MORFOLOGÍA DE LOS VIRUS

MORFOLOGÍA DE LOS VIRUS

Hacia fines del siglo pasado se formuló la teoría de que cada enfermedad era producida por un germen específico. Hasta ese momento los patólogos estaban convencidos de que para cada enfermedad sería posible encontrar el microorganismo responsable, utilizando las siguientes técnicas: a) observación del germen con la ayuda del microscopio, b) cultivo sobre un medio nutritivo y c) retención por filtros. Sin embargo, en 1892, Iwanowski (o Ivanovsky?) pudo demostrar que el agente productor de la enfermedad del mosaico de tabaco pasaba a través de los filtros para bacterias y no podía ni verse ni cultivarse. Luego en 1898 Beijerinck, determinó que la enfermedad del mosaico del tabaco era provocada por un nuevo agente infeccioso a los que denomino virus filtrables (virus: palabra de origen latino que significa veneno). Los virus están ampliamente distribuidos en la naturaleza y afectan a todo tipo de organismos, tanto del reino animal, vegetal o protista. 

La estructura de los virus está integrada por dos tipos de macromoléculas: ácidos nucleicos y proteínas, los que forman las partículas virales o viriones. Básicamente existen dos tipos de partículas virales: partículas virales simples (virus desnudo) o partículas virales envueltas (virus envuelto). El virus desnudo consta de un ácido nucleico (genoma) asociado a proteínas y una cubierta proteica o cápside. Por otra parte los virus envueltos añaden a esta estructura básica una envoltura lipoproteína de origen celular. La función de la cápside es de servir al ácido nucleico como protección y vehículo. 

Postulado de Lwoff 

"Únicamente serán considerados virus aquellos agentes infecciosos cuya partícula elemental contenga un solo tipo de ácido nucleico". Es decir poseen ARN o ADN, pero no ambos tipos de ácidos nucleicos funcionales a la vez. Por lo tanto los virus pueden ser ADN o ARN virus. Debido a la estructura simple de virus, para su multiplicación dependen en forma absoluta de la célula huésped que infectan. Por lo tanto consideraremos a los virus como parásitos intracelulares obligados. 

♠ Replicación viral

La célula huésped, una vez infectada, sintetizará nuevas moléculas de ácido nucleico viral, ya que el genoma viral tomara el control de las actividades metabólicas de la célula. Bajo este control, también se producirán gran cantidad de proteínas virales. De esta manera el ensamblado de nuevas partículas virales provendrá de la asociación de las nuevas moléculas de ácido nucleico viral con las proteínas. Este proceso es muy diferente de la reproducción celular, tanto de los procariontes como de los eucariontes. Por lo tanto es más apropiado hablar de REPLICACION VIRAL. 

♠Los virus como parásitos intracelulares

Hasta el momento no se ha podido demostrar que ningún virus aislado pueda utilizar o almacenar energía mediante procesos similares a la respiración, tampoco pueden sintetizar proteínas. Es decir no tienen metabolismo propio, dependiendo en forma absoluta del medio ambiente celular. 
El parasitismo de los virus se ejerce a nivel genético, ya que el genoma viral dentro de la célula desplaza al genoma de la célula hospedadora del control celular. 

♠Provirus

Anteriormente hemos explicado que los virus, infectan las células y hacen réplicas de sí mismos. Luego abandonan la célula huésped y pasan a otra, recomenzando su ciclo. Pero también puede ocurrir que el genoma viral se integre al ADN del huésped. Cuando el genoma viral se integra al genoma celular y se replica junto con este se lo denomina PROVIRUS. Un provirus puede activarse espontáneamente o bien expuesto a diversos estímulos, una vez activado puede inducir la producción de virus completos. Los provirus pueden modificar la morfología celular y su metabolismo, esto puede deberse a la producción de alguna proteína viral. Estos cambios en la estructura celular, generalmente asociados a cambios en la membrana celular, inducidos por un provirus reciben el nombre de transformación. En algunos casos estas células transformadas por los provirus pueden ser cancerosas.

 
♠Los virus como agentes infecciosos

El parasitismo celular obligado es la causa básica por la cual un virus puede causar daño. La relación que establece un virus y su célula huésped es variable. El resultado de la interacción depende tanto del virus en cuestión como de la célula huésped. Por ejemplo, se denominan virus citocídicos, a los que como resultado de su multiplicación, producen una rápida inducción hacia la muerte celular. Por otra parte se encuentran los virus no citocídicos, que son aquellos que no provocan la muerte celular. Ejemplos de virus no citocídicos serían los virus moderados y los virus oncogénicos. Los virus moderados son aquellos que producen partículas virales y no producen la muerte celular. Han llegado con la célula huésped a un estado de equilibrio más o menos estable. Luego están los virus oncogénicos, capaces de estimular la división celular, estos cambios pueden ser irreversibles si la célula pierde la capacidad de regular su ciclo celular. Este estado se denomina transformación celular.

Los virus no citocídicos pueden causar dos tipos de infecciones: 1- Las infecciones latentes, donde el virus permanece sin manifestarse, alojado en células no productoras. Ante determinados estímulos, estrés, enfermedades, exposición a la luz solar, el virus se reactiva, recomenzando la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas virales. Ejemplos: L Herpes simplex, Varicela zoster. 2- Las infecciones crónicas, donde de una persona enferma siempre es posible obtener virus infeccioso, aun por periodos muy prolongados de tiempo. Por ejemplo, virus de la hepatitis B, Epstein-Barr, virus de la rubéola. 

