Separata De Virus

Los virus como las entidades infeccionas más pequeñas del planeta. Constitución y

características.

Definición. Los Virus son entidades infecciosas de origen ontogenético consideradas

recientemente como no vivientes y constituidos fundamentalmente de ácidos nucleicos

y proteínas.

Estas entidades tienen 3 características fundamentales:

Poseen un solo tipo de ácido nucleico: el ácido desoxiribonucleico (ADN ) o

el ácido ribonucleico (ARN ).

Carecen de metabolismo propio, no generan su propia energía y son

replicados o reproducidos en células vivas.

No son capaces de desarrollar o crecer.

Los virus son entidades demasiado pequeños como para poder observarlos en el

microscopio simple, se propagan sólo en el interior de las células vivas. Todos los virus

son parásitos de las células y producen una multitud de enfermedades a todas las formas

vivientes, desde las plantas y animales unicelulares hasta grandes árboles y los

mamíferos. Como ya se ha indicado, en su forma más simple, los virus constan de

ácidos nucleicos y proteínas, esta última se encuentra enrollada en torno al primero.

Los virus no se dividen ni producen algún tipo de estructura reproductora

especializada como las esporas, pero se propagan al inducir a las células hospederas a

que formen moléculas virales o viriones. Los virus no producen enfermedad mediante

el consumo de células o matándolas con toxinas, sino alterando el metabolismo de ellas,

lo cual conduce a que las células desarrollen sustancias anormales y condiciones que

influyen negativamente sobre sus funciones alterando todo su metabolismo en perjuicio

de su vida y la del organismo que forman.

Constitución química de los virus. Los virus están constituidos fundamentalemente de

dos componentes: un componente protecio que lo envuelve y otro que es a base de ácido

nucleico.

La capa proteica protege el ácido nucleico del virus y, además, es responsable

de la actividad serológica encargada de generar anticuerpos cuando el virus

ingresa al organismo animal .

El ácido nucleico transmite el genoma o carga genética del virus y con este

genoma se sintetiza la proteína viral, además es responsable de la. capacidad

infecciosa del virus . Se puede variar el nivel infeccioso o la severidad del

ataque de un virus, variando la constitución de su ácido nucleico.

Los virus fitopatógenos generalmente tienen ARN aunque se reportan varios que

poseen ADNen lugar de ARN, tales como el virus del mosaico de la coliflor (

“cauliflower mosaic” ); el virus del mosaico dorado del fríjol ( “bean golden mosaic”);

el virus latente de la yuca (“cassava latent virus”), entre otros.

Viroides. Existen partículas infecciosas aún más pequeñas que los virus, las cuales

constan sólo de unos cuantos nucleótidos ( 180 a 200 ) y carecen de proteinas. A estas

partículas se les denomina viroides. Los más importantes que se conocen son: Viroide

de Exocortis en cítricos, el Avocado Sun Blotch que causa la mancha solar del palto y

el Viroide del Tubérculo Ahusado que causa este síntoma en tubérculos de papa.

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Características de los virus.

Tamaño: por ser tan pequeños su tamaño se refiere en nanómetros, unidad de

medida igual a 10-9 metros.

1m = 1,000mm =1’000,000 u =1,000’000,000 mu o nm =10,000’000,000 Aº

u = micras; mu= milimicras; nm= nanómetro; Aº= Amstrongs.

Forma de virus: los virus pueden tomar formas distintas: abastonados,

espiralados, isométrieos o poliédricos o esféricos, filamentosos etc.

Mutabilidad:es una importante características de los virus, pues gracias a los

cambios que en ellos se producen se obtienen los denominados strains que, en

algunos casos, son menos virulentos o atenuados y en otros de mayor virulencia.

Puesto que el ácido nucleico puede cambiar su estructura con sólo un

tratamiento de ácido nitroso ( HNO ), convirtiendo por ejemplo la citosina en

uracilo; con estos tratamientos pueden obtenerse en laboratorio strains que al ser

atenuados o de poca virulencia se utilizan para proteger a las células contra el

ataque de los strains virulentos. A tal característica se le denomina protección

cruzada. Por ejemplo el Virus X de la papa posee varios strains entre ellos

existen strains avirulentos, otros que producen mosaico suave y unos que

producen mosaico severo.

