1. VIRUS
1.- COMPOSICIÓN
Ácidos nucleicos
Los virus pueden tener distintos tipos de ácidos nucleicos y las moléculas
de éstos pueden presentar diversas formas. Así pueden contener ADN o ARN.
Tanto uno como el otro pueden estar formados por una sola cadena, siendo
entonces monocatenarios, o por dos, bicatenarios. Las moléculas de ácido
nucleico pueden ser circulares o lineales. Algunos virus presentan el genoma
fragmentado como ocurre con el virus de la gripe que posee ocho fragmentos
de ARN monocatenario. En algunos casos, pueden aparecer bases anormales
como el 5 hidroximetiluracilo.
Puesto que el ARN mensajero de una célula es el que traduce para
sintetizar proteínas, se dice que esta molécula tiene polaridad +. Del mismo
modo, si el ácido nucleico monocatenario de un virus presenta la misma
polaridad que el ARN mensajero, se dice que es de cadena positiva (+) , y si la
polaridad es la contraria, se dice que es de cadena negativa (-). Los ácidos
nucleicos bicatenarios tienen a la vez polaridad positiva y negativa.
La cantidad de ácido nucleico en el virión varía desde el 1% al 50% de sus
proteínas. La cantidad de genes va desde 4 en virus pequeños (como el MS2)
hasta varios centenares de genes en virus grandes.
Cápsida
La cápsida es la estructura
proteica que rodea al ácido nucleico. El
conjunto formado por el ácido nucleico y
la cápsida recibe el nombre de
nucleocápsida vírica. En algunos virus la
cápsida está formada por un solo tipo
de proteínas, pero en la mayoría está
formada por la asociación de varias
cadenas polipeptídicas distintas. Las
cadenas polipeptídicas se asocian y dan
lugar a las unidades morfológicas de la
cápsida, los capsómeros.
2. La forma de los virus viene determinada por la forma de unión de los
capsómeros. La organización más sencilla corresponde a los virus helicoidales,
en los que los capsómeros, formados por un único tipo de proteínas, se disponen
en torno al ácido nucleico y dan lugar a estructura cilíndrica.
Los virus de aspecto globoso tienen estructura poliédrica. Los más
simples de este tipo son los icosaédricos, que poseen 20 caras, cada una de las
cuales es un triángulo equilátero formado por la unión de tres proteínas
distintas. Cuanto mayor sea el número de caras, más esférico parece el virus.
Los virus complejos son el resultado de combinar ambas estructuras.
Poseen una porción poliédrica, que
recibe el nombre de cabeza, en cuyo
interior se encuentra el ácido nucleico,
y una helicoidal que constituye la cola.
Algunos virus poseen una placa basal y,
además, espículas y fibras que le
ayudan a unirse a la célula que van a
infectar.
Envoltura o cubierta
En algunos casos la nucleocápsida está envuelta por una membrana. Esta
membrana está constituida por una bicapa lipídica que procede de la célula
hospedadora y por proteínas insertadas en la bicapa codificadas por el genoma
vírico. Algunas de estas proteínas, que generalmente son glucoproteínas,
sobresalen de la envoltura y forman la estructura conocida como espículas.
La cubierta o envoltura vírica está implicada en el reconocimiento entre
la partícula vírica y su célula hospedadora. Los virus que poseen cubierta se
llaman virus envueltos, y los que carecen de ella, virus desnudos.
Enzimas de los viriones
A pesar de que los viriones no tienen capacidad metabólica, algunos
poseen enzimas, como pueden ser las polimerasas, para transcribir el ácido
nucleico vírico a ARN mensajero, una vez dentro del hospedador. Otros poseen
una polimerasas, para transcribir el ácido nucleico vírico a ARNm, una vez
dentro del hospedador. Otros poseen una polimerasa que transcribe el ARN en
3. ADN, al contrario de lo que ocurre generalmente. Por esta razón, este enzima
recibe el nombre de transcriptasa inversa. Otros contienen enzimas que
posibilitan la entrada y salida de los virus de las células que parasitan. Así,
algunos virus animales contienen neuraminidasas que destruyen enlaces
glucosídicos de glucoproteínas y glucolípidos de la membrana plasmática del
hospedador; algunos bacteriófagos poseen lisozima, la cual les permite hacer
un hueco en la pared bacteriana para facilitar la entrada del ácido nucleico y
romper la célula al finalizar la infección.
CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS
Hay muchos criterios para clasificarlos, algunos de ellos son:
• Por su forma: Virus helicoidales como el virus del mosaico del tabaco, los
poliédricos como el de la gripe y los complejos como el bacteriófago T4.
• Presencia o no de cubierta: Virus envueltos como el Herpes simples y
virus desnudos como el virus de la polio.
• Tipo de célula que parasitan: animales, vegetales y bacteriófagos o
fagos.
• Tipo de ácido nucleico: esta clasificación es más compleja por ejemplo
virus con ADN monocatenario, ADN bicatenario, ARN onocatenario, AR
bicatenario. Además puede ser lineal o circular y con polaridad +, - o .
CICLO DE VIDA DE LOS VIRUS
La producción de nuevas partículas virales es el único objetivo de los
virus dado que como sabemos son formas acelulares e inanimadas en estado
extracelular.
La multiplicación vírica es un complejo proceso que se divide en varias
fases:
Absorción o fijación a la célula hospedadora
En la unión entre un virus y la célula hospedadora existe una gran
especificidad. Cualquier virus no puede unirse a cualquier célula. Un virus tiene
un rango muy pequeño de hospedadores (los virus vegetales generalmente no
infectan animales) y, en muchos casos, sólo puede unirse a u tipo celular
4. concreto. La razón de estas especificidad es la presencia en el hospedador de
receptores concretos que pueden ser proteínas, polisacáridos o complejos
lipoproteína-polisacárido que, por otra parte desempeñan en el hospedador
funciones celulares normales. Estos componentes de la membrana del
hospedador son reconocidos por el virus que se une a ellos de diversas
maneras. Algunos virus animales o vegetales, sin embargo, no tienen sitios fijos
de unión.
