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VIROLOGÍA GENERAL
Gioia Marino- Ma Viviana Bojanich
DEFINICIÓN
Un virus es un agente infectante que contiene DNA o RNA dentro de una estructura compleja de proteínas y lípidos. El genoma
viral junto con la cubierta se denomina virión.
Los virus no poseen la maquinaria necesaria para producir energía, por lo que dependen por completo de las células que los
albergan, es decir, son parásitos intracelulares obligados.
Los virus pueden producir patologías en el hombre, animales, plantas y bacterias, denominados estos último bacteriófagos.
Los virus son agrupados en diversas familias teniendo en cuenta su forma, estructura y composición del ácido nucleico, aspectos inmunológicos, patogénicos o epidemiológicos. En el cuadro siguiente se muestra la clasificación de los principales virus de
importancia médica.
Clasificación de los virus
Familia
Virus ARN
Cadena simple
Picornaviridae
Togaviridae
Flaviviridae
Rhabdoviridae
Paramyxoviridae
Orthomyxoviridae
Arenaviridae
Retroviridae
De cadena doble
Reoviridae
Virus de ADN
Cadena simple
Parvoviridae
Cadenas mixtas
Hepadnaviridae
Cadena doble
Papovaviridae
Adenoviridae
Herpesviridae
Poxviridae
Ejemplo
Polaridad
Envoltura
Simetría
Poliovirus
Virus de la Rubéola
Virus de la Fiebre Amarilla
Virus de la Rabia
Virus del Sarampión
Virus Influenza
Virus de la coriomeningitis linfocítica
Virus de la Inmunodeficiencia Humana
(+)
(+)
(+)
(-)
(-)
(-)
(-)
(+)
No
Si
Si
Sí
Sí
Si
Si
Si
Icos.
Icos.
Icos.
Helic.
Helic.
Helic.
Helic.
Icos.
No
Icos.
Rotavirus
Parvovirus humano B-19
(+) o (-)
no
Icos.
Virus de la Hepatitis B
*
Si
Compleja
Virus JC
Adenovirus humanos
Virus Herpes simple
Virus Vaccinia
Circular
No
No
Si
Si
Icos.
Icos.
Icos.
Compleja
#
 cadena doble con porciones de cadena simple
# extremos covalentes cerrados
ESTRUCTURA Y TAMAÑO DE LOS VIRUS
Los virus son más pequeños que las bacterias con tamaños que oscilan entre 0,02 y 0,3 m por lo que son visibles sólo con
microscopio electrónico.
El ácido nucleico viral está rodeado de una cubierta proteica denominada cápside. El conjunto de genoma y cápside se denomina nucleocápside. Las cápsides están compuestas por unidades proteicas denominadas capsómeros y su número y disposición determinan la morfología viral.
Algunos virus poseen una envoltura por fuera de la nucleocápside, son los virus envueltos. Los que no poseen envoltura se
denominan desnudos (Figura 1).
La envoltura viral está compuesta por proteínas específicas del virus más lípidos o carbohidratos derivados de las membranas
de las células del huésped. Los virus utilizan diferentes membranas para emerger, por ejemplo la membrana nuclear, el aparto
de Golgi o la membrana citoplasmática. Algunas proteínas virales de la envoltura pueden sobresalir formando espículas con
funciones específicas como ser hemaglutininas y neuraminidasas.
Muchos virus poseen además diversas enzimas necesarias para la replicación del genoma como ser transcriptasas y polimerasas de ácidos nucleicos.
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Nucleocápside
Cápside
Fig. 1: Esquemas de virus desnudo (A) y envuelto (B)
Capsómeros
Envoltura
Son diversas las morfologías y tamaños virales. En general los virus pueden tener los capsómeros dispuestos en simetría
icosaédrica (cuerpo de 20 lados) o helicoidal (número no específico de caras); algunos virus de mayor tamaño poseen estructuras más complejas. En la figura 2 y 3 se muestran las formas de los principales virus que afectan al hombre, separados en
función del tipo de ácido nucleico que poseen.
Fig. 2. Ejemplos de morfología viral
Como ya se mencionó, algunos virus poseen ADN y otros ARN. Algunos poseen ADN bicatenario y otros ADN monocatenario.
Por otra parte, los virus que poseen ARN, pueden tenerlo monocatenario (son los más comunes) o bicatenario. El ARN monocatenario, puede a su vez ser de polaridad positiva (igual polaridad que el ARNm) o de polaridad negativa.
REPLICACIÓN VIRAL
En general, podemos decir que los virus inducen a la célula huésped a sintetizar todos los componentes esenciales para formar
las partículas virales. Los diferentes procesos de la replicación viral son: Adsorción o fijación, penetración, replicación, síntesis
proteica, ensamblaje y liberación. Estas etapas se sintetizan en la figura 3.
1.
Adsorción: existe una alta especificidad entre el virus y el huésped. Las células poseen componentes superficiales específicos que actúan como receptores para las proteínas virales. La ausencia de estos receptores impiden la unión del virus y
por consiguiente, la infección. Esto determina el tropismo de un virus por las células de una especie o de un tejido determinado.
