Principios de virología molecular

272 Pages·2010·120.012 MB·Spanish

by  Alan J. Cann, Javier Buesa Gómez

Principios de ■M
virología molecular
Alan J. Cann
Este libro de Principios de virología molecular, que es
la traducción de la cuarta edición en inglés ha tenido
éxito extraordinario. Constituye una introducción
esencial a la virología moderna, desde un enfoque
molecular; es una obra clara y concisa, siendo este
uno de sus más importantes logros.
Otras obras
El libro explora y explica los aspectos fundamentales
de interés
de la virología, entre otros, la estructura délas partículas
víricas y su genoma, la replicación, la expresión de los Vacunación de los animales
domésticos. Indicaciones,
genes, la infección y la patogenia y supervivencia de
propiedades y aplicaciones
las partículas víricas.
de las vacunas
Selbitz, I. H.
He aquí algunas de las opiniones acerca de este libro:
AsíTrendsinGenetics opina: Virología veterinaria
Fenner,E
«Un texto de virología excelente para los estudiantes
que es recomendado en muchas universidades para
Microbiología y
los cursos de licenciatura». enfermedades infecciosas
veterinarias
Para Societyfor General Microbiology Quarterly Quinn,P,J.yoLros
«Es una obra excelente que contiene muchos ejemplos
Inmunología clínica
prácticos y una atractiva puesta al día de manera clara
veterinaria
y didáctica que es sin duda muy recomendable». Halliwell, E, W. R.
yGonnan,T.N.
Principios de virología molecular
Alan J. Cann
University of Leicester, UK
Traducción de
Javier Buesa Gómez
Doctor en Medicina
Profesor Titular de Universidad
Departamento de Microbiología y Ecología
Universidad de Valencia
Editorial ACRIBIA, S.A.
ZARAGOZA (España)
Título original: Principies of Molecular Virology, 4a. ed.
Autor: Alan J. Cann
Editorial: Elsevier Academic Press
ELSEVIER INC 200 Wheeler Road, óthfloor,
Burlington, MA 01803, USA
Esta edición de Principies of Molecular Virology, 4a. ed., de Alan J. Cann se publica con
acuerdo con ELSEVIER INC, 200 Wheeler Road, 6th floor, Burlington, MA 01803, USA
Copyright © 2005, Elsevier Inc. All rights reserved
© De la edición en lengua española
Editorial Acribia, S.A., Apartado 466
50080 ZARAGOZA (España)
El autor hace valer sus derechos morales.
La traducción ha sido realizada para Editorial Acribia, S. A. por
Dr. Javier Buesa Gómez.
Nota:
Tanto ELSEVIER INC como Editorial Acribia no asumen ninguna responsabilidad por
cualquier ofensa y/o perjuicio a personas o propiedades como resultado de infracciones
de la propiedad intelectual o derechos reservados, producto de negligencia o cualquier
otra circunstancia o motivo, o por el uso de ideas, instrucciones, procedimientos,
productos o métodos contenidos en el texto.
ISBN: 978-84-200-1135-6
www.editorialacribia.com
IMPRESO EN ESPAÑA PR1NTED IN SPAIN
Reservados todos los derechos para los países de habla española. Este libro no podrá ser reproduci­
do en forma alguna, total o parcialmente, sin el permiso de los editores.
Depósito legal: Z-3.922/2009 Editorial ACRIBIA, S.A.- Royo, 23 - 50006 Zaragoza (España)
Imprime: TipoLínea, S. A. - Isla de Mallorca, 13 - 50014 Zaragoza, 2010
w
I
ndice de contenido
Prefacio a la cuarta edición................................................................................. ix
Prefacio a la tercera edición................................................................................ xi
Prefacio a la segunda edición................................................................... xiii
Prefacio a la primera edición............................................................................... xv
Capítulo 1 Introducción....................................................................................... 1
Los virus son distintos de los organismos vivos................................................ 2
La historia de la virología.................................................................................... 3
Sistemas de huéspedes vivos............................................................................... 5
Métodos de cultivo celular.................................................................................. 7
Métodos serológicos/inmunológicos................................................................... 8
Estudios ultraestructurales................................................................................... 9
«Biología molecular»........................................................................................... 17
Bibliografía........................................................................................................... 22
Capítulo 2 Partículas............................................................................................. 25
Función y formación de las partículas víricas.................................................... 25
Simetría de la cápside y arquitectura de virus................................................... 27
Virus envueltos..................................................................................................... 39
Virus de estructura compleja............................................................................... 42
Interacciones proteína-ácido nucleico y empaquetamiento del genoma 47
Receptores víricos: Reconocimiento y unión..................................................... 51
Otras interacciones de la cápside vírica con la célula hospedadora................. 52
Resumen................................................................................................................ 52
Bibliografía........................................................................................................... 53
Capítulo 3 Genomas............................................................................................... 55
Estructura y complejidad de los genomas virales.............................................. 55
Genética molecular............................................................................................... 58
Genética vírica...................................................................................................... 61
Mutantes víricos........................................................................................................ 63
Supresión.................................................................................................................. 66
Interacciones genéticas entre virus.......................................................................... 67
Interacciones no genéticas entre virus..................................................................... 70
Genomas «grandes» de ADN.................................................................................. 71
Genomas «pequeños» de ADN................................................................................ 74
Virus ARN de cadena positiva................................................................................ 78
Virus ARN de polaridad negativa........................................................................... 81
Virus con genomas segmentados y multipartitos................................................... 83
