Replicación viral

La replicación viral es la formación de virus biológicos durante el proceso de infección en las células huésped diana. Los virus primero deben ingresar a la célula antes de que pueda ocurrir la replicación viral. Mediante la generación de abundantes copias de su genoma y el empaquetamiento de estas copias, el virus continúa infectando a nuevos huéspedes. La replicación entre virus es muy variada y depende del tipo de genes implicados en ellos. La mayoría de los virus de ADN se ensamblan en el núcleo, mientras que la mayoría de los virus de ARN se desarrollan únicamente en el citoplasma.

Producción/replicación viral

Los virus se multiplican sólo en las células vivas. La célula huésped debe proporcionar la energía y la maquinaria sintética y los precursores de bajo peso molecular para la síntesis de proteínas virales y ácidos nucleicos.

La replicación del virus ocurre en siete etapas, a saber;

1. Adjunto archivo
2. Entrada,
3. decapado,
4. Transcripción / producción de ARNm,
5. Síntesis de componentes de virus,
6. Ensamblaje de viriones y
7. Liberación (Etapa de Liberación).

Adjunto archivo

Es el primer paso de la replicación viral. El virus se adhiere a la membrana celular de la célula huésped. Luego inyecta su ADN o ARN en el huésped para iniciar la infección. En las células animales, estos virus ingresan a la célula a través del proceso de endocitosis que funciona mediante la fusión del virus y la fusión de la envoltura viral con la membrana celular de la célula animal y en las células vegetales ingresa a través del proceso de pinocitosis que funciona en pellizco. de los virus

Entrada

La membrana celular de la célula huésped invagina la partícula viral, encerrándola en una vacuola pinocítica. Esto protege a la célula de los anticuerpos como en el caso del virus del VIH.

Decapado

Las enzimas celulares (de los lisosomas) eliminan la cubierta proteica del virus. Esto libera o hace accesible el ácido nucleico o el genoma del virus.

Transcripción/producción de ARNm

Para algunos virus de ARN, el ARN infectante produce ARN mensajero (ARNm), que puede traducir el genoma en productos proteicos. Para los virus con ARN o ADN de cadena negativa, los virus se producen por transcripción y luego traducción.

El ARNm se utiliza para instruir a la célula huésped para que elabore componentes del virus. El virus aprovecha las estructuras celulares existentes para replicarse.

Síntesis de los componentes del virus.

Los componentes son fabricados por el virus utilizando los orgánulos existentes del huésped:

• Proteínas virales: el ARNm viral se traduce en los ribosomas celulares en dos tipos de proteína viral:
  • Estructurales: proteínas que componen la partícula del virus.
  • No estructural: proteínas que no se encuentran en la partícula del virus, principalmente enzimas para la replicación del genoma del virus.
• Ácido nucleico viral (replicación del genoma): se sintetizan nuevos genomas virales; las plantillas son el genoma parental o cadenas complementarias recién formadas, en el caso de genomas monocatenarios. Estos genomas están hechos por una polimerasa viral o (en algunos virus de ADN) una enzima celular, particularmente en células que se dividen rápidamente.

Asamblea de virión

Un virión es simplemente una partícula viral activa o intacta. En esta etapa, el genoma recién sintetizado (ácido nucleico) y las proteínas se ensamblan para formar nuevas partículas de virus.

Esto puede tener lugar en el núcleo de la célula, el citoplasma o en la membrana plasmática para la mayoría de los virus desarrollados.

Liberación (etapa de liberación)

Los virus, que ahora están maduros, se liberan mediante la ruptura repentina de la célula o la extrusión gradual (forzada hacia afuera) de los virus envueltos a través de la membrana celular.

Los nuevos virus pueden invadir o atacar otras células, o permanecer latentes en la célula. En el caso de los virus bacterianos, la liberación de la progenie de viriones se produce por lisis de la bacteria infectada. Sin embargo, en el caso de los virus animales, la liberación suele ocurrir sin lisis celular.

Sistema de clasificación de Baltimore

Los virus se clasifican en 7 tipos de genes, cada uno de los cuales tiene sus propias familias de virus, que a su vez tienen diferentes estrategias de replicación. David Baltimore, un biólogo ganador del Premio Nobel, ideó un sistema llamado Sistema de Clasificación de Baltimore para clasificar diferentes virus en función de su estrategia de replicación única. Hay siete estrategias de replicación diferentes basadas en este sistema (Baltimore Clase I, II, III, IV, V, VI, VII). Las siete clases de virus se enumeran aquí brevemente y en términos generales.

Clase 1: virus de ADN de doble cadena

Este tipo de virus generalmente debe ingresar al núcleo del huésped antes de que pueda replicarse. Algunos de estos virus requieren polimerasas de la célula huésped para replicar su genoma, mientras que otros, como los adenovirus o los virus del herpes, codifican sus propios factores de replicación. Sin embargo, en cualquiera de los casos, la replicación del genoma viral depende en gran medida de un estado celular que permita la replicación del ADN y, por lo tanto, del ciclo celular. El virus puede inducir a la célula a someterse a una división celular forzada, lo que puede conducir a la transformación de la célula y, en última instancia, al cáncer. Un ejemplo de una familia dentro de esta clasificación es Adenoviridae.