2.
Penetración: luego de la fijación, el genoma viral debe ser traslocado al interior de la célula. En el caso de los virus envueltos, la envoltura se fusiona con la membrana celular y la nucleocápside es liberada hacia el citoplasma. En los virus desnudos, el virión ingresa por fagocitosis o por pinocitosis y las cápsides son digeridas por enzimas lisosómicas liberando el
genoma viral. En algunos virus sólo ingresa el genoma, como en el caso de los bacteriófagos, quedando la nucleocápside
en el exterior.
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Replicación: en primer lugar debe modificarse la maquinaria celular para ponerla a disposición del virus. Debe
sintetizarse ARNm para la síntesis proteica y además
copias del genoma viral. Este paso será diferente para
cada virus, dependiendo del tipo de ácido nucleico que
posea, lo cual se explicará más adelante.
Fijación
Penetración
Replicación
Síntesis: una vez construido el ARNm, se sintetizan las
proteínas virales, las cuales incluyen enzimas tempranas
(necesarias para la replicación viral), proteínas tardías
(que incluyen las proteínas de la cápside) y proteínas
líticas (destruyen la célula del huésped y liberan partículas
virales). En algunos casos la síntesis de proteínas virales
suspende la síntesis de macromoléculas del huésped, en
otros casos ambas síntesis ocurren simultáneamente.
Ensamblaje: la unión de las proteínas de la nucleocápside se realiza de manera similar a la cristalización y luego
es rellenada con el genoma viral para constituir el virión.
Liberación: la salida de las partículas virales generalmente conlleva a la muerte de la célula huésped en los
virus desnudos. Los virus envueltos salen de las células
por emersión, arrastrando consigo porciones de membrana que constituirán la envoltura.
Síntesis
SÍNTESIS DE ARNm
Ensamblaje
A continuación se describen las diferentes estrategias que
utilizan los virus para sintetizar ARNm y genoma viral. Las
distintas posibilidades se esquematizan en la figura 4.
Liberación
Virus ADN de cadena doble o ADN (): la síntesis de
ARNm se realiza como en las células no infectadas, a
partir del ADN viral. En este grupo se encuentran los
Adenovirus, Papovavirus (virus de las verrugas) y Herpesvirus.
Virus ADN de cadena simple o ADN (+): primeramente
de be convertirse el genoma en ADN de cadena doble y
entonces recién se produce la síntesis de ARNm por la
ARN polimeras de la célula infectada.
Fig 3. Ciclo de replicación viral de un bacteriófago
Virus ARN de cadena simple y polaridad positiva o ARN (+): el ARN viral se comporta directamente como ARNm por tener
la misma polaridad. Es el caso de los Picornavirus (Virus de la Poliomielitis) y Togavirus (Virus de la Rubéola). En éstos virus
una ARN polimerasa viral o transcriptasa sintetiza una cadena complementaria de ARN (-). Éste ARN nuevo sirve como modelo
para la síntesis de más ARN (+) genómico que puede servir como ARNm o como precursor del genoma para los viriones hijos.
Virus ARN de cadena simple y polaridad negativa o ARN (-): en este caso el genoma es replicado por medio de un ARN
intermediario de cadena simple y polaridad positiva que luego sirve como modelo para la síntesis de ARNm y ARN para el
genoma viral. Es decir que estos virus deben poseer una ARN transcriptasa que es introducida a la célula durante la infección.
Algunos virus de esta categoría, como el virus Influenza, poseen el genoma segmentado en diferentes fragmentos cuya replicación se regula independientemente y dan lugar a una molécula única de ARNm. Esto posibilita que se sinteticen diferentes
cantidades de cada proteína viral o que se sinteticen proteínas diferentes.
Virus ARN de cadena doble o ARN (): Primero debe ser copiada una sola cadena de ARN (+) que actúa como ARNm. Los
virus de esta categoría como los Reovirus (Rotavirus) contienen una ARN transcriptasa viralmente codificada que transcribe los
ARN de cadena única a partir de las cadenas de ARN (-) del genoma viral.
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Virus ARN (+) que replican por medio de un ADN intermediario: Aquí se observa un fenómeno diferente, el ARN (+) es
transcripto a ADN (-) por medio de una transcriptasa inversa, el ADN (-) sirve como modelo para una cadena de ADN () que a
su vez sirve como modelo para la síntesis de ARNm. Es el caso de los Retrovirus, como el Virus de la Inmunodeficiencia Humana (HIV).
(Herpesvirus)
ADN ()
ADN ()
ADN (+)
(Fagos)
ARN (+)
ARN ()
ARN (+)
ARNm
ARN (+)
(Reovirus)
(Togavirus)
ADN ()
Fig. 4: Estrategias
virales para la
síntesis de ARN
mensajero
ARN (+)
ARN (+)
ARN (-)
(Retrovirus)
(Orthomyxovirus)
BACTERIÓFAGOS
Los bacteriófagos o simplemente, fagos, son virus con capacidad de unirse a bacterias e infectarlas. Las bacterias poseen
receptores en su superficie (ácidos teicoicos, proteínas de membrana externa) que son específicos para cada fago.
