Tema 17. Las formas acelulares




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títuloTema 17. Las formas acelulares
fecha de publicación04.02.2016
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TEMA 17. LAS FORMAS ACELULARES.

  1. Introducción.



  • Además de los virus en los últimos tiempos se han descubierto otras formas acelulares como los viroides, los priones e incluso los plásmidos, que tienen “capacidad infectiva”.

  • Si tenemos en cuenta las características de los seres vivos estas partículas no han de ser consideradas como tales pues aunque están compuestos por materia orgánica no están formados por células y no realizan las funciones vitales.

  • Estas estructuras carecen de metabolismo por lo que no se nutren, no se relacionan y para elaborar copias de sí mismos requieren parasitar a una célula a la cuál destruyen.

  • A pesar de todo son objeto de estudio de la Microbiología y sobre todo a los virus se le otorga carácter de microorganismo o microbio.

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  1. Los virus.



    1. Estructura y composición.



  • Una partícula vírica morfológicamente completa recibe el nombre de virión.

  • Se forman básicamente por un solo tipo de ácido nucleico y proteínas aunque a veces contienen lípidos de membrana.

  • Como material genético presentan ADN o ARN que puede ser monocatenario o bicatenario y puede formar una sola molécula o encontrarse segmentado.

  • Esta molécula está siempre rodeada por una estructura proteica llamada cápsida la cual se forma por subunidades denominadas capsómeros.

  • La cápsida suele componerse por un solo tipo de proteína aunque en algunos casos intervienen varias.

  • Algunos tipos contienen enzimas necesarios para su replicación, aunque en nunca se reproducen extracelularmente, o que facilitan la entrada en las células (fagos-lisozima).

  • Hay viriones que presentan una envoltura membranosa formada por:

    • Bicapa lipídica con hidratos de carbono procedente de la célula parasitada.

    • Proteínas insertadas codificadas por el genoma del virus que a veces forman espículas externas necesarias para la unión y penetración del virión en la célula huésped.

  • Esto ocurre con más frecuencia en virus animales como el de la gripe o el VIH.



    1. Clasificación.



  • Hasta 1971 no se establecieron criterios para realizar una clasificación uniforme.

  • Actualmente los más utilizados son el tipo de material genético y la morfología.



  • Según el material genético diferenciamos:



    • ADN

      • Monocatenario lineal o circular. Parvovirus, fago M13.

      • Bicatenario lineal o circular. Herpesvirus, fago lambda.



    • ARN

      • Monocatenario lineal.

        • Polaridad positiva (igual al ARNm). ARN +. Poliovirus, fagos de ARN, virus de plantas.

        • Polaridad negativa (complemen. al ARNm).ARN -. Rabdovirus (rabia), paramixovirus (sarampión).

        • Segmentado positivo ARN +. Retrovirus (VIH).

        • Segmentado negativo ARN -. Ortomixovirus (gripe).

      • Bicatenario lineal.

        • Segmentado. Fago 6, virus de hongos.



  • Según la morfología distinguimos:



    • Cápsida helicoidal.

      • Los capsómeros se disponen formando una hélice hueca alrededor del ácido nucleico.

      • Forma predominante en virus de células vegetales como el del mosaico del tabaco. También aparece en algunos virus de células animales como el del ébola o el de la rabia.



    • Cápsida icosaédrica.

      • Veinte caras triangulares y aspecto globoso.

      • Estructura cerrada que utiliza el menor número posible de capsómeros.

      • Algunos poseen espículas que facilitan la adhesión a las células.

      • Predomina en virus animales como los adenovirus.



    • Virus con envoltura.

      • Forma más frecuente en virus animales pero también aparece en vegetales e incluso en fagos.

      • Tal es el caso del virus de la gripe humana.



    • Virus complejos o fagos.

      • Constan de partes diferentes y parasitan bacterias.

      • Poseen una cabeza o cápsida icosaédrica y una cola helicoidal.

      • Al final de la cola presentan una placa con fibras y espículas para facilitar la unión con la superficie bacteriana.

      • Un ejemplo muy estudiado es el fago T4.

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    1. El ciclo lítico.



  • Se produce cuando un virus infecta a una célula, se reproduce y generalmente la destruye para salir al exterior.

  • Se lleva a cabo en todo tipo de virus y lo explicaremos diferenciando en fagos y en virus animales.

  • Sus etapas son las siguientes:

    • Adsorción y fijación del virus.

      • En cualquier punto de la pared bacteriana. F

      • A receptores específicos de la célula hospedadora en virus con envoltura membranosa. VA

    • Penetración del ácido nucleico vírico.

      • Sólo entra el ácido nucleico al contraerse la cola helicoidal (mecanismo de inyección). F

      • La càpsida y su contenido pasan al interior celular mediante fusión de membranas o por endocitosis. Tal envuelta será posteriormente degradada. VA

      • Muchos virus animales desnudos cambian su conformación tras la adhesión a la célula y sólo incluyen su ácido nucleico.

    • Degradación del ADN celular.

    • Replicación del ácido nucleico del virus utilizando la maquinaria metabólica celular.

    • Transcripción y síntesis de proteínas de la cápsida.

    • Ensamblaje y empaquetamiento.

    • Liberación de los viriones maduros.

