clase i. genomica de virus - lcg.unam.mx · rabdovirus (rna) influenza (rna) sarampión (rna)...
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CLASE I. GENOMICA DE VIRUS
Biodiversidad
La visión tradicionaldel árbol de la vida
Eucariontes superiores
Eucariontesinferiores
Procaryotes
Bacteriófagos Virus
Procaryotes Eucaryotes
Pro = antes de …
Bacteriófagos Virus
Procaryotes Eucaryotes
Profagos Provirus
Pro = antes de …
Los tres dominios
Carl Woose
Biodiversidad
Una gota de agua
Una gota de agua
Virus
Bacterias
Eucariontes
Bacterial
viruses
Archaeal
viruses
Eukaryal
viruses
Beijerinck1898
Zillig 1983D’Herelle, 1917Ivanovski
1892
Descubrimiento de los virus
¿Qué hace un virus?
1. Reconocimiento del hospedero
2. Penetración de la célula
3. Multiplicación
3. Salida abrupta
3. Mecanismos más finos de salida (en arqueas)
Quax, Lucas, Prevost, Forterre, Albers, Prangishvili, PNAS, 2011
Quax, Lucas, Prevost, Forterre, Albers, Prangishvili, PNAS, 2011
3. Mecanismos más finos de salida (en arqueas)
Pero al final…The horribilis Baculovirus
3. Ciclo de vida
Profago / Provirus
Genoma del fago lambda: una alta organización
Genoma del fago lambda: una alta organización
Diversidad de formas en bacterias
95% de virus de bacterias son Caudavirales (dsDNA):
MyoviridaSiphoviridaePodoviridae
herpes (DNA)
geminivirus(DNA)
rabdovirus(RNA)
influenza(RNA)
sarampión(RNA)
poxvirus(DNA)
adenovirus (DNA)
Diversidad de formas en eucariontes
Wolfram Zillig (1925-2005)
Viruses infecting
hyperthermophilic
archaea produce
unusual virions
Diversidad de formas en archaea
Lake Pavin, Clermont-Ferrand
Methanosarcinales, Methanomicrobiales
Lake Pavin, Clermont-Ferrand,
France
Borrel, Colombet, Robin, Lehours, Prangishvili, Sime-Ngando, ISME J. 2012
Acidianus filamentus virus, AFV1
Bars, 100 nm
Häring, Rachel, Peng, Garrett, Prangishvili, J. Virol. 2005 Peng, Basta, Garrett, Prangishvili, Virology 2007
Acidianus bottle-shaped virus, ABV
SSV1
PAV1
HIS2
HIS1
plants
animalsBACTERIA EUKARYAplantsCrenarchaeotaEuryarchaeota
ARCHAEA
Fuselloviridae
Guttaviridae
Globuloviridae
Bicaudaviridae
Ampullaviridae
Rudiviridae
Lipothrixviridae
«Turriidae»
Clavaviridae
Diversidad de formas
Diversidad de genomas
Clasificación de los virus
Dogma central de la biología molecular (células)
Dogma central de la biología molecular (+ virus)
Presión de selección por parte de los virus
Carrera de armas
Fago lambda y Escherichia coli
¿Carrera de armas perdida?: integración en tRNAs
Transferencia horizontal de genes
¿Carrera de armas perdida?: genes nuevos bajo control
El ~20% de los genes en bacterias y arqueas son de origen viral / plásmidos
Cortez, Forterre and Gribaldo Genome Biology, 2009
El lado negativo de los virus: muertes por el virus de la influenza
Muertes por Vibrio cholerae (CTXφ profago)
El mundo según sus virus
V. Cholerae (CTXφ profago) Polio
Rabia Influenza
HIV
El lado positivo de los virus
Alfred Hershey y Martha Chase 1952
Descubrimiento del DNA como molécula informativa
La Placenta
Un retrovirus
Retrogenes y el origen de nuevos tejidos
Virus
Bacterias
Eucariontes
Control poblacional de bacterias y eucariontes
¿Qué es un virus?
