Los Virus

Posted by: Virtual Academia On viernes, agosto 17, 2012


Los virus son un reino de parásitos intracelulares obligatorios, de pequeño tamaño, de 20 a 500 milimicras, constituidos sólo por dos tipos de moléculas: un ácido nucleico y varias proteínas. El ácido nucleico, que puede ser ADN o ARN, según los tipos de virus, está envuelto por una cubierta de simetría regular de proteína, denominada cápside.

Los huéspedes que ocupan pueden ser animales, vegetales o bacterias. Entre los microorganismos, los virus parasitan bacterias, son los bacteriófagos o fagos, pero no se conocen virus que infecten algas, hongos o protozoos. Entre los vegetales, sólo se han encontrado infecciones por virus en las plantas con flores, pero no en las plantas inferiores. Entre los animales, se conocen muchos que parasitan vertebrados, pero entre los invertebrados, sólo se han encontrado en artrópodos.

Las enfermedades humanas, causadas por virus, más conocidas, son la poliomielitis, gripe, viruela, sarampión, fiebre amarilla, encefalitis, paperas, tracoma, etc. Actualmente se cree que algunos tumores cancerosos son también de origen vírico. Las infecciones víricas en general, no pueden ser tratadas con antibióticos; sin embarco, el interferón, producto biológico sintetizado por los tejidos invadidos por un virus, es activo contra infecciones causadas por otros.

Los virus más conocidos de todos son los fagos, debido a la gran facilidad técnica del cultivo de bacterias, comparado con el cultivo de tejidos o embriones. Su ciclo vital es el siguiente: la partícula del fago se fija en determinados puntos de la pared de la bacteria y la molécula de ácido nucleico, junto con algunas proteínas enzimáticas, es inyectada dentro de la bacteria y queda fuera la cápsula proteica vacía. Después de esta penetración, la célula infectada deja de producir sus proteínas y se pone a fabricar las del fago, que, de ese modo, va haciendo copias de su ácido nucleico y de las subunidades proteicas de la cápsula, que se reúnen para constituir las partículas completas; cuando éstas se han acumulado en un cierto número, la bacteria se rompe y libera los virus, que van a infectar las células próximas.

Se ha discutido mucho si los virus son o no seres vivos. Por una parte se reproducen, aunque dependientes de la célula de la que utilizan enzimas y ribosomas; no metabolizan substancias para producir energía, y sólo tienen un tipo de ácido nucleico, ADN o ARN; además son cristalizables. Posiblemente, sistemas parecidos a los virus, pero de vida libre, fueron los primeros seres vivos.

Los hechos más sobresalientes que han motivado el rápido desarrollo de la virología, la parte de la microbiología que tiene por objeto el desarrollo de los virus, son: en la última década del siglo pasado, Ivanovsky primeramente y después Beijerinck descubrieron la existencia de agentes infectivos, más pequeños que las bacterias hasta entonces conocidas, a los que hoy se denominan virus; en el año 1.931, Elford consiguió medir las dimensiones de los virus; Roux hizo el primer intento de cultivo de virus; y Goodpasture lo obtuvo en huevos fecundados, es, decir, con embrión de pollo; Max Theiler consiguió la primera vacuna contra la fiebre amarilla del mono, practicando inoculaciones sucesivas de su virus en ratones y cultivando después el producto en embriones de pollo, y, encontrado en el camino, se han preparado otras vacunas contra el cólera porcino, el moquillo y la rabia del perro, etc.; en 1.935, Stanley cristalizó el virus del mosaico del tabaco; Williams fotografió por primera vez un virus, por medio del microscopio electrónico; en 1.949, Enders, Robinson y Willer cultivaron el virus poliomielítico; Coons demostró la situación de las partículas víricas en las diferentes partes de la célula, mediando la técnica de los anticuerpos fluorescentes; Fraenkel-Conrat y Williams fraccionaron el virus en una parte proteica y en ácido nucleico y demostraron que, separadamente, no poseen infectividad; y Gierer y Scharamm pusieron de manifiesto que la infectividad de ciertos virus es debida al ácido nucleico. En el año 1.957, Isaacs descubrió el interferón.

Los virus, aparte de su importancia como agentes patógenos, tienen un gran interés en biología molecular, para el estudio de ácidos nucleicos, ya que de ellos se pueden extraer en gran cantidad y pureza. Por último, es de esperar que por medio de las técnicas investigadoras actuales se alcancen, en un futuro próximo, descubrimientos de trascendental importancia para el conocimiento de los virus y la manera de combatirlos.

