Virus Bacterianos

Virus Bacterianos
BACTERIÓFAGOS
GENERALIDADES
• Los bacteriófagos son
parásitos intracelulares obligados que se multiplican al
interior de las bacterias, haciendo uso de algunas o
todas sus maquinarias biosintéticas.
• Existen muchas similitudes entre los bacteriófagos y
los virus de células animales.
• Es necesario el conocimiento del ciclo de vida del
bacteriófago para entender uno de los mecanismos
por los cuales los genes bacterianos pueden
transferirse de una bacteria a otra: TRANSDUCCIÓN.
COMPOSICIÓN
• Todos contienen ácido nucleico y proteína.
• El ácido nucleico puede ser DNA o RNA pero no
ambos y puede existir en varias formas (cadena
doble, cadena sencilla, lineal o circular).
CLASIFICACIÓN
• Los ácidos nucleicos de los fagos a menudo
contienen bases raras o modificadas que los
protegen de las endonucleasas del huésped
• El tamaño de los ácidos nucleicos y el número y
diversidad de proteínas varían dependiendo del fago.
ESTRUCTURA
• Diferentes formas y tamaños
(24-200 nm de longitud).
T4
También se clasifican con
base a criterios morfológicos.
• Cabeza: formada por copias
de la misma o diferentes
proteínas. Protege al ácido
nucleico.
• Cola: No todos la tienen, es
Clasificación morfológica:
un tubo hueco a través del
Icosaédricos, filamentosos,
cual pasa el ácido nucleico
con cola, sin cola.
durante la infección.
Fagos Atemperados: Alternancia de ciclos
Fagos Virulentos: Sólo ciclos líticos
Ciclo Lítico
Reconoce proteínas transportadoras
de mono y di-sacáridos en la superficie
Liberación
Ensamble
Transcripción
Traducción
Placas de lisis
Fago T4
(Familia Myoviridae)
• Cabeza elongada icosahédrica con numerosas
proteínas decorando la superficie externa, cola contráctil.
• Genoma lineal de DNAcd.
• El genoma consiste de 300 genes probables que se han dividido
de acuerdo al periodo de expresión en: genes tempranos,
intermedios y tardíos.
• Los genes tempranos y medios codifican funciones para la
replicación del DNA y para regular la expresión de los tardíos.
• Los genes tardíos codifican para componentes de la cabeza y de
la cola y para funciones de lisis celular.
• El DNA es empaquetado en cabezas pre-hechas, la cola se
ensambla por separado.
T4: Ciclo exclusivamente lítico
 (Familia Siphoviridae): Ciclo lisogénico
Fago λ
• Cabeza isométrica con genoma de DNAcd, y una cola larga y
flexible.
• Es un fago atemperado.
• Genoma lineal (en el fago) con extremos cohesivos de DNAcs
que permiten la circularización (sitios COS de 12 pb).
• Los extremos cohesivos se generan debido al modo de
empaquetamiento del DNA en concatámeros (múltiples
genomas del fago), los cuales son cortados asimétricamente
en sitios cos.
Ciclo Lisogénico
Transcripción
de genes para
la integración
Al fago insertado se le llama
PROFAGO y a la bacteria
LISÓGENO
Integración
La bacteria es inmune a la
infección por otros fagos
Los sitios attB y attP son necesarios para la
INTEGRACIÓN.
Cromosoma del fago
En la integración
intervienen proteínas
del fago (INT) y de la
bacteria (IHF).
Cromosoma
bacteriano
El proceso es reversible, al
escindirse puede llevarse
genes
bacterianos,
en
especial a los marcadores
que rodean al sitio de
integración.
Cromosoma lisogénico
La tasa de expresión de cI y de cro determinan si
ocurre lisis o lisogenia
• cI: represor que
inhibe genes de c.
lítico.
• Cro: Regula genes
de c. lítico.
Bloquea síntesis
del represor.
• Si gana el
represor, el
genoma de
lambda se inserta
en el de E. coli
Transducción
Transducción generalizada: Se caracteriza porque en ella se puede transferir
cualquier fragmento del genoma bacteriano, que tenga un tamaño compatible con la
capacidad de “empaquetado” de DNA en la cápside del fago. La partícula transductora
(pseudovirión) solo contiene DNA bacteriano, sin DNA del fago. Este tipo de partículas
transductoras sólo se forman como consecuencia de infecciones líticas del fago.
