Origen
de los virus
E
xisten dos principales teorías
con respecto al origen de los virus. Una teoría propone que los virus son
consecuencia de la degeneración de microorganismos (bacterias, protozoarios y
hongos) que alguna vez fueron parásitos obligatorios de otras células, a tal grado
que se convirtieron en parásitos intracelulares y perdieron paulatinamente
todos los componentes necesarios para desarrollar un ciclo de vida libre
independiente de la célula hospedera. Sin embargo, el hecho de que la
organización de los virus es de tipo no celular, es un importante argumento en
contra de esta teoría, ya que las cápsides virales son análogas, desde el punto
de vista morfogenético, a los organelos celulares constituidos por subunidades
de proteína, tales como flagelos y filamentos que forman el citoesqueleto, y no
son parecidas a las membranas celulares. Por otra parte, las envolturas de los
virus no muestran similitudes arquitectónicas con las membranas celulares o en
caso de poseer dicha arquitectura es debido a que la envoltura viral fue
adquirida como consecuencia de la protrusión o brote de la partícula viral a
través de la membrana celular.
La otra teoría propone que los virus son el equivalente a genes vagabundos. Por ejemplo, es probable que algunos fragmentos de ácido nucleico hayan sido transferidos en forma fortuita a una célula perteneciente a una especie diferente a la que pertenecen dichos fragmentos, los cuales en lugar de haber sido degradados (como ocurre generalmente), por causas desconocidas podrían sobrevivir y multiplicarse en la nueva célula hospedera.
En
1967, Diener y Rayner descubrieron que el agente causal de cierta enfermedad de
la papa simplemente consiste en una pequeña molécula de
ARN circular de cadena
sencilla, carente de cápside proteica. Este ARN
desnudo presenta ciertas regiones en las cuales ocurre apareamiento entre
nucleótidos con bases complementarias por medio de puentes de hidrógeno. Estas
moléculas, denominadas viroides, constituyen el tipo más pequeño de
agente infeccioso capaz de replicarse.
Los
viroides se caracterizan por producir diversas enfermedades en plantas. Ha sido
posible determinar la secuencia de nudeótidos en el
ARN de ciertos viroides como el
PSTV. Estudios de hibridación de ácidos nucleicos han demostrado que cuando
menos 60% de la secuencia de nucleótidos del PSTV está presente también en el
genoma de las plantas que son usualmente infectadas por este viroide. Lo
anterior sugiere que los viroides representan ejemplos de genes vagabundos que
se originaron a partir del genoma de ciertas plantas.
Es
poco probable que todos los virus conocidos hayan derivado del mismo progenitor
ancestral. Es más probable que diferentes tipos de virus hayan surgido en
diferentes ocasiones por medio de cualquiera de los mecanismos invocados por
las teorías mencionadas. Sin embargo, una vez que se ha formado un virus en
particular, éste estará sujeto a presiones evolutivas al igual que los
organismos procarióticos y encarióticos. Un proceso que contribuye a la
evolución viral es la recombinación entre dos diferentes tipos de virus. Por
ejemplo, el fago P22, que afecta la Salmonella, puede recombinarse con
otros fagos cuya morfología es diferente (por ej.: fagos Fels1 y Fels-2) e
incluso con el fago que infecta la E. coli, pero no a la Salmonella.
Casos similares de recombinación "ilegítima", la cual ocurre entre
moléculas de
ADN que
muestran poca homología entre sus respectivas secuencias de bases, han sido
observados en diferentes tipos de virus animales.
Los
avances en la caracterización de los virus a nivel molecular, sugieren que los
virus coevolucionan con sus organismos hospederos, posiblemente esto se debe a
que los virus son parásitos intracelulares extremos y, por lo tanto, requieren
de la supervivencia del hospedero para poder asegurar su propia supervivencia.
Es interesante notar que cuando un virus se replica en su hospedero natural,
tiende a no causar enfermedad en el mismo o causa una enfermedad leve y
autolimitada en la mayoría de los casos. Varios de los virus conocidos producen
enfermedades severas sólo cuando infectan organismos diferentes a sus
hospederos naturales. Lo anterior sugiere que buena parte de los virus
asociados con la producción de enfermedades, son virus que están en proceso de
adaptarse a un nuevo tipo de hospedero y que una vez lograda dicha adaptación,
la estrategia del virus consiste en perpetuarse y propagarse sin afectar al
organismo hospedero.
ESTRUCTURA DE LOS VIRUS
En los virus se distinguen las partes siguientes:
1.- Genoma vírico.
Se compone de una o varias moléculas de ADN o de
ARN, pero nunca los dos simultáneamente, Se trata de una sola cadena, abierta o
circular, monocatenaria o bicatenaria.
DNA viral.
En algunos casos puede ser de cadena sencilla,
monocatenario, aunque en la mayoría de los virus con DNA, es de cadena doble.
El DNA de cadena sencilla, puede ser:
De cadena lineal. Como los virus animales (p.
ej. Parvovirus).
De cadena circular. Como X174 (virus
de bacteria).
