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CATEDRA DE VIROLOGIA
AÑO LECTIVO
2020 2021
DRA. CARMEN MOSQUERA DE CHOEZ
MICROBIÓLOGO – BIOLOGA MOELECULAR
MASTER EN BIOTECNOLOGÍA
DOCENTE COORDINADORA DE LA CARRERA DE
VIROLOGÍA
FACULTAD DE CIENCIAS MEDICAS
ESCUELA DE MEDICINA
SEGUNDO AÑO
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GENÉTICA
Es la ciencia de la transmisión de los caracteres hereditarios y su variación,
rama de la biología que estudia los genes Mendel es considerado el padre de la
genética"
Es la unidad molecular de la herencia genética, pues almacena la información
genética y permite transmitirla a la descendencia .
Los genes se encuentran en los cromosomas.
GEN
Es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas, lo que puede
interpretarse como la totalidad del material genético que posee un organismo
o una especie en particular.
GENOMA
Información genética de fin ida por las secuencias de ácido nucleico , que com prend e
porciones que se expresan en forma d e ARN y proteínas y regiones regulatorias.
Características observables, producto d e la expresión de l genotipo .
INTRODUCCIÓN A LA
TERMINOLOGÍA
Se emplean para denominar virus que difieren de alguna manera heredable de un
virus parental o wild type.
Cepa ,Tipo ,Variante y Mutante
Virus genera lmente cu ltivado en el laboratorio, de l cua l se obtuvieron mutantes
que se comparan al wt c o m o referencia.
Wild type:
Designa distintos wt del mismo virus
Sinónimo de serotipo
Indica que un virus es fenotípicamente diferente del wt
CEPA
TIPO
VARIANTE
Virus
Reproducen
(células
vivas)
Nuevas
copias
(progiene)
Reproducen
(nuevas
generación)
Partículas
virales (a.n
paterno)
Variación de
los genomas
ocurre por
dos
mecanismos
Mutación y
Recombinación
MUTACIONES
Son cambios en la secuencia nucleotídica , que comprenden cambios d e un nuc leótido por
otro:
TRANSICIONES:
TRANSVERSIONES:
• Una pirimidina por una purina
y viceversa.
• Una purina por otra purina
(A ⇔ G ), o
• Una Pirimid ina p or otra
(C ⇔ T).
INSERCIONES
• De uno o mas
nucleótidos.
DELECCIONES
• Eliminación de uno o mas
nucleótidos de la
secuencia original.
MUTACIONES
ESPONTÁNEAS
Las mutaciones espontaneas se acumulan en
los genomas de los virus produciendo
alteraciones en el fenotipo, sujeto a la presión
de selección durante la evolución de ese virus.
Las mutaciones espontaneas se deben a
errores producidos durante la replicación.
La frec ue ncia d e muta ci ón en virus c on ge nomas d e ADN
es muy ba j a ( un nucle ó tido d e c a d a 100 a 100000
millones d e nucleótidos polimerizados en un a secuenci a
ordena da de acuerdo al molde paterno del ADN) .
Esto se de b e a que las DNA polimerasas poseen
una ac t i vi da d enz imá tica que les permi te
corregir errores de la repli cación
MUTACIÓN (ADN)
MUTACIÓN (ARN)
Los virus c on ge nom a d e ARN se d e be n agregar los
retrovirus, q ue e xpa nde n a un mas el esque ma
básico cen tral d e la biología molecular. (Es decir,
el flujo de informac ión DNA-- RNA– Proteína)
• Cambio en la secuencia nuleotidica
• Anulacion de alguna función ensecial
LETALES
• Pueden progarse en condiciones permisivas
LETALES CONDICIONALES
• Inactivado a temperatura no permisiva (alta)SENSIBLES A LA TEMPERATURA (TS)
• Condicion permisiva temperatura alta SENSIBALES AL FRIO (CS) TI
PO
S
DE
M
UT
AC
IO
NE
S
• Son capaces de crecer en un solo tipo de celula
RANGOS DE HUÉSPED
• Interacción entre droga y molécula viral
RESISTENTES A DROGAS
• Resultado de la eliminación de regiones esenciales o
no esenciales DELECCION
• Algunos cambios en las proteínas externas del virion
capaz de eludir la neutralización
ESCAPE DE NEUTRALIZACIÓN
INTERACCIONES GENÉTICAS ENTRE LOS VIRUS
Cuando dos di ferentes viriones infectan s imu l táneamen te la m is ma
célula puede ocurr ir u n a variedad de t ipos de interacción
genética entre las moléculas del recién s intetiz ado acido nucleico.
