Los virus fueron descritos originalmente como "agentes filtrables". El primer virus en ser reconocido como tal, fue el agente causal de la fiebre aftosa o glosopeda, descrito por los investigadores Loeffler y Frosch a fines del siglo pasado. Su tamaño pequeño les permite pasar a través de los filtros diseñados para retener a las bacterias.
Los virus presentan pocas propiedades de la vida y no pueden ser clasificados en ninguno de los cinco reinos que agrupan a los seres vivos. No están formados por células, no pueden desplazarse y no pueden realizar actividades metabólicas en forma independiente.
A diferencia de la mayoría de las bacterias, hongos y parásitos celulares, los virus son parásitos intracelulares obligatorios que dependen de las complejas estructuras de la célula huésped para su replicación. Asimismo la reproducción de éstos se produce mediante ensamblaje de componentes individuales, en vez de fisión binaria u otras formas de reproducción propias de la materia viviente.
A diferencia de los demás organismos presentan o DNA o RNA, pero nunca los dos simultáneamente. Además carecen de ribosomas y de las enzimas necesarias para la síntesis de proteínas. Los virus se reproducen sólo dentro de otras células vivas a las que infectan.
Al carecer de capacidad para incorporar materia y transformar energía, deben sintetizar sus proteínas y replicar su genoma dependiendo totalmente de la célula hospedadora. La estructura física y genética de los virus ha sido optimizada mediante mutaciones y selección para infectar a los humanos y otros huéspedes, y para interaccionar con la maquinaria bioquímica de toda clase de células. Por otra parte deben soportar condiciones ambientales duras, atravesar la piel u otras barreras protectoras del huésped y evitar ser eliminados por la respuesta inmune del organismo animal o humano.
Se los agrupa según cuatro criterios principales:
Cacterísticas estructurales: a) tamaño, b) forma.
Características genéticas: c) presencia o ausencia de envoltura externa y d) tipo de ácidonucleico que poseen (DNA o RNA).
También pueden ser agrupados teniendo en cuenta el tipo de enfermedad que causan o el modo de transmisión.
Un virus es una partícula infecciosa que presenta un ácido nucleico rodeado por una cubierta proteica llamada cápside. Algunos virus presentan una cubierta membranosa externa denominada envoltura externa. El genoma viral está contenido en el ácido nucleico ya sea DNA o RNA y posee de 5 a varios cientos de genes. Todos los virus, excepto el de la viruela que es más grande, tienen un diámetro menor de 0.25 µm y pueden ser observados sólo con microscopio electrónico.
La forma de un virus está determinada por la organización de las subunidades proteicas que forman la cápside. La cápside puede ser:
a) helicoidal: como por ejemplo el virus del mosaico del tabaco. Las proteínas de la cápside se ensamblan en una hélice que forma un cilindro hueco que encierra al ácido nucleico. En este caso los virus se observan como largos hilos o barras.
b) poliédrica: las proteínas forman placas triangulares que se disponen en un poliedro. El virus tiene una forma casi esférica. Algunos virus poliédricos, como por ejemplo el virus de la atrofia arbustiva vegetal, carecen de envoltura externa. Otros pueden presentar, como el virus de la influenza, envoltura membranosa y glucoproteínas, o picos proteicos, como los adenovirus.
c) combinaciones complejas de formas helicoidales y poliédricas: como el bacteriófago T4.
Bacteriófagos
Se los llama simplemente “fagos”. Son virus que infectan bacterias. Su forma más común consiste en una larga cadena de ácido nucleico enrollada dentro de una cápside poliédrica. Muchos de ellos presentan una cola y fibras que se extienden desdela cola con las que se fijan a la célula huésped. La mayoría de los fagos tienen DNA como material genético. Los fagos que infectan a cada cepa o especie de bacteria son específicos. Se cultivan con facilidad en el laboratorio y la mayor parte de los conocimientos sobre virus provienen del estudio de los bacteriófagos.
Existen bacteriófagos virulentos o líticos que destruyen o lisan la célula huésped y bacteriófagos templados o lisogénicos que no matan la célula durante su ciclo.
Infección lítica: cuando un virus lítico infecta una célula huésped susceptible, usa la maquinaria metabólica de la célula huésped para duplicar el ácido nucleico viral y producir sus proteínas.
