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Conferencias Dra Navas 08/02/2016
Caps 26 y 19 (sistemática y virus) 1
Figure 26.1 Some major episodes in the history of life Table 25.1 The Geologic Time Scale
Figure 26.16 Our changing view of biological diversityFig. 1-15
(a) DOMAIN BACTERIA
(b) DOMAIN ARCHAEA
(c) DOMAIN EUKARYA
Protists
Kingdom Fungi
KingdomPlantae
Kingdom Animalia
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Tres Dominios• Bacteria - unicelular, contiene la mayoría de los procariotas
comunes . Pared con Peptidoglicano• Archaea – unicelular, consiste de procariotas que viven en
una amplia variedad de ambientes, incluyendo mayoría de organismos extremófilos (de ambientes severos o extremos).
Eukarya - incluye todos los eucariotas• Plantae (vegetal) - multicel, autótrofos- producen su
alimento• Animalia - multicel, heterótrofos- ingieren• Mycota (Fungi)- hongos, mayoría multicel, heterótrofos-
absorben• “Protista” -autótrofos y heterótrofos-mayoría unicel, ya no
es un reino porque incluye organismos que están mas relacionados a plantas, hongos y animales que a los otros protistas. Ahora en diferentes reinos
Fig. 26-21 Possible phylogenetic tree
Fungi
EUKARYA
Trypanosomes
Green algaeLand plants
Red algae
ForamsCiliates
Dinoflagellates
Diatoms
Animals
AmoebasCellular slime molds
Leishmania
Euglena
Green nonsulfur bacteriaThermophiles
Halophiles
Methanobacterium
Sulfolobus
ARCHAEA
COMMONANCESTOR
OF ALLLIFE
BACTERIA
(Plastids, includingchloroplasts)
Greensulfur bacteria
(Mitochondrion)
Cyanobacteria
ChlamydiaSpirochetes
¿Virus?= virion
• ¿En que reino?• Cap 19
Cap19 Virus
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• Tiene bosquejo y luego info completa de
algunos ppt
Fig. 19-3
RNA
Capsomere
Capsomereof capsid
DNA
Glycoprotein
18 250 nm 70–90 nm (diameter)
Glycoproteins
80–200 nm (diameter) 80 225 nm
Membranousenvelope RNA
Capsid
Head
DNA
Tailsheath
Tailfiber
50 nm50 nm50 nm20 nm
(a) Tobacco mosaicvirus-
infect tobacco plants
(b) Adenoviruses- infectAnimal resp tract
(c) Influenza viruses-tiene 8 difs molecs de ADN
(d) Bacteriophage T4
Fig. 19-1
0.5 µm
BacteriófagoFigure 18.1 Comparing the size of a virus, a bacterium, and a eukaryotic cell
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Virus• Partícula subcelular pequeña infecciosa
• No están hechos de célula,
• Virus solo no hacen metabolismo, ni se reproducen,etc
• En ningún reino (no se consideran vivos) (“tienen vida prestada”)
• Mayoría más pequeño que bacteria (ej.algunos mas pequeño que un ribosoma)
• genes empacados en cubierta de proteína.
• DNA o RNA lineal o circular dentro de una cubierta de proteína (cápsido) y algunos también tienen una envoltura membranosa externa para infectar mejor
• Cápsido consiste de subunidades de proteínas llamados capsómeros
• Cápsido puede ser Helicoidal, Poliédricos o combinación o pueden ser bien complejo como el bacteriófago.
• .
Figure 18.3 A simplified viral reproductive cycle
VIRUS
2
1
3
4
Entry anduncoating
Replication
Transcriptionand manufacture ofcapsid proteins
Self-assembly ofnew virus particlesand their exit fromthe cell
DNA
Capsid
HOSTCELL
Viral DNA
ViralDNA
mRNA
Capsidproteins
19.4 A simplified viral replicative
cycle.
• Son parásitos intracelulares obligados (Solo se pueden reproducir dentro de células hospedera (huésped) vivas)
• Insertan su material genético y secuestran la célula
• Utilizan metabolismo (ej. transcripción y traducción)de célula hospedera para reproducirse
• Usan nucleótidos, aminoácidos, enzimas, tRNA, ATP y ribosomas de célula huésped para replicarse y hacer proteínas virales
• Contienen el material genético necesario para hacer mas copias de ellos mismos
• Genoma viral: desde 3 hasta 2,000 genes (pequeñ)
• Evolucionan por selección natural
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Virus son específicosVirus infectan plantas, o animales, o archaeas, hongos, o protistas o bacterias (bacteriófagos o fago) y a veces aun mas específicos (infectan una sola especie (ej solo humanos)
Otros aún mas específicos (ej. virus del catarro humano solo infecta células del sistema respiratorio)
Esta especificidad está determinada por las proteínas en la superficie del virus que se unen a los proteínas receptoras en célula huésped (como relación llave-cerradura)
Ciclos reproductivos de
bacteriofagos
• Ciclo lítico
• Ciclo lisogénico
Figure 19.5 The lytic cycle of phage T4, a virulent phage.
