virusUn virus es un agente infeccioso que solo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos. Son tan pequeños que solo pueden ser observados bajo un microscopio óptico. Son capaces de infectar a todo tipo de organismos, animales, plantas, incluso bacterias y arqueas. Se diseminan de muchas maneras diferentes y cada tipo de virus tiene un método distinto de transmisión, vía fecal, sangre, contacto, aire, etc.

Algunos virus se reproducen sin causar enfermedades, en cambio otros como el VIH pueden producir infecciones permanentes o crónicas evadiendo los mecanismos de defensa del huésped, degenerándolo y llevándolo hasta la muerte.

Se componen de dos o tres partes:

Su material genético, que porta la información hereditaria, que puede ser ADN o de ARN.

Una cubierta proteica que protege a estos genes, llamada cápside que es una estructura proteica formada por una serie de monómeros llamados capsómeros. En el interior de esta cápside se encuentra siempre el material genético del virus.

En algunos también se puede encontrar una bicapa lipídica que los rodea cuando se encuentran fuera de la célula, denominada envoltura vírica, cuya función principal es ayudar al virus a penetrar en la célula del huésped. Las glicoproteínas de la superficie sirven para identificar y unirse a los puntos receptores en la membrana del huésped. La envoltura vírica se fusiona después con la membrana de la célula, con lo que permite entrar a la cápsida y al genoma vírico.

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Morfología.

En general, hay cuatro tipos principales de morfología vírica:

Helicoidal. Las cápsides helicoidales se componen de un único tipo de capsómero apilado alrededor de un eje central para formar una estructura helicoidal que puede tener una cavidad central o un tubo hueco. Esta formación produce viriones en forma de barra o de hilo, pueden ser cortos y muy rígidos, o largos y muy flexibles.

Icosaédrica. La mayoría de virus que infectan los animales son icosaédricos o casi esféricos con simetría icosaédrica. Un icosaedro regular es la mejor manera de formar una carcasa cerrada a partir de subunidades idénticas. El número mínimo requerido de capsómeros idénticos es doce, cada uno compuesto de cinco subunidades idénticas.

Envoltura. Esta membrana se rellena de proteínas codificadas por el genoma vírico y el del huésped, la membrana lipídica en sí y todos los carbohidratos presentes son codificados completamente por el huésped.

Complejos. Los virus tienen una cápside que no es ni puramente helicoidal, ni puramente icosaédrica, y que puede poseer estructuras adicionales como colas proteicas o una pared exterior compleja.

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Ciclos del virus.

Adhesión o absorción, es una unión específica entre proteínas de la cápside vírica y receptores específicos de la superficie celular del huésped. Para que esto suceda la bacteria debe contener el factor sexual F o ciertas colicinas (factores de resistencia contra agentes antimicrobianos). Este mecanismo ha evolucionado para favorecer los virus que sólo pueden infectar células en que se pueden replicar. La adhesión al receptor que puede inducir cambios en la proteína de la envoltura viral que resultan en la fusión de las membranas viral y celular.

Penetración, se introducen en la célula huésped mediante endocitosis mediada por receptores o por fusión de membrana.  Algunos virus han evolucionado mecanismos para inyectar su genoma a la célula bacteriana mientras la cápside viral permanece en el exterior.

Despojo, es el proceso en que la cápside vírica es degradada por enzimas virales o del huésped, liberando así el ácido nucleico del genoma vírico.

Replicación, implica la síntesis de ARN mensajero (ARNm) vírico en todos los virus con rasgos de ARN positivos, la síntesis de proteínas víricas, el ensamblaje de proteínas víricas y la replicación del genoma viral. El proceso de replicación es esencial para mantener la estabilidad de la información genética contenida en el ADN. Esta replicación utiliza enzimas idénticas a las involucradas en la replicación del ADN celular y una característica común es la presencia de estructuras circulares temporales por lo menos en algunas de dicho proceso.

Ensamblaje, de partículas víricas, a menudo se produce una modificación postraduccional de las proteínas víricas. Puede producir nuevas partículas virales. Los virus pueden autoensamblarse en un proceso similar a la cristalización, ya que las partículas virales, al igual que los cristales, constituyen estructuras que se encuentran en un estado mínimo de energía libre.

Liberación de la célula huésped por lisis (rotura de la membrana celular). Los virus envueltos son liberados de la célula huésped por gemación (un tipo de reproducción asexual). Durante este proceso, el virus adquiere su envoltura, que es una parte modificada de la membrana plasmática del huésped.

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Tipos de virus.