Según su forma, se distinguen los siguientes tipos de virus: icosaédricos, como el virus de la poliomielitis; helicoidales, como el virus del mosaico del tabaco; bacteriófagos, que sólo infectan a las células bacterianas; y virus con envoltura, como el de la viruela, el del sida o el de la gripe. Los icosaédricos, como dice su nombre, tienen forma de un icosaedro. Los helicoidales son de forma cilíndrica. Los bacteriófagos son el nombre particular de ciertos virus que transportan una partícula genética de una célula bacteriana a otra. Descubiertos por D'Herelle en 1.915, se obtienen mediando filtración; son específicos, es decir, que cada uno ataca solamente a una especie de bacterias; de cabeza poliédrica con ácido desoxirribonucleico en su interior, y cola anular, o bien en forma de esférula o de bastón, con una placa basal, espinas y fibras en la parte inferior. Su importancia ha decrecido con el descubrimiento de las sulfamidas y de los antibióticos. Los virus con envoltura son más o menos esféricos.


Estructura y organización de las partículas virales


Los virus más pequeños y simples están constituidos únicamente por ácido nucleico y proteínas. El ácido nucleico es el genoma viral, ubicado en el interior de la partícula, y puede ser ADN o ARN. Generalmente está asociado con un número pequeño de moléculas proteicas que pueden tener actividad enzimática o cumplir alguna función estabilizadora para el plegamiento del ácido nucleico y armado de la partícula viral. Este conjunto de genoma y proteínas íntimamente asociadas es llamado "core", núcleo, nucleoproteína onucleoide. Este núcleo central está rodeado por una cubierta proteica, la cápside, que junto con el genoma constituye la nucleocápside. Las cápsides virales están formadas por un gran número de subunidades polipeptídicas que se ensamblan adoptando una simetría de tipo helicoidal (nucleocápside en forma de bastón) o icosaédrica (partículas casi esféricas). En algunos virus más complejos, por fuera de la cápside se encuentra otra cubierta, laenvoltura, que es una estructura membranosa constituida por lípidos y glicoproteínas. Dicha cubierta viral puede ser considerada una cubierta protectora adicional.







Tipos de ADN virales
La mayoría de los virus ADN presentan un genoma bicatenario, con excepción de los parvovirus, constituidos por ADN monocatenario. Además las moléculas de ADN viral pueden ser lineales o circulares.
La conformación circular que presentan los Papovaviridae y Hepadnaviridae, confiere una serie de ventajas al ácido nucleico respecto de la estructura lineal, otorgándole protección frente al ataque de exonucleasas, facilitando la replicación completa de la molécula y su posible integración al ADN celular. En el caso de los papovavirus, el ADN puede presentar tres conformaciones: la forma I corresponde a la molécula circular covalentemente cerrada y superenrollada sobre sí misma. Si se produce una ruptura en una unión en una de las cadenas, la doble hélice se desenrolla y resulta una molécula circular relajada (forma II). Por último, la forma III es el resultado de una ruptura en la otra cadena que origina una molécula bicatenaria lineal.
El ADN circular de los hepadnavirus tiene una estructura muy peculiar y de características únicas dentro de los ADN virales: una de las cadenas (S, corta) es incompleta, de manera que el 15-50% de la molécula es monocatenaria; la otra cadena (L, larga) presenta ruptura en un único punto de la molécula y además tiene una proteína unida covalentemente en el extremo 5`.
Tipos de ARN virales
Los ARN de los virus animales son en su gran mayoría de cadena simple, siendo Reoviridaey Birnaviridae las únicas familias que presentan como genoma ARN bicatenario. En algunos grupos de virus, el ARN genómico está segmentado en varios fragmentos, cuyo número es característico de cada familia.
Además de las características físicas y químicas mencionadas, la polaridad o sentido de la cadena de ARN es una propiedad fundamental utilizada para definir los distintos tipos de ARN viral. Se parte de definir como polaridad positiva la secuencia de bases correspondiente al ARNm y polaridad negativa a la secuencia complementaria a la del ARNm. Un virus es de cadena positiva cuando su ARN genómico tiene la polaridad que le permite actuar como ARNm, o sea ser traducido en proteínas, inmediatamente después de haber entrado a la célula.
Por el contrario, en los virus de polaridad negativa el ARN genómico tiene la  secuencia complementaria al ARNm viral; por lo tanto, cuando se produce la infección y el ARN viral entra en la célula debe sintetizar la cadena complementaria que será el ARNm. Para ello, los virus de polaridad negativa llevan en el virión asociada a su genoma una ARN polimerasa dependiente de ARN, enzima denominada transcriptasa, que efectúa la transcripción del ARN mensajero a partir del ARN genómico.