Morfología viral

Los virus poseen gran variedad de formas y tamaños. Por ejemplo los virus que al microscopio electrónico aparecen aproximadamente esféricos se denominan isométricos. En estos virus el ácido nucleico está rodeado por una cápside (caja) proteica. Las subunidades estructurales que forman la cápside, visibles al microscopio electrónico, se denominan capsómeros. A su vez los capsómeros están formados por subunidades proteicas. La cápside por su naturaleza antigénica es la que determina la identidad viral. 

El ácido nucleico viral no se encuentra desnudo, sino que está asociado a proteínas distintas de las de la cápside, cuya función puede ser estructural (plegado del ADN) o enzimática (polimerasa). Al conjunto de ácido nucleico y proteínas asociadas se lo denomina "core". Por ultimo diremos que los virus donde la cápside rodea directamente al ácido nucleico (es decir que no hay un "core" evidente), el conjunto de cápside y ácido nucleico recibe la denominación de nucleocápside. 

Genoma viral

El genoma, que puede encontrase en los distintos tipos de virus, puede sistematizarse de acuerdo a diversos criterios:

1-     Tipo de ácido nucleico: ADN o ARN

2- Polaridad o sentido: + o - (aplicado principalmente a los ARN virus)
3- Número de cadenas: monocatenario o bicatenario
4- Genoma circular o desnudo
5- Genoma entero o fragmentado 

Debemos recordar que las cadenas de un ácido nucleico de doble cadena, son de polaridad (sentido) opuesto. Por convención se considera que si una tiene sentido + la otra será -. 
De acuerdo a este criterio se considera que un virus es + (o cadena +), cuando su genoma monocatenario tiene la misma polaridad que un ARNm. Es decir el mismo genoma viral, puede actuar dentro de la célula como ARNm y llevar a cabo directamente la síntesis de proteínas virales. Los "virus +", pueden infectar con el ácido nucleico solo, salvo los retrovirus que siendo +, necesitan una transcriptasa reversa asociada al genoma para poder infectar. Por el contrario, se denomina "virus -" cuando el genoma no puede actuar directamente como mensajeros. El ARN - puede actuar como molde, para la síntesis de ARN +, el ARNm viral. 

Los Bacteriófagos son virus específicos de las bacterias. Bacteriófagos, significa que se "alimenta" o multiplica a expensas de bacterias.

Los Bacteriófagos que infectan células huésped, pueden establecer dos tipos de procesos: 
1- Ciclo Lítico: en este tipo de ciclo el virus produce inmediatamente gran cantidad de ácidos nucleicos virales y proteínas de la cápside. Estos se ensamblan produciendo nuevas partículas virales que son liberadas al medio al producirse la lisis celular. 

2-     Ciclo Lisogénico: en este ciclo la relación entre célula huésped y virus, puede prolongase por periodos variables de tiempo. El virus integra su genoma al cromosoma bacteriano, replicándose conjuntamente el ácido nucleico del parásito y el del huésped. Un virus bacteriano integrado al cromosoma se denomina profago. Por lo tanto el profago se replica junto con el ADN bacteriano. En determinadas circunstancias (por ejemplo ruptura del ADN bacteriano por luz ultravioleta o agentes químicos), el profago se activa, y comienza la producción de ácido nucleico viral y proteínas virales, produciendo luego la lisis celular. Las bacterias que portan profagos se denominan lisogénicas. Los Bacteriófagos que pueden integrarse como profagos y que no lisan inmediatamente a las células se denominan fagos atenuados. 

Los virus como vectores

1-    
Los virus pueden servir como vehículos (vectores), para transferir material genético de una célula a otra. Este fenómeno se denomina transducción. Durante el ciclo lítico, el ADN del huésped queda fragmentado y alguno de esos fragmentos puede ser tomado al azar y quedar dentro de la cápside. De esta forma, cuando el virus infecta una nueva célula, transporta genes de una antigua célula huésped a otra nueva. 

Ciclo Vital Intracelular de un retrovirus 

Empieza cuando un virión o partícula vírica, se une a la superficie externa de una célula susceptible. Este primer estadio del ciclo se lo denomina adsorción. Luego el virus fusiona su envoltura lipoproteína con la membrana celular, introduciendo en la célula su nucleocápside junto con el ARN que constituye su dotación genética. En cada partícula viral se encuentran dos cadenas de ARN vírico. A este proceso se lo conoce como penetración. 
La enzima transcriptasa inversa es una ADN polimerasa que primero produce una copia de ADN simple cadena que a continuación se copia a si misma obteniéndose ADN doble cadena. Por lo tanto este ADN doble cadena se obtuvo a partir de ARN. La síntesis del ADN doble cadena ocurre junto con la degradación del ARN original. El ADN doble cadena (provirus), emigra hacia el núcleo y se integra en el propio ADN celular. La integración de este ADN doble cadena en el cromosoma del huésped es necesaria para la síntesis de nuevas moléculas de ARN, por la ARN polimerasa celular, ya que el virus carece completamente de la maquinaria metabólica necesaria para realizar la transcripción y la síntesis de proteínas necesarias para la cápside y la misma transcriptasa reversa.