Pestañas

lunes, 25 de febrero de 2013

Virus



VIRUS


Definición

Se pueden citar dos definiciones de virus:
La primera, propuesta por Lwoff (1957), establece: "Entidad estrictamente celular y potencialmente patogénica con una fase infecciosa y, que posee: un solo tipo de ácido nucleico, incapaz de crecer y reproducirse por fisión binaria, carente de enzimas para producir energía".
La segunda definición pertenece a Luria y Darnell (1967): "Los virus son entidades cuyo genoma son elementos de ácido nucleico que se replican dentro de células vivas usando la maquinaria de síntesis celular, determinado la formación de elementos especializados que permiten la transferencia del genoma viral a otras células".

En general:  Un virus es un elemento genético que contiene ADN o ARN que se replica dentro de las células pero posee una estado extracelular llamado partícula vírica ó virión.



Características generales

. Poseen un solo tipo de ácido nucleico, ADN o ARN, pero nunca ambos.
. Son parásitos intracelulares obligatorios.
. Presentan una fase extracelular y una intracelular.
. Interfieren en la respuesta inmunológica.
. No presentan sistemas enzimáticos propios.
. Son pequeños (20 a 300 micras).
. Infectan células específicas de un hospedero.
. Poseen una cubierta proteica llamada cápside.



Estructura de los virus

Los virus se componen de los siguientes elementos:

El genoma, (ARN o ADN), puede ser de doble cadena (ds) o cadena sencilla (ss), lineal, circular o segmentado, con polaridad positiva o negativa.




La cápside, es una cubierta proteica que rodea al genoma. Presenta simetría cúbica, helicoidal o compleja. Hecha de subpartes o subunidades llamadas capsómeros.

La envoltura, es una cubierta lipídica de composición parecida a la membrana plasmática. Sólo la presentan algunos virus. Aquellos que no presentan la envoltura son llamados virus desnudos.

Las espículas, que son estructuras de fijación a la célula hospedadora, estructuras de anclaje. Los virus que no presentan espículas se adhieren a la célula hospedadora por medio de la cápside.







Tamaño y forma de los virus

El tamaño de los virus varía mucho, desde 15 a 30 micras los más pequeños, hasta 250 a 300 micras los más grandes.

 Comparación del tamaño de una bacteria (Escherichia coli) con diferentes virus.


En la actualidad, se ha determinado que los virus tienen básicamente simetría cúbica (icosaedros), helicoidal o complejos.


Virus helicoidal


Virus icosaedro


Virus complejo




Tipos de virus

Los virus se subdividen en tres grupos en función de la célula que infecten (huésped u hospedero genérico):

. Bacteriófagos, infectan a bacterias.
. Virus de vegetales, infectan a plantas.
. Virus de animales, infectan a animales y humanos.


Clasificación de los virus

Taxonomía: 
Orden (-virales)
Familia (-viridae)
Subfamilia (-virinae)
Género (-virus)
Especie


El ICTV (International Committee on taxonomy of viruses)  existen 3 órdenes, 56 familias, más de 230 géneros y de 1500 especies según: Tipo de ácido nucleico, número de cadenas, presencia o ausencia de envuelta lipídica, transcripción inversa, polaridad.
De acuerdo con el criterio del Comité Internacional  de Clasificación, según el tipo de ácido nucleico, los virus pueden dividirse en dos grandes grupos: los que tienen ARN y los que tienen ARN.

Entre los que contienen ARN: picornavirus, reovirus, arbovirus y myxovirus.
Entre los que contienen ADN: papovavirus, adenovirus, herpesvirus y poxvirus.


Clasificación de Baltimore

La clasificación de Baltimore distribuye los virus en siete grupos fundamentales basados en la base química del genoma:

Grupo I: Virus ADN bicatenario.
Grupo II: Virus ADN monocatenario.
Grupo III: Virus ARN bicatenario.
Grupo IV: Virus ARN monocatenario positivo (con la polaridad de un ARN mensajero).
Grupo V: Virus ARN monocatenario negativo (polaridad contraria a la de un ARN mensajero).
Grupo VI: Virus ARN monocatenario retrotranscrito.
Grupo VII: Virus ADN bicatenario retrotranscrito.



Infección viral

Las etapas fundamentales de la infección viral son:
- Adsorción
- Penetración
- Denudación
- Eclipse
- Replicación
- Maduración
- Liberación

1. Adsorción
Intervienen varios factores. Hay una atracción por fuerzas iónicas. A pH 7 los virus y las células tienen cargas negativas de modo que es necesaria la presencia de iones positivos. Otro factor importante en esta etapa es la interacción de sitios específicos de la partícula viral con receptores celulares específicos. Esto determina la especificidad de algunos virus para crecer en células de origen específico.

2. Penetración
La penetración de los virus una vez adsorbidos, puede realizarse de varias maneras:
a. Por viropexis
Es un proceso de fagocitosis, por el cual se produce una invaginación de la membrana plasmática, de modo que el virus queda englobado en una vesícula dentro del citoplasma celular. Es el mecanismo más común de penetración de los virus.

b. Por penetración
En algunos, la penetración acontece por un simple cruce de la membrana plasmática, así la partícula viral queda directamente incluida en el citoplasma.

c. Por fusión
Otro tipo de penetración se da por fusión de la envoltura viral con la membrana plasmática. También en este caso el virus es directamente incorporado al citoplasma.

