¿Qué son los virus? Parte I

Conocemos a los virus porque son agentes que causan enfermedades, por ejemplo el sarampión, la rabia, la hepatitis y la gripe. Pero estos agentes son diferentes de las bacterias ó de parásitos como las amibas o la solitaria que también causan enfermedades.

Los virus son entes microscópicos capaces de infectar a las células y secuestrar su maquinaria molecular. Dentro de ellas, se replican y se ensamblan produciendo así partículas virales, llamadas viriones

*Usamos el término virus para referirnos a éstos agentes microscópicos en general

y el término virión para referirnos a la partícula ensamblada del virus*

La mayoría son tan pequeños que no los podemos ver ni con microscopios ópticos. Son incluso, más pequeños que las bacterias.

Tamaño comparativo de un glóbulo rojo (eritrocito), una bacteria (Escherichia coli)

y un virus (Adenovirus)

Tienen formas y tamaños muy variados. Algunos son geométricos y regulares como los adenovirus que tienen forma de icosaedro (como un dado de 20 caras) y llegan a medir entre 90-100 nm. Otros tienen estructuras más complejas como el fago lambda que tiene una cabeza de unos 50 x 100 nm y una cola larga que llega a medir hasta 150 nm, además de fibras de la cola y otras estructuras; dichas partes juegan un papel importante en la manera en que introducen su material genético a la célula. Otros virus como el del ébola son alargados y tienen forma de bastón, llegan a medir 80 nm de ancho y hasta 14000 nm de largo.

Diferentes formas, estructuras y tamaños de los virus. El Bacteriófago lambda que infecta bacterias, los adenovirus que causan enfermedades respiratorias, el VIH causante de la enfermedad del SIDA y el virus del ébola.

Química y estructuralmente hablando, los virus son muy simples en comparación con una célula. Están formados por una cápside, que es una caja hecha de proteínas que se repiten como bloques de lego llamados capsómeros. Dentro de la cápside contienen ácidos nucleicos (material genético), es decir ARN o ADN. Algunos virus, además de la cápside tienen una cubierta de fosfolípidos, es decir, un pedacito de membrana celular que obtuvieron al salir de la célula que infectaron. A estos virus se les llama virus envueltos y a los que no la tienen, virus desnudos.

Estructura de los virus. Los virus están formados por una cápside de proteínas y dentro su material genético; pueden tener o no una envoltura que toman de las células que infectan

Aunque los virus están formados de moléculas que encontramos en los seres vivos: proteínas y ácidos nucleicos (y en unos casos fosfolípidos), fuera de la célula son partículas completamente inertes. No tienen metabolismo propio, no pueden reproducirse y no pueden responder a estímulos; sin embargo, es esta composición química justo lo que permite que los virus sean capaces de invadir todo tipo de células: células animales, de plantas, de hongos, de protozoarios, e incluso bacterias.

Ciclo de Infección de una célula del sistema inmune (CD4) por el VIH (Virus causante del SIDA)

Cuando los virus infectan una célula, utilizan el mismo mecanismo con el que ésta procesa la información. En todos los seres vivos, la información genética se encuentra codificada en el ADN (de doble cadena), posteriormente el mensaje en el ADN se transcribe a un tipo particular de ARN llamado ARN mensajero, que después se traduce en proteínas. En el caso de los virus, su información puede estar contenida de diferentes maneras, pero requieren de la síntesis de un ARN mensajero.

Hay virus que tienen ADN que puede ser de cadena sencilla (ssDNA) o de doble cadena (dsDNA), a partir del cual se sintetiza el ARN mensajero. Hay otros virus cuyo genoma está codificado en ARN que también puede ser de cadena sencilla (ssRNA) o de doble cadena (dsRNA). Hay casos en el que el ARN es positivo (RNA+), es decir que ya es un ARN tipo mensajero que puede ser directamente traducido a proteína; otros cuya hebra de ARN es negativa (RNA-), por lo que primero requiere que se sintetice la hebra contraria la cual actuará como el mensajero. Y existen otros virus que tienen ARN pero debe primero transcribirse a ADN (ssRNA RT) y a partir del ADN transcribirse el mensajero que posteriormente se traducirá; estos virus se llaman retrovirus; el proceso de sintetizar ADN a partir de ARN se llama transcripción reversa y la proteína que lo lleva a cabo se llama retrotranscriptasa. Un ejemplo muy conocido de retrovirus es el virus del SIDA. Finalmente, hay virus cuyo genoma es de ADN de doble cadena, pero la síntesis  del ADN viral requiere un intermediario de ARN mensajero (dsDNA RT), entonces, su genoma se sintetiza por retrotranscripción.

Clasificación de los virus de acuerdo a su tipo de Genoma. A partir de éste debe sintetizarse un mensajero, el cual se traduce en las proteínas del virus.

Las diferentes formas, tamaños y mecanismos mediante los cuales los virus se replican, dependen de la información que esté codificada en su material genético. Por ejemplo, los adenovirus tienen codificado en su doble hebra de ADN la secuencia de cada una de las 25 proteínas que forman su cápside, que después de traducirse se ensamblarán en repetidos y forman la estructura icosaédrica, además tienen la secuencia que codifica una polimerasa y otras proteínas que le ayudan a ensamblarse. De igual modo, el bacteriófago lambda tiene genes de su cabeza, cola y las fibras de su cola, y proteínas que le ayudan a proteger su ADN cuando ingresa a la célula. El virus del SIDA como otros retrovirus codifican también su propia retrotranscriptasa.

En resumen:

Los virus son información genética (genes y otras secuencias) codificada en ácidos nucleicos (ADN ó ARN) contenida en una estructura de proteínas (cápside). Esta información (a grandes rasgos) es el mapa de las proteínas del virus. A partir de ella se sintetizan y ensamblen más partículas virales (viriones).

¿Porqué pueden causar enfermedades?

Los virus son capaces de infectar células, secuestrarlas y convertirlas en fábricas de virus. Las células pierden su función y finalmente se revientan, mueren y liberan viriones capaces de repetir el ciclo una y otra vez

Por ejemplo, el caso del VIH (Virus de la Inmunodeficiencia Humana) se pega a los receptores de membrana de unas células específicas del sistema inmune, las secuestra y las destruye, debilitando el sistema inmune de la persona infectada y causando el Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida o SIDA.

Las características de los virus están dadas en función de la información que tengan codificada en sus genomas, y estos al igual que los de los seres vivos están sujetos a modificaciones y evolución

Constantemente surgen nuevos virus o descubrimos virus que hacen cosas que no sabíamos y que no mencionamos aquí, pero abordaremos en otro post.