(Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
(Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
(Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
| Additional title: |
Virology |
| Additional title: |
Virología |
| Date: |
2017-18 |
| Abstract: |
Els objectius docents són el conjunt de conceptes bàsics i fonamentals que s'impartiran a l'assignatura i que, segons el criteri del professor, tot estudiant universitari de virologia en un àmbit no sanitari hauria de conèixer. La bona comprensió dels mateixos és necessària per a aprovar l'examen, mentre que l'obtenció de qualificacions superiors requereix la seva integració per a la resolució de problemes multifactorials, entre d'altres, d'acord als exemples específics que es treballin a classe. S'indiquen els textos i exercicis per a cada tema dirigits a consolidar les idees presentades a classe i es recomana la seva consulta i resolució respectivament. 1. Naturalesa i multiplicació dels virus El món dels virus. Parasitisme estricte, multiplicació i transmissió. La malaltia vírica i el concepte "iceberg". La diversitat vírica. La partícula vírica: dimensions, composició química, morfologia i nomenclatura. Funcions de la càpsida; estabilitat i reconeixement. Composició química, estructura i organització del genoma víric: gens estructurals i no estructurals. La polaritat de l'àcid nucleic. El cicle víric: fases extra- i intracel·lulars. Multiplicació vírica: infeccions productives i no productives. Expressió seqüencial de gens vírics. Virus, elements genètics mòbils i éssers vius. 2. La Virologia i els seus orígens Les hipòtesis sobre el manteniment de la vida i la generació espontània. Els treballs d'en Pasteur. Agents 1 Les hipòtesis sobre el manteniment de la vida i la generació espontània. Els treballs d'en Pasteur. Agents infecciosos microscòpics i els postulats de Koch. El segle XIX: el descobriment dels virus. El mosaic del tabac: el concepte de verí filtrable. Descobriment dels virus animals. El segle XX: caracterització química, estructural i genètica dels virus. Fets rellevants en la història de la Virologia. L'eradicació de la verola i el risc de re-emergència. Aspectes clínics i biotecnològics de la Virologia. Bioterrorisme. 3. Estructura de les partícules víriques Morfologia de les partícules víriques. Estudi arquitectònic de les partícules víriques: la microscòpia electrònica i les reconstruccions tridimensionals. La difracció de raigs X: requisits cristal·logràfics i nivell de resolució. Arquitectura molecular en les simetries helicoïdal i icosaèdrica. Proteïnes trans-membrana en les envoltes víriques. Llocs d'unió a receptors. Els antígens vírics i els epítops B i T. La neutralització i l'evasió de la neutralització. Variabilitat genètica i epitòpica. 4. Genètica i genomes vírics Principi d'economia i complexitat dels genomes vírics; gens encavalcats. Genomes segmentats i partits. Seqüenciació de genomes vírics i predicció de funcions. Recombinació, reorganització i mescla fenotípica. Tipus de mutants vírics. Virus defectius: genomes integrats, virus satèl·lits i partícules defectives interferents. Complementació. El clon infecciós. Expressió gènica en diferents tipus de virus; estratègies de regulació temporal. Principis de genètica inversa. Instruments vírics per a transferència genètica i teràpia gènica. Presentació de pèptids i antígens en virus recombinants. Clonació i expressiógènica amb vectors d'origen víric. 5. Multiplicació vírica Reconeixement cel·lular. Naturalesa i funció dels receptors. Internalització. Decapsidació. Aturada de la biosíntesi cel·lular. Estimulació de funcions cel·lulars: papovavirus i adenovirus. Síntesi de RNA, DNA i proteïnes víriques: seqüències temporals. Efectes citopàtics. Sortida de partícules víriques amb i sense lisi. Apoptosi. Transformació cel·lular en virus RNA: oncògens cel·lulars; activació i transducció. Transformació cel·lular en virus DNA: oncògens i oncoproteïnes víriques. Processat de proteïnes víriques. Dianes de fàrmacs antivírics. El RNA interferent. 