Vías de infección y multiplicación de los virus: los procesos de ingreso, replicación

del virus por la célula hospedera y su diseminación hacia las células vecinas, los

describen Hoffmann et.al ( 1978 ) y están representados en el diagrama 8 donde se están

considerando las siguientes fases:

Fase 1: Picadura de la célula por un áfido virulífero ( 1 ), lesión y ruptura de la pared

celular por fricción mecánica ( 2 ) o herida por mordedura de insectos ( 3 ), con lo cual

el virus llega al borde externo del ectodermo o de la membrana citoplasmática;

Fase 2: Toma del virus en el citoplasma por pinocitosis ( 4 );

Fase 3: Liberación de la cápsula proteica o capsómero del virión, dejando libre al ácido

necleico viral (5 );

Fase 4: Replicación del ácido nucleico viral en el nucleolo ( 6 );

Fase 5: Migración del ácido nucleico viral hacia los ribosomas ( 7 ) donde se sintetizará

la proteina viral para constituir el capsómero (8 );

Fase 6: Constitución de la partícula viral completa: el virion ( 9 );

Fase7: Migración de los viriones hacia las células vecinas a través de los plasmodesmos

( 10 ).

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1 2 3

Diagrama 8: Representación esquemática de los procesos de ingreso, toma,

replicación y diseminación de los virus en las células vegetales, según Hoffmann

et.al. ( 1976 ) y rediagramado por Manuel Ñique Rosales ( 2008 ).

Leyenda:

1.- Vía de ingreso del virus a la célula por picadura de un áfido,

2.- Vía de ingreso por lesión o herida mecánica,

3.- Vía de ingreso por lesión mecánica, mordeura o picadura.

Pl= Plasmodesmos; V= Vacuolas; T= Tonoplasto; P= Plasmalema o membrana

citoplasmática; Pi= Toma del virus por pinocitosis; ER= Retículo endoplasmático; N=

Núcleo; Nc= Nucleolo; M= Mitocondria; Pa= Plastido

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Representación de los constituyentes

estructurales de los ácidos nucleicos.

Desoxi ribosa Ribosa

Ácido Fosfórico Base Pirimidina

Base Purina Citosina

Adenina

Guanina

Timina

Uracilo

Diagrama 9. Fórmula de los constituyentes de los ácidos nucleicos.

Transcripción del ADN

Diagrama 10. Representación esquemática de la transcripción.

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Núcleo

Citoplasma

Representación esquemática de la transcripción de

información genética para la síntesis de proteínas:

1. Replicación de ADN, 2. Transcripción, 3. Replicación de ARN de

un Virus, 4. Paso del RNA a través del poro de la membrana nuclear,

5. Traducción, Síntesis de proteína en la célula, 6. proteínas para el

Metabolismo celular, 7. Proteínas que migran al núcleo las cuales

actúan en la replicación y transcripción

Diagrama 11: Representación esquemática del proceso de transcripción de

información genética para la síntesis de proteinas, con referencia a la replicación

del ARN de un virus en el paso No.3 ( según Hess, D.).

La traducción en el ribosoma

(Modificado según Kimball 1970) Hess, 1972

Diagrama 12: Representación esquemática de la traducción de infrormación

genética por el ribosoma para la síntesis de aminoácidos. ( Hess, 1972 ).

Trastornos o cambios bioquímicos y metabólicos que se producen en las células

vegetales infectadas por un virus:

La presencia de estos agentes infecciosos en las células da lugar a diversos fenómenos

de interferencia o cambios, teniéndose como resultado síntomas típicos de infecciones

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virales. Varios de estos cambios metabólicos y bioquímicos producidos por virus son

similares a aquellos presentados cuando hay infecciones de otros patógenos o

cuando hay disturbios fisiológicos tales como deficiencias de elementos o

anormalidades genéticas.

A continuación se mencionan algunos de estos cambios:

Alteración del potencial redox, como ocurre por ejemplo en los tubérculos de

papa afectados por virus, donde este potencial es más bajo que el normal, la

conductividad eléctrica es mayor y el punto de congelación bajo.

La capacidad buffer o Tampón de los jugos de tubérculos y hojas infectadas

de papas y algunas otras plantas se incrementa. Algunos resultados de

investigación sugieren la producción de una toxina especial o de cambios en el

contenido de alcaloides.

Reducción de la fotosíntesis. En muchos casos las infecciones virales reducen

la fotosíntesis. Esto parece deberse a la disminución de clorofila causadas por

ciertos virus y también parece estar fuertemente influenciado por disturbios y

alteraciones enzimáticas.

Incremento de la respiración. La respiración se incrementa en la mayor parte

de los tejidos afectados, aunque algunas veces se ha registrado que esta función

disminuye. Existen, al respecto, informaciones contradictorias.