E n es ta existe in teracción rea l en tre las moléculas de ácido nucleico
y da origen a cierta progenie que puede tener u n a herencia
diferente a la de la partícula original.
RECOMBINACION
Nombre que se le ha dado al intercambio de segmentos de acido nucleido
entre virus diferentes pero relacionados de tal manera que el progenie
contiene una nueva combinación de genes
Es la capacidad que tienen ciertos virus, como los que tienen su material
genético segmentado; para poder recombinarse con una especie igual a ella
Recombinacion
Intramolecular
• Intercambio información
genética en una celula
• Dos o mas virus con genomas
simples
• Virus grandes (Adeno-Pox-
Herpes)
Recombinacion
homologa
• Dos mutantes que coinfectan una
celula
VIRUS DE LA INFLUENZA
Los 8 segmentos del genoma codifican 11 proteínas, 2 externas (la Hemaglutinina (HA) y Neuraminidasa (NA)) y 9 internas.
La HA es la responsable de la unión del virus a la célula y la NA a su salida, por lo que son las
máximas responsables de la infección y la respuesta inmunitaria. Según estas dos proteínas,
los virus de la Influenza A se clasifican en diferentes subtipos.
En el caso del porcino, podemos encontrar H1N1, H1N2 y H3N2.
ROTAVIRUS
• -Tienen un genoma RNA de doble cadena con 11 segmentos que codifican para cada una de las proteínas virales
(VP)
• -Tanto VP4 como VP7 participan en la determinación de los serotipos, dependiendo de si son glicosiladas o si son
sensibles a la acción de proteasas. Los serotipos VP7 específicos se denominan tipos G (glicosilados) y los
serotipos VP4 específicos se denominan tipos P (susceptible de separación por acción de las proteasas).
La recombinación en el hospedero infectado
con dos variantes de u n virus puede producir
virus con u na patogenicidad alterada . En
es te sentido, se han descrito infecciones in
vi vo con dos varian tes no viru lentas del virus
herpes simplex (HSV) que generaron
recombinantes le ta les.
REASOCIACIÓN DE SEGMENTOS GENÓMICOS
• En los genomas no segmentados , la frecuencia de recombinación depende
de la distancia de los marcadores genéticos sobre el cromosoma (por
ejemplo, mutac iones ts en dos genes dis t intos, A y B) máximo
teórico de 50%
• Los virus con genoma segmentado; dado un par de marcadores, la
frecuencia de recombinación es muy alta (hasta 50%) = segmentos distintos
• muy baja = marcadores sobre el mismo segmento.
la progenie puede contener las combinaciones (as s ortm ents) a lterna t ivas de segmentos
por s imple em paquetam iento o reasociacion (reas s ortment) de segmentos de uno u otro
virus .
conduce a var iaciones bastante bruscas en los complementos genéticos de
la progenie cuando se la compar a con los virus parental es
LOS VIRUS DE LA INFLUENZA SON LOS MAESTROS DE
LA REDISTRIBUCIÓN
virus de la gripe responsables de una dramática
diversidad antigénica de los distintos subtipos
virales
¿Te acuerdas, por ejemplo, de l a cepa de influenza
H1N1 ("influenza porcina") que causó la pandemia del
2009?
H1N1 contenía segmentos de ARN de humano y de
ave, así como de cerdo de Norteamérica y Asia.
COMPLEMENTACIÓN
• Se refiere a la interacción de productos génicos v irales en la célula infectada con dos virus , uno o ambos de los cuales
puede ser defectuoso.
Tiene como consecuencia la replicación de una o ambas partículas v irales bajo condiciones en las cuales no ocurrir ía
replicación en forma ordinaria.
U n virus proporciona un producto
génico en el cual el segundo es
defectuoso, permi tiendo la proliferación
del segundo virus. Los genotipos de los
dos virus permanecen sin cambio.
BASES PARA LA
COMPLEMENTACIÓN
ONCOGÉNESIS
VIRAL
Engloba un conjunto de enfermedades que tienen en común un crecimiento celular
desordenado (tumor) y una colonización tisular (metástasis),todo ello determinado por la
acumulación de mutaciones en el genoma y por la alteración de las marcas epigenéticas.