6. Origen i evolució dels virus Origen dels virus; teories regressives i a favor d'un origen cel·lular. Mecanismes de generació de diversitat. Freqüències de mutació i abundància relativa de mutants. Fixació de mutacions. Replicases víriques i fidelitat de còpia. Variabilitat i evolució en virus RNA i retrovirus. Les quasiespècies víriques. Evolució i potencial evolutiu. Selecció darwiniana i no darwiniana de mutacions. Efectes fundacionals i colls d'ampolla. Divergència genètica i antigènica; el virus de la grip. Anàlisi de la filogènia vírica. 7. Noves malalties víriques i virus emergents Aparició de noves malalties víriques. Salt d'hoste i reservoris vírics. Emergència i re-emergència vírica. Factors mediambientals, socials i tecnològics determinants. Importància dels vectors artròpodes. L'espècie humana com a hoste terminal. Nous virus i virus emergents humans. Les febres hemorràgiques. El virus Èbola i el virus de la immunodeficiència humana. Els nous virus hepàtics. La re-emergència continua del virus de la grip i altres. 8. Prions i viroides Les proteïnes infeccioses: els prions. Desenvolupament del concepte de prió. L'amiloide. Síntesi i processat de PrPc. Formació de PrPsc i propagació dels prions. Encefalopaties espongiformes: herència i contagi. Diversitat fenotípica dels prions; les soques. El "scrapie" (tremolor) i l'encefalopatia espongiforme bovina. Barreres interespecífiques. Les encefalopaties espongiformes humanes: el Kuru, la síndrome de Creutzfeldt-Jakob i les malalties hereditàries. Els prions en llevats. Els viroides: estructura i constància de dominis. Possibles mecanismes de la patogènia. El virus de l'hepatitis delta. 9. Bacteriòfags Utilització de bacteriòfags en genètica molecular i biotecnologia. El "phage display". La generació d'anticossos 2 Utilització de bacteriòfags en genètica molecular i biotecnologia. El "phage display". La generació d'anticossos sense immunització i la recerca de nous lligands. Evolució molecular dirigida. Sistemes de selecció de fàrmacs antivírics: el cas dels inhibidors de proteases. 10. Metodologia virològica Obtenció de partícules víriques. El cultiu cel·lular. Cultius a petita i mitjana escala. Purificació. Anàlisi quantitatiu de partícules víriques. Detecció de components vírics i aplicacions en la metodologia diagnòstica. El laboratori de Virologia: àrees i distribució. La seguretat biològica. Nivells de contenció: P1 a P4. Tractament d'aire. Tractament d'afluents. Les fàbriques de vacunes: producció a escala industrial de partícules víriques. 11. Principis de taxonomia vírica Primeres classificacions de virus: classificació de Baltimore de virus animals. El Comitè Internacional de Taxonomia de Virus i el sistema de classificació. Propietats víriques usades en taxonomia. Famílies de virus animals i virus no classificats. Els principals patògens humans i les seves malalties. 12. Patogènia de les infeccions víriques Característiques de les infeccions víriques. Portes d'entrada. Infeccions localitzades i sistèmiques. Invasivitat. Virèmia. Transmissió nerviosa. Teixits diana: tropisme. Virulència. Paper de la resposta orgànica en la patogènia. El contagi: vies de transmissió. Vectors i reservoris. Les infeccions víriques persistents; mecanismes de persistència. El virus del xarampió. El virus Epstein-Barr. Les hepatitis víriques. Infecció per HIV; els aspectes dinàmics de la persistència. El moviment en virus de plantes. 13. Resposta a les infeccions víriques Mecanismes antivírics inespecífics. Inducció i activitat dels interferons. Inducció i evolució de la resposta immune. Paper d'anticossos i cèl·lules T. Profilaxi de les infeccions víriques: la vacunació. Tipus de vacunes; atenuades i inactivades. Les vacunes de la poliomielitis. Bases moleculars de l'atenuació. Vacunes de nova generació. Antígens i immunògens. Proteïnes recombinants i pèptids sintètics. Pseudo-càpsides vacunals. La vacuna contra l'hepatitis B i contra el virus del papil·loma. Vacunació amb DNA. 14. Els virus artificials La teràpia gènica vírica; trets importants i riscs biològics. Virus artificials com a alternatives a la teràpia gènica vírica. Tipus de virus artificials i de biomolècules usades. Estratègies modulars. Selecció de dominis funcionals. Exemples i aplicacions dels virus artificials. |
