Priones y viroides

Priones y viroides

Por Nisha Saleen Kausar2º Bachillerato A

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ÍNDICE

5. Epidemiología y distribución

1. Introducción

6. Diagnóstico y detección

2. Estructura y composición

7. Tratamiento y control

3. Origen y descubrimiento

4. Mecanismos de patogenicidad

8. Cierre

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Introducción

¿qué son los Priones?

Los priones son partículas de proteínas mal plegadas que tienen la capacidad única de causar enfermedades neurodegenerativas en animales y humanos. A diferencia de los virus, bacterias u otros agentes infecciosos, los priones no contienen ARN o ADN, lo que los hace únicos en su naturaleza. Tienen la capacidad de convertir otras proteínas normales en su forma mal plegada. Ello conduce a la acumulación de estas proteínas anómalas en el tejido cerebral y esto puede causar daño neuronal y eventualmente llevar a la muerte de las células nerviosas, lo que provoca los síntomas neurodegenerativos progresivos.

¿Y los viroides?

Los viroides son entidades biológicas aún más simples que los virus. Son pequeñas moléculas circulares de ARN sin envoltura proteica. A diferencia de los virus, los viroides no codifican proteínas y dependen completamente de las células hospedadoras para su replicación. Los viroides causan enfermedades en plantas, interfiriendo con la expresión génica y la función celular. A pesar de su simplicidad, los viroides son capaces de replicarse y propagarse en estos organismos, a menudo mediante la acción de enzimas celulares.

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Estructura y composición

*Pulsar sobre los símbolos "+"*

Estructura de los priones

Conformación

Anormal

Proteínas

Mal plegadas

Resistencia

A condiciones extremas

Ausencia

de material genético

*Pulsar sobre los símbolos "+"*

Estructura de los viroides

Adaptación

A la célula huésped

ARN

Desnudo

Conformación

Secundaria y terciaria

Diversidad

De estos seres

Comparación entre ambas estructuras

Viroides

Priones

• Compuestos por moléculas de ARN circular desnudo
• Contienen ARN, pero no una envoltura proteica
• Replicación a través de la maquinaria celular del huésped, para transcribir y replicar su ARN
• Infectan y causan enfermedades a las plantas, interfiriendo con la expresión génica y la función celular
• Persisten en el medio ambiente y en material vegetal infectado, aunque son más sensibles que los priones

• Compuestos por proteínas mal plegadas
• Sin material genético
• Replicación mediante conversión de proteínas normales en la forma mal plegada
• Asociados con enfermedades neurodegenerativas en animales y humanos
• Extremadamente resistentes a las condiciones ambientales y a los métodos de esterilizazión

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Origen y Descubrimiento

Origen y descubrimiento: priones

El concepto de los priones como agentes infecciosos formados exclusivamente por proteínas mal plegadas surgió en los años 80. Stanley B. Prusiner, bioquímico estadounidense, acuñó el término "prión" en 1982 para describir la hipótesis de que las proteínas mal plegadas eran responsables de enfermedades como el scrapie en ovejas y la enfermedad de Creutzfeldt - Jakob en humanos. Prusiner y su equipo realizaron investigaciones pioneras que demostraron que la proteína priónica (proteína priónica scrapie, PrPSc) era la forma patógena responsable de la enfermedad de las vacas locas y otras enfermedades priónicas. Por este trabajo, Prusiner recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1997.

Origen y descubrimiento: viroides

El concepto de los viroides fue propuesto por primera vez por Theodor O. Diener, un fitopatólogo suizo-estadounidense que, en 1971, descubrió partículas de ARN circulares en la patata y demostró que eran la causa de la enfermedad del tizón tardío. Posteriormente, se encontraron otros viroides que causaban enfermedades en gran variedad de cultivos agrícolas.Su descubrimiento condujo al reconocimiento de que no todos los agentes infecciosos son virus o bacterias.

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Mecanismos de patogenicidad

*Pulsar sobre cada botón de mecanismo*

Priones / Viroides

Mec. 1

Mec. 1

Mec. 2

Mec. 2

Mec. 3

mec. 3

Mec. 4

Mec. 4

Enfermedades que pueden causar

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*Pulsar sobre cada nombre de enfermedad*

Enfermedades provocadas por...

Viroides:

Priones:

Scrapie

Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ECJ)

Encefalopatía Espongiforme Transmisible (EET) en Ciervos y Alces

Encefalopatía Espongiforme Bovina (EEB)

Enfermedad de Gerstmann-Sträussler-Scheinker (EGSS)

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Diagnóstico y detección

Diagnóstico de enfermedades priónicas en animales y humanos

En casos sospechosos de enfermedades priónicas, se puede realizar una biopsia cerebral para detectar la presencia de priones mal plegados en el tejido cerebral.

