BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA INFECCIÓN DEL VIRUS DEL SIDA, Apuntes de Bioquímica

¡Descarga BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA INFECCIÓN DEL VIRUS DEL SIDA y más Apuntes en PDF de Bioquímica solo en Docsity! UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA TEMA : Investigación Formativa 04 ASIGNATURA : Bioquímica II DOCENTE : Gutiérrez Ramos, Miriam CICLO: VI SECCIÓN: “B” INTEGRANTES: Villar Perez, Angie Esthefany Yparraguirre Abanto, Edivania Zavala Príncipe, Ana Isabel Zavaleta Eustaquio, Nilver Jampier TRUJILLO-PERÚ 2021 INV. FORMATIVA N° 4: BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA INFECCIÓN DEL VIRUS DEL SIDA I. INTRODUCCIÓN El virus de inmunodeficiencia humana (VIH), causante del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA), ha constituido desde su emergencia hace 2 décadas, un enorme desafío a la investigación biomédica. El VIH invade varias células del sistema inmunitario (por ejemplo, células T CD4+ y monocitos), lo que resulta en una disminución del número de células T CD4+ por debajo del nivel crítico y la pérdida de inmunidad mediada por células, de modo que el organismo se vuelve cada vez más susceptible a las infecciones oportunistas y al cáncer. (1). El VIH es un retrovirus perteneciente a la subfamilia de los lentivirus. El estudio de éstos, se ha visto notablemente incrementado después del descubrimiento del VIH. Los lentivirus son retrovirus exógenos no oncogénicos que causan infecciones persistentes, dando lugar a enfermedades con largos periodos de incubación. El prefijo lenti- hace mención, precisamente, a la capacidad de estos virus para instalarse en el organismo infectado durante amplios periodos de tiempo. Normalmente infectan células del sistema inmune (macrófagos, células T) y causan en ellas efectos citopáticos. Una característica importante, carente en otros retrovirus, es su habilidad para infectar a células quiescentes.Su propiedad más relevante estriba en la capacidad de codificar genes esenciales que permiten la regulación de su propia expresión en la célula infectada. La replicación de los lentivirus es, en general, tóxica para la célula conduciendo a su disfunción y posterior muerte. Muchas de las propiedades estructurales y funcionales del VIH son comunes a todos los retrovirus. Por ello, la intensa investigación desarrollada en el campo de los retrovirus ha permitido profundizar y conocer muchos aspectos inéditos de la biología molecular del VIH (2). II. OBJETIVOS - Conocer la biología molecular de la infección del virus del SIDA - Conocer los genes que intervienen en la expresión temprana y en la expresión tardía. - Conocer las etapas del ciclo de vida del VIH encuentra en un número pequeño de copias y reconoce una secuencia de ocho a quince nucleótidos de la cadena del ADN. (2) Donde su expresión genética se divide en fases temprana y tardía. Los Genes de fase temprana codifican enzimas y proteínas reguladoras que son necesarias para inicio del proceso de replicación vira.Los IEGs (de sus siglas en inglés "Immediate early gene") son genes activados transitoria y rápidamente como respuesta a una amplia variedad de estímulos celulares. Representan un mecanismo de respuesta permanente que es activada a nivel transcripcional como primera respuesta a un estímulo dado.(6, 7) Se consideran inmediatos ya que la transcripción de estos genes no requiere de la síntesis de nuevas proteínas. Por ello, los IEGs son diferentes de los genes de "respuesta tardía", los cuales únicamente pueden ser activados a continuación de la síntesis de proteínas. A su vez se considera que son tempranos ya que son expresados en respuesta a un estímulo celular reciente. (2) Hasta ahora se han identificado alrededor de 40 IEGs celulares. Los primeros en ser identificados y mejor caracterizados incluyen c-Fos, c-Myc y c-Jun, que son genes homólogos de oncogenes retrovirales. Por ello, los IEGs son bien conocidos como reguladores tempranos de señales de crecimiento y diferenciación celular. Sin embargo, otras investigaciones sugieren papeles adicionales a los IEGs en muchos otros procesos celulares.