Complejos de Ácidos nucleicos + Proteínas Capacidad de ...

Virus 

Complejos de Ácidos nucleicos + Proteínas 

Capacidad de multiplicación en células vivas 

Parásitos intracelulares obligados 

Genoma reducido: codifica funciones que no pueden adaptar 

de sus células huésped 

Estructura extracelular: virión o partícula viral 

Estable fuera de la célula 

Desensamblado rápido intracelular 

Diversidad en tamaño, estructura y organización genómica 

1

Tamaño 

3

• Cubierta Proteica = Cápside 

Estructura y Composición 

– Formada por muchas copias de un número pequeño de proteínas 

virales unidas por uniones no covalentes 

• Genoma (información genética) 

– Ácido nucleico (ARN, ADN) 

• Envoltura Lipídica Adquirida de la célula huésped 

(algunos virus) 

4

Viroides, Virusoides y Priones 

• Viroides 

– Patógenos de plantas 

– RNAsc circular (240 a 400nt) 

– No codificantes 

– Replicación en nucleolo (RNA pol DNA dep celular) 

• Virusoides 

– RNA satélite encapsulado por proteínas codificadas por virus 

Helper 

– No codificantes 

– Replicación citoplasmática (RNA pol RNA dep cel) 

• Priones 

– Proteínas infecciosas 

5

Origen de los virus 

Teoría Regresiva Formas degeneradas de parásitos 

intracelulares 

Origen a partir de componentes celulares (RNAs o DNAs) 

Transposones 

Retrotransposones 

RNA replicativos 

Origen independiente y coevolución con las moléculas más 

primitivas autorreplicativas 

6

• Morfología del virión 

• Tamaño 

• Simetría 

• Envoltura 

• Tipo de ácido nucleico 

• ARN (sc o dc) 

• ADN (sc o dc) 

• Estrategia Replicativa 

Clasificación virus 

7

Simetría del Virión 

8

ADENOVIRUS 

Simetría del virión 

VIRUS MOSAICO DEL TABACO 

9

Virus animales 

10

• Morfología del virión 

• Tamaño 

• Simetría 

• Envoltura 

• Tipo de ácido nucleico 

• ARN (sc o dc) 

• ADN (sc o dc) 

• Estrategia Replicativa 

Clasificación virus 

11

Estrategias 

Replicativas 

Clasificación de Baltimore 

12

Clasificación de Virus Animales 

13

Propagación 

•Células en cultivo 

•Huevos embrionados 

•Animales de laboratorio 

Propagación de virus 

Objetivo 

-aislamiento 

-producción de vacunas 

-estudios bioquímicos 

14

Efecto 

citopático 

Cuantificación 

•Placas (UFP) 

•Focos fluorescentes 

•Transformación 

Alteraciones en células infectadas 

•Lisis 

•Conteo de partículas por M.E. 

•Fusión células 

•Transformación 

15

Virus 

PFU 

(Unidades 

formadoras 

de placa) 

Ciclo Infectivo: producción de virus 

tiempo 

16

Ciclo Infectivo 

1) ENTRADA 

2) DES-ENSAMBLADO 

3) MULTIPLICACIÓN VIRAL 

Producción de proteínas y 

ácidos nucleicos 

4) ENSAMBLADO 

5) LIBERACIÓN 

17

1) ENTRADA 

• ADSORCIÓN Unión del virus a la superficie celular (sin gasto de energia) 

Receptores virales 

(determinan qué células son 

susceptibles) 

Específicos 

Ampliamente 

distribuidos 

•Proteínas 

•Carbohidratos 

•Glicolípidos 

•Receptor de acetilcolina (rabia) 

•CD4 linfocitos T (HIV) 

•Ácido Siálico (Influenza) 

•Heparan Sulfato (herpesvirus) 

18

Receptores virales en linfocitos T para HIV 

19

• PENETRACIÓN 

Fusión con Membrana Plasmática (virus con 

envoltura) 

• Péptido fusogénico 

herpes, paramyxovirus, retrovirus, etc 

Endocitosis mediada por receptor 

• Péptido fusogénico (virus con env) 

Influenza 

• Lísis endosoma (virus sin env) 