Los síntomas clínicos y los biomarcadores en el líquido cefalorraquídeo pueden proporcionar indicios de enfermedades priónicas en humanos. Estos biomarcadores incluyen la proteína 14-3-3 y el nivel de proteína priónica en el líquido cefalorraquídeo.

Las pruebas de inmunotinción utilizan anticuerpos específicos para detectar la presencia de priones mal plegados en muestras de tejido cerebral, líquido cefalorraquídeo u otros fluidos biológicos.

En algunos casos, se pueden realizar pruebas genéticas para identificar mutaciones en el gen de la proteína priónica (PRNP) que puedan predisponer a un individuo a desarrollar la enfermedad.

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Detección de viroides en plantas

Las técnicas de hibridación molecular, como la hibridación in situ y la hibridación en puntos, utilizan sondas de ADN o ARN complementarias para detectar secuencias específicas de ARN de viroides en tejidos de plantas.

La PCR es una técnica altamente sensible que amplifica específicamente fragmentos de ARN de viroides presentes en muestras de tejido de plantas. La PCR en tiempo real (qPCR) permite la cuantificación precisa de viroides.

La Secuenciación de la Próxima Generación (NGS) permite secuenciar rápidamente grandes cantidades de ARN, lo que facilita la identificación y caracterización de viroides en muestras de plantas.

La microscopía electrónica puede utilizarse en ocasiones para visualizar directamente partículas de viroides en tejidos vegetales mediante la observación de muestras preparadas con técnicas de fijación y tinción especiales.

*Pulsar sobre cada foto*

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Tratamiento y control

Tratar enfermedades priónicas y controlar enfermedades de viroides en la agricultura presentan desafíos únicos debido a las características particulares de estos agentes infecciosos. Y ante estos, podemos hacer uso de ciertas estrategias para controlar las enfermedades.

*Pulsar sobre cada botón para más información*

Estrategias para el control de enfermedades de viroides en la agricultura

Desafíos en el tratamiento de enfermedades priónicas

transmisión por productos biológicos

uso de plantas resistentes

Dificultad en la detección temprana

Plantas agronómicas

Falta de terapias efectivas

Control de vectores

¡Gracias!

Los priones están compuestos principalmente de proteínas mal plegadas (adoptan una conformación tridimensional anormal). Estas proteínas mal plegadas son la forma patógena de la proteína, en contraposición a su forma normal y funcional. La conversión de la proteína normal a la forma mal plegada es un proceso clave en la patogénesis de las enfermedades priónicas.

A diferencia de los virus y otros agentes infecciosos, los priones no contienen material genético en forma de ADN o ARN, dado que son esencialmente proteínas malformadas.

La estructura tridimensional anormal de los priones les confiere propiedades únicas, incluida una mayor resistencia a la degradación y la capacidad de inducir cambios conformacionales en otras proteínas normales, que conducen a la acumulación de proteínas mal plegadas en el tejido cerebral, provocando daño neuronal y la aparición de síntomas neurodegenerativos.

Son extremadamente resistentes a condiciones ambientales adversas, como el calor, la radiación y los productos químicos. Esta resistencia les permite persistir en el medio ambiente y en productos biológicos durante períodos prolongados, lo que representa un desafío para su eliminación y control.

Están compuestos por moléculas circulares de ARN desnudo, lo que significa que carecen de una envoltura proteica. Estas moléculas pueden tener longitudes oscilando entre 240 y 400 nucleótidos.

A pesar de ser muy pequeños, pueden plegarse en estructuras secundarias y terciarias complejas. La secundaria puede incluir regiones de apareamiento de bases, como bucles, horquillas y regiones de tallo-bucle, importantes para la función biológica del viroide. Estas estructuras pueden ser críticas para su replicación, interacción con el huésped y capacidad para causar enfermedades en plantas.

Los viroides dependen completamente de las células del huésped para su replicación y propagación. Para ello, interactúan con diversas proteínas y componentes celulares del huésped para facilitar su ciclo de vida, lo que puede involucrar la modulación de la maquinaria celular y la expresión génica del huésped.

Existe una amplia diversidad de viroides que infectan una variedad de plantas cultivadas y silvestres. Esta se refleja en las diferentes estructuras secundarias y terciarias, así como en las estrategias de replicación y patogenicidad de los viroides.

Propagación y acumulación

Una vez que las proteínas normales se convierten en la forma patógena, estas proteínas mal plegadas tienen la capacidad de inducir cambios conformacionales en otras proteínas normales, propagando así el ciclo de conversión. Esto conduce a la acumulación de priones mal plegados en el tejido cerebral.

