Interacciones genéticas y no genéticas en virus: mutaciones, recombinación y complementación

Interacciones Genéticas y No Genéticas en Virus

Resistencia a fármacos: Es importante en agentes antivirales (la posibilidad de surgimiento de mutantes debe ser considerada).

Mutantes enzima-deficientes: Algunas enzimas virales no son siempre esenciales y por tanto se pueden aislar variantes mutantes viables que tienen deficiencias de enzimas.

Mutantes "Calientes": Estos crecen mejor a altas temperaturas que los virus de tipo “silvestre”.

Mutantes atenuados: Muchos mutantes causan síntomas menos severos en comparación con el virus progenitor (virus atenuados). Rol potencial en el desarrollo de vacunas.

Interacciones Genéticas

Recombinación

- Intercambio de material genético entre dos genomas. Implica la ruptura de enlaces covalentes dentro del ácido nucleico, intercambio de información genética, y la reformación de los enlaces covalentes.

- Parte de la progenie porta caracteres que no se encuentran en ninguno de los dos viriones originales. Este tipo de interacción ocurre cuando ambos virus originales son viables (activos). El virus recombinante es estable genéticamente.

- Este tipo de recombinación de ruptura/reparación es común en los virus de ADN o en aquellos virus de ARN que tienen una fase de ADN (retrovirus). La célula huésped tiene sistemas de recombinación para el ADN.

Reactivación Cruzada o Reordenamiento

- Se presenta en el genoma de un virión activo y el genoma de una partícula inactivada. Una porción del genoma del virus inactivado se recombina con el genoma del virus activo, de manera que ciertos marcadores del virus inactivado es reactivado. Ninguno de los descendientes es idéntico con el virus inactivado y la progenie que lleva los marcadores reactivados es estable genéticamente.

Este es un proceso eficiente – pero limitado a los virus con genomas segmentados – hasta ahora el único virus humano caracterizado por genomas segmentados son los virus de ARN (ortomixovirus, reovirus, arenavirus, bunyavirus)

Reactivación por Multiplicidad

Si un virus ADN es inactivado con rayos UV, se puede observar reactivación del mismo si se infectan células con una multiplicidad alta del virus inactivado (muchas partículas virales por célula). Probablemente la complementación permita a los virus crecer inicialmente, puesto que genes inactivados en un virión pueden estar activos en otro. A medida que el número de genomas presentes crezca por replicación, la recombinación puede ocurrir, resultando en nuevos genotipos, y a veces regenerando un virus de tipo ‘silvestre’.

Interacciones No Genéticas

Mezcla de Fenotipos

--Si dos virus diferentes infectan una célula, la progenie puede contener componentes en su envoltura que deriven de ambos progenitores y por tanto tendrán características de ambos en sus envolturas. NO IMPLICA ALTERACIÓN DE MATERIAL GENÉTICO, la progenie de estos viriones estará determinada por el genoma progenitor que sea empacado y no por la naturaleza de la envoltura. No es un cambio genético estable.

--También se puede mezclar una nucleocápside de un retrovirus en una envoltura de un rabdovirus. Este tipo de mezcla fenotípica es conocida también como formación de pseudotipo (pseudovirión). El pseudotipo descrito mostrará las características de fijación – penetración – antigenicidad de superficie de un rabdovirus y luego, al ocurrir una infección, mostrará comportamiento de retrovirus y producirá una progenie de retrovirus.

Complementación

Es la interacción entre dos virus, de los cuales, uno o ambos pueden ser defectuosos o uno activo y otro inactivo, lo que da como resultado la multiplicación de uno o ambos en condiciones en las cuales la autoduplicación no ocurriría en forma ordinaria. La progenie producida se parece a las originales. Es la interacción a nivel funcional NO a nivel del ácido nucleico. Si tomamos dos mutantes con una lesión ts (termosensibilidad) en diferentes genes, ninguno puede crecer a altas temperaturas. Si infectamos una misma célula con ambos mutantes, cada mutante proveerá la función faltante del otro y por tanto se pueden replicar (sin embargo, los viriones progenie tendrán genomas ts mutantes y ser termosensibles).

Reactivación por Multiplicidad

Si un virus ADN es inactivado con rayos UV, se puede observar reactivación del mismo si se infectan células con una multiplicidad alta del virus inactivado (muchas partículas virales por célula).