VIRUSES and GENESJacob and Wollman
Scientific American. 1961 Jun;204:93-107,
«A virus can be considered a geneticelement enclosed in a protein coat »
-de genoma pequeño-sin los genes típicos de una célula-sin metabolismo-los virus son inertes antes de entrar en una célula
VIRUSES and GENESJacob and Wollman
Scientific American. 1961 Jun;204:93-107,
«A virus can be considered a geneticelement enclosed in a protein coat »
-de genoma pequeño-sin los genes típicos de una célula-sin metabolismo-los virus son inertes antes de entrar en una célula
¿SERÁ CIERTO ESTO TODAVÍA?
Porcine circovirus
0.0017 Megabase (2 genes)
¿De genoma pequeño…?
Pandoravirus
2.5 Megabase (2-3000 genes)
Porcine circovirus
0.0017 Megabase (2 genes)
¿De genoma pequeño…?
CaudoviralesMegavirales
200 400 600 800 1000 2000 kb0
Herpes
Baculovirus/Nudivirus/Ascoviruses/whispoviruses
ssDNA viruses, RNA viruses
Archaeal/eukaryal small dsDNA viruses
¿De genoma pequeño…?
Carsonella ruddii (160 Kb): Bacteria con el genoma más pequeño conocido
¿Sin genes típicos de una célula…?
Mimivirus
LaScola et al., Science, 2002, Science, 2004
¿Qué es un Mimivirus, cuál es su historia?
(>1000 genes; infecta la amiba: Entamoeba haemolytica)
VF
S
M
Mimivirus puede ser infectado por el virus Sputnik
LaScola et al., Nature, 2008
LaScola et al., Science, 2002, Science, 2004
Genoma del mimivirus
7 genes universales presentes:
I. Arginyl-tRNA synthetase,
II. Methionyl-tRNA synthetase,
III. Tyrosyl-tRNA synthetase,
IV. RNA polymerase II largest subunit,
V. RNA polymerase II second largest subunit,
VI. PCNA,
VII. 5′-3′ exonuclease
Didier Raoult et al. Science 2004;306:1344-1350
Published by AAAS
Árbol de la vida con los virus
Tasa de mutación en los virus, ¿genes del mimivirus?
Tasa de mutación en los virus, ¿genes del mimivirus?
AMIBAS
OtrosEucariontes
Desconocidos
FagosOtros virus
Entonces, ¿de quién eran los genes del mimivirus?
El mimivirus es un coleccionista de todos los genes que pueda conseguir…
AMIBAS
OtrosEucariontes
Desconocidos
FagosOtros virus
Entonces, ¿de quién eran los genes del mimivirus?
Estos tal vez sí son del mimivirus
¿Sin metabolismo….? (Cyanobacterial host)
Thomson et al., PNAS, 2011
¿Sin metabolismo….? (the redirection of Cyanobacterial host carbon metabolism)
Thomson et al., PNAS, 2011
Patrick Forterre:
The viral factory reorganize cell
metabolism, energetic, and all
cell synthetic functions to
produce virions
This is not a virus This is a virus
Fábrica viral (Patrick Forterre)
This are not Humans These are Humans
Fábrica viral (Patrick Forterre)
¿Los virus son inertes fuera de una célula…?
Häring, M., G. Vestergaard, K. Brügger, R. Rachel, R. A. Garrett, and D. Prangishvili. 2005. Independent virus development outside a host. Nature 436: 1101-1102.
SSV1
Häring, M., G. Vestergaard, K. Brügger, R. Rachel, R. A. Garrett, and D. Prangishvili. 2005. Independent virus development outside a host. Nature 436: 1101-1102.
¿Los virus son inertes fuera de una célula…?
SSV1
Origen de los virus: hipótesis del escape
La virósfera; persiguiendo a sus hospederos
D. Prangishvili, P. Forterre R. Garrett, Nature Microbio Rev. 2006
plants
animalsBACTERIA EUKARYAplantsCrenarchaeotaEuryarchaeota
ARCHAEA
Fuselloviridae
Guttaviridae
Globuloviridae
Bicaudaviridae
Ampullaviridae
Rudiviridae
Lipothrixviridae
«Turriidae»
Clavaviridae
Estructuras compartidas, ¿cuándo aparecieron?
Origen de los virus: hipótesis de un origen muy primitivo