| Abstract: |
The teaching objectives of the course are the acquisition by the students of basic knowledge about biology, structure, genetics and evolution of viruses within the framework of its pathogenesis and pharmacological possibilities and research opportunities that Virology can offer in those fields. It will be also focused on emerging applications of the viruses in biotechnology and nanotechnology, and the need for constant updating of information through bibliographic databases. Content 1. An introduction to viruses and Virology The world of viruses. Strict parasitism, multiplication and transmission. The viral disease and the concept of "iceberg". Viral diversity. The viral particle: size, chemical composition, morphology and nomenclature. Functions of the capsid, stability and recognition. Chemical composition, structure and organization of the viral genome: structural and non-structural genes. The polarity of the nucleic acid. The viral cycle: extracellular and intracellular phases. Virus multiplication: productive and non-productive infection. Sequential expression of viral genes. Viruses, mobile genetic elements and living beings. 2. Historical overview of Virology Hypotheses about the maintenance of life and spontaneous generation. The work of Pasteur. Microscopic infectious agents and Koch's postulates. The nineteenth century: the discovery of viruses. The tobacco mosaic virus: the concept of "filtrable infectious agent". Discovery of animal viruses. The twentieth century: 1 virus: the concept of "filtrable infectious agent". Discovery of animal viruses. The twentieth century: characterization, chemical and genetic structure of viruses. Significant events in the history of virology. The eradication of smallpox and the risk of re-emergence. Clinical aspects of virology and biotechnology. Bioterrorism. 3. Viral structure Morphology of viral particles. Architectonic study of viral particles: electron microscopy and three-dimensional reconstructions. The X-ray diffraction: requirements and level of crystallographic resolution. Molecular architecture of helical and icosaedrical symmetry. Trans-membrane proteins in viral envelopes. Receptor binding sites. The viral antigens and epitopes B and T. The neutralization and evasion of antibody neutralization. Genetic and epitopic variability. 4. Viral genomes and genetics Principles of economy and complexity of the viral genome, overlapping genes. Segmented and multipartite genomes. Sequencing of viral genomes and function prediction. Recombination, rearrangement and phenotypic mixing. Types of viral mutants. Defective viruses: integrated rearrangement and phenotypic mixing. Types of viral mutants. Defective viruses: integrated genomes, satellite virus and defective interfering particles. Complementation. The infectious clone. Gene expression in different types of viruses, temporary regulation strategies. Principles of reverse genetics. Tools for viral gene transfer and gene therapy. Presentation of antigen and peptides in recombinant viruses. Gene cloning and expression vectors of viral origin. 5. Viral multiplication Cell recognition. Nature and function of receptors. Internalization. Uncoating. The cellular shutdown. Stimulation of cellular functions: papovavirus and adenovirus. Synthesis of RNA, DNA and viral proteins: temporal sequences. Cytopathic effects. Exit of viral particles with and without lysis. Apoptosis. Cellular transformationin RNA virus: cellular oncogenes,activation and transduction. Cellular transformation in DNA virus: viral oncogenes and oncoproteins. Processing of viral proteins. Targets for antiviral drugs. RNA interference. 6. Origin and evolution of viruses Origin of viruses and regressive theories for a cellular origin. Mechanisms of generation of diversity. Mutation frequencies and relative abundance of mutants. Fixation of mutations. Viral replicases and copying fidelity. Variability and evolution in RNA viruses and retroviruses. The viral quasispecies. Evolution and evolutionary potential. Darwinian selection and Darwinian mutations. Founding effects and bottlenecks. Genetic and antigenic divergence, the influenza virus. Analysis of the viral phylogeny. 