El DNA de cadena doble puede ser:
De cadena lineal. Como los Herpesvirus.
De cadena circular. Como los Papovavirus.
En ocasiones, primero es lineal y luego se vuelve
circular, como en el caso del virus
(lambda).
RNA
viral.
La
mayoría tiene una cadena sencilla de RNA. Sólo algunos tienen cadena doble. En
la mayoría de los casos, es lineal, siendo muy pocos casos aislados los de
cadena circular.
El RNA de cadena
sencilla o doble tiene información para la síntesis de nuevos
virus. Este concepto se descubrió por primera vez en el VMT.
En los años `50, trabajando con este virus se
descubrió que al purificar el RNA de cadena sencilla de este virus e introducirlo
en células de plantas sanas, el virus se reproduce, creándose nuevos virus.
Posteriormente se descubrió que en otros virus RNA, al purificar el RNA no se
conseguía infectar otras células y producir nuevos virus.
Virus
RNA de cadena positiva (RNA +)
Son aquellos en los que el RNA purificado es capaz
de infectar a las células con producción de nuevos virus. Esto se debe a que el
RNA del virus tiene la misma secuencia de bases que los RNAm, que por definición
se consideran de cadena +. Entonces, el RNA puro, al penetrar en la célula, es
capaz de unirse directamente a los ribosomas, actuando como mensajero y
sintetizando ya proteínas víricas (enzimas y estructurales).
Virus RNA de cadena negativa (RNA -).
Son
aquellos que por sí solos (al estar purificados) no son capaces de infectar
nuevas células y producir nuevos virus. En estos virus el RNA del genoma, tiene
una secuencia de bases complementarias con los RNAm. Entonces cuando entra en
la célula hospedadora, el RNA tiene que entrar acompañado de una enzima vírica
que a partir del genoma sintetice RNAm.
2.- Cápsida.
Es la cubierta proteica que envuelve al genoma
vírico. Está formada por proteínas globulares o capsómeros que se disponen de
una manera regular y simétrica, lo que determina la existencia de varios tipos
de cápsidas: icosaédricas, helicoidales y complejas.
La función de la cápsida es proteger el genoma
vírico y, en los virus carentes de membrana, el reconocimiento de los
receptores de membrana de las células a las que el virus parasita.
Atendiendo
la forma de la cápsida, se pueden distinguir los siguientes tipos de virus:
-
Cilíndricos o helicoidales:
Los capsómeros, que son de un solo tipo, se ajustan
entorno una hélice simple de ácido nucleico. Un ejemplo lo constituye el virus
del mosaico del tabaco.
- Icosaédricos:
Los capsómeros, que suelen ser de varios tipos, se
ajustan formando un icosaedro regular (es decir, 20 caras triangulares y 12
vértices), y dejando un hueco central donde se sitúa el ácido nucleico
fuertemente apelotonado. Algunos forman poliedros con más caras que el
icosaedro, y algunos presentan fibras proteicas que sobresalen de la cápsida.
Un ejemplo lo constituyen los adenovirus, entre los
que se encuentran los virus de los resfriados y faringitis.
-Complejos
con pequeñas variantes, responden a la siguiente
estructura general:
- Una cabeza de estructura icosaédrica que alberga
el ácido nucleico.
- Una cola de estructura helicoidal que constituye
un cilindro hueco.
- Un collar de capsómeros entre la cabeza y la cola.
-Una placa basal, al final de la cola, con unos
puntos de anclaje que sirven para fijar el virus a la membrana celular. De la
placa salen también unas fibras proteicas que ayudan a la fijación del virus
sobre la célula hospedadora.
Como
ejemplo de este tipo de virus se encuentran la mayor parte de los virus
bacteriófagos (que infectan las bacterias).
3.-Envoltura
membranosa.
Los lípidos de la envoltura proceden de
las membranas de la célula hospedadora, ya que la envoltura se origina de
membranas celulares como membrana plasmática, membrana nuclear o membranas de
vesículas.
Las proteínas están codificadas por genes
del virus. Estas proteínas durante la formación de la envoltura emigran a la
membrana celular correspondiente donde se vaya a formar la envoltura y
sustituyen a las proteínas de la célula hospedadora. Estas proteínas que forman
parte de la envoltura, se diferencian en dos tipos.
Glucoproteínas
(o glucoproteínas).
Tienen unidas azúcares. Están incluidos en
envoltura, pero sobresalen de ella. Concretamente, la parte glucídica sobresale
hacia el exterior. A veces forman una estructura en la superficie externa del
virus, formando unas protuberancias que se ven al microscopio electrónico,
denominadas espículas (aunque a veces de se
denominan peplómeros).Las glucoproteínas tienen varias funciones.
Tienen unidas azúcares. Están incluidos en
envoltura, pero sobresalen de ella. Concretamente, la parte glucídica sobresale
hacia el exterior. A veces forman una estructura en la superficie externa del
virus, formando unas protuberancias que se ven al microscopio electrónico,
denominadas espículas (aunque a veces de se
denominan peplómeros).Las glucoproteínas tienen varias funciones.
