COLEGIO INGLES PURRANQUEASIGNATURA BIOLOGIA DIFERENCIALMISS BÁRBARA AVILA ROMERO

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.

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- 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 Ejemplo - Enfermedad

Vegetales Helicoidal ARNmc NO Mosaico del tabaco; Estriado del maíz, Tumores vegetales

Bacteriófagos Complejo ADNbc NO Bacteriofago T, Corticovirus

Papovavirus Icosaédrico ADNbc NO Virus papiloma y de las verrugas

Poxvirus Compleja ADNbc NO Virus de la viruela

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 Gastroenteritis y Diarreas infantiles

Togavirus Icosaédrica ARNmc SÍ Rubeola, Fiebre amarilla

Retrovirus Helicoidal ARNmc SÍ IDA

Ortomixovirus Helicoidal ARNmc SÍ Gripe

Paramixovirus Helicoidal ARNmc SÍ Sarampión, Paperas, Bronquitis, Garrotillo

Rhabdovirus Helicoidal ARNmc SÍ 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.

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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.

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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.