7. Emerging viruses and viral diseases Emergence of new viral diseases. Host jump and viral reservoirs. Viral emergence and viral re-emergence. Environmental factors, social and technological factors. Importance of arthropod vectors. The human species as a terminal host. New emerging viruses and human viruses. Hemorrhagic fevers. The Ebola virus and human immunodeficiency virus. The new hepatic viruses. The continuing re-emergence of influenza virus and others. 8. Prions and viroids Infectious proteins: the prion. Development of the prion concept. The amyloid. Synthesis and processing of PrPc. PrPsc formation and propagation of prions. Spongiform encephalopathies: inheritance and contagion. Phenotypic diversity of prions; strains. The "scrapie" and bovine spongiform encephalopaty. Interspecific barriers. The human spongiform encephalopathies: Kuru, Creutzfeldt-Jakob disease and hereditary diseases. Prions in yeast. Viroids: structure and consistency of domains. Possible pathogenetic mechanisms. The hepatitis delta. 9. Bacteriophages Use of bacteriophages in molecular genetics and biotechnology. The "Phage Display". The generation of antibodies without immunization and the search for new ligands. Directed molecular evolution. Systems of selection of antiviral drugs: the case of protease inhibitors. 10. Methods in Virology Obtaining viral particles. The cell culture. Small and medium scale cell culture. Purification. Quantitative analysis of viral particles. Detection of viral components and applications in the diagnostic methodology. The virology laboratory: areas and distribution. The biological safety levels of containment: P1 to P4. Air treatment. Tributary treatment. Vaccine factories: industrial-scale up production of viral particles. 11. Viral taxonomy Early classifications of viruses: Baltimore classification of animal viruses. The International Committee on Taxonomy of Viruses and the classification system. Properties used in viral taxonomy. Families of animal viruses and viruses not classified. The major human pathogens and their diseases. 12. Viral pathogenesis Characteristics of viral infections. Entry routes. Localized and systemic infections. Invasiveness. Viremia. 2 Characteristics of viral infections. Entry routes. Localized and systemic infections. Invasiveness. Viremia. Nerve transmission. Target tissues: tropism. Virulence. Role of organic response in the pathogenesis. Infection: transmission routes. Vectors and reservoirs. Persistent viral infections, mechanisms of persistence. The measles virus. The Epstein-Barr virus. Viral hepatitis. HIV infection; dynamic aspects of persistence. The movement of plant viruses. 13. Responses to viral infection Non-specific antiviral mechanisms. Induction and activity of interferons. Induction and evolution of the immune response. Role of antibodies and T cells. Prophylaxis of viral infections: vaccination. Types of vaccines: attenuated and inactivated. Polio vaccines. Molecular basis of attenuation. New generation vaccines. Antigens and immunogens. Recombinant proteins and peptides. Pseudo-capsid vaccine. The vaccine against hepatitis B and papilloma viruses. Vaccination with DNA. 14. Artificial viruses Viral gene therapy; important features and biological risks. Artificial viruses as alternatives to viral gene therapy. Types of artificial viruses and used biomolecules. Modular strategies. Selection of functional domains. Examples and applications of artificial viruses. |
| Abstract: |