Mutaciones que afectan
esencialmente
Protooncogenes
Genes
oncosupresores
El cáncer como enfermedad genética
La participación de los genes en la carcinogénesis puede seguir dos tipos de mecanismo:
A grandes rasgos, su desarrollo suele agruparse en tres fases, con posibles
subetapas de difícil delimitación:
Formación del tumor primario
benigno
Progresión in situ
Invasión y aparición de
metástasis o tumor maligno.
Mutación
Célula progenitora
de cáncer
Clon neoplásico
Acumulación de
nuevas mutaciones
Cuantitativamente se cree que son
necesarias cerca de 6 mutaciones para
que una célula normal de convierta en
cancerosa.
Corresponde a la situación en la que las
células del tumor primario no han
escapado del tejido donde se originaron.
Generalmente benigno → puede
corregirse por simple extirpación
quirúrgica
Puede considerarse
neoplasia maligna
si afecta:
Vasos sanguíneos
Músculos
Nervios críticos
La etapa que define y caracteriza el
cáncer es su progresión o propagación
tumoral.
Puede dividirse en varias subetapas, de
difícil subordinación.
Escape celular o invasividad
Vascularización o angiogénesis
Formación del tumor secundario o
metástasis
Integrinas
Proteínas receptoras de las células vecinas
(adhesión célula-célula)Célula
normal
proteínas fibrosas de la matriz extracelular
(adhesión célula-matriz)
Enzimas proteolíticas → metaloproteasas de
matriz extracelular (MMP) → destruyen la
matriz extracelular
Célula
cancerígena
Adhesión alterada
Desprendimiento
de la célula
Invade otros
tejidos
Células tumorales
Agentes
angiogénicos
Células endoteliales
Formación de nueva
red de venas,
arterias y capilares
Asegura
llegada de
oxígeno y
nutrientes
al tumor
Favorece la
migración
de células
cancerosas
al torrente
sanguíneo
Mediante la invasión o diseminación celular, las células del tumor primario pueden
fijarse en tejidos normales, para multiplicarse y diferenciarse en ellos, dando lugar al
llamado tumor secundario o metástasis.
Mutación de protooncogenes:
oncogenes
Oncogén: la forma mutada
de un gen normal o
protooncogén que causa
cáncer como consecuencia
de una “ganancia de
función” de la
proteína expresada por el
gen
Tipos de protooncogenes
Se ha identificado protooncogenes que codifican proteínas muy diversas:
Factores estimuladores del crecimiento celular. La mutación oncogénica origina una producción excesiva del factor
proteico o una mayor actividad de este.
Receptores de factores de crecimiento o de hormonas, la forma oncoproteica del receptor puede ser aquella con una
conformación que la mantiene activa aunque no se le una el ligando. Ejm: el protooncogén erbB codifica el recetor de
membrana para el factor de crecimiento epidérmico EGF.
Proteínas citoplasmáticas que intervienen en los sistemas de transducción de señales. La mutación hace que el
oncogén exprese una proteína que se mantiene activa sin necesidad de que llegue la señal.
Factores de transcripción que controlen la expresión de genes que codifican a su vez proteínas implicadas en
la señalización, el control del ciclo celular o la apoptosis.
Proteínas responsables de la activación directa del ciclo celular (tales como las ciclinas o las quinasas
y fosfatasas activadoras de las Cdk) o de la inhibición de la apoptosis. Los oncogenes respectivos
expresan proteínas en mayor cantidad o con función aumentada.
Tipos de genes oncosupresores
Factores inhibidores del crecimiento celular. La mutación del gen oncosupresor correspondiente anula la
funcionalidad de la proteína sintetizada.
Receptores de esos inhibidores o de hormonas que frenan el crecimiento celular. La forma mutada del
gen oncosupresor codifica un receptor insensible a su ligando o que no transmite la señal al interior de la célula.
Proteínas citoplasmáticas que intervienen en los sistemas de transducción de señales acopladas a los
receptores anteriores. La situación varía según sea la función concreta de la proteína.
Factores de transcripción que dirijan la expresión de genes cuyos productos proteicos frenan el ciclo celular o
producen apoptosis. La forma mutada del gen oncosupresor expresa una proteína no funcional.
• Ejm: los genes oncosupresores Rb y p53.
Proteínas que frenan el ciclo celular o producen apoptosis. El gen mutado no expresa la proteína o da
lugar a una forma no funcional.
