (EET) en humanos y animales. La EET es un trastorno degenerativo poco común que afecta el cerebro y el sistema nervioso. La acumulación de proteínas rebeldes hace que el tejido cerebral se convierta en una esponja, matando las células cerebrales y formando agujeros en el tejido, lo que lleva a daño cerebral, pérdida de la coordinación motora y demencia (ver Figura ( PageIndex {3} )) . Las personas infectadas tienen problemas mentales y no pueden moverse ni hablar. No existe cura y la enfermedad progresa rápidamente, lo que eventualmente conduce a la muerte en unos pocos meses o años.

Las EET en humanos incluyen kuru, insomnio familiar fatal, enfermedad de Gerstmann-Straussler-Scheinker y enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ver Figura ( PageIndex {3} )). Las EET en animales incluyen la enfermedad de las vacas locas, la tembladera (en ovejas y cabras) y la enfermedad de desgaste crónica (en alces y ciervos). Las EET se pueden transmitir entre animales y de animales a humanos al comer carne o alimento para animales contaminados. La transmisión entre humanos puede ocurrir por herencia (como suele ser el caso de GSS y CJD) o por contacto con tejido contaminado, como podría ocurrir durante una transfusión de sangre o un trasplante de órganos. No hay evidencia de transmisión por contacto casual con una persona infectada. La tabla ( PageIndex {1} ) enumera las EET que afectan a los seres humanos y sus modos de transmisión.

Tabla ( PageIndex {1} ): Encefalopatías espongiformes transmisibles (EET) en humanos
EnfermedadMecanismo (s) de transmisión1
CJD esporádica (sCJD)No conocida; posiblemente por alteración de la proteína previa normal (PrP) a la forma rebelde debido a una mutación somática
Variante CJD (vCJD)Consumir productos de ganado contaminados y por transmisión sanguínea secundaria
CJD familiar (fCJD)Mutación en el gen PrP de la línea germinal
CJD iatrogénica (iCJD)Instrumental neuroquirúrgico contaminado, injerto de córnea, hormona gonadotrófica y, secundariamente, por transfusión de sangre
KuruComer carne infectada a través del canibalismo ritual.
Enfermedad de Gerstmann-Straussler-Scheinker (GSS)Mutación en el gen PrP de la línea germinal
Insomnio familiar fatal (FFI)Mutación en el gen PrP de la línea germinal

Los priones son extremadamente difíciles de destruir porque son resistentes al calor, los productos químicos y la radiación. Incluso los procedimientos de esterilización estándar no garantizan la destrucción de estas partículas. Actualmente, no existe un tratamiento o cura para la enfermedad de EET, y las carnes contaminadas o los animales infectados deben manipularse de acuerdo con las pautas federales para prevenir la transmisión.


Ver el vídeo: virus, viroides y priones (Febrero 2023).