3. Denudación y eclipse
En esta etapa se produce la desintegración del virus, dejando libre al ácido nucleico, que comanda su propia replicación y la de las proteínas necesarias para integrar nuevas partículas.
La forma en que un virus pierde la cápside y su envoltura, en el caso de tenerla, es característico de cada grupo de virus.
En los poliovirus parece existir una integración con los constituyentes celulares, tales como los receptores. En otros virus, como los poxvirus y los reovirus el proceso es más complejo. Los poxvirus pierden parte de su envoltura en las vacuolas fagocíticas, en tanto que un ARNm es sintetizado por una transcriptasa lo que culmina con la producción de una nueva enzima que completa la denudación. Los reovirus penetran en los lisosomas: allí enzimas proteolíticas  eliminan la cápside y promueven la transcripción del genoma.

Los fenómenos descritos (adsorción, penetración y denudación) culminan con la desintegración de las partículas, pero no siempre el proceso progresa hasta la replicación viral. Si interrumpimos el ciclo en esta etapa llamada eclipse, el ácido nucleico liberado de sus envolturas puede recobrarse por disrupción de la célula huésped, pero habría perdido su infectividad (a pesar que algunos autores opinan que aún puede recobrarse intacto). Si el proceso normal continúa, comienza la replicación del ácido nucleico y síntesis de las proteínas estructurales y no estructurales necesarias para la producción de virus.


4. Replicación del ácido nucleico
La replicación es un fenómeno muy heterogéneo por cuanto existe mucha variedad en los ácidos nucleicos de origen viral; se recordará que hay ADN y ARN muy diferentes, de una o dos hebras, segmentados o no, etc. En todos los casos, el genoma viral es el elemento capaz de gobernar su autorreplicación y de trasmitir la información estructural y funcional a la progenie resultante de una infección. No obstante, la diversidad señalada, intervienen en la replicación elementos comunes que vale la pena destacar, tales como la formación de un ARN mensajero capaz de traducir en el ribosoma celular las proteínas codificadas por el genoma viral. Además, sea cual sea el ácido nucleico, siempre se diferencian dos conjuntos de genes, los precoces y los tardíos. Los primeros serían los encargados de codificar proteínas necesarias para la copia de la molécula de ácido nucleico, y los tardíos encargados de codificar proteínas estructurales y proteínas para el ensamblaje.
La replicación puede producirse en el núcleo o en el citoplasma de la célula, y eso dependerá del tipo de ácido nucleico que constituye el genoma viral. Los virus que contienen ARN se replican en el citoplasma, mientras que aquellos que tienen ADN se replican en el núcleo, excepto en el caso del grupo del virus de la viruela, que a pesar de tener ADN su replicación se realiza en el citoplasma.

Los virus ADN sintetizan un ARN mensajero por intermedio de una polimerasa que pasa al citoplasma donde se producirá la síntesis proteica; de estas proteínas algunas tienen funciones estructurales y formarán los capsómeros que al unirse constituirán la cápside. Otras proteínas tendrán funciones enzimáticas, de polímeros, y se introducirán en el ácido nucleico promoviendo la replicación del ADN vírico.
El tipo de replicación es semiconservadora, y los intermediarios replicativos, serán lineales o cíclicos dependiendo de que la molécula de ADN sea lineal o cíclica respectivamente.

Los virus con ARN revisten un interés especial por la diversidad de formas de replicación que existen: esto depende de que ARN pueda actuar como mensajero y se le denomina convencionalmente de polaridad positiva o, por el  contrario, que posea una secuencia de bases complementarias del mensajero y se le denomina de polaridad negativa.

Cuando consideramos un ARN con polaridad positiva, el ARN actúa como mensajero, entrando en el ribosoma celular e iniciando una traducción de proteínas polimerasas, necesarias para iniciar la replicación del ácido nucleico, luego actuará la parte tardía del ARN traduciendo proteínas para la formación de la cápside y ensamblaje de la partícula viral.

En el caso de ARN con polaridad negativa, por el contrario, la molécula no tiene función mensajera, de modo que sintetiza una molécula complementaria de la original para poder esta copia entrar en el ribosoma con función mensajera. En este grupo de virus, aparece un nuevo concepto en la estructura viral, ya que para sintetizarse la copia se necesita una ARN transcriptasa dependiente que no se encuentra en las células y, por consiguiente, vemos que en estos virus, además de su genoma y proteínas estructurales, son sintetizadas otras proteínas que luego son incorporadas a la partícula viral.


5. Maduración y liberación
Hay virus cuya única cubierta es la cápside, son virus desnudos, en contraposición a aquellos que poseen envoltura por fuera de la cápside que son los virus envueltos. Es conveniente considerarlos por separado en este punto que significa la culminación en la formación de una progenie viral.

Para los virus desnudos, el fenómeno de maduración consiste simplemente en la unión de los capsómeros para formar la cápside y la posterior unión de esta con el genoma.
Parece existir una diferencia en la maduración de este grupo de virus dependiendo de que el ácido nucleico sea ADN o ARN.
Para los que tiene ADN, la síntesis del ADN se realiza con anticipación a la aparición de elementos estructurales, mientras que para los virus ARN se ha demostrado con aminoácidos radioactivos que las cadenas polipeptídicas son reunidas muy pronto en capsómeros y rápidamente estas en cápsides, y que existe concordancia con la síntesis de la molécula de ARN.

La liberación en este grupo de virus depende mucho del tipo de virus y de las características de la célula huésped.
En los virus ADN que maduran en el núcleo, el tiempo de liberación es mayor que el ejemplo anterior, ya que la liberación se lleva a cabo por autolisis celular.

En los virus que poseen envoltura, la maduración es más compleja, ya que además de la unión del ácido nucleico con la cápside, el virus debe rodearse de la envoltura. Luego de haberse formado la cápside, la partícula se aproxima a la membrana plasmática, produciéndose la evaginación de la membrana con el posterior desprendimiento del brote. El brotamiento puede ser explicado por una relación entre las proteínas de la membrana plasmática y la nucleocápside. Por lo general, la liberación de la partícula se da al culminar el brotamiento de la membrana celular.





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