ALTERACIONES CAUSADAS POR EL CÁNCER
El proceso canceroso ejerce una influencia directa sobre la propia célula y
su vecindad (efecto local) o sobre la totalidad del organismo (efecto
generalizad o sistémico).
Marcadores tumorales
Cualquier sustancia relacionada con la existencia o ausencia de un tumor en
líquidos biológicos, en especial el plasma o el suero.
Naturaleza molecular muy heterogénea; las más
comunes tienen función hormonal o enzimática,
o presentan características antigénicas.
Su aparición puede deberse a alteraciones de la morfología celular, del
citoesqueleto, de la superficie de la membrana, de todo tipo de parámetros
bioquímicos o de la dotación cromosómica
Grupos de marcadores
tumorales
Marcadores tumorales de secreción o marcadores
“clásicos”
Citocinas o mediadores solubles de origen celular
Marcadores tumorales de secreción o marcadores
“clásicos”
Pueden clasificarse en función de los factores
(tisulares, metabólicos, fisiológicos, metodológicos…)
que determinan su concentración en líquidos
biológicos, principalmente la sangre.
También pueden clasificarse en función del material
biológico en el que se pueden estudiar: marcadores
séricos, urinarios, de líquido cefalorraquídeo y de
metástasis óseas.
Virus del Papiloma Humano (HPV)
(virus oncogénico)
❑ El virus puede penetrar a través de
microabrasiones y así acceder a las capas
basales del epitelio.
❑ Ingresado y descapsidado, el genoma viral
migra hacia el núcleo celular. Así establece
la infección que puede ser:
• Latente: el virus está presente pero no
muestra signo citopático.
• Productiva: el virus comienza a replicarse
de forma independiente de la división celular,
mientras ocurre la maduración del epitelio, el
virus se va multiplicando y finalmente la
descamación de estas células conteniendo
viriones sirve como vector de transmisión de
la infección.
• La infección productiva muestra signos
citopáticos: coilocitosis, hiperplasia,
acantosis, disqueratosis, etc.
Estructura
Tipos de HPV en diferentes lesiones
EPIDEMIOLOGÍA Y PATOGENIA
(papiloma virus)
Lesiones Cutáneas
Se caracterizan por hiperplasia de las
papilas dérmicas; las verrugas son
generalmente benignas y regresan
espontáneamente.
En el 30% de casos, las lesiones (en
especial las más expuestas a la luz solar)
pueden evolucionar a cáncer de piel
(carcinoma espinocelular) luego de un
periodo medio de 20 años.
Lesiones Anogenitales
Verrugas o condilomas
anogenitales: afectan a genitales
externos; asociados preferentemente
con los HPV 6 y HPV 11 que se hallan
en forma episómica.
Lesiones preneoplásicas de distinto
grado de gravedad (SIL): lesiones
intraepiteliales escamosas de bajo
grado (LSIL) y lesiones intraepiteliales
de alto grado (HSIL).
Carcinoma invasor (escamoso o
glandular), lesión maligna con
capacidad metastásica; se detectan los
tipos virales de alto riesgo.
La zona de transformación del
cuello uterino muestra una mayor
susceptibilidad a este virus.
EL HPV EN LA GÉNESIS DEL CÁNCER
En una célula normal, la proliferación es regulada por protooncogenes, contrabalanceados por genes
supresores tumorales. Cambios en este equilibrio podrían iniciar una transformación maligna.
Los cánceres de cérvix están precedidos por la infección con HPV de
alto riesgo oncogénico. En casi el 100% de lasbiopsias de cáncer de cérvix
se ha detectado DNA de HPV de alto riesgo (principalmente los tipos 16 y 18).
• También en líneas celulares humanas de carcinoma de cérvix: HeLa
(secuencias de HPV 18), CaSki y SiHa (secuencias de HPV 16).
Los HPV poseen oncogenes virales (E6 y E7) con capacidad
transformante: importantes en la estimulación de la proliferación y la
transformación celular
En las lesiones preneoplásicas graves y los cánceres, el DNA viral se
encuentra integrado al genoma de la célula infectada.
• Ocurre la ruptura del gen viral E2, conduciendo al descontrol en la expresión
de E6 y E7 y a la desestabilización del genoma celular.
