Virus

El virus es un agente genético que posee una región central de ácido nucleico, ADN o ARN (genoma) y que está rodeado por una cubierta de proteína o cápside y, en algunos casos, por una envoltura lipoproteica.

Los virus contienen toda la información necesaria para su ciclo reproductor; que solamente puede ocurrir adentro de las células vivas, apoderándose de las enzimas y de la maquinaria biosintética de sus hospedadores.

Los virus difieren entre sí por el tamaño, la forma y la composición química de su genoma.

EL GENOMA En algunos virus, el genoma se presenta segmentado en 8 moléculas de RNA de cadena simple, que se asocian con moléculas de una proteína que le confieren forma helicoidal. Los RNA genómicos asociados con la proteína reciben el nombre de nucleocápsides. Rodeando las nucleocápsides, existe una membrana lipoproteica a través de la cual emergen las glucoproteínas virales de envoltura (neuroaminidasa y hemaglutinina).

CLASIFICACIÓN 

A) En las primeras épocas se tenían en cuenta los siguientes factores:

- La patogenicidad; El órgano o tejido atacado; y El tipo de transmisión.

B) En el presente, merced a la microscopía electrónica, se tienen en cuenta:

- La forma o estructura; y El tamaño

Tipos de estructuras:

* Helicoidal

En este tipo de estructura, los cápsides se agrupan y se ensamblan formando una hélice cerrada, en cuyo espacio medio se encuentra el genoma.

*Icosaédrica:

Cada uno de los veinte lados de esta estructura es un triángulo equilátero, compuesto por subunidades proteicas idénticas. Muchos virus están constituidos sobre este principio. Hay 252 subunidades en total. Dentro del icosaedro se encuentra el genoma viral de DNA de doble cadena.

* "T4". (bacterófagos)

C) La biología molecular estudia los virus considerando que:

1- El genoma de los virus puede estar constituido por DNA o RNA de cadena simple o doble.

2- Las proteínas de la cápside pueden tomar distintas formas, que son:

a. Capas adicionales; y

b. Estructuras proteicas complejas

3- La envoltura lipídica, proveniente de la célula infectada, en la que están insertadas proteínas virales. La mayor parte de esas proteínas están glucosiladas y se denominan glucoproteínas de envoltura.

Las proteínas de la cápside o las proteínas de envoltura determinan la especificidad de un virus; una célula puede ser infectada por un virus si la proteína viral puede "encajar" en uno de los receptores específicos de la membrana celular de ese tipo de célula.

 Aparentemente, todos los tipos de células, tanto procarióticas como eucarióticas, son susceptibles de infección por virus específicos capaces de establecer una interacción con sus receptores de membrana.

Los virus pueden actuar de dos formas distintas:

-       Reproduciéndose en el interior de la célula infectada, utilizando todo el material y la maquinaria de la célula hospedante.

-       Uniéndose al material genético de la célula en la que se aloja, produciendo cambios genéticos en ella.

Por eso se pueden considerar los virus como agentes infecciosos productores de enfermedades o como agentes genéticos que alteran el material el material hereditario de la célula huésped.

 Ciclo de multiplicación de los distintos virus:

La única función que cumplen los virus y que comparten con el resto de los seres vivos es la de reproducirse (generar copias de sí mismos); para ello, necesitan utilizar la materia, la energía y la maquinaria de la célula huésped, por lo que se los denomina parásitos obligados. Como no poseen metabolismo ni organización celular, se los sitúa en el límite entre lo vivo y lo inerte.

Una vez que infectan una célula, los virus pueden desarrollar dos tipos de comportamiento: a) como agentes infecciosos, produciendo la lisis o muerte de la célula, o b) como virus atenuados o templados, que añaden material genético a la célula hospedante y, por lo tanto, resultan agentes de la variabilidad genética.

Ambos casos han sido estudiados con detalle en los virus bacteriófagos, que pueden observarse en estos dibujos esquemáticos.

 En los dos casos de infección el proceso empieza de esta forma:

1. Fase de fijación (a): Los virus se unen por la placa basal a la cubierta de la pared bacteriana.

2. Fase de contracción (b): La cola se contrae y el ácido nucleico del virus empieza a inyectarse.

3. Fase de penetración (c): El ácido nucleico del virus penetra en el citoplasma de la bacteria, la cubierta proteínica (cápsides) queda fuera de la célula.

