9.7C: Bacteriófagos de ADN monocatenario
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De las familias virales con genomas de ADN, solo dos tienen genomas monocatenarios, los Inoviridae y los Microviridae.
Objetivos de aprendizaje
- Ilustrar las características y el ciclo de vida de los bacteriófagos ssDNA
Puntos Clave
- Los Inovridae son una familia de bacteriófagos filamentosos. Los virones son no envueltos, en forma de varilla y filamentosos. La liberación de Viron puede implicar lisis del huésped, pero alternativamente puede ocurrir infección productiva por gemación de la membrana del huésped.
- Los Microviridae son una familia de bacteriófagos con un genoma de ADN monocatenario. Sus genomas se encuentran entre los más pequeños de los virus de ADN. Aunque la mayoría de las especies de esta familia tienen ciclos de vida líticos, algunas pueden tener ciclos de vida templados.
- Los Microviridae se dividen en dos subfamilias, Gokushovirinae y Microvirinae. Estos grupos difieren en sus hospedadores, estructura genómica y composición virón.
Términos Clave
- microviridae: Los Microviridae son una familia de bacteriófagos con un genoma de ADN monocatenario.
- virión: Una sola partícula individual de un virus (el equivalente viral de una célula).
Actualmente se reconocen diecinueve familias virales que infectan bacterias y arqueas. De estas, sólo dos familias tienen genomas de ARN y sólo cinco están envueltas. De las familias virales con genomas de ADN, solo dos tienen genomas monocatenarios.
Inovridae
Los Inovridae son una familia de bacteriófagos filamentosos. El nombre de la familia se deriva del griego nos, que significa “músculo”.
Taxonomía
Hay dos géneros en esta familia: Inovirus y Plectrovirus. Estos géneros difieren en su rango de hospedadores: Pectovirii infecta hospedadores de la clase Mollicutes, mientras que Inovirii infecta especies de las clases Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Spirillaceae, Xanthomonadaceae, Clostridium y Propionibacterium.
Propiedades Físicas y Genómicas
Los inoviridae son no envueltos, en forma de varilla y filamentosos. La cápside tiene una simetría helicoidal, y en general tiene una longitud de 85-280 nm o 760-1950 nm y una anchura de 10-16 nm o 6-8 nm, respectivamente. Estas diferencias morfológicas dependen de la especie.
Los genomas son ADN monocatenario no segmentado, circular, de sentido positivo, de 4.4-8.5 kilobases de longitud. Codifican de 4 a 11 proteínas. La replicación del genoma ocurre a través de un intermedio de ADNds y el mecanismo de círculo rodante. La transcripción génica es por la maquinaria celular del huésped, ya que cada gen tiene un promotor específico.
Ciclo de Vida
Hay seis pasos en el ciclo de vida de Inovridae:
- Adsorbión al hospedador vía receptor (es) específico (es)
- Movimiento del ADN viral hacia la célula hospedadora
- Conversión de la forma monocatenaria en un intermedio bicatenario
- Replicación del genoma viral
- Síntesis de los nuevos viriones
- Lanzamiento de los nuevos viriones del anfitrión
Acción en Host
La conversión de forma monocatenaria a bicatenaria se lleva a cabo por la propia ADN polimerasa del huésped. La ARN polimerasa del huésped se une al genoma viral y sintetiza ARN. Parte de este ARN se traduce y el resto se usa para iniciar la replicación del ADN.
La liberación de viriones puede implicar lisis del hospedador, pero alternativamente la infección productiva puede ocurrir por gemación de la membrana del huésped. Este patrón se observa típicamente en el género Plectivirus. Se conocen varias excepciones a este ciclo de vida. Dentro de esta familia existen especies lisogénicas, que codifican integrasas.
Microviridae
Los Microviridae son una familia de bacteriófagos con un genoma de ADN monocatenario. El nombre de esta familia deriva del griego micro, que significa “pequeño” Esto se refiere al tamaño de sus genomas, que se encuentran entre los más pequeños de los virus de ADN.
Taxonomía
Esta familia se divide en dos subfamilias, Gokushovirinae (derivada de los japoneses para “muy pequeños”) y Microvirinae. Estos grupos difieren en sus hospedadores, estructura genómica y composición de viriones.
Actualmente se sabe que los Gokushovirus infectan solo parásitos intracelulares obligados. Estas especies son miembros de los géneros Bdellovibrio, Chlamydia y Spiroplasma. Subfamilia Microvirinae son todas del género Microvirus. Los siete miembros de este tipo infectan a Enterobacterias.
Propiedades Físicas y Genómicas
Los miembros de la subfamilia Gokushovirus tienen solo dos proteínas estructurales: las proteínas de la cápside F (Proteína Virus 1) y la proteína piloto de ADN H (Proteína Virus 2) y no utilizan proteínas de andamiaje. También poseen protuberancias 'tipo hongo' posicionadas en los tres ejes de simetría de sus cápsidas icosaédricas. Estos están formados por grandes bucles de inserción dentro de la proteína F de los gokushovirus y están ausentes en los microvirus. Carecen tanto de la proteína D de andamiaje externo como de la proteína G de espiga principal de la especie en el género Microvirus. Los genomas de este grupo tienden a ser más pequeños, alrededor de 4.5 kb de longitud. Esta subfamilia incluye los géneros Bdellomicrovirus, Chlamydiamicrovirus y Spiromicrovirus.
Los microviridae son no envueltos y redondos con simetría icosaédrica. Tienen un diámetro entre 25-27 nanómetros y carecen de colas. Cada virión tiene 60 copias de cada una de las proteínas F, G y J y 12 copias de la proteína H. Los virus de esta familia replican sus genomas a través de un mecanismo de círculo rodante y codifican proteínas de iniciación RCR dedicadas. Aunque la mayoría de las especies de esta familia tienen ciclos de vida líticos, algunas pueden tener ciclos de vida templados.
Ciclo de Vida
Hay una serie de pasos en el ciclo de vida:
- Adsorbión al hospedador vía receptor (es) específico (es)
- Movimiento del ADN viral hacia la célula hospedadora
- Conversión de la forma monocatenaria a un intermedio bicatenario, conocido como la forma replicativa I
- Transcripción de genes tempranos
- Replicación del genoma viral
- Los genes tardíos ahora son transcritos por la ARN polimerasa del huésped
- Síntesis de los nuevos viriones
- Maduración de los viriones en el citoplasma del huésped
- Liberación del anfitrión
Acción en Host
La lisis celular está mediada por la proteína E codificada por PHIX174, que inhibe la síntesis de peptidoglicanos, lo que lleva al estallido eventual de la célula infectada.