Lección 3 GENOMAS VÍRICOS

1. Tipos y peculiaridades de los genomas víricos

�Bases inusuales

� Extremos cohesivos

� Redundancia o repetición terminal

� Permutación terminal

� Repeticiones invertidas

� Circularización mediada por proteínas

� ADN circular

� Genomas segmentados

� Peculiaridades del genomio de los Herpes virus

� Organización del genomio de algunos Virus de ARN 1C

(-)

� Solapamiento de genes

� Transcripción inversa

2. Taxonomía de los virus

3. Clasificación de Baltimore

ADN

Icosaédricos

Helicoidales

Complejos

Desnudos

Con

envoltura

Con

envoltura

Con

envoltura

Desnudos

Desnudos

1c lineal (+) Microviridae

2c circular Papillomaviridae

2c lineal Adenoviridae

2c circular Hepadnaviridae

2c lineal Herpesviridae

2c circular Baculoviridae

2c lineal Poxviridae

2c lineal Myoviridae

1c lineal (+) Inoviridae

EJEMPLOS DE VIRUS*

* Los dibujos o fotografías de los ejemplos de virus no están a escala

1c lineal (+) Coronaviridae

1c lineal (-) Rhabdoviridae

1c lineal (-) Orthomyxoviridae

segmentado

ARN

Icosaédricos

Helicoidales

Con

envoltura

Con

envoltura

Desnudos

Desnudos

2c segmentado Reoviridae

1c lineal (+) Picornaviridae

1c lineal (+) Flaviviridae

1c lineal (2 copias) Retroviridae

Tobamovirus1c lineal (+)

Crinivirus1c lineal (+)

segmentado

EJEMPLOS DE VIRUS

Tipos y peculiaridades de los ácidos nucleicos encontrados en los virus

1. BASES INUSUALES

C OH-CH3 –C Ej. fago T4

T U Ej. fago PBS1

T OH-CH3 –U Ej. fago SP8

Virología

* Los dibujos o fotografías de los ejemplos de virus no están a escala

*

2. EXTREMOS COHESIVOS

Circularización del cormosoma de λλλλ.

Los extremos cohesivos del cormosoma de λ está formado por

12 bases de cadena simple que sobresalen en cada uno de los

extremos de la molécula lineal de ADN. Estos extremos se

unen espontáneamente y enzimas de la bacteria une las

cadenas produciendo una molécula de ADN circular de doble

cadena.

ADN

GCCCCGCCGCTGGA

CGGGGCGGCGACCTCG

GC

Fago λλλλ

Virología

3. REDUNDANCIA TERMINAL EN EL FAGO T4

A B C D E F G H I A B

A’ B’ C’ D’ E’ F’ G’ H’ I’ A’ B’

Demostración de la redundancia terminal

Exonucleasa III

Ligación

A B C D E F G H I A B

A’ B’ C’ D’ E’ F’ G’ H’ I’ A’ B’

A B C D E F G H I

C’ D’ E’ F’ G’ H’ I’ A’ B’

A

BC

D

E’

FG’

H’I’

A’B’C’ D’

E

F’

GH

I

Virología

4. PERMUTACIÓN CIRCULAR EN EL FAGO T4

Mapa genético del fago T4

A B C D E F G H I A B

A’ B’ C’ D’ E’ F’ G’ H’ I’ A’ B’

C’ D’ E’ F’ G’ H’ I’ A’ B’

C D E F G H I A B C D

C’ D’

C’ D’E’ F’ G’ H’ I’ A’ B’

C DE F G H I A B E F

E’ F’

Demostración de la permutación circular de los genes en el fago T4

Desnaturalización del ADN

Apareamiento de las cadenas

A’ B’ C’ D’ E’ F’ G’ H’ I’ A’ B’

C D E F G H I A B C D

C’ D’ E’ F’ G’ H’ I’ A’ B’ C’ D’

C DE F G H I A B E F

A B C D E F G H I A B

C’ D’E’ F’ G’ H’ I’ A’ B’ E’ F’

VirologíaVirología

5. REPETICIONES INVERTIDAS

A B C D D’ C’ B’ A’

A’ B’ C’ D’ D C B A

D’ C’ B’ A’

A B CD

A’ B’ C’ D’