Incremento de la actividad de la polifenoloxidasa, lo cual esta en relación con

la producción de lesiones necróticas locales. La polimerización de compuestos

fenólicos como el aminoácido tyrosina, da como resultado derivados fenólicos

como la melanina y quinonas, los cuales son fluorescentes cuando son irradiados

por la luz ultravioleta. Se supone que las quinonas inducen la reacción necrótica

y reacción hipersensible, pero su rol no esta completamente definido. Estas

substancias aumentan también en tejidos senescentes.

Acumulación de almidones, por un disturbio del control enzimático del

transporte de éstos, las hojas afectadas, cuando se cosechan y se someten a un

periodo de oscuridad, presentan lesiones necróticas en los lugares de

acumulación de almidones. Cantidades relativamente altas de almidones y

carbohidratos se acumulan en las hojas de papa infectada con el "virus de

enrollamiento".

Efecto sobre el metabolismo del nitrógeno, especialmente en lo que se

refiere a proteínas y aminoácidos. Se produce una acumulación anormal de

proteínas, unas incorporadas al virus y otras química y serológicamente

relacionadas con éste.

Efecto de la infección viral en las substancias reguladoras del crecimiento.

Algunos trabajos de investigación han sido orientados al estudio de este

fenómeno. Los disturbios hormonales son evidentes. En unos casos se produce

una reducción y en otros un incremento de la concentración de substancias

inhibidoras o promotoras del crecimiento.

Disminución en el contenido de clorofila. Algunos cambios bioquímicos son

directamente visibles como los que dan lugar a una clorosis y amarillamiento

(ligado a la disminución del pigmento clorofílico y al incremento de la

concentración de carotenos y xantofilas) y al incremento de antocianinas

originando el consecuente cambio de coloración.

Senescencia prematura. En general, un estado prematuro de senescencia

caracteriza a varias infecciones virales. Del mismo modo la acumulación de

substancias fitotóxicas, que en las plantas son disociadas, o que son

especialmente producidas por la intensa multiplicación del virus.

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Resumen:

1) Alteración del potencial redox

2) Incremento de la capacidad buffer o tampón: equilibrio del pH alterado.

Líquido celular: pH= 5.2 – 5.3 virus 6 – 6.5

3) Reducción de la fotosíntesis: más clorofilasa y menos clorofila

4) Incremento de la respiración: mayor gasto de ATP

5) Incremento de la actividad de la polifenoloxidasa:

la polifenoloxidasa es una enzina clave ( defensa de la planta), se produce

cuando hay stress puede retiene poco la multiplicación de los virus.

6) Acumulación de almidones

7) Efecto sobre el metabolismo del nitrógeno: acumulación anormal de proteínas y

aminoácidos

8) Disturbios hormonales: efecto sobre sustancias reguladoras de crecimiento.

9) Disminución del contenido de clorofila ( incremento de caroteno, xantofila y

antocianina )

10) Senescencia prematura

Síntomas que producen los virus:

1) Reducción de tamaño: Enanismo, arrocetamiento

2) Cambios de color: Amarillamiento, clorosis generalizada, mosaico, variegación

( como mosaico pero más pronunciado, zonas verdes y amarillos son bien

delimitadas y angulosas ), manchas de anillo, bandeamiento, estrías cloróticas,

antocianescencia.

3) Deficiencia de agua:

Virus que afectan el sistema vascular (necrosis en haces vasculares)

Marchitez, etching ( desecación del tejido superficial de las células epidérmicas,

como un bronceado)

4) Necrosis:

Lesiones locales (manchas necróticas), estrías necróticas, necrosis de nervadura,

anillos necróticos.

5) Malformaciones:

Pata de rana, enrollamiento, encrespamiento, ampolladura, sobrecrecimiento de

lámina foliar, sobrecrecimiento de nervadura ( nervadura engrosada

Enaciones), tumores.

Formas de trasmisión de los virus:

1) Por injerto

2) Por el polen

3) Por la semilla

4) Mecánicamente

5) Por vectores :

5.a. Insectos

Áfidos

No persitente: cuando el áfido efectúa una

picada y toma el virus el cual permanece en el

aparato bucal y tan pronto realiza la siguiente

picada deja el virus de modo que su trompa

queda limpia.

Persistente: Cuando el virus ingresa a la

hemolinfa del insecto y circula a través de ésta.