Transducción especializada: Este tipo de transducción consiste en la
transferencia mediada por fagos atemperados como el  durante la inducción de un
cultivo lisogénico. Solo transfiere un número limitado de marcadores, correspondientes
a los loci genéticos adyacentes al sitio de integración del profago. La transducción
especializada nunca ocurre por infecciones líticas. El DNA bacteriano transducido va
unido a DNA del fago.
Transducción generalizada
Transducción especializada
VIRUS DE EUCARIONTES
RETROVIRUS
• Virus envueltos de 80-110 nm de diámetro, genoma de
RNAcs (+), copian su genoma a DNA durante la
replicación.
• Contienen su propia enzima transcriptasa reversa.
• Infectan mamíferos, aves y otros vertebrados.
• Son causantes de inmunodeficiencias, leucemias y
tumores.
• Ejemplos son el VIH, virus del sarcoma de ROUS y virus
de la leucemia murina.
Virus de la Inmunodeficiencia Humana
(VIH)
• Es un retrovirus complejo, está envuelto.
• Codifica 6 proteínas auxiliares (funciones en regular
expresión génica, transportar componentes virales y
modificar la respuesta inmune del hospedero).
• Existen 2 tipos: HIV-1 y HIV-2. El primero es el más
común.
• La cápside tiene
forma de cono.
1
El virus se une al receptor CD4 en
células T y macrófagos así como a un
co-receptor.
2
El complejo de transcripción reversa
se une a microtúbulos. El DNAcd
junto con proteínas forman el
complejo de pre-integración.
3
El complejo de pre-integración pasa
a través de un poro nuclear y el
provirus se integra al cromosoma.
4
Transcripción temprana de genes
principales (3), traducción en citosol,
algunas proteínas regresan a núcleo.
Transcripción y traducción tardía (genes
accesorios).
5
Ensamble de la partícula viral
(proteínas más genoma). La envoltura
lipídica la adquiere al gemar a través de
la membrana citoplásmica.
TRANSPOSONES
Son secuencias de DNA que
se mueven (transponen) de un
lugar a otro en el genoma
Están presentes en cualquier
molécula de DNA (virus,
plásmidos, bacteria,
eucariontes)
TRANSPOSONES
Son segmentos de DNA que
pueden moverse de una
posición cromosómica a otra,
del mismo cromosoma o a un
cromosoma diferente.
Elementos de Control
Barbara Mc Clintock, 1951
Fenotipo observado en grano de maíz
• El grano morado se debe al gen C silvestre (WT)
• El grano amarillo se debe a una inserción estable de un transposón inactivo
Ds
• El grano moteado se debe a la inserción inestable de un transposón Ds
(activado por Ac) o de un transposón activo Ac
Mecanismo de transposición
Secuencia de inserción
Repetido directo (5-9 pb)
En Bacteria: Transposones = Secuencias de inserción (IS)
secuencias repetidas e invertidas
transposasa
•Cuando los IS aparecen en el medio de los
genes, pueden interrumpir la secuencia
codificante e inactivar la expresión del gen.
•Fueron descubiertos por primera vez en
E.Coli en el operon gal y son los transposones
más simples.
•Tienen entre 700 y 1500 pb y se han
encontrado en eubacterias y arqueobacterias.
• También son frecuentes en bacteriófagos y
plásmidos
Secuencias de inserción (IS)
Frecuencia global de transposición: 10-3 – 10-4
Frecuencia individual de transposición: 10-5 – 10-7
Reversión de la transposición: 10-6 – 10-10
X generación
Dos formas de transposición
Replicativa
Conservativa
Transposones de eucariontes
Retrotransposones
Transposones de ADN
Los transposones pueden causar reordenamientos y
cambios en los genomas
Los transposones son responsables de incrementos en el
tamaño de los genomas
Revisar: Capítulo 13 de Griffits (Introd. to Genetic analysis)
En la naturaleza la transformación genética es algo
común pero toma bastante tiempo
Transposones
Transferencia de DNA
Duplicación de DNA
Los Virus
Evolución de genomas
Tarea # 3
¿Cuál es relación entre transposones y regulación
epigenética en un organismo eucarionte?
1. Comprensión
2. Síntesis (max 1
pag.)
3. Redacción
4. Independencia
Slotkin & Martienssen, 2007: Nature Review Genetics Vol. 8: 272-285