D C B A

Desnaturalización del

ADN

Apareamiento de las

cadenas simples

Círculo de ADN1c

Detección de terminaciones repetidas e invertidas mediante la formación de círculos de ADN1c

(Ejemplo: Adenovirus)

D’C’B’A’

D C B A

6. GENOMAS SEGMENTADOS (VIRUS DE ARN)

Familia vírica Constitución Transcriptasa Infecciosidad

y polaridad en los del ARN

del genoma viriones

Reoviridae

10-12 segmentos + -

• ARN2C

+ -

Ortomyxoviridae

8 segmentos

Bunyaviridae

3 segmentos

Arenaviridae

2 segmentos

• ARN1C ( - )

• ARN1C ( + )

Bromoviridae

3 segmentos en

3 partículas víricas

- +

Virología

7. PECULIARIDADES DEL GENOMIO DE LOS HERPESVIRUS

Demostración de la organización de las secuencias repetidas

0 50 100 152

TRLIRL

TRSIRS

UL US

(b)

(ejemplo: virus herpes simplex, HSV)

(a) (a) El genoma de los herpesvirus

consiste en dos secciones unidas

covalentemente:

secciones UL y US, cada una de

ellas unidas a repeticiones

invertidas.

(b) Esta organización permite la

formación de 4 formas isómeras

distintas del genomio.

UL US

kpb

ADN1C

Apareamiento de la cadena

simple: Estructura tipo A

Apareamiento de la cadena

simple: Estructura tipo B

ADN2C

Desnaturalización

del ADN

A B C D E E’D’C’B’A’ B’A’F’G’H’ H G F A B

A’B’C’D’E’ E D C B A B A F G H H’G’F’A’B’

Detección de las secuencias invertidas y repetidas en el ADN del virus herpes simplex (HSV)

tipo 1. La secuencia AB aparece en los extremos de ambas secuencias

Virología

8. ORGANIZACIÓN DEL GENOMA DE ALGUNOS VIRUS DE ARN1C ( - )

Gn Phlebovirus y Tospovirus (Bunyaviridae): 3 segmentos

L 8,5 kb

M 5,7 kb o S 0,9 kb

Fam. Arenaviridae: 2 segmentos

5’3’5’3’5’3’

5’3’

5’3’ 5’3’L 5,7kb S 2,8kb

9. Solapamiento de genes

Proteína A Cápsida Replicasa

Lisis

Genomio del fago MS2 (ARN1C), 3,5 kb

Genomio del fago φφφφX174 (ADN1C), 5,386 kb

Virología

10. TRADUCCIÓN INVERSA

Dogma central de la Biología Molecular

Replicación

ADN

ARNm

Traducción(Síntesis de proteínas)

Transcripción(Síntesis de ARN)

Ribosoma

Proteína

ADNADN ARNARNProteína

Proteína

Virus de Inmunodeficiencia humana (VIH)

Howard Temin

Transcriptasa inversaARN→→→→ADNDavid Baltimore

� RETROVIRUS

CICLO DE MULTIPLICACIÓN DEL VIH

Virología

� HEPADNAVIRUS (vertebrados)� CAULIMOVIRUS (plantas)

Virus de la Hepatitis B

The International Committee on Taxonomy of Viruses

(http://www.ncbi.nlm.nib.gov/ICTVdb/)

Taxonomía de los virus

Este comité agrupa a los virus teniendo en cuenta los siguientes criterios:1. La naturaleza del genoma viral2. Nº de cadenas del genoma viral3. Algunos virus realizan transcripción inversa4. Polaridad del genoma vírico

De esta forma se crean 7 grupos de virus y un total de 56 familias y 233 géneros

Orden (-virales)Familia (-viridae)

Subfamilia (-virinae)Género (-virus)

Especie

Ej. Caudovirales

Herpesviridae

Alphaherpesvirinae

SimplexvirusHuman herpesvirus 1

http://www.virustaxonomyonline.com

Como ejemplo de esta taxonomía de virus, a continuación se muestran sólo los nombres de algunos virus que se