La infección de un bacteriófago lítico ocurre en las siguientes etapas:
a) fijación: el fago se une a sitios receptores específicos en la pared celular de la bacteria huésped.
b) penetración: la cola del fago se contrae, perfora la pared celular de la bacteria e inyecta el ácido nucleico a través de la membrana plasmática. La cápside permanece en el exterior.
c) duplicación: el DNA de la bacteria es degradado y se replica el DNA del fago, utilizando ribosomas, energía y enzimas de la célula huésped. El genoma del fago contiene toda la información para formar nuevos fagos.
d) ensamblaje: los componentes virales recién sintetizados se ensamblan y forman nuevos bacteriófagos.
e) liberación: la pared de la bacteria es degradada por una enzima producida por el fago, la célula se rompe y quedan en libertad alrededor de 100 bacteriófagos que pueden infectar otras células.
Un ciclo lítico completo, desde la fijación hasta la liberación dura aproximadamente 30 minutos.
Infección lisogénica: A diferencia de los virus líticos que lisan (rompen) la célula huésped, los virus templados o lisogénicos no siempre destruyen a sus huéspedes. Se produce la fijación y la penetración del DNA, el cual se integra al DNA del huésped y cuando éste se duplica, se duplica el genoma viral. Los genes virales pueden permanecer reprimidos cierto tiempo. La célula bacteriana infectada, denominada lisógena, puede realizar sus funciones normalmente o en algunos casos exhibir nuevas propiedades, lo que se denomina conversión lisogénica. En
determinadas condiciones, estos fagos pueden entrar en fase lítica y destruir a la célula huésped.
Virus que infectan animales
Cientos de virus infectan al ser humano y a otros animales. Los sitios receptores en las células huésped varían según la especie y el tipo de tejido, por lo tanto existen virus que infectan a una determinada especie o tejido.
Los virus penetran en las células animales de dos maneras:
a) los virus que no presentan envoltura se unen a un sitio receptor en la membrana plasmática de la célula, la membrana se invagina, forma una vesícula rodeada por membrana que contiene al virus y de esta manera el virus es ingresado al citoplasma. Este proceso se denomina endocitosis adsortiva y
b) los virus envueltos ingresan a la célula por fusión de la envoltura viral con la membrana plasmática. Esto permite que tanto la cápside como el material genético ingresen al citoplasma. Una vez en el interior de la célula huésped los virus se duplican y producen nuevas partículas virales y se inhibe la duplicación de DNA y la síntesis de proteínas del huésped. Luego, se sintetizan las proteínas estructurales del virus y se ensamblan las nuevas partículas virales. Los virus que carecen de envoltura rompen la membrana
plasmática y son liberados. Los virus envueltos adquieren su envoltura al atravesar la membrana plasmática de la célula huésped, son liberados lentamente y no destruyen a la célula.
Las proteínas virales sintetizadas en el interior de la célula huésped pueden afectarla de diversas maneras: alterando la permeabilidad de la membrana plasmática, inhibiendo la síntesis de proteínas, debido al gran número de partículas virales presentes (hasta 100.000). Entre las enfermedades causadas por virus se encuentran:
moquillo, leucemia felina, varicela, herpes, paperas, rubéola, rabia, sarampión, hepatitis y SIDA. También se sabe que tanto virus con DNA como con RNA son causantes de algunos tipos de cáncer.
Virus que infectan plantas
Muchos tipos de virus vegetales contienen RNA, el cual actúa como RNA mensajero. Las enfermedades virales de las plantas son dispersadas por insectos, a través de semillas infectadas o por propagación asexual. Una vez en la planta los virus se diseminan por todo el cuerpo a través de los plasmodesmos, que son conexiones citoplasmáticas que penetran las paredes celulares de células adyacentes.
Origen de los virus
¿Cuál es el origen evolutivo de los virus? Una hipótesis es que, debido a su sencillez, representan una forma primitiva de vida acelular. Otra hipótesis sostiene que surgieron de ancestros celulares y se especializaron como parásitos obligados. Se cree que durante el curso de su evolución perdieron todos sus componentes celulares, excepto su material genético y los componentes necesarios para la duplicación y la infección.
La hipótesis que en la actualidad se considera más factible es que los virus son fragmentos de ácido nucleico que “escaparon” de organismos celulares. Algunos virus se originaron de células animales, algunos de células vegetales y otros de bacterias. La alta especificidad de infección y la similitud genética entre un virus y el tipo celular que infecta apoyarían esta hipótesis.
Partículas atípicas asociadas Virus defectuosos
Los virus defectuosos son aquellos cuyo genoma carece de un gen o genes específicos, debido a mutación o deleción. Como resultado de lo anterior, los virus defectuosos no son capaces de llevar a cabo un ciclo de vida productivo en las células.
