Microbiologia

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 biocinética de sus hospedadores.

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

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).

El virus de la influenza muta frecuentemente. Los cambios en su ácido nucleico alteran las proteínas de la envoltura externa y, por lo tanto, los anticuerpos previamente formados ya no lo "reconocen". Es probable que surjan nuevas cepas de virus de influenza más rápidamente que las vacunas que puedan producirse para combatirlas.

La partícula viral

El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), es un bien conocido ejemplo de cómo una infección viral altera la homeóstasis celular y por ende la del huésped infectado. Los virus de la inmunodeficiencia humana (VIH-1 y VIIH-2) y los virus de inmunodeficiencia simio (VISs) son los agentes etiológicos del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) en humanos y primates, respectivamente. HIV-1, HIV-2 y SIVs pertenecen a la familiaRetroviridae, virus del tipo ARN que requieren un intermediario ADN para replicación. Los retrovirus son un grupo de virus isométricos envueltos de unos 90-140 nm de diámetro y que poseen dos tipos básicos de arquitectura viral que se encuentran tanto en partículas inmaduras como en partículas maduras. Al tipo 1 de arquitectura viral pertenece los tipos B, C, D y los spumaviridae, mientras que los lentivirus y el grupo viral de la leucemia bovina/virus de la leucemia de células T humana(VLB/VLTH) poseen una arquitectura del tipo 223. VIH posee cerca de 70 espículas/virión sobre su envoltura lipídica. Las espículas consisten de una molécula gp41 transmembranal que interactúa no-covalentemente con una mólecula gp120 formando así una estructura oligomérica de carácter trimérico. La proteína de matrix (p17) delimita la membrana externa del virus de su core interno en una estructura de simetría icosadeltahédrica, y similarmente a otros lentivirus, la partícula madura de VIH contiene un core ribonucleoprotéico consistente en las proteínas p24 y p7/p6. Dos actividades enzimáticas se encierran en el core interno del virus, una actividad reversa transcriptasa/Rnasa H (RT) y una actividad integrasa (IN). El enzima reversa-transcriptasa permite replicar el genoma viral ARN utilizando un intermediario ADN y la actividad integrasa o endonucleasa, la cual cataliza la integración de la doble banda de ADN proviral del genoma viral en el interior del cromosoma huésped32. Los retrovirus contienen dos copias de un ARN de simple cadena/positiva de 7-10 kpb de longitud localizados en el core interno del virión. En las particulas maduras estas dos copias existen como un dímero unido no covalentemente ("kissing loop dimer").

Capside

La cápside es una cubierta proteica externa que encierra y protege al genoma viral de la acción de nucleasas y otros factores adversos del medio exterior. Además, en los virus desnudos carentes de envoltura, la cápside es la encargada de establecer a través de alguna de sus proteínas la unión con la célula que será parasitada por el virus. Asimismo, las proteínas de la cápside contienen los determinantes antigénicos contra los que el sistema inmune del huésped elaborará la respuesta de anticuerpos en defensa del organismo. Hay dos tipos básicos de estructura que pueden presentar las cápsides virales: simetría icosaédrica, observándose el virión al microscopio de forma aproximadamente esférica, o simetría helicoidal, resultando nucleocápsides filamentosas tubulares pero que pueden estar encerradas dentro de una envoltura que confiere a la partícula forma esférica o de bastón.

Envoltura

La envoltura de un virus es una membrana constituida por una doble capa lipídica asociada a glicoproteínas que pueden proyectarse en forma de espículas desde la superficie de la partícula viral hacia el exterior.

Ácido nucleico

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 pero nunca ambos al mismo tiempo. Este ácido nucleico es el material genético de dicho virus.

ADN virales: La mayoría de los virus ADN presentan un genoma bicatenario, con excepción de los parvovirus, constituidos por ADN monocatenario. Además las moléculas de ADN viral pueden ser lineales o circulares.