A partir de este momento el proceso infeccioso puede seguir dos ciclos diferentes:

1. En el ciclo lítico El ADN del virus codifica todas las proteínas necesarias, el ADN bacteriano fabrica las proteínas víricas y copias de ácidos nucleicos víricos, la cabeza de la cápside, las estructuras más importantes de la cola y las fibras de la cola que se ensamblan por separado.

Después de que el DNA vírico ha sido insertado en la cabeza de la cápside, el ensamble de la cola preformada se une a ella. La adición de las fibras de la cola completa la partícula viral.

Cuando hay suficiente cantidad, los virus se liberan al medio, produciendo la muerte de la célula.

2. En el ciclo lisogénico se produce cuando el genoma del virus queda integrado en el genoma de la bacteria, no expresa sus genes y se replica junto al de la bacteria.

El virus queda en forma de profago.

Actividad biosintética de los Virus:

En los virus con genoma de ADN, el ADN del virus se replica y también se transcribe a ARN mensajero (mARN). El mARN codifica enzimas virales, proteínas de la cubierta viral y, en algunos casos, proteínas reguladoras que controlan la expresión del genoma de la célula hospedadora. El virus realiza sus actividades biosintéticas con el equipamiento de la célula hospedadora. Muchos virus usan enzimas del hospedador al igual que las codificadas por sus propios ácidos nucleicos; algunos fragmentan el ADN del hospedador y reciclan los nucleótidos para la síntesis del ADN viral. En la mayoría de los virus de ARN, el ARN viral se replica y actúa directamente como mARN. Otros en cambio, llevan en la partícula viral una enzima propia que les permite sintetizar los mARN, usando como molde el ARN genómico, ya que éste no puede funcionar como mensajero.

En otro tipo de virus de ARN, el ARN viral se transcribe a ADN a partir de éste vuelve a transcribirse luego el mARN. Este fenómeno de transcripción inversa es característico de los retrovirus, tanto de los que causan cáncer, como del virus HIV, responsable del SIDA (síndrome de inmunodeficiencia adquirida).

Las partículas virales se ensamblan dentro de la célula hospedadora. Los virus recién formados surgen como brotes en porciones de la membrana de la célula hospedadora que contienen las proteínas virales y, al hacerlo, quedan envueltos por fragmentos de ella.

Cuando se ha completado el ensamble de partículas virales, éstas se desprenden de la célula hospedadora, a menudo provocando la lisis de su membrana en el proceso. Cada nueva partícula viral es capaz de comenzar un nuevo ciclo de infección en una célula no infectada.

 Evolución de los virus:

El estudio del origen y de la evolución de los virus se ve dificultado por la falta de restos fósiles. Los síntomas de enfermedades virales que conocemos actualmente pueden ser rastreados sólo hacia el comienzo de los registros de la historia humana.

Para realizar estudios comparativos, sólo disponemos de virus aislados hace no más de 80 años. Por lo tanto, para elaborar una hipótesis sobre el origen de los virus, solo podemos hacer extrapolaciones hacia atrás, basándonos en el estudio detallado de las características de los virus actuales.

Existen tres teorías principales que explicarían el origen de los virus. Una de ellas, la teoría regresiva, propone a los virus como formas degeneradas de parásitos intracelulares. Otra teoría postula que los virus se habrían originado a partir de componentes celulares normales (ADN o ARN) que habrían adquirido la capacidad de replicarse en forma autónoma y de evolucionar independientemente. La tercera teoría se relaciona con la hipótesis de un mundo prebiótico basado en ARN.

Han sido aislados e identificados otros agentes infecciosos aún más simples que los virus: los viroides (pequeñas moléculas de ARN sin proteínas asociadas) y los priones. Los viroides son el agente causal de ciertas enfermedades de las plantas y los priones transmiten enfermedades neurodegenerativas llamadas encefalopatías espongiformes. No se conocen los mecanismos por los cuales los viroides ejercen sus efectos patogénicos, pero una hipótesis sugiere que estos elementos interfieren con la regulación génica de las células infectadas.