• La integración viral en los cromosomas es al azar, pero en muchos casos se
ha identificado en la proximidad de los sitios frágiles o de oncogenes
celulares (ras, myc, rf, etc.) promoviendo su activación.
• En lesiones benignas el genoma viral permanece en su forma original de
DNA circular y episómico,
Los oncogenes virales E6 y E7 se expresan. Esto conduce a la síntesis de los
RNA mensajeros virales y sus correspondientes oncoproteínas E6 y E7.
Las oncoproteínas virales interfieren con proteínas celulares supresoras
tumorales.
• E6 y E7 de los HPV de alto riesgo presentan in vitro la capacidad de unirse con
elevada afinidad y degradar a las proteínas celulares supresoras tumorales p53 y Prb.
La proteína viral E6 es capaz de estimular la telomerasa.
• La telomerasa en una enzima de la célula que promueve la extensión de la porción final
del cromosoma (telómero), con la incorporación se secuencias específicas; esto dificulta la
finalización de la replicación del DNA, conduciendo a una proliferación celular indefinida.
• En las células somáticas normales, la telomerasa esta inactiva, y los telómeros se van
acortando en los sucesivos pasajes. Por el contrario en las células germinales y en los
tejidos neoplásicos, la telomerasa está activa, estabilizando la longitud del telómero.
• Se ha demostrado que la proteína E6 de HPV es capaz de inducir a la actividad de la
telomerasa.
EL HPV EN LA GÉNESIS DEL CÁNCER
Diapositiva 1
Diapositiva 2
Diapositiva 3
Diapositiva 4: Cepa ,Tipo ,Variante y Mutante
Diapositiva 5: BASES MOLECULARES DE LOS CAMBIOS EN LOS GENOMAS
Diapositiva 6: MUTACIONES
Diapositiva 7: INSERCIONES
Diapositiva 8: MUTACIONES ESPONTÁNEAS
Diapositiva 9: MUTACIÓN (ADN)
Diapositiva 10
Diapositiva 11
Diapositiva 12: INTERACCIONES GENÉTICAS ENTRE LOS VIRUS
Diapositiva 13: RECOMBINACION
Diapositiva 14: VIRUS DE LA INFLUENZA
Diapositiva 15: ROTAVIRUS
Diapositiva 16
Diapositiva 17: REASOCIACIÓN DE SEGMENTOS GENÓMICOS
Diapositiva 18: la progenie puede contener las combinaciones (assortments) alternativas de segmentos por simple empaquetamiento o reasociacion (reassortment) de segmentos de uno u otro virus.
Diapositiva 19: LOS VIRUS DE LA INFLUENZA SON LOS MAESTROS DE LA REDISTRIBUCIÓN
Diapositiva 20: COMPLEMENTACIÓN
Diapositiva 21: Un virus proporciona un producto génico en el cual el segundo es defectuoso, permitiendo la proliferación del segundo virus. Los genotipos de los dos virus permanecen sin cambio.
Diapositiva 22
Diapositiva 23: Engloba un conjunto de enfermedades que tienen en común un crecimiento celular desordenado (tumor) y una colonización tisular (metástasis), todo ello determinado por la acumulación de mutaciones en el genoma y por la alteración de las ma
Diapositiva 24
Diapositiva 25: Mutación
Diapositiva 26
Diapositiva 27
Diapositiva 28
Diapositiva 29
Diapositiva 30: Mediante la invasión o diseminación celular, las células del tumor primario pueden fijarse en tejidos normales, para multiplicarse y diferenciarse en ellos, dando lugar al llamado tumor secundario o metástasis.
Diapositiva 31: Mutación de protooncogenes: oncogenes
Diapositiva 32: Tipos de protooncogenes
Diapositiva 33
Diapositiva 34: Tipos de genes oncosupresores
Diapositiva 35: ALTERACIONES CAUSADAS POR EL CÁNCER
Diapositiva 36: Marcadores tumorales
Diapositiva 37: Marcadores tumorales de secreción o marcadores “clásicos”
Diapositiva 38: Virus del Papiloma Humano (HPV) (virus oncogénico)
Diapositiva 39
Diapositiva 40: Tipos de HPV en diferentes lesiones
Diapositiva 41: EPIDEMIOLOGÍA Y PATOGENIA (papiloma virus)
Diapositiva 42: EL HPV EN LA GÉNESIS DEL CÁNCER
Diapositiva 43: EL HPV EN LA GÉNESIS DEL CÁNCER