Adenovirus 

Translocación 

picornavirus 

Formación de poros en la pared celular 

bacteriofagos 

20

HIV 

-Adsorción: Unión a receptor y 

coreceptor 

-Penetración: Fusión con membrana 

plasmática (péptido fusogénico) 

Influenza virus 

-Absorción: unión a glicoproteínas 

con ácido siálico 

-Penetración por endocitosis 

-Liberación dependiente de 

acidificación, por fusión con 

membrana de la vesícula (péptido 

fusogénico) 

21

2) DESENSAMBLADO y TRANSPORTE AL SITIO INTRACELULAR 

CORRECTO 

(membrana, endosoma, citoplasma, poro nuclear) 

22

3) MULTIPLICACIÓN VIRAL Producción de Proteínas 

y ácidos nucleicos virales 

Transcripción RNAm 

Traducción Apropiación del aparato de traducción de 

célula huésped. Síntesis de proteínas estructurales y no 

estructurales 

• Degradación del ARNm celular 

• Competencia por el aparato de traducción 

• Cambio de especificidad del aparato de traducción 

Replicación Estrategias Replicativas 

23

•4) ENSAMBLADO 

• 5) LIBERACIÓN 

• Acumulación en citoplasma o 

núcleo Lisis 

• Brotación (virus con envoltura) 

– Membrana Plasmática 

– Membranas Internas 

24

VIRUS CON GENOMA 

DE ARN 

26

Picornavirus 

•RNA + (7.2- 8.4 kb) 

•Sin envoltura 

•Virión: 60 copias de 4 

proteínas de cápside. 

•Replicación en citoplasma 

•Entrada: decapsidación en 

membrana plasmática 

•Salida por lisis celular 

Ej: poliovirus, hepatitis A virus, 

rinovirus, aftosa virus. 

Proteínas 

estructurales 

Proteínas no 

estructurales 

- Cápside (VP1, VP2, VP3 y 

VP4) 

- VPg 

- Actividad proteolítica 

- RNA Polimerasa dep de 

RNA 

29

Picornavirus 

Ciclo infectivo 

30

Flavivirus 

•RNA + (10,5kb) 5’CAP sin PolyA 

•Con envoltura (esféricos) 

•Replicación en citoplasma 

•Traducción a una única 

poliproteína clivada por proteasas 

•Ensamblado por brotación en 

vesículas citoplasmáticas 

•Salida por lisis celular 

•Fiebre amarilla 

•Dengue 

32

Influenza virus (A, B, C) 

INFLUENZA (Orthomyxovirus) 

•RNA – segmentado (6-8 segmentos, 10-13.6 kb 

totales) sin polyA 

•Virión: pleomórfico, nucleocápside con simetría 

helicoidal 

•3 RNA pol asociadas a cada segmento 

•Con envoltura 

•Entrada por endocitosis 

•Replicación y transcripción en núcleo 

•Ensamblado y liberación en membrana 

plasmática 

34

Influenza 

Ciclo Infectivo 

Péptido fusogénico en proteína HA, 

activado por clivaje. 

35

•Transcripción y replicación en Núcleo 

•RNA polimerasa (transcriptasa) empaquetada en virión 

•Procesamiento de RNA mensajeros 

•RNAm con Cap (clivado de ARN mensajeros celulares) y polyA 

36

NEURAMINIDASA 

Rol importante en la transmisión del virus en el huesped 

Inhibidores de neuraminidasa 

Tamiflu (oseltamivir) 

Relenza (Zanamivir) 

Modo de acción inhibidor competitivo del ácido siálico 

Inhibe neuraminidasa (liberación de virus de la célula huesped) 

37

Virus de la Rabia 

•RNA – no segmentado (13-16 kb) no 

polyA 

•Virión: nucleocápside con simetría 

helicoidal 


•Entrada: fusión a membrana plasmática 

•Replicación citoplasmática 

•RNA polimerasa en virión 

•Ensamblado y liberación en membrana 

plasmática 

38

Virus Rabia 


40

Retrovirus 

•RNA + (homodímero, 7-11 

kb), Cap y poly A 

•Virión: nucleocápside 

helicoidal rodeada por 

cápside icosaédrica 


•Replicación en núcleo 

•Entrada: fusión con 

membrana plasmática 

42

Retrovirus 


43

Virus ADN 

44

Virus ADN 

Replicación Nuclear 

Replicación 

citoplasmática 

Virus 

DNA dc 

DNAdc 

Progenie 

Virus 

mRNA 

mRNA 

mRNA 


inmediatas 

tempranas 


tempranas 


tardías 

45

HERPESVIRUS 

•Genoma ADN dc linear (124-235kb) 

•Virión: nucleocápside icosaedrica. Más de 30 

proteínas estructurales 


•Entrada por fusión a membrana 

•Replicación en núcleo (80 genes) 

•Ensamblado en membrana nuclear 

•Liberación de viriones por transporte de vesículas 

por citoplasma y fusión con membrana plasmática. 

