els virus: robots genètics en la frontera de la vida
Post on 30-Dec-2015
53 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Els Virus: Robots genètics en la frontera de la vida
Universitat de
Girona
Carles BorregoÀrea de Microbiologia
Dept. de Biologia
Continguts
I: VIROLOGIA GENERAL 1. Introducció
2. Estructura i composició dels virus
3. Tècniques de laboratori
II: CICLE VIRAL 4. El cicle viral i dinàmica de processos
III: PATOGÈNIA VIRAL I SISTEMÀTICA 5. Patogènesi Viral
6. Virus DNA d’animals
7. Virus RNA d’animals
I. Introducció
Descobriment i concepte de virus
Propietats distintives
Conceptes
Perspectives actuals
Virus biològics vs. Virus informàtics
Altres elements genètics relacionats
Descobriment i concepte de virus
Elements misteriosos, patògens!
VIRUS = VERÍ = MALALTIA
Postulats de Köch (1880): “Teoria dels gèrmens”
Present en tots els casos d’una malaltia i absent en individus sans
Aïllament en cultiu pur
Produir la mateixa malaltia en individus sans inoculats amb l’agent aïllat
Re-aïllament de l’agent en els nous individus infectats artificialment
Descobriment i concepte de virus
NO eren visibles al microscopi NO es retenien als filtres NO eren cultivables
Aleshores...
1892 Ivanowsky (TMV) 1898 Loeffler & Frosh (Virus de la febre Aftosa)
Beijerinck (Contagium Vivum Fluidum)
Descobriment i concepte de virus
“Controvèrsia” actual: són vius?
Quines premisses ha de complir un organisme per que se’l consideri viu?
Des del punt de vista funcional: HOMEOPOïESI.
nutrició moviment creixement reproducció (divisió) ser “conscient” dels canvis ambientals i actuar
en conseqüència
Compleixen els Virus?
Des del punt de vista funcional un organisme viu és una unitat independent formada per estructures funcionals integrades i interdepenents (Lwoff, 1975)
Organismes pluricel·lulars? SI (amb reserves)Organismes unicel·lulars? SIOrgànuls cel·lulars? NOGens? NOVirus? NO
Descobriment i concepte de virus
Des del punt de vista evolutiu un organisme viu s’ha de poder replicar, tenir individualitat i continuïtat històrica i independència
evolutiva.
Organismes pluricel·lulars? SI com a organisme
Organismes unicel·lulars? SI
Orgànuls cel·lulars? NO actualment
Gens? Si individualitat, Si continuïtat històrica però no independència evolutiva
Virus? Si individualitat, SI continuïtat històrica i SI independència evolutiva...PER TANT?
N’hi ha prou amb aquesta definició d’organisme que dóna prioritat a la reproducció i l’autoperpetuació?
Descobriment i concepte de virus
Algun sistema químic que es reprodueixi?
Quines diferències presenta respecte els sistemes vius?
AUTOMANTENIMENT de les seves estructures: metabolisme energètic, biosíntesi, transport, excreció, etc.
RELACIÓ amb l’ambient (mobilitat, tàxies, senyals químics, etc.)
AUTOPERPETUACIÓ: mitjançant un programa molt ben definit i controlat: el GENOMA!
Objectiu: perpetuar-se (autoreplicació), tant del sistema com del propi programa i adaptar-se als canvis.
Descobriment i concepte de virus
MUTACIÓ
RECOMBINACIÓ
FIXACIÓ
MUTANTS
SELECCIÓ
SIMBIOSI
TRANSFERÈNCIA GÈNICA
EVOLUCIÓ
Descobriment i concepte de virus
Aleshores...QUÈ ÉS UN VIRUS?
Luria (1977): Els virus són entitats amb un genoma de DNA o RNA que es reprodueixen a l’interior de les cèl·lules i utilitzen la seva maquinària per sintetitzar partícules especialitzades, els virions, que contenen el genoma viral i que s’utilitzen per transferir aquest genoma a d’altres cèl·lules.
Prescott (1999): Els virus són agents infecciosos amb una organització acel·lular simple, amb coberta proteica i un únic tipus d’ aa.nn. (DNA o RNA), que no tenen metabolisme independent i es reprodueixen solament dins les cèl·lules a les que infecten.
Brock (2003): Els virus són elements genètics de DNA o RNA que es poden replicar independentment dels cromosomes d’una cèl·lula però no independentment d’aquesta. A més es caracteritzen per posseir un estat madur infecciós extracel·lular.