Solo hay un ejemplo bien estudiado en el que una familia de virus de clase 1 no se replica dentro del núcleo. Esta es la familia Poxvirus, que comprende virus altamente patógenos que infectan a los vertebrados.

Clase 2: virus de ADN monocatenario

Los virus que entran en esta categoría incluyen los que no están tan bien estudiados, pero que aún pertenecen en gran medida a los vertebrados. Dos ejemplos incluyen Circoviridae y Parvoviridae. Se replican dentro del núcleo y forman un intermediario de ADN de doble cadena durante la replicación. Un Anellovirus humano llamado TTV está incluido dentro de esta clasificación y se encuentra en casi todos los humanos, infectándolos de manera asintomática en casi todos los órganos principales.

Clase 3: virus de ARN de doble cadena

Como la mayoría de los virus con genomas de ARN, los virus de ARN de doble cadena no dependen de las polimerasas del huésped para la replicación en la medida en que lo hacen los virus con genomas de ADN. Los virus de ARN de doble cadena no están tan bien estudiados como otras clases. Esta clase incluye dos familias principales, Reoviridae y Birnaviridae. La replicación es monocistrónica e incluye genomas individuales segmentados, lo que significa que cada uno de los genes codifica una sola proteína, a diferencia de otros virus, que exhiben una traducción más compleja.

Clases 4 y 5: virus de ARN monocatenario

Estos virus constan de dos tipos; sin embargo, ambos comparten el hecho de que la replicación se realiza principalmente en el citoplasma y que la replicación no depende tanto del ciclo celular como la de los virus de ADN. Esta clase de virus es también uno de los tipos de virus más estudiados, junto con los virus de ADN de doble cadena.

Clase 4: virus de ARN monocatenario - sentido positivo

Los ribosomas del huésped pueden acceder directamente a los virus de ARN de sentido positivo y, de hecho, a todos los genes definidos como de sentido positivo para formar proteínas de inmediato. Estos se pueden dividir en dos grupos, los cuales se replican en el citoplasma:

• Virus con ARNm policistrónico donde el ARN del genoma forma el ARNm y se traduce en un producto poliproteico que posteriormente se escinde para formar las proteínas maduras. Esto significa que el gen puede utilizar algunos métodos para producir proteínas a partir de la misma cadena de ARN, reduciendo el tamaño de su genoma.
• Virus con transcripción compleja, para los que se pueden utilizar ARNm subgenómicos, desplazamiento de marco ribosómico y procesamiento proteolítico de poliproteínas. Todos los cuales son diferentes mecanismos con los que producir proteínas a partir de la misma cadena de ARN.

Los ejemplos de esta clase incluyen las familias Coronaviridae, Flaviviridae y Picornaviridae.

Clase 5: virus de ARN monocatenario - sentido negativo

Los ribosomas del huésped no pueden acceder directamente a los virus de ARN de sentido negativo y, de hecho, a todos los genes definidos como de sentido negativo para formar proteínas de inmediato. En su lugar, deben ser transcritas por polimerasas virales en el sentido positivo complementario "legible". Estos también se pueden dividir en dos grupos:

• Virus que contienen genomas no segmentados para los cuales el primer paso en la replicación es la transcripción del genoma de cadena negativa por la ARN polimerasa dependiente de ARN viral para producir ARNm monocistrónicos que codifican las diversas proteínas virales. Luego se produce una copia del genoma de sentido positivo que sirve como plantilla para la producción del genoma de cadena negativa. La replicación está dentro del citoplasma.
• Virus con genomas segmentados para los cuales la replicación ocurre en el citoplasma y para los cuales la ARN polimerasa dependiente de ARN viral produce ARNm monocistrónico de cada segmento del genoma.

Los ejemplos de esta clase incluyen las familias Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Bunyaviridae, Filoviridae y Rhabdoviridae (que incluye la rabia).

Clase 6: virus de ARN monocatenario de sentido positivo que se replican a través de un intermediario de ADN

Una familia bien estudiada de esta clase de virus incluye los retrovirus. Una característica definitoria es el uso de transcriptasa inversa para convertir el ARN de sentido positivo en ADN. En lugar de usar el ARN para moldes de proteínas, usan ADN para crear los moldes, que se empalman en el genoma del huésped usando integrasa. Entonces puede comenzar la replicación con la ayuda de las polimerasas de la célula huésped.

Clase 7: virus de ADN de doble cadena que se replican a través de un intermediario de ARN de cadena sencilla

Este pequeño grupo de virus, ejemplificado por el virus de la hepatitis B, tiene un genoma con huecos de doble cadena que posteriormente se completa para formar un círculo cerrado covalentemente (cccDNA) que sirve como molde para la producción de ARNm virales y un ARN subgenómico. El ARN del pregenoma sirve como molde para la transcriptasa inversa viral y para la producción del genoma de ADN.