      • Lísis celular por ruptura de la pared bacteriana y la membrana plasmática. F

      • A veces mediante gemación en lugares donde se sitúan las glucoproteínas de la envuelta membranosa. VA

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    1. Ciclo lisogénico.



  • Algunos virus no destruyen la célula cuando la invaden sino que integran su material genético en el ADN celular.

  • Seguidamente se replican y se transmiten con este a lo largo de sucesivas generaciones.

  • Este proceso es muy frecuente en fagos y en determinadas condiciones el ADN vírico se activa, se separa del cromosoma bacteriano y lleva a cabo un ciclo lítico.

  • Al genoma vírico integrado le llamamos provirus o profago, la bacteria se califica como lisogénica y el virus como fago atemperado.

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    1. La retrotranscripción y el VIH.



  • Un tipo especial de ciclo lisogénico se lleva a cabo en los retrovirus que poseen ARN como material genético y portan una enzima llamada retrotranscriptasa.

  • Este enzima transforma el ARN en ADN permitiendo así la integración del provirus en el ADN celular.

  • Entre los retrovirus destaca el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) causante del SIDA

  • El contacto entre las glucoproteínas de su envoltura membranosa y los receptores de los linfocitos T, provoca la fusión de membranas y la nucleocápsida se libera en el citoplasma.

  • Seguidamente la cápsida se desintegra y se libera el ARN y la retrotranscriptasa produciendose una doble hélice de ADN con la información genética del virus.

  • Este ADN se introduce en el núcleo a través de un poro y una integrasa vírica lo inserta en cualquier lugar de un cromosoma celular.

  • La transcripción de este ADN vírico integrado por la ARN polimerasa de la célula huésped origina nuevas copias de ARN vírico y ARNm cuya traducción da lugar a proteínas de la cápsida, nueva retrotranscriptasa y proteínas de la envoltura.

  • El virus se ensambla en el citoplasma y abandona la célula mediante un proceso de gemación.

  • En estado de provirus, la información genética del virus puede expresarse o permanecer en estado latente.

  • Aún así el VIH altera y destruye los linfocitos T pues al integrase en su genoma modifica la estructura de sus genes.

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    1. Origen y evolución de los virus.



  • Ambos procesos se desconocen ya que no existe registro fósil de estas estructuras. Se postulan varias hipótesis:

    • Regresiva.

      • Los virus complejos eran células procariotas parasitas de otras mayores.

      • Con el tiempo se simplificaron y se hicieron más dependientes.

      • Es un proceso de evolución retrógrada.

    • Progresiva.

      • Son ácidos nucleicos que se han independizado de sus células.

      • Se acumularon tales mutaciones que la replicación dejo de ser controlada por sus células y se transformaron en partículas infectivas.

    • Paralela.

      • Surgieron tal cuales paralelamente a las células procariotas.

      • La evolución los ha mantenido por su papel benéfico en la transferencia de genes entre diferentes células.

  • A pesar de todo y dada su gran diversidad es posible que su origen no sea único.



  1. Los viroides.



  • Son moléculas pequeñas de ARN monocatenario y circular que causan enfermedades en las plantas.

  • Se encuentran casi exclusivamente en el núcleo de las células infectadas.

  • Se desconoce cómo se replican pero se sabe que su ARN no se traduce para formar enzimas replicativos.

  • Se creen que actúan en la regulación génica de la célula hospedadora y en el proceso de eliminación de intrones con los cuales presentan secuencias similares.

  • Producen enfermedades en la patata, el aguacate, el limonero y el tabaco.



  1. Los priones.



  • Son partículas proteicas infecciosas.

  • Producen enfermedades neurodegenerativas en animales y humanos:

    • Prurito lumbar o scrapie de las ovejas.

    • Encefalopatía espongiforme bovina o enfermedad de las vacas locas, EEB.

    • Kuru, descubierta en tribus de Nueva Guinea.

    • Enfermedad de Creutzfeldt-Jacob, transmisible al ingerir carne de vacuno con EEB.

  • Se sabe que los priones son formas modificadas de una proteína de la membrana neuronal.

  • Se multiplican transformando proteínas normales en infectivas al cambiar la estructura en α-hélice en β-laminar. Tales cambios producen los síntomas de las enfermedades.

  1. Los plásmidos.



  • Son pequeñas moléculas de ADN circular y bicatenario que pueden replicarse independientemente del material genético de las células o insertarse en el mismo.

  • De forma natural aparecen en casi todas las especies bacterianas y en algunas células eucariotas como las levaduras.

  • Se transmiten a las siguientes generaciones y aunque no son imprescindibles aportan genes beneficiosos.

  • Pueden aparecer varios tipos y cantidades por célula.

  • Cuando está integrado en el cromosoma bacteriano se denomina episoma.

  • Favorecen la conjugación bacteriana cuando pasan de células F+ o Hfr a cálulas F-, generando así intercambio parasexual de material genético.

  • Actualmente se consideran muy importantes por su uso en ingeniería genética para crear ADN recombinante.



  • Los principales tipos son:

    • Conjugativos. Codifican la formación de pilis sexuales (factor F).

    • De resistencia. Confieren resistencia a antibióticos (factor R).

    • Col. Producen bacteriocinas que destruyen otras bacterias.

    • De virulencia. Producen toxinas que incrementan la actividad patógena.

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