•Ej: Herpes simplex, varicela-zoster virus, Epstein- 

Barr virus 

46

Herpesvirus Ciclo infectivo 

Fase Temprana (antes de síntesis de DNA) 

Expresión de genes inmediatos tempranos y tempranos: 

Fase Tardía 

- Proteínas reguladoras de la expresión y/o RNA polimerasa 

- Alteración de célula huésped 

- DNA polimerasa 

Expresión de genes tardíos: 

- Replicación del ADN 

- Transcripción Tardía genes que codifican 

proteínas estructurales 

48

POXVIRUS 

•Genoma de ADN dc linear (covalentemente 

cerrado) (130-375kb) 

•Codifica 150-300 proteínas 

•Virión: Complejo. Aproximadamente 100 

proteínas 

•Replicación y transcripción en citoplasma 

•RNA polimerasa y Enzimas modificadoras de 

transcriptos en virión 

•ADN polimerasa propia 

•Ensamblado en citoplasma. Liberación de 

viriones por brotación (con envoltura) o por lisis 

celular (desnudos) 

Ej: Variola virus, vaccinia virus, 

moluscum contagiosum 

50

Genoma: genes precedidos por promotores que regulan su 

expresión temporalmente 3 tipos de genes 

Genes Tempranos 

Genes Intermedios 

Genes Tardíos 

Proteínas no estructurales: 

modificación del DNA, RNA y 

proteínas 

Replicación y regulación de la 

expresión 

Proteínas estructurales 

51

VIRUS DE PLANTAS 

- Las superficies externas de las plantas están constituidas por 

capas protectivas de cera y pectina y cada célula esta rodeada 

de una gruesa pared de celulosa. 

- La entrada a la célula requiere de un vector (bacteria, 

nematodo, insectos, hongos) o daño mecánico de la pared 

celular. 

- Transmisión entre plantas: semilla, injerto, vectores, 

mecánica 

- Propagación dentro de la planta: plasmodesmata + 

proteínas virales de movimiento asociadas. 

52

PLANTAS RESISTENTES A VIRUS 

Naturales: Factores de resistencia que limitan la transmisión del 

virus en la planta y evitan la infección sistémica 

Plantas Transgénicas: expresión de proteínas o ARN que 

inhiben la decapsidacion o expresión de proteínas virales 

(proteínas virales (replicasas, proteínas de movimiento), ARN 

antisentido, ARN catalíticos, etc) 

53

Isométricos: Tobacco necrosis virus, genero Necrovirus 

(partículas de 26 nm de diámetro) 

Forma de bastón: 20-25 nm de diámetro y 100 a 300 nm de 

largo. Tobacco mosaic virus, genero Tobamovirus (particulas 

de 300 nm de largo) (RNAsc) 

Filamentosos: usualmente 12 nm de diámetro y hasta 1000 

nm de largo. Potato virus Y, genero Potyvirus (partículas de 

740 nm de largo) 

Geminados: partículas isométricas gemelas de alrededor de 

30 x 18 nm. Familia Geminiviridae ampliamente distribuídas 

en cultivos de regiones tropicales. Maize streak virus, género 

Mastrevirus. (DNA) 

Baciliformes: hasta 30 nm x 300 nm. Cocoa swollen shoot 

virus, genero Badnavirus (28 x 130 nm) 

54

Terapia Génica 

• Virus como vectores para transferencia de genes 

– Blanco principal Enfermedades monogénicas 

reemplazo de genes alterados 

» Fibrosis quística (CFTR) 

» Factores de coagulación 

» Deficiencias en adenosin-desaminasa (inmunoincompetencia) 

Aplicación “ex vivo” o “in vivo” 