ARN virales: La mayoría de los virus ADN presentan un genoma bicatenario, con excepción de los parvovirus, constituidos por ADN monocatenario. Además las moléculas de ADN viral pueden ser lineales o circulares.

Adsorción

El evento inicial en el ciclo de vida de un virus es la unión del mismo con la célula huésped a través del proceso de adsorción. Esta unión específica se establece entre una molécula presente en la membrana celular (receptor) y una proteína externa del virión. Algunos receptores virales han sido identificados y son en general carbohidratos, lípidos o proteínas de la membrana plasmática. Así, la susceptibilidad o resistencia de una célula a la infección está determinada por la presencia o ausencia de receptores específicos. La importancia de la carencia de receptores se demuestra indirectamente porque es posible infectar exitosamente células no susceptibles a algunos virus utilizando ácido nucleico desnudo (transfección). La unión virus-célula ocurre en dos etapas: una primera unión reversible por atracción electrostática, facilitada por la presencia de cationes: la adsorción irreversible se produce cuando se establece la unión polivalente virus-célula, ya que suele haber muchas copias de los receptores en la célula y múltiple sitios de unión en el virión.

Penetración

Una vez establecida la adsorción, los virus pueden entrar en la célula a través de tres mecanismos diferentes: endocitosis mediada por receptor, fusión con la membrana plasmática y translocación a través de la membrana plasmática. Se acepta en la actualidad que los virus desnudos pueden entrar en la célula por translocación o por endocitosis mientras que los virus envueltos penetran por endocitosis o por fusión. En la endocitosis mediada por receptor el virus utiliza la misma vía de entrada que emplean muchas macromoléculas fisiológicamente importantes como nutrientes hormonas y factores de crecimiento. El virus absorbido a su receptor va quedando encerrado dentro de invaginaciones de la membrana plasmática recubiertas de una proteína llamada clatrina, que forman primero un hueco recubierto y luego una vesícula.

Replicación del ácido nucleico viral:

• Virus con genoma de ADN: Los virus llevan a cabo la duplicación de su ADN por medio de mecanismos y herramientas similares a los empleados por la célula para replicar su material genético. La replicación del ADN viral es generalmente semiconservativa, es decir cada cadena del ADN parental se conserva y por apareamiento con las bases complementarias se duplica, produciéndose como resultado final dos moléculas de ADN, cada una de las cuales está formada por una cadena de ADN parental y una cadena sintetizada "de novo".

• Virus con genoma de ARN: A diferencia de lo que sucede con el ADN, la replicación del ARN es un fenómeno único de los virus ya que la maquinaria genética de la célula se basa exclusivamente en el uso del ADN como templado (ADN-ADN o ADN-ARN). Por lo tanto, para la duplicación de su genoma, así como acontecía para la síntesis de sus ARNm, los virus ARN deben necesariamente aportar la enzima ARN polimerasa ARN dependiente.

Ensamblaje y liberación

En las etapas tardías del ciclo de multiplicación viral las moléculas de ácido nucleico y proteínas virales sintetizadas en la célula infectada deben ensamblarse para formar los nuevos viriones y salir al espacio extracelular para estar en condiciones de infectar nuevas células. Este proceso de maduración y ensamble, también denominado morfogénesis, comprende el armado de la cápside a partir de las unidades estructurales y luego la formación del virión completo. El mecanismo va a diferir en base a dos propiedades del virión: la estructura de la cápside y la presencia o no de envoltura.

Multiplicación de los virus

• Los virus son tan pequeños que no pueden ser observados por microscopios ordinarios.

• El microscopio electrónico y otros medios modernos de investigación han permitido no solo ver y medir el tamaño de los virus, sino conocer detalladamente su estructura.

• El tamaño de un virus va desde 15 mM a los 300 mM. Formados por un conjunto de moléculas de proteínas, colocadas alrededor de una cadena de ácido nucleico (ADN o ARN).

• Los virus no requier5en alimentos ni agua, no utilizan energía

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