En este caso el insecto no transmite el virus

inmediatamente después de haberlo obtenido,

sino pasado un periodo de incubación que puede

ser de 20 a 30 minutos hasta una o dos horas,

pero el insecto queda infectivo generalmente

para el resto de su vida. En otros casos la

transmisión es propagativa (virus pasa a través

del huevo del insecto: transovárica)

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5.b. Ácaros

5.c. Nemátodos. Hay 4 géneros de nemátodos que transmiten virus:

Xiphinema, Paratrichodorus, Longidorus y Trichodorus. Longidorus y Xiphinema

transmiten virus isométricos. Trichodorus y Paratrichodorus transmiten virus

abastonados.

5.d. Hongos. Los ejemplos más comunes se dan en el cultivo de papa:

Spongospora subterranea : sarna en papa ( MOP – TOP )

Synchytrium endobioticum : verruga ( virus X de papa )

6) Por cúscuta: Mosaico del tabaco.

Identificación de virus. Los métodos más comunes para la identificación de los virus

son:

1) Uso de plantas indicadoras. Especies que reaccionan típicamente cuando son

inoculadas por un determinado virus.

Pueden presentar dos tipos de reacciones:

Reacción local. Ocurre cuando se inocula el virus a la hoja de la planta

indicadora e inmediatamente después ( 24 a 48 h ) se produce una

reacción de hipersensibilidad en la cual la planta aísla el virus matando

las células que lo circundan ( virus se inactivan y tejido presenta puntos

necróticos).

Ejemplo: Gomphrena globosa ( familia Compositae ) el virus X de la

papa produce manchas necróticas, después de la inoculación en las

hojas.

Reacción sistémica. Cuando el virus se disemina en toda la planta. Y

después muestras síntomas específicos, que puede ser mosaico, clorosis,

estrías necróticas, manchas necróticas etc.

Ejemplo: la reacción que muestra una planta indicadora general como es

la quinua (Chenopodium quinoa), la reacciona con la mayor cantidad de

virus.

2) Constantes Biológicas:

a) Punto final de dilución. Se maceran las hojas y a partir de este jugo se

efectúan diluciones, las cuales son inoculadas a plantas indicadoras y al

huésped. Según la dilución en la cual el virus pierde su infectividad, es

decir, en la cual ya no se observan los síntomas en la planta inoculada, se

considera el punto final de dilución.

b) Punto térmico de inactivación. En este caso el jugo de la planta con

virus se somete a temperaturas diversas durante 10 min, después de lo

cual estos jugos, así tratados, se inoculan nuevamente. Según los

síntomas se hagan evidentes en los diferentes tratamiento se determina el

punto termal de inactivación.

c) Resistencia a la longevidad o envejecimiento in Vitro:

Es la característica relacionada con el tiempo que un virus permanece

viable o infectivo en condiciones de laboratorio o en su propio

hospedero.

3) Reacciones serológicas. Son aquellas que se producen cuando un antígeno se

une a su propio anticuerpo o antisuero. Este método de detección de virus es

muy útil, rápido y bastante confiable, pues permite tener una respuesta oportuna

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sobre la infección de un determinado virus en campo y así poder tomar, lo antes

posibles, las medidas de control.

Antígeno. Compuesto que introducido parenteralmente en el organismo animal genera,

como respuesta inmunológica, un anticuerpo o antisuero específico para este antígeno (

el fundamento de las vacunas ).

Anticuerpo o antisuero. Inmunoglobulina que se genera en el organismo animal como

reacción específica al antígeno inoculado.

Inmunidad activa .Se va inyectando el antígeno poco a poco para generar anticuerpos.

Inmunidad pasiva. Se inyecta el suero ( con los anticuerpos ) porque no hay opción o

tiempo suficiente para formar anticuerpos. Este es el caso del uso de suero antiofídico

para salvar la vida de personas que son mordidas por serpientes muy venenosas.

El método de ELISA. ELISA proviene del conjunto de las letras iniciales de la

expresión inglesa: Enzyme Linked Inmuno Sorbent Assay. Los pasos que se siguen

para efectuar esta prueba son los siguientes:

1. Colocación del antisuero en una placa de poliestireno ( material plástico especial

y poroso ) la cual tiene varios orificios para depositar una muestra en cada uno de

ellos. Después de unos minutos en los cuales el antisuero se fija en los poros de la

placa, se efectúa el

2- Lavado ( para eliminar el exceso de antisuero ). Posteriormente viene la

3- Colocación de la muestra, consistente en el jugo de una planta problema, cuya

identidad de virus se desea determinar. Después de unos minutos, se efectúa el

4- Lavado nuevamente para eliminar el exceso de muestra y, luego se procede a la

preparación y aplicación del

5- Conjugado enzimático. Éste consiste en unir el anticuerpo con una enzima

(fosfatasa alcalina ) en una preparación aparte Después de unos minutos se lava

el exceso de conjugado y se procede a la

6- Aplicación del sustrato, específico para la enzima. Se trata de nitrofenol fosfato

que es incoloro.