55

Virus usados en terapia génica 

Retrovirus 

– MLV (virus de leucemia murina)virus defectivos incompetentes en replicación 

– Integración en el genoma de la célula huésped expresión a largo plazo 

– Infectividad limitada a células en división 

– Capacidad para gen exógeno limitada (8 Kb) 

– Inactivación por complemento 


– Sin integración Expresión transiente 

– Virus delecionados incompetentes para replicación 

– Capacidad 7.5 Kb 

– Receptores ubicuos 

Virus asociados a adenovirus 

– Integración en sitios específicos del genoma 

– Amplio rango de células blanco 

– No asociado a enfermedades 

Herpesvirus, Vaccinia, Syndbis virus 

56

Retrovirus 

57


58

Herpesvirus 

59

Adeno-asociado virus AAV 

(parvovirus) 

60

BACTERIOFAGOS 

50 x 10 6 bacteriófagos /ml de agua de mar y 

cantidad equivalente en suelos 

Se estiman 10 31 bacteriófagos en la Tierra 

61

Bacteriófagos con Genoma de DNA dc 

• LÍTICOS : T1 T7 

– Se multiplican en Bacterias y matan la célula por lisis al final de su 

ciclo de vida 

• Virión complejo: cabeza icosaédrica, cola y fibras 

• DNA dc linear : 40.000 – 170.000 pb 

• LISOGÉNICOS (Atemperados) 

– Alternativamente pueden multiplicarse vía ciclo lítico o entrar en 

un estado quiescente en la célula donde la mayor parte de los 

genes no se expresan (lisogénicos) 

63

Fagos Líticos 

• Virión 

Fago T7 

– cabeza icosaédrica, cola corta 

– DNAdc linear 40.000pb 

– Genoma 97% codificante 

• Expresión génica 

– Genes inmediatos tempranos (RNA polimerasa del huésped): 

» Proteína inhibitoria del sistema de restricción de la célula huésped 

» RNA polimerasa T7 

» Inhibición de RNA polimerasa de la célula huésped 

– Genes tempranos y tardíos (T7 RNA polimerasa) 

» Replicación del genoma (T7 DNA polimerasa) 

» Proteínas estructurales y ensamblado 

64


• Replicación del Fago T7 

– Origen de replicación único 

– formación de concatémeros 

– monómeros endonucleasa específica 

65

Uso de algunas características del 

fago T7 en Biología Molecular 

DNA polimerasa T7 Enzima Sequenase (secuenciación de DNA) 

RNA polimerasa T7 + promotor específico Vectores de expresión procariota 

66


FagoT4 

Virión Complejo (43 proteínas) 

-Cabeza icosaédrica 

-vaina 

-cuello 

-placa basal 

-fibras de la cola 

-DNAdc linear 170.000pb 

67


ENTRADA Fago T4 

-Adhesión a lipopolisacáridos de superficie 

-Inyección del material genético 

Infección viral Degradación 

masiva del DNA de la célula huesped 

(nucleasas) 

Protección del DNA viral: base 

modificada 

5 hidroximetilcitosina , con grupos 

hidroxilo glicosilados (DNA resistente a 

endonucleasas) 

68


Infección del fago T4 

Expresión génica en 3 fases (RNA pol de célula huésped + proteínas virales) 

1er fase RNA pol celular 

2nda fase RNA pol celular + proteínas virales regulatorias 

3ra fase RNA pol celular + nuevo factor sigma 

69

Bacteriófagos con Genoma a RNAsc (+) 

• Icosaédricos 

• Pequeños 26nm 

• Infectan células F+ (pili) 

• Regulación de la expresión por estructura secundaria del RNA 

– MS2 (E.coli) Genoma de RNA + : 3500nt 

5` Prot de maduración 

lisis 

cubierta replicasa 3` 

RNA genómico cad+ (RNAm) 

