Virología

Definición

Los virus son parásitos intracelulares obligados, infecciosos, compuestos por ácidos nucleicos (ácido desoxirribonucleico (ADN) o ácido ribonucleico (ARN)) rodeado por una cápsula proteica; a veces, los virus también están rodeados por una envoltura derivada de las membranas de la célula huésped.

Estructura

La estructura básica consiste en:

• La “maquinaria” interna que permite al virus replicarse dentro de las células del huésped
• Componente estructural externo que permite al virus sobrevivir en el entorno y unirse a las células del huésped

Componentes internos

• Genoma viral (nucleoide): diverso, compuesto por ARN o ADN
• Enzimas virales: necesarias para la replicación viral dentro de la célula huésped:
  • ARN polimerasa dependiente de ADN
  • ARN polimerasa dependiente de ARN
  • ADN polimerasa dependiente de ARN (transcriptasa inversa)

Componentes exteriores

• Cápside:
  • Membrana protéica de una o dos capas que rodea el nucleoide
  • Formado por subunidades, conocidas como capsómeros
  • 3 patrones estructurales:
    • Icosahédrico
    • Helicoidal
    • Complejo
• Envoltura:
  • Puede o no estar presente
  • Rodea la nucleocápside
  • Compuesto por proteínas específicas del virus, lípidos y carbohidratos (derivados de las membranas de la célula huésped)

Clasificación

Existen múltiples esquemas de categorización para los virus, basados en características físicas y estrategias de replicación.

Replicación

Es importante diferenciar entre la replicación de los bacteriófagos (virus que infectan bacterias) y los virus eucariotas (virus que infectan células eucariotas).

Ciclo de replicación de los bacteriófagos

Hay 2 vías de replicación una vez que el virus está dentro de la célula huésped bacteriana:

1. Ciclo lítico:
   • Se produce en condiciones de daño del ADN u otras tensiones
   • El bacteriófago toma el control de la maquinaria de transcripción y traducción de la célula huésped (expresión inmediata y rápida de genes y proteínas del fago).
   • Provoca la lisis de la célula huésped bacteriana
2. Ciclo lisogénico o templado:
   • Genomas de bacteriófagos incorporados al genoma del huésped bacteriano
   • El genoma del fago se replica en un estado benigno e inactivo: El genoma del fago puede expresarse cuando la célula bacteriana está estresada (e.g., por falta de nutrientes).

Ciclo de replicación de los virus eucariotas

• Genoma viral es liberado en la célula huésped infectada
• Pasos de la replicación viral:
  1. Adhesión: Las proteínas víricas especializadas se adhieren a la célula huésped.
  2. Penetración: invasión de la célula huésped
  3. Desenvoltura: cápside desmontada y material genético disponible
  4. Biosíntesis: se sintetizan el ácido nucleico y las proteínas virales
  5. Ensamblaje: los viriones se ensamblan dentro de la célula huésped
  6. Liberación: a través de la lisis de la célula huésped (para los virus desnudos) o de la yemación de la membrana celular (para los virus con envoltura)
• Todos los virus de ADN se replican en el núcleo (excepto el poxvirus).
• Todos los virus de ARN se replican en el citoplasma (excepto los de la gripe y los retrovirus).

Diversificación Genética

Los virus han desarrollado muchos procesos para aumentar su diversidad genética:

• Recombinación: intercambio de genes entre 2 cromosomas por cruce en regiones homólogas
• Reordenamiento:
  • Los virus con genomas segmentados intercambian material genético.
  • Puede provocar un cambio antigénico (e.g., el virus de la gripe)
• Complementación:
  • Se produce cuando el virus tiene una mutación que da lugar a una proteína no funcional
  • Un virus no mutado “complementa” a un virus mutado (cuando co-infecta una célula huésped) fabricando una proteína funcional que le sirve a ambos virus (e.g., el virus de la hepatitis D (HDV, por sus siglas en inglés) requiere del virus de la hepatitis B (HBV, por sus siglas en inglés) para suministrar HBsAg (una proteína de envoltura clave para el HDV)).
• Mezcla fenotípica:
  • Infección simultánea de la célula huésped con 2 virus
  • Suele implicar la mezcla del genoma de 1 virus con las proteínas de superficie del 2do virus

Casos Especiales

Retrovirus

• Virus de ARN
• Contienen transcriptasa inversa (ADN polimerasa dependiente de ARN)
• El retrovirus más destacado es el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).

Priones

• Técnicamente no son virus
• Proteínas infecciosas que no contienen un nucleoide
• Causan encefalopatías espongiformes transmisibles:
  • Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob
  • Kuru
  • Encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las “vacas locas”)