Propietats distintives
Estat extracel·lular: el VIRIÓ.
Per tant...VIRUS ≠ VIRIÓ
Mida: Molt petits! Es troben en un rang d’entre 20 a
300 nm (10–9 m). De 10 a 100 vegades més petits que es bacteris estàndards)!
Propietats distintives
Composició: Molt simple!
Virus: Només l’aa.nn., DNA o RNA. Mai els dos! Virió: Genoma + coberta de proteïnes (simple)
En alguns casos tenim una membrana de lípids i enzims.Estructura simple (Acariotes)
Propietats distintives
Morfologia: Simple i poc diversa. Bàsicament tenim dues morfologies típiques: cúbiques (variacions de l'icosàedre regular) i filamentoses (helicoidals)
Propietats distintives
Propietats distintives
Genoma: Constituït per DNA o RNA. Haploïdes (alguna excepció). Molt petit (poques Kb). Això limita el nº de proteïnes i per tant les funcions. Tots paràsits.
mida (Kb)Virus 3–300Bacteris 250–9000Fongs/Llevats 9000–12000Plantes >10.000Humans 3.200.000 (3,2 Gb)
Mycoplasma genitalium 450 Kb (paràsit estricte)
Creixement: No creixen, es multipliquen. No hi ha divisió com en els bacteris ni creixement a partir d’una cèl·lula embrionària. Es multipliquen per autoacoblament de les diferents subunitats.
Mort: No podem parlar de mort. El terme correcte és inactivació (purament bioquímic).
Propietats distintives
Propietats distintives
Mort: No podem parlar de mort. El terme correcte és inactivació (purament bioquímic).
Cultiu: No es poden cultivar al laboratori si no es cultiven també les cèl·lules hoste (bacteri, animal, vegetal o fong).
Propietats distintives
Paràsits: Estrictes! Sempre necessiten d’un hoste per dur a terme les seves funcions.
Patògens: No tots els virus però si la gran majoria causen malalties més o menys greus als hostes. Aquesta patogènia pot ser real o potencial.
Antigenicitat: Evident. Donen lloc a resposta immunitària en l’hoste.
Ara bé, quines d’aquestes propietats són realment distintives dels virus?
Propietats distintives
Estat extracel·lular Simplicitat estructural i composicional Mida Morfologia Genoma Creixement Mort Cultiu Parasitisme Patogènia Antigenicitat
Conceptes
Virus/Virió
Hoste
Rang d’hostes
Bacteriòfag (fag)
Cicle lític
Cicle lisogènic
Bacteri lisògen
Virus temperat
Provirus (o profag)
Virus lític obligat
Lisi
Mida d’explosió
Progènie
Calba de lisi
Replicació, transcripció, traducció
Retrovirus
Infecció
Virulència
Portador
Reservori
Vector
Conceptes
Cicle viral (lític)
Conceptes
Virus/Virió
Hoste
Rang d’hostes
Bacteriòfag (fag)
Cicle lític
Cicle lisogènic
Bacteri lisògen
Virus temperat
Provirus (o profag)
Virus lític obligat
Lisi
Mida d’explosió
Progènie
Calba de lisi
Replicació, transcripció, traducció
Retrovirus
Infecció
Virulència
Portador
Reservori
Vector
Perspectives actuals
Bàsicament en dues direccions:
Profilaxi: Disseny de noves vacunes virals efectives per evitar la infecció d’un determinat virus.
Terapèutica: Disseny d’antivirals específics i eficaços contra el virus una vegada aquest ja ha infectat el seu hoste.
Es necessita de recerca bàsica per conèixer l’estructura externa, tipus i funcions dels gens, mecanismes de
replicació i regulació gènica, epidemiologia, dispersió, mecanismes d’infecció, etc.
Virus biològics vs. virus informàtics
Són entitats similars? Quines similituds i diferències presenten en quant a...
Requeriment d’Hoste Estructura Infecció Transmissió horitzontal: individus mateixa generació Transmissió vertical: individus diferent generació Rang d’Hostes/Especificitat Defensa
Sistema Immunitari vs. Programes antivirus
Altres elements genètics relacionats
Existeixen altres elements genètics infecciosos de caràcter subviral. Tenim:
Partícules defectives
Viroids
Virus satèl·lits
RNA satèl·lits
Plasmidis
Elements transposables Seqüències d’inserció
Transposons
Bacteriòfag Mu
Prions (no genètics)
top related