GUÍA DE ESTUDIO: LOS VIRUS

GUÍA DE ESTUDIO: LOS VIRUS
Básicamente son moléculas de ácido nucleico (ADN o ARN) envueltas por una cubierta proteica. No tienen organización
celular y todos son parásitos intracelulares obligados. Modifican mediante su ácido nucleíco el metabolismo de la célula
hospedadora, usándola para reproducirse. Fuera de la célula parasitada son estructuras inertes, ya que carecen de
enzimas con las que desarrollar su propio metabolismo, siendo su única función transportar el ácido nucleico viral de una
célula hospedadora a otra.
Estructura de un virus
La composición de un virus se refiere a su estado extracelular, conocido como partícula viral o virión, ya que en su
estado intracelular su ácido nucleico se integra en la célula hospedadora y el virus desaparece temporalmente. Un virión
está compuesto de ácido nucleico, cápside y en algunos casos envolturas membranosas externas.
El ácido nucleíco: representa solo el 1-2% del total del virión, es de un solo tipo, ADN o ARN, pudiendo ambos ser
monocatenarios o bicatenarios, según estén formados por una o dos cadenas. Lo más frecuente es que forme una sola
cadena, que puede estar abierta o cerrada (circular), pero también hay ácidos nucleicos fragmentados. Es importante
destacar que en algunos virus bicatenarios, la información genética se encuentra en ambas hebras del ADN o ARN.
En base al ácido nucleico presente en el virus, los virus se pueden clasificar en virus de ADN y virus de ARN.
La cápside: es la cubierta proteica que protege al ácido nucleico. Es una estructura simétrica formada por la repetición
de una reducida variedad de proteínas globulares conocidas como capsómeros.
Según la simetría de su cápside los virus pueden ser:
Helicoidales: como el virus del mosaico del
tabaco.
Sus
capsómeros,
dispuestos
helicoidalmente, forman una especie de cilindro,
en cuyo interior se aloja el ácido nucleíco.
Poliédricos: siendo los más simples los
icosaedros con 20 caras triángulos equiláteros,
cada uno de ellos formados por más de un tipo
de capsómero. Ejemplos el virus de las verrugas
o el de la polio.
Complejos: resultado de combinar las
estructuras anteriores. Por ejemplo los
bacteriófagos (virus que parasitan bacterias)
constan de una cabeza icosaédrica con el ácido
nucleico, una cola helicoidal que por medio de
un cuello se une a una placa basal con espinas
basales y fibras caudales por las que se fija a la
bacteria.
Envolturas membranosas: En los virus
envueltos la nucleocápside (ácido nucleico
más cápside) está cubierta por una membrana,
que es un fragmento de la célula en la que se
reprodujo el virus, de la que pueden sobresalir
proteínas o espículas. Los virus desnudos
carecen de estas membranas.
Clasificación de los virus
Los virus se pueden clasificar según varios criterios. Algunos de ellos son:
- Por la célula que parasitan: Virus animales, vegetales o bacteriófagos.
- Por su forma: Helicoidales, poliédricos o complejos.
- Por tener o no envolturas: Virus envueltos o desnudos.
- Por su ácido nucleíco: ADN monocatenario; ADN bicatenario; ARN monocatenario o ARN bicatenario
Familia o tipo
Forma
Ácido
Nucleico
Envoltura
Vegetales
Helicoidal
ARNmc
NO
Bacteriófagos
Complejo
ADNbc
NO
Papovavirus
Icosaédrico
ADNbc
NO
Poxvirus
Compleja
ADNbc
NO
Herpesvirus
Icosaédrica
ADNbc lineal
SÍ
Virus del herpes, varicela, Sarcoma de
Kaposi
Adenovirus
Icosaédrica
ADNbc lineal
NO
Infecciones respiratorias, entéricas y
oftálmicas
Picornavirus
Icosaédrica
ARNmc
NO
Poliomelitis, Meningitis, Hepatirs A,
Resfriado común
Reovirus
Icosaédrica
ADNbc
NO
Togavirus
Icosaédrica
ARNmc
SÍ
Retrovirus
Helicoidal
ARNmc
SÍ
Ortomixovirus
Helicoidal
ARNmc
SÍ
Paramixovirus
Helicoidal
ARNmc
SÍ
Rhabdovirus
Helicoidal
ARNmc
SÍ
Ejemplo - Enfermedad
Mosaico del tabaco; Estriado del maíz,
Tumores vegetales
Bacteriofago T, Corticovirus
Virus papiloma y de las verrugas
Virus de la viruela
Gastroenteritis y Diarreas infantiles
Rubeola, Fiebre amarilla
IDA
Gripe
Sarampión, Paperas, Bronquitis, Garrotillo
Rabia
Ciclo “Biológico” de un virus
Como ya se dijo, la única función que poseen los virus y que comparten con el resto de los seres vivos es la de
reproducirse o generar copias de sí mismos, necesitando utilizar la materia, la energía y la maquinaria de la célula
huésped, por lo que se les denomina parásitos obligados.
Los virus una vez infectan a una célula, pueden desarrollar dos tipos de comportamiento, bien como agentes infecciosos
produciendo la lisis o muerte de la célula o bien como virus atenuados, que añaden material genético a la célula
hospedante y por lo tanto resultan agentes de la variabilidad genética.