Transcripción inversa y transposición..................................................................... 87
Evolución y epidemiología...................................................................................... 95
Resumen.................................................................................................................... 99
Bibliografía............................................................................................................... 99
Capitulo 4 Replicación............................................................................................. 101
Generalidades de la replicación vírica................................................................... 101
Investigación de la replicación vírica..................................................................... 103
El ciclo de replicación......................................................................................... 107
Resumen................................................................................................................... 128
Bibliografía.............................................................................................................. 128
Capítulo 5 Expresión................................................................................................ 129
Expresión de la información genética.................................................................... 129
Control de la expresión génica en procariotas...................................................... 130
Control de la expresión en el bacteriófago X ........................................................ 131
Control de la expresión génica en eucariotas........................................................ 135
Estrategias de codificación del genoma................................................................. 137
Control transcripcional de la expresión................................................................. 148
Control post-transcripcional de la expresión........................................................ 153
Resumen.................................................................................................................... 161
Bibliografía.............................................................................................................. 162
Capítulo 6 Infección.................................................................................................. 163
Infecciones víricas de plantas................................................................................. 164
Respuestas inmunitarias a las infecciones víricas en animales ........................... 167
Virus y apoptosis...................................................................................................... 172
Interferones.............................................................................................................. 174
Evasión de la respuesta inmunitaria por los virus................................................. 178
Interacciones virus-hospedador.............................................................................. 181
El curso de las infecciones víricas.......................................................................... 190
Vectores virales y terapia génica............................................................................ 197
Quimioterapia de las infecciones víricas................................................................ 198
Resumen................................................................... 204
Bibliografía.............................................................................................................. 204
VI
Capítulo 7 Patogénesis................................................................ 207
Mecanismos de lesión celular.............................................................................. 209
Virus e inmunodeficiencia................................................................................... 211
Enfermedades relacionadas con virus................................................................ 220
Bacteriófagos y enfermedad humana................................................................. 223
Transformación celular por virus........................................................................ 224
Virus y cáncer....................................................................................................... 236
Virus nuevos y emergentes.................................................................................. 239
Zoonosis................................................................................................................ 245
Bioterrorismo........................................................................................................ 246
Resumen................................................................................................................ 247
Bibliografía........................................................................................................... 247
Capítulo 8 Agentes subvirales: genomas sin virus, virus sin genomas 249
Satélites y viroides................................................................................................ 249
Priones.................................................................................................................. 253
Resumen................................................................................................................ 267
Bibliografía........................................................................................................... 267
Apéndice 1 Glosario y abreviaturas................................................................... 269
Apéndice 2 Clasificación de los agentes infecciosos subcelulares................... 283
Apéndice 3 La historia de la virología............................................................... 297
Indice alfabético......................................................................................................... 305
iTOTfi
P
refacio a la cuarta edición
Esta edición de Principios de virología molecular contiene una actualización com­
pleta, además de diversos textos añadidos e ilustraciones nuevas; por ejemplo, incluye
información sobre temas como el SARS o el bioterrorismo. Sin embargo, la mayoría de
los cambios se han hecho en el CD*. Además de un nuevo formato, el contenido se ha
revisado completamente y hemos sido capaces de incluir por primera vez una serie de
animaciones cubriendo temas importantes como la simetría de la cápside, la replicación
viral, el reconocimiento inmunológico y la destrucción de las células infectadas por vi­
rus. Existe además en cada capítulo un examen interactivo de autovaloración, para que
puedas juzgar por tí mismo tus conocimientos de virología.
Quema extender mi agradecimiento al personal de Elsevier por su ayuda durante la
preparación del libro. Estoy convencido de que los lectores encontrarán esta edición tan
útil como las precedentes.
Alan J. Cann
Universidad de Leicester, R.U.,
alan.cann@leicester. ac. uk
Abril 2005
* N. del Editor. El CD acompaña a la edición inglesa.