Sin embargo, si la célula infectada con el virus defectuoso está co-infectada con un "virus ayudante" el producto del gen que carece el virus defectuoso es complementado por el virus ayudante, y el virus defectuoso puede replicarse. Es interesante que, para algunos virus, durante la infección se produce una mayor cantidad de viriones defectuosos que de viriones infecciosos (tanto como 100:1). La producción de partículas defectuosas es característica de algunas especies virales y se cree que modera la severidad de la infección/enfermedad in vivo. Los virusoides, que son
ejemplo de virus defectuosos, se discutirán más adelante en esta sección. Pseudoviriones
Los pseudoviriones pueden ser producidos durante la replicación viral cuando el genoma del hospedero se fragmenta. Como resultado de este proceso algunos fragmentos del ADN del hospedero se incorporan en la cápside en lugar del ADN viral.
Entonces, los pseudoviriones poseen la cápside viral a la cual los anticuerpos pueden unirse y facilitar el anclaje y penetración en la célula hospedera, pero no pueden replicarse una vez que logran el acceso a la célula, debido a que no tienen ninguno de los genes virales esenciales para el proceso de replicación.
Priones
Aunque no son virales, los priones son partículas proteicas infecciosas asociadas con encefalopatías espongiformes transmisibles (TSE por sus siglas en inglés) de humanos y de animales. TSE incluye la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob en humanos, "scrapie" en ovejas y encefalopatía espongiforme bovina. Priones y TSEs en animales seç discuten detalladamente en el capítulo 29. En el análisis a la necropsia, el cerebro presenta grandes vacuolas en las regiones de la corteza y del cerebelo, por lo que la enfermedad causada por priones se llaman "encefalopatías espongiformes". Una examinación más detallada del tejido cerebral revela la acumulación de fibrillas y placas amiloideas asociadas con proteínas de priones. Estas enfermedades se caracterizan por la pérdida del control motor, demencia, parálisis, desgaste y eventualmente la muerte. Los detalles de la patogenia son en su mayoría desconocidos.
Viroides
Los viroides son ácidos nucleicos de bajo peso molecular, desnudos, extremadamente resistentes al calor, a la radiación ultravioleta y la radiación ionizante. Estas partículas se componen exclusivamente de una pieza de ARN circular de cadena sencilla, con algunas regiones de cadena doble. Los viroides causan en su mayoría enfermedades de plantas, como la enfermedad del tubérculo ahusado de la papa.
Virusoides
Los virusoides (también llamados ARN satélites) son similares a los viroides en el sentido de que son ácidos nucleicos desnudos, de bajo peso molecular, extremadamente resistentes al calor y a las radiaciones ultravioletas y ionizantes. Sin embargo, dependen de un virus ayudante para la replicación. Los virusoides se replican en el citoplasma de la célula a través de una polimerasa ARN dependiente de ARN.
Cubierta proteica de un virus. Estructura proteica formada por una serie de monómeros llamados capsómeros.
En el interior de esta cápside se encuentra siempre el material genético del virus. Puede estar rodeada por una envoltura.
Cada capsómero puede estar constituido por una o varias proteínas distintas.
El
término nucleocápside se refiere al material genético envuelto en
su cápside.
FUNCIONES
DE LA CÁPSIDE
.
Protección del ácido nucleico de la disección y de las enzimas
tisulares.
.
Presenta estructuras que permiten la unión a los receptores de
membrana de la célula que infectaron (virus desnudos).
.
Actúan como complejo antígeno, estimulando la respuesta inmuna del
huesped.
Puede haber proteinuria (exceso de proteína en la orina). En
fases más tardías pueden producirse convulsiones, choque, temblor,
desorientación y coma. El 25% de los pacientes que sobreviven a la enfermedad
presentan sordera, y en la mitad de ellos la audición se recupera parcialmente
al cabo de 1 a 3 meses. Durante la recuperación pueden aparecer de forma
transitoria trastornos de la marcha y caída del cabello.
Hasta el momento el tratamiento con ribavirina, un
antivírico, ha resultado eficaz si se administra al inicio de la enfermedad, no
existe una vacuna que proteja contra la fiebre de Lassa.
Puede haber proteinuria (exceso de proteína en la orina). En
fases más tardías pueden producirse convulsiones, choque, temblor,
desorientación y coma. El 25% de los pacientes que sobreviven a la enfermedad
presentan sordera, y en la mitad de ellos la audición se recupera parcialmente
al cabo de 1 a 3 meses. Durante la recuperación pueden aparecer de forma
transitoria trastornos de la marcha y caída del cabello.
Hasta el momento el tratamiento con ribavirina, un
antivírico, ha resultado eficaz si se administra al inicio de la enfermedad, no
existe una vacuna que proteja contra la fiebre de Lassa.