7- Reacción. Finalmente se procede a la lectura de los resultados.

POSITIVO: Si la muestra contiene el virus, el antígeno ya reaccionó con su

anticuerpo en el paso 3 y ya lo fijó en la placa. De modo que cuando aplicamos el

conjugado enzimático, el anticuerpo presente en este conjugado va a reaccionar con

el antígeno ( virus ) fijado en el paso 3. Como el anticuerpo del conjugado está

ligado a una enzima, significa que la enzima estará presente en el orificio donde la

reacción ocurrió. Cuando aplicamos el sustrato incoloro, éste reacciona con su

enzima produciéndose una coloración amarilla, cuya tonalidad varía según la

concentración de virus en la muestra problema.

NEGATIVO: Si la muestra no contiene virus, NO se produce reacción con el

anticuerpo en el paso 3, dado que éste es específico para el virus que deseamos

determinar. Por lo tanto la muestra de la planta es lavada y al colocar el conjugado,

aquí el anticuerpo del conjugado tampoco quedará fijado en ausencia de antígeno

( virus ). Al ser nuevamente lavado el conjugado ( paso 5 ) no quedará enzima y por

lo tanto el sustrato no será tomado, por lo que permanece INCOLORO.

La prueba de ELISA puede hacerse también utilizando membranas de nitrocelulaosa

( NCM-ELISA) las cuales reemplazan a las placas de poliestireno. Este sistema es

mucho más práctico e incluso pueden incorporarse las muestras en el mismo campo

para luego almacenar la membrana y procesarla en laboratorio en su oportunidad.

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4) Microscopía electrónica:

Sólo nos indica la presencia de virus, su forma y tamaño con lo cual se tiene la

certeza de que la planta esté infectada con virus, pero no nos indica de qué virus

se trata.

5) Detección de ácidos nucleicos.

A diferencia de los métodos serológicos, en los cuales la reacción detecta la capa

proteica del virus, esta técnica puede detectar diferentes partes o todo el ácido

nucleico del virus. Las dos técnicas de mayor uso son la detección de ARN

bicatenario viral y la detección del ARN o ADN de un virus o un viroide por

hibridación molecular. Para incrementar la concentración del ácido nucleico

viral y tener más certeza en la prueba, se utiliza la técnica reciente de la

reacción en cadena de la polimerasa ( PCR ). La hibridación molecular

consiste en la unión del ARN del virus con moléculas de ARN o sondas que son

complementarias al ARN viral. Estas sondas han sido previamente marcadas con

fósforo radioactivo ( a nivel de nucleótidos).Las placas que contienen la muestra

con las sondas se someten a exposición radiográfica y ante la presencia del virus

o viroide que se sospecha existente en la muestra, se notan una manchas oscuras.

6) PCR. La técnica de Protein-Chain-Reaction, consiste en

Protección cruzada:

Como se explicó anteriormente, es el fenómeno que ocurre en la planta mediante el

cual ésta se hace resistente a un virus debido a que previamente ha sido inoculada con

un strain o varios strains del mismo virus pero muy suaves o atenuados, es decir con

muy baja infecciosidad o no infecciosos.

Aun no están totalmente esclarecidas las explicaciones de ese fenómeno, pero se

mantiene como hipótesis que el strain suave ocupa lugares estratégicos en la célula que

impiden la desencapsulación del strain virulento (severo) con lo cual se limita su

replicación.

Bibliografía consultada:

2. Bos, L. 1983. Introduction to Plant. Virology, Wageningen. Center for

Agricultural Publishing and Documentation. 160 pp.

2.-. Hoffmann, G. M. , Nienhaus, F. , Schönbeck, F. ,Weltzien, H.C. and Wilbert,

H.1976. Lehrbuch der Phytomedizin. Paul Verlag, Berlín, Deutschland. 492 pp.

3.- Hollings, M. 1983. Virosis o Enfermedades causadas por Virus. En : Manual para

Patólogos Vegetales.C.M.I. CAB. Oficina Regional de la FAO para América Latina y el

Caribe. 45-76

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