Attachment
2
1
5
43
Entry of phageDNA anddegradation of host DNA
Release
Synthesis ofviral genomesand proteins
Assembly
Phage assembly
Head Tail Tailfibers
Ciclo Lítico• Virus inserta su ADN y degrada ADN de la bacteria
• ADN viral se replica, transcribe y traduce formando ADN y proteínas
del virus que se unen formando
• nuevos bacteriófagos
• pared de la célula huésped se rompe (lisis) liberando la progenie
• Muere la célula huésped
• bacteriófago (fago) virulento-bacteriófago que se reproduce solo por
el ciclo lítico
• Bacterias han desarrollado defensas contra los bacteriófagos para
evitar el virus las acabe todas (ej tienen enzimas de restricción que
reconocen y rompe el ADN del virus
© 2011 Pearson Education, Inc.
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Fig. 19-6
PhageDNA
Phage
The phage injects its DNA.
Bacterialchromosome
Phage DNAcircularizes.
Daughter cellwith prophage
Occasionally, a prophageexits the bacterialchromosome,initiating a lytic cycle.
Cell divisionsproducepopulation ofbacteria infectedwith the prophage.
The cell lyses, releasing phages.
Lytic cycle
Lytic cycle
is inducedor
Lysogenic cycle
is entered
Lysogenic cycle
Prophage
The bacterium reproduces,copying the prophage andtransmitting it to daughter cells.
Phage DNA integrates intothe bacterial chromosome,becoming a prophage.
New phage DNA and proteinsare synthesized andassembled into phages.
The lytic and lysogenic cycles of phage λ, a temperate
phage
Fig. 19-UN1
Phage
DNA
Bacterial
chromosome
The phage attaches to a
host cell and injects its DNA
Prophage
Lysogenic cycle
• Temperate phage only• Genome integrates into bacterial
chromosome as prophage, which(1) is replicated and passed on todaughter cells and
(2) can be induced to leave thechromosome and initiate a lytic cycle
Lytic cycle
• Virulent or temperate phage• Destruction of host DNA• Production of new phages• Lysis of host cell causes release
of progeny phages
Ciclo Lisogénico
• bacteriófago (virus) se propaga sin destruir la bacteria
huésped (no lisis)
• virus y bacteria coexisten
• DNA viral se une al cromosoma de la bacteria huésped
formando un profago.
• Cada vez que la célula hospedera se divide, hace copias del
DNA viral y las pasa a las células hijas
• Una señal ambiental (ej sustancia química) puede hacer
que el genoma viral salga del cromosoma bacterial y entre
al ciclo lítico
• Bacteriófagos que tienen ambos ciclos se conocen como
fagos temperados.
Ciclo Lisogénico- continúa
• Una bacteria infectada con virus (con un
profago ) puede ser mas infecciosa (hacer más
daño) que la bacteria sola
• Ej. bacteria que causa botulismo es una
bacteria que tiene un profago que hace que la
bacteria libere toxinas que hacen mucho daño
a los humanos que infecta.
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Diferentes mecanismos en que los
virus pueden entrar a célula
hospedera
• Fago inyecta su ADN A bacteria (por rabo)
• Virus entra a la célula por endocitosis
• Virus con membrana externa (envoltura
membranosa) funde su membrana externa con la
membrana de la célula húesped y entra material
genético
Fig. 19-7
Capsid
RNA
Envelope (with
glycoproteins)
Capsid and viral genomeenter the cell
HOST CELL
Viral genome (RNA)
Template
mRNA
ER
Glyco-proteins
Capsidproteins Copy of
genome (RNA)
New virus
The
reproductive
cycle of an
Enveloped
RNA virus
Does not
necessarily kill
the host cell.
Virus con envoltura membranosa
(con membrana externa)
• La envoltura viral externa se deriva de la
membrana de la célula hospedera que tiene
glicoproteínas virales que fueron especificadas
por los genes virales)
• No necesariamente mata célula huésped
Table 19.1 Classes of
Animal Viruses
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Table 19-1
Criterios en la clasificación de virus
• Por tipo de material genético (ADN o ARN) y
• Si el mismo es hebra sencilla o doble y
• Como funciona en la célula huésped
• Y si virus tiene o no envoltura membranosa
Retrovirus
• Tienen el ciclo reproductor mas complejo que
hay
Figure 18.7 HIV, a retrovirus
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Glycoprotein
Reversetranscriptase HIV
Viral envelope
Capsid
RNA (twoidenticalstrands)
HOSTCELL
Viral RNAReversetranscriptase
RNA-DNAhybrid
DNA
NUCLEUSProvirus
ChromosomalDNA
RNA genomefor thenext viralgeneration
mRNA
New virus
HIV
Membraneof whiteblood cell
0.25 µµµµm
HIV entering a cell
New HIV leaving a cell
Figure 19.8 The
replicative cycle
of HIV, the
retrovirus that
causes AIDS.
