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Prepa 3º Tec · Biología II
Los microorganismos · Las formas acelulares

Virus, viroides y priones

Te conviene dominar: La célula, unidad de los seres vivos (1° de secundaria)
Te conviene dominar: Vacunas, trasplantes y donación (1° de secundaria)

En 2009 la influenza A(H1N1) se detectó primero en México y en pocas semanas dio la vuelta al mundo. Un virus no come, no respira y no crece, pero puede convertir a una célula en una fábrica de copias de sí mismo. ¿Está vivo? ¿Y por qué es tan difícil combatirlo? Al final de la página volverás a esta pregunta.

¿Están vivos los virus? Estructura básica

En 1892 Ivanovski filtró el extracto de hojas de tabaco enfermas con filtros de porcelana que retenían cualquier bacteria conocida. El filtrado seguía contagiando a plantas sanas. ¿Qué agente, más pequeño que una célula, estaba actuando?

Algunos virus tienen además una envoltura: un pedazo de membrana de la célula anterior, con una bicapa de lípidos y proteínas víricas insertadas. Los que no la tienen se llaman virus desnudos.

Virus desnudo, formado por cápsida y genoma, junto a un virus envuelto, que además tiene una envoltura lipídica con proteínas insertadas. cápsida (proteínas) genoma (ADN o ARN) virus desnudo hepatitis A, papiloma virus envuelto VIH, influenza, coronavirus proteínas de la envoltura envoltura lipídica
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Expón tres razones por las que los virus no se consideran seres vivos según los criterios clásicos (organización celular, metabolismo y reproducción) y una razón por la…

Expón tres razones por las que los virus no se consideran seres vivos según los criterios clásicos (organización celular, metabolismo y reproducción) y una razón por la que el debate sigue abierto.

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Describe la estructura básica de un virus (genoma, cápsida y, en algunos, envoltura) y explica la diferencia entre un virus desnudo y un virus envuelto, con un ejemplo…

Describe la estructura básica de un virus (genoma, cápsida y, en algunos, envoltura) y explica la diferencia entre un virus desnudo y un virus envuelto, con un ejemplo de cada uno.

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Observa la estructura del virus de la imagen. a) Explica la función de las estructuras 1, 2 y 4 durante la infección de una célula. b) Razona por qué la estructura 3…

Observa la estructura del virus de la imagen. a) Explica la función de las estructuras 1, 2 y 4 durante la infección de una célula. b) Razona por qué la estructura 3 hace a este tipo de virus especialmente sensible al jabón y a las soluciones alcohólicas. c) ¿Se puede saber solo con la imagen si su genoma es ADN o ARN? Justifica tu respuesta.

Estructura de un virus envuelto en corte

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El ciclo de un bacteriófago: lítico y lisogénico

Los virus que infectan bacterias se llaman bacteriófagos (o fagos). Tienen una cabeza con el ADN, una cola y fibras que reconocen receptores de su bacteria. Todo ciclo vírico sigue el mismo guion:

  1. Adsorción: el virus se fija a un receptor de la célula.

  2. Penetración: entra el genoma.

  3. Replicación y síntesis: la célula copia el genoma y fabrica proteínas víricas.

  4. Ensamblaje: se arman nuevas partículas.

  5. Liberación.

El fago puede seguir dos caminos:

Un fago inyecta su ADN en una bacteria. En el ciclo lítico se fabrican copias y la bacteria estalla. En el ciclo lisogénico el ADN se integra como profago en el cromosoma y se copia con cada división; el estrés puede activarlo hacia el ciclo lítico. fago inyecta su ADN ciclo lítico copias nuevas y lisis (la bacteria estalla) ciclo lisogénico profago en el cromosoma estrés: se activa
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Describe el ciclo lítico y el ciclo lisogénico de un bacteriófago, indicando en qué se diferencian y qué consecuencia tiene para la bacteria que el fago entre en…

Describe el ciclo lítico y el ciclo lisogénico de un bacteriófago, indicando en qué se diferencian y qué consecuencia tiene para la bacteria que el fago entre en latencia.

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Viroides y priones: más allá de los virus

¿Puede existir algo infeccioso aún más sencillo que un virus? Sí: hay agentes sin cápsida y otros sin ácido nucleico.

Un viroide es un ARN circular desnudo. Un prión mal plegado toca a una proteína normal y la convierte en otro prión, en efecto dominó. Viroide ARN circular, sin cápsida Prión normal prión contacto: la normal cambia de forma
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¿Qué son los viroides y qué son los priones? Indica a qué organismos infectan los primeros y cita una enfermedad humana o animal causada por priones.

¿Qué son los viroides y qué son los priones? Indica a qué organismos infectan los primeros y cita una enfermedad humana o animal causada por priones.