Cápsides

La cápside es una cubierta proteica externa que encierra y protege al genoma viral de la acción de nucleasas y otros factores adversos del medio exterior. Además, en los virus desnudos carentes de envoltura, la cápside es la encargada de establecer a través de alguna de sus proteínas la unión con la célula que será parasitada por el virus. Asimismo, las proteínas de la cápside contienen los determinantes antigénicos contra los que el sistema inmune del huésped elaborará la respuesta de anticuerpos en defensa del organismo.
Hay dos tipos básicos de estructura que pueden presentar las cápsides virales: simetríaicosaédrica, observándose el virión al microscopio de forma aproximadamente esférica, osimetría helicoidal, resultando nucleocápsides filamentosas tubulares pero que pueden estar encerradas dentro de una envoltura que confiere a la partícula forma esférica o de bastón.
Simetría icosaédrica: El icosaedro es un poliedro de 20 caras triangulares equiláteras con 12 vértices. Presenta simetría rotacional 5.3.2, por lo que tiene 6 ejes de simetría quíntuple que pasan a través de pares de vértices opuestos; 10 ejes de simetría triple que pasan a través del centro de las caras, y 15 ejes de simetría binaria, a través de los puntos medios de las aristas.

Envolturas

La envoltura de un virus es una membrana constituida por una doble capa lipídica asociada a glicoproteínas que pueden proyectarse en forma de espículas desde la superficie de la partícula viral hacia el exterior.
Los virus adquieren su estructura mediante un proceso de brotación a través de alguna membrana celular. El número de glicoproteínas que presentan los virus animales es muy variable.
Las glicoproteínas virales que forman las espículas son proteínas integrales de membrana que atraviesan la bicapa de lípidos presentando tres dominios topológicamente diferenciables: 1) un gran dominio hidrofílico hacia el exterior de la membrana; 2) un pequeño dominio hidrofóbico formado por 20-27 aminoácidos que atraviesa la capa lipídica y ancla la glicoproteína a la membrana; 3) un pequeño dominio hidrofílico hacia el interior de la partícula viral. Este último dominio interactúa con las proteínas de la nucleocápside, ya sea directamente o a través de una proteína viral no glicosilada denominada M (de matriz), que se encuentra en algunos virus animales por debajo de la bicapa.
Las glicoproteínas virales cumplen diversas funciones biológicas durante el ciclo de vida de un virus, siendo esenciales para la infectividad, ya que actúan: 1) en la adsorción a la célula huésped; 2) en el proceso de fusión que permite la entrada de la nucleocápside viral al citoplasma; 3) en la brotación, que permite la salida del virus envuelto a partir de la célula infectada. Además las glicoproteínas son el blanco de reacción para el sistema inmune tanto en la respuesta humoral como celular.
Los virus se clasifican en base a su morfología, composición química y modo de replicación. Los virus que infectan a humanos frecuentemente se agrupan en 21 familias, reflejando sólo una pequeña parte del espectro de la multitud de diferentes virus cuyo rango de huéspedes van desde los vertebrados a los  protozoos y desde las plantas y hongos a las bacterias.

Nomenclatura

El nombre de los virus obedece a distintas consideraciones. Algunas veces se debe a la enfermedad que ellos producen, por ejemplo el virus polio se llama así porque produce la poliomielitis. También puede deberse al nombre de los descubridores como el virus del Epstein-Barr, o a características estructurales de los mismos como los coronavirus. Algunos poseen un nombre derivado del lugar donde se los halló por primera vez, tal es el caso del virus Coxsackie o Norwalk.
El ICTV (International Committee on taxonomy of viruses) ha propuesto un sistema universal de clasificación viral. El sistema utiliza una serie de taxones como se indica a continuación:
Orden (-virales)
Familia (-viridae)
Subfamilia (-virinae)
Género (-virus)
Especie ( )
Por ejemplo, el virus del Ebola de Kikwit se clasifica de la siguiente manera

- Orden Mononegavirales

- Familia Filoviridae
- Género Filovirus
- Especie: Ebola virus Zaire
VIRUS   ADN
Familia
Género
Ejemplo
Comentario
Herpesviridae
Alphaherpes-virinae
Herpes simplex virus type 1 (aka HHV-1)
Encefalitis, estomatitis aguda, llaga labial del resfríado.
  