(7) Se considera que los IEGs pueden dividirse en factores de transcripción y proteínas efectoras que pueden tener una papel directo en la maquinaría celular como proteínas de secreción, proteínas de citoesqueleto y subunidades de receptores. Referido a los genes de la expresión genética temprana en el ciclo del virus tenemos que la región promotora temprana es reconocida por la polimerasa II del ARN del huésped (el SV40 contiene un fuerte inductor). Las modificaciones postranscripcionales del ARN (metilación, poliadenilación, splicing o empalmes etc.) se llevan a cabo por las enzimas del huésped. La transcripción temprana (transcripción primaria) se realiza y luego tienen lugar los procesamientos alternativos, resultando en ARNm para los antígenos T (estas proteínas tienen amino terminales comunes pero carboxiterminales diferentes). Y los ARNm son traducidos en el citoplasma. (Fig 03 ) (6) Figura 03 Como por ejemplo en los genes de la expresión temprana tenemos al genoma de los papilomavirus que mide entre 6800 y 8400 pares de bases (pb) y se encuentra asociado con proteínas del hospedero, las histonas H2a, H2b, H3 y H4, en una estructura del tipo de la cromatina del hospedero. Su genoma ha sido dividido en tres regiones principales: una región reguladora no codificante de aproximadamente 1 kb, la cual se denomina región larga de control (LCR, long control region); una región que incluye genes de expresión temprana, que dan origen a proteínas no estructurales y una región que contiene los genes de expresión tardía, que dan origen a dos proteínas estructurales. En total se encuentran 9 o 10 marcos de lectura abierta y en todos los papilomavirus están localizados en una sola de las hebras del ADN genómico (fig 02) (8). Figura 02 : Diagrama del genoma del virus de papiloma humano tipo 16. Se trata de un genoma de doble cadena circularizado de 7904 pares de bases. Se señalan los promotores PE y PL, para la expresión de los genes tempranos y tardíos, respectivamente. C. Genes que intervienen en la expresión tardía. Por definición la fase tardía inicia con el comienzo de la replicación del genoma viral. La replicación de ADN es bidireccional (hay dos horquillas de replicación por cada genoma circular de ADN y el proceso de replicación conlleva cadenas líder/retardada, fragmentos de Okazaki, ADN ligasa, etc.). Este proceso de replicación de ADN es muy similar a aquél que ocurre en la célula huésped – lo cual no es sorprendente ya que el virus usa la maquinaria del huésped exceptuando la implicación de los antígenos T. Las histonas forman complejos con el ADN recién formado. Expresión genética de fase tardía Los ARNm tardíos son hechos luego de la replicación del ADN (en esta etapa hay mucho ADN viral recién sintetizado y disponible como molde o plantilla. Aún se transcribe ARNm de fase temprana pero a una velocidad mucho menor (9). Los ARNm que codifican para genes tardíos (gag, pol, env, vpr, vpu, vpi) requieren de Rev para ser localizados citoplasmáticamente y poder ser expresados. ● Gag: el gen gag da lugar a una proteína precursora de 55 KDa también llamada p55 que se expresa a partir del ARNm viral sin procesar. La poliproteína Gag es la encargada de reclutar dos copias del ARN genómico viral junto a otras proteínas celulares y virales que permite la expulsión de la partícula viral desde la superficie de una célula infectada. Después de la expulsión, la p55 es fraccionada por proteasas 84 codificadas por el virus (derivadas del gen pol) durante el proceso de maduración. Las cuatro proteínas derivadas de este procesamiento proteolítico son MA (matriz, p17), CA (capside, p24), NC (nucleocapside, p9) y p6. ● Gag-Pol (precursor): las proteínas proteasa (PR), integrasa (IN), ARNasa H y transcriptasa reversa (RT) son también expresadas dentro del contexto de una fusión proteica Gag-Pol. El precursor Gag-Pol (p160) es generado por un evento de cambio de marco de lectura ribosomal (frame shifting) desencadenado por un elemento cis-acting específico. Cuando los ribosomas encuentran este motivo cambian al marco de lectura de pol (aprox 5% del tiempo) sin interrumpir la traducción. Durante la maduración viral, las proteasas virales separan el polipéptido Pol del Gag y a continuación digieren éste para separar la PR (p10), RT (p50), ARNasa H (p15) y la IN (p31). La PR del VIH es una aspartil proteasa que actúa como un dímero. La actividad proteasa es importante para la escisión de los precursores durante la maduración del virión. El conocimiento de la estructura tridimensional de esta proteasa 92 ha sido de gran interés farmacológico permitiendo la generación de nuevos fármacos, diseñados para inhibir 4. Transcripción Cuando la célula anfitriona recibe señal para volverse activa, el provirus usa una enzima anfitriona llamada polimerasa del ARN para crear copias del material genómico del VIH y segmentos más cortos del ARN conocidos como ARN mensajero (ARNm). El ARNm se utiliza como modelo o patrón para la formación de cadenas largas de proteínas del VIH (11). 5. Ensamblaje La enzima del VIH llamada proteasa divide las cadenas largas de proteínas del VIH en pequeñas proteínas individuales. A medida que las proteínas pequeñas del VIH se unen a las copias del material genético del ARN del VIH, se ensambla una nueva partícula del virus (11). 