mencionan en este curso

Órden Familia/Subfamilia Género Especie-tipo Hospedador

1. Virus de ADN 2c

CAUDOVIRALES

Virus de ADN

Myoviridae “T4-like viruses” Enterobacteria phage T4 Bacteria

Siphoviridae “λ-like viruses” Enterobacteria phage λ Bacteria

Podoviridae “T7-like viruses” Enterobacteria phage T7 Bacteria

Poxviridae

Chordopoxvirinae Orthopoxvirus Vaccinia virus Vertebrados

Herpesviridae

Alphaherpesvirinae Simplexvirus Human herpesvirus 1 Vertebrados

Varicellovirus Human herpesvirus 3 Vertebrados

Betaherpesvirinae Cytomegalovirus Human herpesvirus 5 Vertebrados

Gammaherpesvirinae Lymphocryptovirus Human herpesvirus 4 Vertebrados

Adenoviridae Mastadenovirus Human adenovirus C Vertebrados

Polyomaviridae Polyomavirus Simian virus 40 Vertebrados

2. Virus de ADN 1C

Inoviridae Inovirus Enterobacteria phage M13 Bacteria

Microviridae Microvirus Enterobacteria phage φX174 Bacteria

Parvoviridae

Parvovirinae Parvovirus Mice minute virus Vertebrados

3. Virus de ARN y ADN con transcriptasa inversa

Hepadnaviridae Orthohepadnavirus Hepatitis B virus Vertebrados

Retroviridae Alpharetrovirus Avian leukosis virus Vertebrados

Lentivirus Human immunodeficiency virus 1 Vertebrados

Virus de ARN

4. Virus de ARN 2c

Reoviridae Orthoreovirus Mammalian orthoreovirus Vertebrados

Virología

Virología

Órden Familia/Subfamilia Género Especie-tipo Hospedador

Filoviridae “Marburg-like viruses” Marburg virus Vertebrados

“Ebola-like-viruses” Zaire Ebola virus VertebradosParamyxoviridae

Paramyxovirinae Respirovirus Sendai Virus Vertebrados

Morbillivirus Measles Virus (Sarampión) VertebradosRubulavirus Mumps virus (Paperas) Vertebrados

Orthomyxoviridae Influenzavirus A Influenza A virus VertebradosInfluenzavirus B Influenza B virus Vertebrados

Arenaviridae Arenavirus Lymphocytic choriomeningitis virus Vertb.

5. Virus de ARN 1C(-)MONONEGAVIRALES

6. Virus de ARN 1C(+)

Leviviridae Levivirus Enterobacteria phage MS2 BacteriaPicornaviridae Enterovirus Poliovirus Vertebrados

Rhinovirus Human rhinovirus A VertebradosAphtovirus Foot-and-mouth disease virus Vertebr.

Comoviridae Comovirus Cowpea mosaic virus Plantas

NIDOVIRALESCoronaviridae Coronavirus Infectious bronchitis virus VertebradosFlaviviridae Flavivirus Yellow fever virus Vertebrados

Hepacivirus Hepatitis C virus Vertebrados

Togaviridae Rubivirus Rubella virus Vertebrados

Tobamovirus Tobacco mosaic virus Plantas

7. Viroides

Virología

CLASIFICACIÓN DE BALTIMORE

Clasificación de los virus basada en el modo de replicación de los genes y su expresión. En ella el ARNm juega un papel central, de modo que cada grupo de virus sigue el mismo

camino para la síntesis del ARNm

Genoma ADN ±

ARNm + Proteínas

ADN ±

Ej. AdenoviridaeHerpesviridaePoxviridae

Clase I: ADN 2c

Genoma ADN +

ARNm + Proteínas

ADN ±ADN -

ADN +

Ej. Microviridae

Clase II: ADN 1c

Genoma ARN ±

ARNm +

ARN ±Ej. Reoviridae

Clase III: ARN 2c

Proteínas

Ej. Picornaviridae

Genoma (ARN +)

ARN -

Poliproteína

Clase IVa: ARN 1c(+)

Virología

Ej. TogaviridaeGenoma

(ARN +)

ARN -

Proteínas

Clase IVb: ARN 1c(+)

Ej. OrthomyxoviridaeParamyxoviridae

Genoma

(ARN -)

ARN +ARN -

ARN +Proteínas

EnzV

Clase V: ARN 1c(-)

Ej. Retroviridae

Genoma (ARN +) ADN -

EnzV

ARN +

Proteínas

ADN ±

Clase VI: ARN 1c(+)/ADN

Clase VII: ADN 2c / ADN

Genoma (ADN ±)

ADN -

ARN +

Proteínas

ADN ±

ADN ± Ej Hepadnaviridae