ConversiónProteica

El mecanismo principal de patogenicidad de los priones implica la conversión de proteínas normales en su forma mal plegada. Esta conversión ocurre cuando las proteínas priónicas normales (PrP^C) entran en contacto con priones mal plegados (PrP^Sc).

Daño neuronal

La acumulación de priones mal plegados en el cerebro daña las células nerviosas, interfiriendo con su función normal. Esto conduce a la degeneración progresiva del tejido cerebral y a la aparición de síntomas neurodegenerativos característicos de enfermedades como la de Creutzfeldt-Jakob y el scrapie.

Resistencia y persistencia

Los priones son altamente resistentes a las condiciones ambientales y a los métodos de esterilización, luego, eso les permite persistir en el medio ambiente y en productos biológicos durante períodos prolongados.

interferencia con la expresión génica

Los viroides son pequeñas moléculas de ARN que interfieren con la expresión génica de la planta hospedadora al perturbar los procesos de transcripción y traducción.

Efectos en la fisiología celular

Los viroides pueden alterar la fisiología celular de la planta, lo que resulta en una variedad de efectos, como la desregulación del metabolismo, la acumulación de compuestos tóxicos y la inducción de respuestas de defensa del huésped.

Inducción de síntomas

Causan síntomas visibles en las plantas, que pueden incluir deformaciones en las hojas, clorosis, necrosis, y deformidades en los frutos y tubérculos.

Propagación y diseminación

Pueden propagarse en las plantas a través de movimientos de savia y transmisión por vectores bióticos y abióticos, como insectos, herramientas de cultivo y material de siembra infectado.

La ECJ es la forma más común de enfermedad priónica en humanos. Se caracteriza por cambios rápidos en el comportamiento, la memoria y la coordinación muscular. La mayoría de los casos son esporádicos, pero también puede ser hereditaria o adquirida por exposición a priones patógenos. La forma variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (vECJ) está asociada con el consumo de productos derivados de animales infectados con el prion de la encefalopatía espongiforme bovina (EEB).

También conocida como enfermedad de las vacas locas. Afecta al ganado bovino y está causada por la ingestión de alimentos contaminados con priones. Se caracteriza por síntomas neurológicos, como cambios en el comportamiento, dificultades para caminar y pérdida de peso. La EEB también puede transmitirse a humanos, causando la forma variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.

Es una enfermedad priónica rara que afecta al sistema nervioso central. Se caracteriza por síntomas como deterioro cognitivo, movimientos involuntarios y demencia progresiva. La EGSS se hereda de forma autosómica dominante y generalmente se manifiesta en la edad adulta.

Es una enferedad priónica que afecta a ovejas y cabras. Se caracteriza por cambios de comportamiento, prurito intenso y deterioro neurológico progresivo. El scrapie ha sido una enfermedad conocida en ovejas durante siglos.

Esta enfermedad, similar a la EEB, afecta a los ciervos y alces. Se manifiesta con síntomas como pérdida de coordinación, emaciación y cambios en el comportamiento. Es preocupante debido a su potencial impacto en las poblaciones de vida silvestre y la industria de la caza.

Los priones pueden transmitirse a través de productos biológicos como la sangre, los trasplantes de tejidos y los productos de origen animal. Esto plantea desafíos en términos de seguridad transfusional, trasplantes de órganos y manejo de subproductos animales.

La detección temprana de enfermedades priónicas puede ser difícil debido a la falta de síntomas específicos en las etapas iniciales de la enfermedad. Esto dificulta el diagnóstico y el inicio temprano de posibles tratamientos.

Hasta la fecha, no existen tratamientos efectivos para revertir o detener el progreso de las enfermedades priónicas en humanos o animales. Los priones son extremadamente resistentes a las terapias convencionales, como los antibióticos y los antivirales.

Se están desarrollando variedades de plantas resistentes a viroides específicos a través de programas de mejora genética. Estas variedades pueden reducir la incidencia y severidad de las enfermedades de viroides en los cultivos.

- Rotación de Cultivos: La rotación de cultivos puede ayudar a reducir la acumulación de viroides en el suelo y disminuir la propagación de enfermedades. - Eliminación de Plantas Infectadas: La detección temprana y la eliminación de plantas infectadas pueden ayudar a prevenir la propagación de viroides en el campo.

Algunos viroides son transmitidos por insectos vectores. El control de estos insectos puede ayudar a reducir la propagación de viroides en los cultivos. Prácticas de Manejo Integrado de Plagas (MIP) que incluyan el uso de insecticidas selectivos y la conservación de enemigos naturales pueden ser útiles para controlar los vectores de viroides.