6. Gemación El nuevo virus ensamblado "brota" de la célula anfitriona. Durante la gemación, el nuevo virus acapara parte de la envoltura exterior de la célula. A esta envoltura, que actúa como recubrimiento, le brotan combinaciones de proteína y azúcar, conocidas como glucoproteínas del VIH. Estas glucoproteínas del VIH son necesarias para que el virus se ligue al CD4 y a los co-receptores. Las nuevas copias del VIH pueden ahora pasar a infectar a otras células (11). Figura. Ciclo vital del VIH E. Latencia Viral La latencia del VIH es su capacidad de permanecer inactivo dentro de las células infectadas y, por lo tanto, invisible para los fármacos antivirales y el sistema inmunitario. Por este motivo es un obstáculo importante para curar la infección por el VIH (12). Para las personas que no toman medicamentos para tratar el VIH en la etapa de latencia , este período puede durar una década o más, pero algunos pueden progresar más rápido en esta etapa. Las personas que toman medicamentos para tratar el VIH (TARV) de la manera correcta, todos los días, pueden estar en esta etapa durante varias décadas. Es importante recordar que las personas aún pueden transmitir el VIH a otras personas durante esta fase, aunque las personas que se someten a tratamiento antirretroviral y se mantienen suprimidas de forma viral (tienen un nivel muy bajo de virus en la sangre) tienen menos probabilidades de transmitir el VIH que aquellas que no lo han suprimido viralmente. Al final de esta fase, la carga viral de una persona comienza a subir y el recuento de células CD4 comienza a disminuir. Cuando esto sucede, la persona puede comenzar a tener síntomas a medida que aumentan los niveles de virus en el cuerpo y la persona pasa a la etapa 3 que es el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) (13). IV. CONCLUSIONES - Se conoció la biología molecular de la infección del virus del SIDA - Se conocieron los genes que intervienen en la expresión temprana y en la expresión tardía. - Se conocieron las etapas del ciclo de vida del VIH V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) [Internet]. Immunology.org. [citado el 23 de diciembre de 2021]. Disponible en: https://www.immunology.org/es/public- information/bitesized-immunology/pathogens-and-disease/virus-de-la- inmunodeficiencia-humana 2. Santana A, Domínguez C, Lemes A, Molero T, Salido E. Biología celular y molecular del virus de inmunodeficiencia humana (VIH). Rev diagnost biol [Internet]. 2003 [citado el 23 de diciembre de 2021]; 52 (1): 07–18. Disponible en: https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-79732003000100001 3. Pérez S. L. Biología molecular del virus de la inmunodeficiencia humana y los recientes progresos en el tratamiento del SIDA. Rev Chil Pediatr [Internet]. 2000 [citado el 23 de diciembre de 2021];71(2):83–8. Disponible en: https://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370- 41062000000200002&lng=es&nrm=iso 4. Gelderblom HR, Hausmann EH, Ozel M, Pauli G, Koch MA.Estructura fina del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) e inmunolocalización de proteínas estructurales. Virology [Internet]. 1987 [citado el 23 de diciembre de 2021];156(1):171–6. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3643678/ 5. Muesing MA, Smith DH, Cabradilla CD, Benton CV, Lasky LA, Capon DJ. Estructura del ácido nucleico y expresión del retrovirus humano del SIDA / linfadenopatía. Nature [Internet]. 1985 [citado el 23 de diciembre de 2021];313(6002):450–8. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2982104/ 6. Hunt M. Virología - Capitulo tres estrategias de replicación de los virus de ADN. [Internet]. Microbiologia e Inmunologia. [Citado el 22 de diciembre del 2021]. Disponible en :https://microbiologybook.org/Spanish-Virology/spanish- chapter3.htm#:~:text=La%20expresi%C3%B3n%20gen%C3%A9tica%20se %20divide,el%20ensamblaje%20del%20virus%20maduro. 7. Wikipedia.Genes de expresion rapida . [internet]. Enciclopedia libre. 2020. [Citado el 22 de diciembre del 2021]. Disponible en : https://es.wikipedia.org/wiki/Genes_de_expresi%C3%B3n_r%C3%A1pida 8. López G , Márquez L, Reyes J, Vallejo V. Aspectos generales d ela estructura , la clasificación y la replicación del virus del papiloma humano . [Internet]. Revista médica .2015.[Citado el 22 de diciembre del 2021]. Disponible en : http://revistamedica.imss.gob.mx/editorial/index.php/revista_medica/article/view/ 184/522 9. Hunt M. Virología - Capitulo tres estrategias de replicación de los virus de ADN. [Internet]. Microbiologia e Inmunologia. [Citado el 22 de diciembre del 2021]. Disponible en :https://microbiologybook.org/Spanish-Virology/spanish- chapter3.htm#:~:text=La%20expresi%C3%B3n%20gen%C3%A9tica%20se %20divide,el%20ensamblaje%20del%20virus%20maduro. 10. NHS. Ciclo vital del VIH. [Internet]. [citado 2021 Dic 17]. Disponible en: http://gtt- vih.org/book/print/1781