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Variabilidad y epidemias: mutación y R₀

La vacuna de la influenza cambia cada temporada, pero la del sarampión se aplica igual por décadas. ¿Por qué?

Para medir qué tan rápido se propaga un virus se usa el número básico de reproducción $R_0$: el promedio de contagios que causa una persona infectada en una población sin inmunidad.

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En un laboratorio se analizan dos virus emergentes que infectan linfocitos humanos: el virus Alpha (con genoma de ADN bicatenario de $150\text{ kb}$) y el virus Beta…

En un laboratorio se analizan dos virus emergentes que infectan linfocitos humanos: el virus Alpha (con genoma de ADN bicatenario de $150\text{ kb}$) y el virus Beta (con genoma de ARN monocatenario de $15\text{ kb}$). Se aíslan partículas virales de pacientes tras seis meses de infección:

  • En Alpha, la secuencia del gen de la glicoproteína de adhesión presenta una divergencia media del $0.001\,\%$ respecto a la cepa inoculada.

  • En Beta, la divergencia en la proteína homóloga es del $4.2\,\%$, encontrándose una amplia nube de variantes en un mismo hospedador.

  1. a) Justifica a nivel molecular y enzimático la causa de esta enorme disparidad en las tasas de mutación observadas entre ambos virus.
  2. b) Para combatir ambos patógenos, se ensaya una vacuna de subunidades proteicas basada en una única variante de la proteína de adhesión y un fármaco inhibidor de dicha proteína. Predice razonadamente el pronóstico de efectividad a medio plazo de estas estrategias en Alpha y en Beta.
  3. c) ¿Qué diana vírica o estrategia farmacológica propondrías para el virus Beta con el fin de reducir la probabilidad de que desarrolle variantes resistentes?
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Durante un brote de un nuevo virus respiratorio se estima un número básico de reproducción $R_0 = 2.5$. a) Las autoridades sanitarias se plantean dos escenarios…

Durante un brote de un nuevo virus respiratorio se estima un número básico de reproducción $R_0 = 2.5$.

  1. a) Las autoridades sanitarias se plantean dos escenarios alternativos: aplicar medidas de contención no farmacológicas (mascarillas y ventilación, que reducen la probabilidad de contagio por contacto en un $40\,\%$) o confiar exclusivamente en una vacuna con una eficacia del $80\,\%$ aplicada al $60\,\%$ de la población. Predice cuantitativamente cuál de las dos estrategias logrará por sí sola frenar la expansión del brote (hacer que el número reproductivo efectivo $R_t$ sea menor que $1$), justificando tus cálculos.
  2. b) Un representante público afirma: «Si logramos vacunar al $50\,\%$ de la población con una vacuna $100\,\%$ efectiva, el virus se extinguirá de inmediato porque la mitad de la población ya no contagia». Rebate cuantitativa y biológicamente esta afirmación calculando el valor resultante de $R_t$ y describiendo qué ocurrirá a corto plazo con la curva de contagios.
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Zoonosis y «Una sola salud»

Una zoonosis es una enfermedad que pasa de animales a personas. Ejemplos con virus: la rabia (perros, murciélagos), la influenza aviar y el COVID-19 (probable origen en animales silvestres). El enfoque «Una sola salud» (One Health) considera que la salud humana, la animal y la del ambiente forman un solo sistema conectado.

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El enfoque «una sola salud» (one health) entiende la salud humana, la de los animales y la del medioambiente como un único sistema conectado. Explícalo a partir de las…

El enfoque «una sola salud» (one health) entiende la salud humana, la de los animales y la del medioambiente como un único sistema conectado. Explícalo a partir de las zoonosis víricas: pon dos ejemplos (rabia, gripe aviar o COVID-19) y razona cómo la deforestación, la ganadería intensiva y el comercio de fauna favorecen que un virus salte de una especie animal al ser humano.

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Vacunas: entrenar al sistema inmunitario

En 1796 Jenner notó que quienes se contagiaban de viruela bovina, una enfermedad leve, quedaban protegidos de la viruela humana.

Tipo Qué contiene Ejemplo
Atenuada virus vivo debilitado sarampión, rubéola, paperas (triple viral)
Inactivada virus muerto poliomielitis inyectable
De subunidades solo una proteína del virus hepatitis B
De ARNm instrucciones para fabricar una proteína vírica algunas vacunas contra COVID-19

Vuelve al principio: los virus son tan difíciles de combatir porque no tienen metabolismo propio. Usan la maquinaria de nuestras células, así que los antibióticos no los afectan. Los de ARN, como la influenza, además mutan muy rápido, y por eso se combaten con vacunas, medidas de prevención y vigilancia de las zoonosis.

Resumen

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