En la reproducción viral podemos distinguir las siguientes etapas:
1. Adsorción, o fijación a la célula hospedadora. Estas células poseen receptores específicos para los virus que
las infectan. Por ello los virus tienen especificidad de huésped, solo son capaces de atacar a un tipo de células,
incluso, dentro del mismo huésped.
2. Penetración, al menos del ácido nucleíco, en el citoplasma de la célula parasitada. Puede ser por inyección,
endocitosis o fusión directa de la cubierta vírica con la membrana celular.
3. Fase de eclipse, pues no se observan virus en el interior de la célula. A partir de este momento puede seguir
dos ciclos diferentes:
a) Ciclo lisogénico. Se produce cuando el ácido nucleíco viral no expresa sus genes, se integra en el genoma de
la célula o queda libre a modo de plásmido. Ambos genomas se replican juntos. El virus queda en forma de
provirus y la célula que lo aloja como célula lisogénica. Este proceso significa una alteración, por
enriquecimiento genético, de la célula lisogénica. Por distintos factores el provirus puede comenzar un ciclo
normal o lítico.
b) Ciclo lítico. El ácido nucleíco viral se apodera del metabolismo celular, dirigiéndolo hacia la fabricación de los
componentes víricos, copias de ácidos nucleícos víricos y tras transcribir el mensaje de su genoma a ARNm,
proteínas de las cápsidas. Estos componentes se acumulan en distintas partes de la célula infectada.
Ensamblaje. Cuando hay suficiente cantidad de estas moléculas, se pliega el ácido nucleíco y se introduce
dentro de la cápsida, apareciendo grandes cantidades de viriones.
Liberación. Salen de la célula los virones por diferentes procedimientos, siendo el más frecuente la lisis o
desintegración de la célula infectada.
Comparación entre ciclos virales de virus de ADN y ARN
Por la naturaleza que tienen los ácidos nucleicos, hay diferencias entre la forma de actuar de un virus de ADN y uno de
ARN. En los la siguiente figura se resumen ambos mecanismos.
Virus de ADN
No todos los ciclos de los virus son iguales, las
variaciones que presentan dependen del tipo de
células infectadas (procariontes o eucariontes) y del
material genético que contiene el virus (ADN o ARN).
A continuación analizaremos, de manera general, el
ciclo de vida de un virus que tiene ADN.
1. Se produce la unión específica de proteínas
ubicadas en la superficie del virus (glicoproteínas) con
otras ubicadas en la superficie de la célula infectada,
llamadas receptores.
2. Se produce la fusión entre las membranas, y la
nucleocápside del virus ingresa a la célula.
3. Se produce el desensamble de la nucleocápside. El
ADN del virus queda en el citoplasma de la célula
receptora y las proteínas de la cápside viral son
degradadas.
4. El ADN viral se replica.
5. El genoma viral es transcrito, lo que determina la
síntesis de ARN mensajeros (ARNm).
6. El ARN es traducido, lo que determina la síntesis
de proteínas de la cápside viral y de glicoproteínas.
7. Las glicoproteínas son transportadas en vesículas
hacia la membrana de la célula receptora.
8. Se produce fusión de membranas de la vesícula
que contiene las glicoproteínas y la célula receptora.
9. Se produce el “ensamblaje” del ADN con las
proteínas de la cápside viral.
10. La nuclecápside se ensambla con la membrana de la célula infectada (que posee glicoproteínas).
11. Se originan nuevos virus que infectarán otras células.
Virus de ARN
No todos los ciclos de vida de los virus que
tienen ARN son iguales. Hay virus ARN, como
el del sida, que exhiben un ciclo de vida algo
diferente. En ellos existe la enzima
transcriptasa reversa, que lleva a cabo la
síntesis de ADN a partir de ARN. Cuando el
ARN se incorpora en el citoplasma, actúa como
molde para la síntesis de ADN, el que produce
nuevas copias de ARN viral. Algunas copias
del ARN viral se traducen generando proteínas
estructurales y nuevas copias de la
transcriptasa reversa, que se ensamblan en
nuevas partículas virales.
1. Se produce la unión específica entre las
glicoproteínas del virus con los receptores de la
célula que será infectada.
2. Se produce fusión de membranas y la
nucleocápside del virus ingresa a la célula.
3. Ocurre el desensamble de la nucleocápside.
El material genético del virus queda en el
citoplasma de la célula receptora y las
proteínas de la cápside viral son degradadas.
4. La transcriptasa inversa construye ADN viral
a partir del ARN viral. Este ADN luego es
replicado.
5. El genoma viral es transcrito, lo que
determina la síntesis de ARN mensajeros.
6. El ARN se traduce, por acción de los
ribosomas citoplasmáticos de la célula,
generando la enzima ARN polimerasa viral y proteínas de la nucleocápside.
7. El ARN es traducido, lo que determina la síntesis de glicoproteínas.
8. Las glicoproteínas son transportadas en vesículas hacia la membrana de la célula infectada.
9. Se produce fusión de membranas entre las vesículas que llevan las glicoproteínas y la célula infectada.
10. Ocurre el “ensamblaje” del ARN con las proteínas de la cápside viral, formando la nucleocápside.
11. La nucleocápside se ensambla con la membrana de la célula infectada que contiene glicoproteínas.
12. Se originan nuevos virus que infectarán otras células.