Penetración
Tras la absorción de un virus a su hospedador, el virus completo o parte
de él penetran en el interior de la célula. Los mecanismos de entrada pueden
varias dependiendo tanto del tipo de virus como del tipo del tipo de
hospedador:
• Algunos virus envueltos penetran por fusión de la cubierta vírica con la
membrana plasmática celular y posterior vertido del contenido del virión
dentro de la célula. (solo el ácido nucleico)
• Otros penetran por endocitosis al invaginarse la membrana celular e
incluir al virión completo en una estructura conocida como endosoma, que
a su vez puede fusionarse con un lisosoma celular para formar un
fagolisosoma.
• La mayoría de los virus desnudos inyectan el ácido nucleico tras la unión
de su cápsida a la membrana del hospedador.
• Otros entran directamente (penetración directa). Algunos fagos
filamentosos se absorben a fimbrias específicas y tanto el ácido
nucleico como las proteínas de la cápsida penetran al retraerse las
fimbrias. Si el ácido nucleico penetra junto con las proteínas de la
cápsida, estas deben ser eliminadas para que puedan acceder a él los
enzimas necesarios para su replicación, transcripción y traducción. Este
proceso llamado denudación se lleva a cabo generalmente por proteasas
celulares, aunque también ayuda las variaciones de acidez del medio
celular.
Síntesis de ácido nucleico y proteínas
Esta fase es el núcleo central de la multiplicación vírica y en ella se
distinguen dos tareas principales: la síntesis de proteínas y la replicación del
5. ácido nucleico. Para que ambos procesos tengan lugar es necesaria la
producción de un ARNm, proceso que sigue distintos pasos dependiendo del tipo
de ácido nucleico del virus.
Una vez sintetizado el ARNm, comienza el proceso de traducción. En
primer lugar se forman las proteínas tempranas, que están implicadas en la
replicación del ácido nucleico vírico. Después se sintetizan las proteínas
tardías, que son generalmente estructurales. Para la síntesis de las primeras se
usan enzimas de la célula hospedadora, aunque en algunos casos el virión posee
alguno de los enzimas necesarios y los introduce en la célula en el proceso de
penetración.
Una vez que se cuenta con los enzimas replicativos, se produce la
replicación del ácido nucleico por mecanismos distintos según el tipo de virus.
Los de ADN bicatenario se parece a la replicación de eucariotas y procariotas.
Todas las materias primas usadas (nucleótidos, Aa, lípidos y glúcidos)
proceden de la célula hospedadora.
Ensamblaje
Una vez fabricados todos los componentes vírico se inicia la producción
de los viriones. El ensamblaje es generalmente espontáneo en las condiciones
ambientales óptimas. Esta espontaneidad se debe a la mayor estabilidad
(menor energía libre) del virus completo que de los componentes
independientes. El proceso es semejante a l plegamiento de las proteínas. En
algunos virus el ensamblaje es dirigido por proteínas producidas a partir del
genoma vírico que luego no aparecen en el virión.
6. Liberación
Las partículas víricas formadas pueden salir de la célula de distintas
formas:
A causa de la muerte y desintegración celular (lisis) como consecuencia
de la presencia de enzimas del virus que rompen las membranas
celulares.
Por lisis de la célula que contiene partículas víricas, debida al sistema
inmunitario del hospedador.
Por un proceso inverso al de la penetración directa.
Por exocitosis uniéndose a la membrana celular en la que se han
integrado proteínas víricas y liberándose los virus envueltos por
gemación.
LISIS Y LISOGENIA
El ciclo de multiplicación que termina con la lisis celular recibe el nombre
de ciclo lítico, y los virus que lo llevan a cabo son los virus virulentos. Sin
embargo, hay otros virus capaces de permanecer en estado latente en la célula
que parasitan, gracias a la integración del ADN vírico en el ADN celular; en
este caso el ciclo se llama lisogénico. Estos últimos se llaman virus
atemperados, y la forma integrada, provirus (o profago en el caso de virus
bacterianos). Los virus con ciclo lisogénico mejor conocido son los bacterianos.
Ejemplo fago λ
Este fago posee ADN bicatenario lineal con terminaciones
monocatenarias complementarias (extremos cohesivos) que permiten su
circularización. Una vez que el ácido nucleico está dentro de la bacteria E.coli,
7. se produce el ARNm utilizando el enzima ARN polimerasa de la célula
hospedadora.
Que siga un ciclo lítico o lisogénico depende de las concentraciones de
determinadas proteínas represoras, como el represor de lambda y la proteína
cro . Ambas proteínas regulan la expresión del ácido nucleico mediante la unión
a operadores específicos. Si el represor es lo suficientemente abundante,
impide que se expresen los genes que codifican el resto de las proteína víricas,
pero no la expresión del gen int que codifica la integrasa, que permite la
integración del ADN del fago bacteriano. Así, se replica con el ADN celular
pasando a las generaciones siguientes. Bajo determinadas circunstancias se
induce el ciclo lítico. Al soltarse del cromosoma bacteriano puede llevar unido
parte de ese ADN, que puede introducir en la próxima célula que infecte.
Otros fagos no se integran en el ADN celular, sino que permanecen como
moléculas de ADN bicatenario circular con capacidad autorreplicativa,
similares a los plásmidos (como el fago P1).