70

Mapa genético y 

proceso de 

multiplicación del 

virus MS2 

71

Bacteriófagos Icosaédricos con Genoma a DNA sc 

• Fago ϕX174 

• DNA sc circular 

• 5300 nt 

• 1er DNA secuenciado totalmente 

• 25nm Icosaédrico 

genoma 

DNAsc 

Enz.celulares 

RF 

DNAdc 

transcripción 

traducción 

Replicación 

(circulo rodante) 


virales 

DNAsc 

ensamblado 

72


Terapia con Bacteriófagos 

Uso de Bacteriófagos en reemplazo o junto con antibióticos 

– Ventajas 

• Multiplicación dependiente de la presencia de bacteria blanco 

• No tóxicos 

• Específicos (rango estrecho de huésped) no causan daño a la 

flora normal 

• Selección de fagos con receptor involucrado en virulencia 

– Desventajas 

• Específicos hay que conocer previamente el agente infectivo 

73

Fagos Lisogénicos 

•FAGOS LISOGÉNICOS (Atemperados) 

– Fago Lambda o lamboides 

» Inserción del genoma en sitios específicos del cromosoma del 

huésped 

– Fago Mu 

– Fago P1 

» Inserción del genoma en cualquier parte del cromosoma del 

huésped 

» Transposición 

» Profago no integrado 

» Mantenimiento como plásmido 

74


Fago lambda 

•Cabeza icosaédrica 

•Cola 

•1 única fibra 

•Genoma de ADNdc de 48.000pb 

•Extremos del genoma sc complementarios (extremos cos) Circularización del genoma al 

ingresar a la célula y señales de empaquetamiento 

•Adsorción por unión a receptor: transportador maltosa 

75


Eventos que llevan a la Lisogenia: 

-Circularización del genoma 

-Recombinación sitio específica (sitios att) 

-Represión de la expresión del genoma del fago 

Expresión de Proteína represora 

Fin Lisogenia (Inducción del 

profago): 

-Destrucción de Proteína represora 

(Señal: condiciones adversas de crecimiento 

de las bacterias) 

Fago Lambda 

76


Establecimiento de la Lisogenia o Ciclo Lítico 

Genes inmediatos tempranos = N y Cro 

Genes tempranos N, Cro, CII, CIII, CI 

Genes tardíos: Replicación, proteínas 

estructurales y lisis 

77


Usos en Biología Molecular del fago Lambda 

• Bibliotecas Genómicas 

• Bibliotecas de Expresión 

• Cósmidos 

78

Cósmidos 

79


Genotipo y Fenotipo de Bacterias Lisogénicas 

Diversificación genómica (E.coli) 

Transmisión horizontal de factores de virulencia 

Transformación de cepas no patógenas en patógenas 

Factores de virulencia localizados en genomas de bacteriófagos 

lisogénicos 

codifican Proteínas que proveen a la bacteria mecanismos de: 

Invasión de células huésped 

Evitar defensas inmunes del huésped 

Daño a células del huésped 

80

Ejemplos de toxinas codificadas en bacteriófagos 

lisogénicos 

• Toxina colérica (ctxAB) CTXΦ (Vibrio colera) 

• Toxina diftérica (tox) β-phage (Corynebacterium diphteriae) 

• Shiga toxina (stx1, 2) H-19B (E.coli) 

Inducción del profago Multiplicación del virus (ciclo lítico) 

Aumento del número de copias del gen 

(Replicación) 

Regulación positiva de la expresión 

Aumento de producción 

de toxina 

81

Bacteriófagos Filamentosos 

DNA sc 

• M13, f1, fd (E.coli) 

• Simetría helicoidal 

• DNA sc circular 

• Infectan células F+ 

• Liberación de la célula sin lísis ensamblado a nivel de membrana citoplasmática 

acoplado a transporte 

82

genoma 

DNAsc 

Enz. 

celulares 

RF 

DNAdc 

transcripción 

traducción 

Replicación 

(circulo rodante) 


virales 

Copias del 

genoma 

DNAsc 

Ensamblado en la 

membrana y 

translocación 

83

Usos en Biología Molecular de los Fagos Filamentosos 

• Vectores de clonado y secuenciación 

Producción de DNA simple cadena 

Células infectadas mantenidas en cultivo 

Espacio intergénico que puede reemplazarse por DNA 

exógeno 

• Bibliotecas de Péptidos 

84

Usos de virus en Biología Molecular 

Vectores de clonado 

– Secuenciación (M13) 

– Bibliotecas (fago lambda, cósmidos) 

Bibliotecas 

– Genómicas 

– Expresión 

– Péptidos (Fd) 

Vectores de Expresión 

– Baculovirus 

– Vaccinia 

Terapia Génica 

85

Complejos de Ácidos nucleicos + Proteínas Capacidad de ...

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