IX
1
C A P Í T U L O
I
ntroducción
Objetivos del aprendizaje
Al completar este capítulo, el lector deberá ser capaz de:
■ Saber lo que es un virus y comprender en qué se diferencian los virus de todos
los demás organismos.
■ Resumir la historia de la virología y explicar cómo se ha alcanzado el estado
actual de conocimientos sobre los virus.
■ Describir las técnicas más frecuentemente utilizadas para estudiar los virus.
Existe una mayor diversidad biológica entre los propios virus que entre todo el
conjunto de bacterias, plantas y animales. Este hecho es el resultado del éxito que estos
agentes tienen parasitando todos los grupos conocidos de organismos vivos, y com­
prender esta diversidad es la clave para entender las interacciones entre los virus y sus
organismos hospedadores. Este libro trata sobre «virología molecular» en un sentido
bastante amplio; esto es, «virología a nivel molecular» o quizá incluso «moléculas y
virus». Las interacciones proteína-proteína, pro teína-ácido nucleico y proteína-lípido
determinan la estructura de las partículas víricas, la síntesis y la expresión de los
genomas virales y los efectos que los virus tienen sobre la célula hospedadora. Esto es
virología a nivel molecular.
Sin embargo, antes de entrar en materia, es necesario comprender la naturaleza de
los virus. Sería útil también conocer algo sobre la historia de la virología o, más exac­
tamente, de cómo surgió la virología como una disciplina independiente para entender
mejor sus objetivos actuales y sus direcciones futuras. Estos son los propósitos de este
capítulo introductorio. Algunos lectores pueden desconocer los fundamentos de algu­
nas técnicas mencionadas en el mismo. Para ellos podría ser de ayuda la consulta de la
1
2 Principios de virología molecular
bibliografía citada al final del capítulo para familiarizarse con estos métodos. En éste y
en los capítulos siguientes, las palabras escritas en color se definen en el glosario
(Apéndice 1).
LOS VIRUS SON DISTINTOS DE LOS ORGANISMOS VIVOS
Los virus son parásitos obligados, submicroscópicos e intracelulares. Esta defini­
ción, simple pero útil, describe y distingue a los virus de los demás grupos de organis­
mos vivos; sin embargo, es en sí misma inadecuada. Está claro que no es ningún pro­
blema distinguir los virus de los organismos macroscópicos. Incluso con una defini­
ción amplia del concepto de microbiología abarcando los organismos procariotas y
los eucariotas microscópicos tales como algas, protozoos y hongos, en la mayoría de
los casos sería suficiente. Unos pocos grupos de organismos procariotas, sin embargo,
tienen ciclos vitales parasitarios intracelulares y pueden confundir la definición ante­
rior. Estos son las bacterias de las familias Rickeítsiae y Chlamydiae, parásitos intrace­
lulares obligados que han evolucionado hasta encontrarse tan asociados a las células
que infectan, que sólo pueden sobrevivir fuera de las células de sus hospedadores du­
rante breves periodos de tiempo. Por ello es necesario añadir algunas cláusulas a la
definición de lo que constituye un virus:
■ Las partículas víricas se producen mediante el ensamblaje de componentes
preformados, mientras que otros agentes crecen por un incremento de la suma de
sus componentes y se reproducen por división.
■ Las partículas víricas (viriones) no crecen ni sufren división.
■ Los virus carecen de información genética que codifique estructuras necesarias para
la generación de energía metabólica o para la síntesis de proteínas (ribosomas).
Ningún vims conocido posee el potencial genético o metabólico para generar la ener­
gía necesaria para desarrollar todos los procesos biológicos (por ej., la síntesis de macro-
moléculas). Son por tanto totalmente dependientes de la célula hospedadora para esta
función. A menudo se plantea la pregunta de si los vims están vivos o no. Una opinión es
que dentro de la célula hospedadora los vims están vivos, mientras que fuera son simple­
mente ensamblajes de compuestos químicos metabólicamente inertes. Esto no quiere
decir que no se produzcan cambios químicos en los vims extracelulares, como se expli­
cará en otro lugar, pero no son en el sentido del «crecimiento» de un ser vivo.
Un error frecuente es considerar que los vims son más pequeños que las bacterias.
Aunque esto es cierto en la mayoría de los casos, el tamaño solo no sirve para distin­
guir entre ambos. Los vims más grandes conocidos (Mimivims, por mimetizar micro­
bios) tienen 400 nm de diámetro, mientras que las bacterias más pequeñas (por ej.,
Mycoplasma, Ralstonia pickettii) tiene sólo de 200 a 300 nm de longitud. Aunque
siempre habrá algunas excepciones e incertidumbres en los casos de organismos de­
masiado pequeños para ser observados y en muchos casos difíciles de estudiar, en la
mayoría, las directrices anteriormente expuestas son suficientes para definir un vims.