Las glucoproteínas son los principales antígenos de
los virus que tiene envoltura, ya que están localizadas en la superficie del
virus, y son las primeras estructuras que localiza el sistema inmune, Entonces,
tienen importancia clínica, existiendo algunas pruebas de detección de virus
que se basan en reacciones .
Antígeno-Anticuerpo.
Proteínas matriz. Están insertadas en la bicapa
lipídica pero no suelen sobresalir al exterior. A veces se localizan debajo de
la bicapa lipídica formando una especie de capa llamada matriz. Esta proteína
confiere cierta estabilidad y rigidez a la envoltura (si no, sería muy
flexible).
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS VIRUS
Acidos nucleicos
Los virus se clasifican en dos grandes grupos de
acuerdo con el tipo de ácido nucleico que poseen. Si éste es ADN se denominan
desoxirribovirus, si es ARN, se denominan ribovirus.
Los ribovirus constituyen con los viroides los
únicos organismos hasta ahora conocidos en la naturaleza, en que el ARN es el
portador de toda la información genética.
Los ácidos nucleicos pueden ser monocatenarios, es decir de cadena simple, o bicatenarios, es decir de cadena doble. En los ribovirus, el ARN es generalmente monocatenario, a excepción de los reovirus que poseen ARN bicatenario. Los desoxirribovirus presentan un ADN bicatenario, con excepción de los parvovirus y algunos fagos en los que el ADN es monocatenario. Los ácidos nucleicos pueden ser moléculas lineales o circulares. Un paso esencial en la replicación es la producción de ARN mensajero. Los virus se clasifican por convención en virus de polaridad positiva o negativa, según tengan polaridad de mensajero.
Si los ácidos nucleicos se destruyen, la
infectividad del virus se elimina. Estas moléculas son frágiles y pierden su
actividad biológica rápidamente si no están protegidas por la cápside y o la
envoltura. La inactivación de los ácidos nucleicos por agentes químicos o calor
constituye el fundamento de las vacunas a virus inactivados, por ejemplo la
vacuna Salk.
Proteínas
Las proteínas constituyen del 50 al 90% de la masa
de un virus. Según el tamaño y complejidad del virión éste puede contener desde
2 a 30 polipéptidos estructurales deferentes.
Las proteínas del virión pueden ser estructurales o
no estructurales. Se define como proteína estructural aquella que está presente
en el virión en proporción importante y mantiene la estructura del mismo. El
virión contiene proteínas de superficie y proteínas internas. Las proteínas de
superficie constituyen los capsómeros, así como también las proyecciones de la
envoltura, denominadas peplómeros. En los virus con simetría icosaédrica, los
capsómeros están formados por polipéptidos de la misma clase, homopolímeros, o
de distinta clase, heteropolímeros. En los virus con simétría helicoidal, los
capsómeros están constituídos por un único tipo de proteína y se denominan
protámeros. Estas cápsides son muy resistentes a la digestión por enzimas
proteolíticas y al medio externo.
Las proteínas de superficie de los virus tienen las
siguientes funciones:
1- Protección del genoma contra la acción de
proteasas bacterianas o tisulares.
2- Afinidad con receptores tisulares, lo que
iniciará la adsorción y penetración del virus a la célula huésped, esta
afinidad selectiva será la que determine el tropismo del virus por determinados
tejidos
3- Antigenicidad, ya que las proteínas externas son
potentes inmunógenos, que inducirán en un huésped inmunocompetente una
respuesta inmune, mediada fundamentalmente por anticuerpos neutralizantes.
Estos anticuerpos son los responsables de la protección del huésped.
Las proteínas internas del virión pueden ser
proteínas estructurales o no estructurales. Las proteínas estructurales pueden ubicarse
en la cara interna de la envoltura, en capas de capsómeros colocados debajo de
la cápside, y en el centro del virión asociadas al core. Un ejemplo de
proteínas no estructurales son las enzimas requeridas para el ciclo de
replicación y que se sintetizan en las fases tempranas de la replicación.
Las proteínas internas son en general , menos
antigénicas y los anticuerpos que inducen no son protectores.
La enorme diversidad de proteínas que presentan los
virus permiten distinguir entre virus de los diferentes grupos y, aún dentro de
un mismo grupo, identificar diferentes serotipos( tipos antigénicos). Esto
constituye una de las bases de la clasificación viral
Glúcidos y Lípidos
Algunos virus poseen glúcidos y lípidos en pequeñas
cantidades. Los virus con envoltura contienen lípidos o glucolípidos de origen
celular, ya que adquieren su envoltura por brotación en la membrana celular o
nuclear de la célula huésped. Todos los virus enviueltos son sensibles a los
solventes de lípidos como éter, cloroformo, sales biliares y detergentes.
Otros virus poseen pequeña cantidad de lípidos de
origen viral, como los poxvirus y glúcidos que forman parte de las
glicoproteínas presentes en la envoltura como los mixovirus y paramixovirus.
FUENTES CONSULTADAS
elaborado por:
García Carrera Isabel
Hernandez Guevara Leonel
García Lopez Marisol
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