Los objetivos docentes son el conjunto de conceptos básicos y fundamentales que se impartirán en la asignatura y que, según el criterio del profesor, todo estudiante universitario de virología en un ámbito no sanitario debería conocer. La buena comprensión de los mismos es necesaria para aprobar el examen, mientras que la obtención de calificaciones superiores requiere su integración para la resolución de problemas multifactoriales, entre otros, de acuerdo a los ejemplos específicos que se trabajen en clase . Se indican los textos y ejercicios para cada tema dirigidos a consolidar las ideas presentadas en clase y se recomienda su consulta y resolución respectivamente. 1. Naturaleza y multiplicación de los virus El mundo de los virus. Parasitismo estricto, multiplicación y transmisión. La enfermedad vírica y el concepto "iceberg". La diversidad vírica. La partícula vírica: dimensiones, composición química, morfología y nomenclatura. Funciones de la cápside; estabilidad y reconocimiento. Composición química, estructura y organización del genoma vírico: genes estructurales y no estructurales. La polaridad del ácido nucleico. El ciclo vírico: fases extra e intracelulares. Multiplicación vírica: infecciones productivas y no productivas. Expresión secuencial de genes víricos. Virus, elementos genéticos móviles y seres vivos. 2. La Virología y sus orígenes Las hipótesis sobre el mantenimiento de la vida y la generación espontánea. Los trabajos de Pasteur. Agentes infecciosos microscópicos y los postulados de Koch. El siglo XIX: el descubrimiento de los virus. El virus del mosaico del tabaco: el concepto de agente infeccioso filtrable. Descubrimiento de los virus animales. El siglo XX: caracterización química, estructural y genética de los virus. Hechos relevantes en la historia de la 1 XX: caracterización química, estructural y genética de los virus. Hechos relevantes en la historia de la Virología. La erradicación de la viruela y el riesgo de re-emergencia. Aspectos clínicos y biotecnológicos de la Virología. Bioterrorismo. 3. Estructura de las partículas víricas Morfología de las partículas víricas. Estudio arquitectónico de las partículas víricas: la microscopía electrónica y las reconstrucciones tridimensionales. La difracción de rayos X: requisitos cristalográficos y nivel de resolución. Arquitectura molecular en las simetrías helicoidal y icosaédrica. Proteínas trans-membrana en las envueltas víricas. Sitios de unión a receptores. Los antígenos víricos y los epítopos B y T. La neutralización y la evasión de la neutralización. Variabilidad genética y epitòpica. 4. Genética y genomas víricos Principio de economía y complejidad de los genomas víricos; genes solapados. Genomas segmentados y partidos. Secuenciación de genomas víricos y predicción de funciones. Recombinación, reorganización y mezcla fenotípica. Tipos de mutantes víricos. Virus defectivos: genomas integrados, virus satélites y partículas defectivas interferentes. Complementación. El clon infeccioso. Expresión génica en diferentes tipos de virus; estrategias de regulación temporal. Principios de genética inversa. Instrumentos víricos para transferencia genética y terapia génica. Presentación de péptidos y antígenos en virus recombinantes. Clonación y expresión génica con vectores de origen vírico. 5. Multiplicación vírica Reconocimiento celular. Naturaleza y función de los receptores. Internalización. Decapsidación. Parada de la biosíntesis celular. Estimulación de funciones celulares: papovavirus y adenovirus. Síntesis de RNA, DNA y proteínas víricas: secuencias temporales. Efectos citopáticos. Salida de partículas víricas con y sin lisis. Apoptosis. Transformación celular en virus ARN: oncogenes celulares; activación y transducción. Transformación celular en virus DNA: oncogenes y oncoproteínas víricas. Procesado de proteínas víricas. Dianas de fármacos antivíricos. El RNA interferente. 6. Origen y evolución de los virus Origen de los virus; teorías regresivas y a favor de un origen celular. Mecanismos de generación de diversidad. Frecuencias de mutación y abundancia relativa de mutantes. Fijación de mutaciones. Replicasas víricas y fidelidad de copia. Variabilidad y evolución en virus RNA y retrovirus. Las cuasiespecies víricas. Evolución y potencial evolutivo. Selección darwiniana y no darwiniana de mutaciones. Efectos fundacionales y cuellos de botella. Divergencia genética y antigénica; el virus de la gripe. Análisis de la filogenia vírica. 