Propiedades generales y genética de los virus

Propiedades generales y genética de los virus
Los virus son partículas infecciosas de tamaño pequeño (desde 17-300 nm aproximadamente).
Estructuralmente, están formados por una región central de ácido nucleico, ADN o ARN, rodeado por
una cubierta proteínica o cápside y, en algunos casos, por una envoltura lipoproteica.
Virus sin envoltura
lipoproteica
Virus con envoltura
lipoproteica
Se considera que los virus no son células verdaderas, debido a que carecen de una de las principales
propiedades celulares: la “autorreproducción”. Para poder reproducirse, los virus dependen de las
células huésped (procariotas o eucariotas), apoderándose de la maquinaría enzimática y biosintética de la
célula hospedadora y por ello son considerados “parásitos obligados”.
Los virus presentan un estado extracelular y otro intracelular. En la fase extracelular, un virus es una
partícula submicroscópica que contiene ácido nucleico rodeado por proteína y, ocasionalmente, por otros
componentes macromoleculares. En este estado extracelular, la partícula vírica es denominada “virión”,
es metabólicamente inerte y no realiza respiración ni función biosintética alguna. El virión es la
estructura mediante la cual el genoma vírico se transporta de la célula en la que ha sido producido a otra
célula donde el ácido nucleico vírico puede ser introducido. Una vez en el interior de la nueva célula, se
inicia la fase intracelular. En este estado ocurre la replicación vírica: se reproduce el genoma vírico y se
sintetizan los componentes que constituyen la cubierta del virus. Cuando un genoma vírico se introduce
y se reproduce en una célula hospedadora, el proceso se denomina “infección”.Una célula que puede ser
infectada por un virus y en la que dicho virus se puede replicar se denomina hospedador.
Los virus pueden clasificarse de acuerdo a diferentes criterios, entre ellos:
- Según la presencia o ausencia de una envoltura lipoproteica alrededor del virión se clasifican
como virus desnudos (si carecen de la envoltura) o virus con envoltura.
- Según el tipo de célula huésped que infectan se clasifican en: virus animales, vegetales y
bacteriófagos (aquellos que infectan bacterias).
- De acuerdo al material genético que presentan: El genoma de los virus puede estar constituido
por ADN o ARN de cadena simple (monocateriano) o doble (bicateriano).
Ácidos nucleicos virales
Los virus se caracterizan, a diferencia de los otros organismos, por presentar una única especie de ácido
nucleico constitutiva que puede ser ADN o ARN, monocatenario o bicatenario, con estructura de doble
hélice. El mecanismo por el cual los virus se replican, varían entre los diferentes tipos.
Virus ADN
La replicación del genoma de la mayoría de virus ADN se produce en el núcleo de la célula. Si la célula
tiene el receptor adecuado a la superficie, estos virus entran por fusión con la membrana celular o por
endocitosis. La mayoría de virus ADN son completamente dependientes de la maquinaria de síntesis de
ADN y ARN de la célula huésped, y su maquinaria de procesamiento de ARN. El genoma vírico debe
atravesar la membrana nuclear de la célula para acceder a esta maquinaria. Dentro de los virus cuyo
material genético es el ADN encontramos dos variantes:
- Virus con ADN bicateriano: este tipo de virus tiene su material genético compuesto por ADN de
doble cadena y se replica usando una ADN polimerasa. Por lo general, el virus debe entrar en el
núcleo de la célula huésped antes de que sea capaz de replicarse. Además, estos virus requieren
de las polimerasas de la célula huésped para replicar el genoma viral y, por lo tanto, son
altamente dependientes del ciclo celular. Para que pueda realizarse la infección y la producción
de progenie del virus se requiere que la célula esté en la fase de replicación, que es cuando
las polimerasas de la célula están activas.
- Virus ADN monocatenario: este tipo de virus posee en su material genético ADN de cadena
sencilla y se replica usando una ADN polimerasa, al igual que el Virus ADN bicatenario. A
diferencias de los virus ADN bicaterianos, éstos poseen un ADN infectante monocatenario (de
cadena simple), es decir, formado por una única cadena de nucleótidos, en lugar de la
habitual doble hélice. Para que exista la replicación en este virus, es necesario que el ADN de
cadena simple se convierta en ADN de cadena doble en las células infectadas y este sirve como
molde para la síntesis de ARNm por las ARN polimerasas.
Virus ARN
Los virus ARN usan el ácido ribonucleico (ARN) como material genético, o en su proceso de
replicación necesita el ARN. A diferencia de lo que ocurre con los virus cuyos genomas son ADN, en
los virus con genoma de ARN la replicación se suele producir en el citoplasma y utilizan sus propias
ARN polimerasas para crear copias de su genoma, porque las ARN polimerasas celulares dependen de
ADN (requieren ADN como molde).
Hay varios tipos diferentes de virus que contienen ARN como genoma y cada caso requiere una
estrategia diferente para producir ARNm. El caso más simple es el representado por los virus con ARN
monocateriano de cadena positiva (presentan la misma polaridad que el ARNm) donde la cadena de
ARN vírico que penetra en la célula es precisamente la cadena positiva y, por lo tanto, sirve
directamente como ARNm que posteriormente será traducido a proteínas. En el caso de los virus con
ARN monocateriano de cadena negativa (con polaridad inversa al ARNm de la célula) o con ARN
bicateriano, la situación es más complicada. En ninguno de estos casos el ARN que llega puede actuar
como ARNm y, por lo tanto, se tiene que sintetizar primero ARNm. Sin embargo, como se ha expresado
anteriormente, las células no suelen tener una polimerasa capaz de hacer esto. Para solucionar el
problema, estos virus contienen en sus viriones moléculas de la enzima requerida y son inyectados en la
célula junto con el ARN genómico. Por tanto, en estos casos, la cadena positiva complementaria se
sintetiza por medio de tal ARN polimerasa dependiente de ARN para luego ser utilizada como
mensajero.
Los retrovirus, entre los que se encuentran los virus causantes de algunos tipos de cáncer y del síndrome
de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) son virus con ARN que se replican a través de un ADN
intermediario. El proceso de copia de la información contenida en ARN hasta ADN se llama
“transcripción inversa” y estos virus requieren, por lo tanto, de una enzima específica llamada
“transcriptasa inversa”. Aunque el ARN genómico de los retrovirus tiene polaridad positiva, no se usa
como mensajero y por consiguiente estos virus deben tener transcriptasa inversa en sus viriones. Tras la
infección el ARN del virión se copia a un ADN monocateriano, el cual luego sintetiza la cadena
complementaria, transformándose en ADN bicateriano. Luego, el ADN bicateriano sirve como molde
para la síntesis de ARNm. Así el flujo de la información es:
ARN monocateriano positivo
ADN monocateriano
ADN bicateriano
ARNm.
De esta manera, la replicación de los retrovirus muestra una complejidad poco común.