Virus RNA • Retrovirus
• Retrovirus (virus RNA que tiene enzima
retrotranscriptasa “reverse transcriptase” para transcribir su genoma de RNA a DNA)
• HIV es un retrovirus
HIV-(human immunodeficiency virus)
• Ataca mayormente linfocitos “T helper” (glóbulo blanco), pero también ataca macrófagos
• HIV -retrovirus que causa SIDA (AIDS acquired immunodeficiency syndrome)- daña sistema inmunológico y el cuerpo se hace susceptible a infecciones y cáncer
• Transmisión del virus- células infectadas o partículas de virus pasan de una persona a otra por fluidos del cuerpo: semen, sangre, leche materna. Virus entra cuerpo por las mucosa de la vagina ,del pene,del recto o por la boca
Figure 18.7x1 HIV infection
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Figure 18.x1 Smallpox-- VIRUELA Figure 18.x2 Measles
Figure 18.x3 Polio
Herpesvirus
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Síntomas de infecciones virales
• Un virus -hasta 100,000 virus dentro de una sola
célula
• estos dañan o destruyen célula hospedera y causa
sintomas
– Ej. rompen lisosomas de células hospedera y libera
enzimas hidrolíticas
– Algunos virus tienen proteínas tóxicas en la envoltura
– Algunos virus hacen que célula hospedera produzca
toxinas
• Algunos síntomas son producidos por el sistema
inmunológico
Curarnos de infecciones virales
• Sistema inmunológico acaba con virus
• Daño causado por virus depende de la habilidad
del tejido infectado de regenerarse
– (ej. nos curamos rápido de catarro porque el epitelio
respiratorio se divide y repara rápido,
– el poliovirus infecta células nerviosas y causa daño
permanente porque células nerviosas no se dividen).
• Vacunas con virus inactivo o muerto pueden
prevenir ciertas infecciones virales
Drogas antivirales
• Tratan pero no curan
• Inhiben replicación del virus o adhesión a célula huésped
• Ej amantadine-para tratar influenza- inhibe penetración del ácido nucleico viral
• Tamiflu para influenza- inhibe enzima del virus para que no infecte otras células.
• Antibióticos no matan virus
Como surgen nuevas enfermedades
virales
• Cuando virus muta a sepa nueva (genéticamente
diferentes) que causa enfermedad.
• Ej epidemia del flu es causado por nuevas sepas
del virus de influenza
• cuando virus muta e infecta otra especie (ej. De un
animal a humanos)
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Fig. 19-1019.10 Viral infection of plants Enfermedades virales en Plantas• Mas de 2,000 enfermedades virales de plantas
• Daño: atacan hojas y frutas,
• plantas no crecen, se dañan flores y raíces
• Mayoría son virus con RNA
• Virus infecta planta:
– entrando por tejido roto,
– por insectos que transportan virus
– Por semillas infectadas de parientes ,
– equipo jardinería infectado, etc.
• Adentro se diseminan por las plasmodesmata
• No hay cura (hay que quemarlas)
• Investigadores desarrollando plantas genéticamente resistentes a
virus
Origen (Evolución) de Virus
Probablemente evolucionaron:
• de fragmentos de ácido nucleico que se escaparon
de células (se movieron de una célula a otra). Quizás
de células con superficies dañadas
•Pueden haber sido plásmidos (DNA circular en
bacteria)
Importancia de los virus• Efecto Negativo: Patógenos- causan Infecciones virales
Positivo:
• Usar virus modificados en vacunas para proteger contra ellos
• Llevar genes de una célula a otra
• Terapia genética: usar virus modificados como vector para llevar
genes buenos a células con genes dañados
• Usar virus para matar células cancerosas por lisis
• Usar virus para controlar insectos
• Usar virus para matar bacterias resistentes a antibióticos (pero
bacterias han creado resistencia).
– Ej. Ya hay “fagos” que matan bacterias peligrosas en ganado
• Científicos están manipulando genéticamente los “fagos” para que las
bacterias sean mas lentas en desarrollar resistencia a ellos.
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Viroids and Prions: The Simplest Infectious
Agents
• Viroides y priones – mas pequeños que virus
– Viroides – fragmentos cortos de RNA circular que infecta
plantas y les interrumpe su crecimiento. Se transmite en
polen o semillas
– Priones – proteínas infecciosas que causan
enfermedades cerebrales en animales. Surge porque
proteína no se dobla correctamente (cambian a la
versión prion (proteínas priónicas) que se agrupan y
dañan la celula).
– Priones causan: “Scrapie in sheep, mad cow disease, y
Creutzfeldt-Jakob disease” en humanos” . Se transmiten
en la comida al comer animal infectado.
Fig. 19-11 Model for how prions propagate
Prion
Normalprotein
Originalprion
Newprion
Aggregatesof prions
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