7. Nuevas enfermedades víricas y virus emergentes Aparición denuevas enfermedades víricas. Salto de huésped y reservorios víricos. Emergencia y re-emergencia vírica. Factores medioambientales, sociales y tecnológicos determinantes. Importancia de los vectores artrópodos. La especie humana como huésped terminal. Nuevos virus y virus emergentes humanos. Las fiebres hemorrágicas. El virus Ébola y el virus de la inmunodeficiencia humana. Los nuevos virus hepáticos. La re-emergencia continua del virus de la gripe y otros. 8. Priones y viroides Las proteínas infecciosas: los priones. Desarrollo del concepto de prión. El amiloide. Síntesis y procesado de PrPc. Formación de PrPsc y propagación de los priones. Encefalopatías espongiformes: herencia y contagio. Diversidad fenotípica de los priones; las cepas. El "scrapie" (temblor) y la encefalopatía espongiforme bovina. Barreras interespecíficas. Las encefalopatías espongiformes humanas: el Kuru, el síndrome de Creutzfeldt-Jakob y las enfermedades hereditarias. Los priones en levaduras. Los viroides: estructura y constancia de dominios. Posibles mecanismos de la patogenia. El virus de la hepatitis delta. 9. Bacteriófagos Utilización de bacteriófagos en genética molecular y biotecnología. El "phage display". La generación de anticuerpos sin inmunización y la búsqueda de nuevos ligandos. Evolución molecular dirigida. Sistemas de selección de fármacos antivíricos: el caso de los inhibidores de proteasas. 10. Metodología virológica Obtención de partículas víricas. El cultivo celular. Cultivos a pequeña y mediana escala. Purificación. Análisis cuantitativo de partículas víricas. Detección de componentes víricos y aplicaciones en la metodología diagnóstica. El laboratorio de Virología: áreas y distribución. La seguridad biológica. Niveles de contención: P1 a P4. Tratamiento del aire. Tratamiento de efluentes. Las fábricas de vacunas: producción a escala industrial de partículas víricas. 11. Principios de taxonomía vírica Primeras clasificaciones de virus: clasificación de Baltimore de virus animales. El Comité Internacional de Taxonomía de Virus y el sistema de clasificación. Propiedades víricas usadas en taxonomía. Familias de virus animales y virus no clasificados. Los principales patógenos humanos y sus enfermedades. 12. Patogenia de las infecciones víricas Características de las infecciones víricas. Puertas de entrada. Infecciones localizadas y sistémicas. 2 Características de las infecciones víricas. Puertas de entrada. Infecciones localizadas y sistémicas. Invasividad. Viremia. Transmisión nerviosa. Tejidos diana: tropismo. Virulencia. Papel de la respuesta orgánica en la patogenia. El contagio: vías de transmisión. Vectores y reservorios. Las infecciones víricas persistentes; mecanismos de persistencia. El virus del sarampión. El virus Epstein-Barr. Las hepatitis víricas. Infección por VIH; los aspectos dinámicos de la persistencia. El movimiento en virus de plantas. 13. Respuesta a las infecciones víricas Mecanismos antivíricos inespecíficos. Inducción y actividad de los interferones. Inducción y evolución de la respuesta inmune. Papel de anticuerpos y células T. Profilaxis de las infecciones víricas: la vacunación. Tipo de vacunas; atenuadas y inactivadas. Las vacunas de la poliomielitis. Bases moleculares de la atenuación. Vacunas de nueva generación. Antígenos y inmunógenos. Proteínas recombinantes y péptidos sintéticos. Pseudo-cápsides vacunales. La vacuna contrala hepatitis B y contra el virus del papiloma. Vacunación con ADN. 14. Los virus artificiales La terapia génica vírica; rasgos importantes y riesgos biológicos. Virus artificiales como alternativas a la terapia génica vírica. Tipo de virus artificiales y de biomoléculas usadas. Estrategias modulares. Selección de dominios funcionales. Ejemplos y aplicaciones de los virus artificiales. |
| Rights: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.  |
| Language: |
Català, anglès, castellà |
| Studies: |
Biotecnologia [2500253] |
| Study plan: |
Grau en Biotecnologia [815] |
| Document: |
Objecte d'aprenentatge |
guest ::