Debemos diferenciar entre el material genético y el método por el cual los virus se replican:

Virus ADN. El genoma vírico debe atravesar la membrana nuclear de la célula para acceder. La replicación del genoma de la mayoría de virus ADN se produce en el núcleo de la célula. Si la célula tiene el receptor adecuado a la superficie, estos virus entran por fusión con la membrana celular o por endocitosis. Aquí podemos encontrar:

  • Virus ADN bicatenario: Este tipo de virus, por lo general, debe entrar en el núcleo de la célula huésped antes de que sea capaz de replicarse. Tiene su material genético compuesto por ADN de doble cadena y se replica usando una ADN polimerasa, que es dependiente del ADN y no del ARN.  Estos virus requieren de las polimerasas de la célula huésped para replicar el genoma viral y, por lo tanto, son altamente dependientes del ciclo celular. Para que pueda realizarse la infección y la producción de progenie del virus se requiere que la célula esté en la fase de replicación, que es cuando las polimerasas de la célula están activas. El virus puede forzar a la célula a realizar la división celular y de forma crónica esto puede conducir a la transformación de la célula y, en última instancia, producir cáncer.
  • Virus ADN monocatenario: Este tipo de virus posee en su material genético ADN de cadena sencilla y se replica usando una ADN polimerasa dependiente del ADN. Para que exista la replicación en este virus, es necesario que el ADN de cadena simple se convierta en ADN de cadena doble en las células infectadas.

Virus ARD. Son únicos porque su información genética está codificada en ARN o bien precisan para replicarse ARN; esto quiere decir que usan el ácido ribonucleico (ARN) como material genético. La replicación se suele producir en el citoplasma. Los virus ARN utilizan sus propias ARN replicases para crear copias de su genoma. Los virus ARN se pueden clasificar en unos cuatro grupos según su modo de replicación.

  • Virus ARD bicatenario: Posee ARN de cadena doble en su genoma. Se replican en el citoplasma y no dependen de las polimerasas de las células huésped. Una características partícular de éstos es su capacidad para llevar a cabo la transcripción de los segmentos de ARN bicatenarios bajo las condiciones apropiadas dentro de la cápside.
  • Virus ARN monocatenario positivo: Éste tiene ácido ribonucleico (ARN) de cadena sencilla de sentido negativo como material genético y no se replica usando ADN intermedio. El ARN viral negativo es complementario del ARNm y por lo tanto debe convertirse en ARN positivo por una ARN polimerasa antes de la traducción. El ARN purificado de un virus negativo no es por sí mismo infeccioso puesto que necesita ser traducido en ARN positivo. Los virus ARN de sentido negativo utilizan una ARN polimerasa o transcriptasa para formar ARN de sentido positivo. Esto significa que el virus debe aportar la enzima ARN polimerasa puesto que ésta es dependiente del ARN. La molécula ARN de sentido positivo entonces actúa como un ARNm viral, que se traduce en proteínas por los ribosomas del huésped. Las proteína resultante se dedica directamente a la producción de los elementos de los nuevos viriones, tales como las proteínas de la cápside y la ARN replicasa, que se encarga de la producción de nuevas moléculas de ARN de sentido negativo.
  • Virus ARN monocateriano retrotranscrito: Es un virus con ARN de cadena sencilla en su genoma que se replica en la célula huésped mediante transcripción inversa, es decir, mediante la formación de ADN a partir del molde ARN. Estos virus usan transcriptasa inversa codificada viralmente, es decir, una ADN polimerasa dependiente del ARN, para producir ADN a partir del genoma ARN viral. Este ADN a menudo se integra en el genoma del huésped, como en el caso de los retrovirus y seudovirus, donde es replicado y transcrito por el huésped.
  • Virus ARN bicatenario retrotranscrito: Se replican mediante la transcripción inversa, que es la formación de ADN a partir de una plantilla de ARN. Los virus de transcripción inversa que contienen un genoma de ARN utilizan un intermedio de ADN para replicarse, mientras que los que contienen un genoma de ADN utilizan un intermedio de ARN durante la replicación del genoma.

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Virus en plantas.

A los virus de las plantas se les conoce como fitovirus. Éstos son inofensivos para los humanos y demás animales, pues sólo se pueden reproducir en células vegetales vivas. Hay muchos tipos de virus de las plantas, pero a menudo sólo causan una pérdida de producción, y no es económicamente viable intentar controlarlos. Los virus de las plantas a menudo son transmitidos de una planta a otra por organismos conocidos como vectores. Normalmente son insectos, pero también se ha demostrado que algunos hongos, nemátodos y organismos unicelulares son vectores.

Las plantas tienen mecanismos de defensa, elaborados y eficientes contra los virus. Uno de los más eficientes es la presencia de los llamados genes de resistencia (R). Cada gen R confiere resistencia a un virus determinado desencadenando zonas localizadas de muerte celular alrededor de la célula infectada, que se pueden ver a simple vista en forma de manchas grandes. Esto detiene la expansión de la infección. La interferencia del ARN también es una defensa efectiva en las plantas. Cuando están infectadas, las plantas a menudo producen desinfectantes naturales que matan los virus, como el ácido salicílico, el óxido nítrico y moléculas reactivas de oxígeno.

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