Los fagos poseen una estructura compleja que generalmente consta de una cabeza, un cuello, una cola y fibras de la cola con
las cuales se adhiere a la célula bacteriana (Figura 5). El genoma del fago es inyectado en la bacteria por contracción de la
envoltura caudal.
La mayoría de los fagos poseen ADN de doble cadena pero existen otros que pueden poseer ADN monocatenario o ARN monocatenario de polaridad positiva.
La bacteria infectada por un fago puede seguir un ciclo lítico que termina con la muerte bacteriana y liberación de partículas
virales o en estado de conversión lisogénica (ver capítulo de Genética) en el cual el genoma viral permanece integrado al
genoma bacteriano sin matar a la bacteria. El estado lisogénico puede pasar a un ciclo lítico por inducción mediante algún agente químico o físico externo (radiaciones, gas mostaza, etc.).
Los bacteriófagos pueden inocular genes que codifiquen toxinas, transformando a una bacteria no patógena en una productora
de una potente toxina, como es el caso de la toxina diftérica producida Corynebacterium difteriae y la toxina exfoliativa producida por Staphylococcus aureus.
A
Fig. 5: Esquema (A) y
fotografía con microscopio
electrónico (B) de un bacteriófago
Fibra de la cola
B
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CONSECUENCIAS DE LA INFECCIÓN VIRAL SOBRE LA CÉLULA EUCARIOTA
Los virus pueden tener diversos efectos sobre las células eucariotas (Figura 6).
1. La infección lítica da como resultado la destrucción de la célula con la consecuente liberación del virus.
2. La célula puede alterar su forma o su metabolismo pero no destruirse como en el caso de los virus oncógenos.
3. Puede ocurrir una liberación lenta de partículas virales sin muerte celular, como es el caso de las infecciones persistentes.
4. Los virus pueden estar presente en la célula sin dañarla durante mucho tiempo hasta que un desencadenante induce la
replicación viral y las partículas virales emergen en una infección lítica. Es el caso de las infecciones latentes, en las cuales
el virus se encuentra integrado al genoma de la célula huésped.
Fig. 6: Posibles
efectos de los
virus sobre la
célula que
infectan
DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO DE LAS INFECCIONES VIRALES
En las infecciones virales pueden hacerse un diagnóstico directo mediante cultivo en líneas celulares (cultivos en células vivas)
o detección de antígenos virales en las muestras clínicas y un diagnóstico indirecto mediante detección de anticuerpos circulantes (IgG o IgM).
Cultivos celulares: se observan los cambios inducidos en las células infectadas (efecto citopático) o se colorean con anticuerpos fluorescentes para detectar partículas virales (Inmunofluorescencia). Se utilizan células de embriones animales, células
diploides humanas, etc. Las muestras para cultivo de virus deben conservarse congeladas hasta su procesamiento y con el
agregado de antibióticos.
Métodos de detección de antígenos:
 E.L.I.S.A
 Aglutinación de látex
 Inmunofluorescencia directa
Detección de Anticuerpos: deben estudiarse dos muestras de suero, una en fase aguda y otra en fase de convalescencia
 Inmunofluorescencia indirecta
 E.L.I.S.A.
 Inhibición de la hemaglutinación
 Fijación del complemento
 Western blot
Detección de genoma viral
 PCR
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PREVENCION DE LAS INFECCIONES VIRALES
Al igual que en las infecciones bacterianas, es menester conocer perfectamente la historia natural de la enfermedad viral para
poder hacerle frente.
Pueden prevenirse las infecciones virales con algunas de las siguientes estrategias.





Atacando al reservorio, cuando este es un animal;
con buenas medidas higiénicas cuando la transmisión es fecal-oral, por aerosoles o por contacto directo;
con precauciones apropiadas en relación a conductas sexuales cuando ésta es la vía de transmisión;
con estrictas normas de bioseguridad y control de los productos biológicos cuando la transmisión es transcutánea
por inmunización activa con vacunas virales.
Bibliografía.
 Prescott L, Harley J, Klein D. Microbiología. Editorial Mc Graw Hill - Interamericana Cuarta Edición. 1999.
 Vullo D, Waschman M, Alche L. Microbiología en práctica. Manual de técnicas de laboratorio para la enseñanza de la
microbiología básica y aplicada. Ed. Atlante. 2000.
 Basualdo J. A. y cols. Microbiología Biomédica. Ed. Atlante. Segunda Edición. Año 2006.
 Sherris. Microbiología Médica. Ryan K. J., Ray C. G. Editorial Mc Graw Hill. 4ta. Edición. Año 2005
 Pumarola A. y cols. Microbiología y Parasitología Médica. Ed. Masson-Salvat Medicina. Segunda Edición. Año 1987.
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