Herpes simplex virus tipo 2 (aka HHV-2)
Herpes genital, encefalitis
  
Varicella zoster virus (aka HHV-3)
Varicela, Herpes Zóster
 
Gammaherpes-virinae
Epstein Barr virus (aka HHV-4)
Mononucleosis hepatitis, tumores (BL, NPC)
  
Sarcoma de Kaposi, asociado al herpesvirus, KSHV (aka Human herpesvirus 8)
Probablemente: tumores, inc. Sarcoma de Kaposi (KS) y algunos linfomas de células B
 
Betaherpes-virinae
Cytomegalovirus Humano (aka HHV-5)
Mononucleosis, hepatitis, pneumonitis, congénitas
  
Human herpesvirus 6
Roseola (aka E. subitum), pneumonitis
  
Human herpesvirus 7
Algunos casos de reseola?
Adenoviridae
Mastadeno-virus
Adenovirus Humano
49 serotipos (especies); infecciones respiratorias.
Papovaviridae
Papilloma-virus
Papillomavirus Humano
70 especies; verrugas y tumores
 
Polyoma-virus
JC, BK viruses
usualmente poco graves; JC causa PML en SIDA
Hepadnaviridae
Hepadna-virus
Virus de la
Hepatitis B
Hepatitis (crónica), cirrosis, tumores hepáticos.
Poxviridae
Orthopox-virus
Vaccinia virus
Virus de la vacuna de la viruela
  
Monkeypox virus
Enfermedad como la viruela, zoonosis muy rara (un brote reciente en el Congo; 92 cases desde 2/96 - 2/97)
 
Parapox-virus
Orf virus
Lesiones dérmicas ("pocks")
Parvoviridae
Parvo-virus
B19 parvovirus
Exantema. infecciosa. (5ª emfermedad), crisis aplástica, pérdida fetal.
 
Dependo-virus
Virus Adeno-asociado
Util para terapia génica; se integra en el cromosoma
  VIRUS ARN
Familia
Género
Ejemplo
Comentario
Picornaviridae
Entero-virus
Polioviruses
3 tipos; meningitis aséptica, poliomielitis paralítica
  
Echoviruses
32 tipos; Aseptic meningitis, rashes
  
Coxsachieviruses
29 types; meningitis aséptica, miopericarditis
 
Hepato-virus
Virus de la
Hepatitis A
Hepatitis aguda (propagación fecal-oral)
 
Rhino-virus
Human rhinoviruses
115 tipos; Resfríado común
Caliciviridae
Calici-virus
Norwalk virus
Enfermedad gastrointestinal.
 
Hepe-virus
Virus de la
Hepatitis E
Hepatitis aguda (propagación fecal-oral)
Paramyxoviridae
Paramyxo-virus
Parainfluenza viruses
4 tipos; Resfríado común, bronquiolitis, neumonía
 
Rubula-virus
Virus de las Paperas
Paperas: parotitis, meningitis aséptica (raro: orquitis, encefalitis)
 
Morbilli-virus
Virus del sarampión
Sarampión: fiebre, exantema (raro: encefalitis, SSPE)
 
Pneumo-virus
Virus Sincitial respiratorio
Resfríado común(adultos), bronquiolitis, neumonia (niños)
Orthomyxoviridae
Influenza-virus A
Influenza virus A
Flu: fiebre, mialgias, malestar general, tos, neumonia
 
Influenza-virus B
Influenza virus B
Flu: fiebre, mialgias, malestar general, tos, neumonia
Rhabdoviridae
Lyssa-virus
Virus de la Rabies
Rabia: incubación larga y después enfermedad del SNC y muerte.
Filoviridae
Filo-virus
Virus de
Ebola and Marburg
Fiebre hemorrágica, muerte
Bornaviridae
Borna-virus
Borna disease virus
No muy claro; relacionado con enfermedades tipo:ezquizofrenia en algunos animales.
Retroviridae
Onco-virinae
Human T-lymphotropic virus type-1
Leucemia de células T del adulto. (ATL), paraparesia espástica tropical (TSP)
 
Spuma-virinae
Human foamy viruses
No se conoce patología
 
Lenti-virinae
Virus type1 y  2 de la inmunodeficiencia humana
SIDA, enfermedad del SNC
Togaviridae
Rubi-virus
Virus de la Rubeóla
Exantema; malformaciones congénitas.
 
Alpha-virus
Virus de la Encefalitis equina   (WEE, EEE, VEE)
Transmitida por mosquitos, encefalitis
Flaviviridae
Flavi-virus
Virus de la Fiebre Amarilla
Mosquito-born; fever, hepatitis (yellow fever!)
  
Virus del Dengue
Transmitida por mosquitos; hemorrhagic fever
  
Virus de la Encefalitis de San Luis
Transmitida por mosquitos; encephalitis
 
Hepaci-virus
Virus de la
Hepatitis C
Hepatitis (con frecuencia: crónica), cáncer hepático
Reoviridae
Rota-virus
Rotaviruses Humano
6 tipos; Diarrea
 
Colti-virus
Virus de la Fiebre de Garrapatas de Colorado
Transmitido por garrapatas; fiebre
 
Ortho-reovirus
Reoviruses Humanos
Enfermedad leve
Bunyaviridae
Hanta-virus
Síndrome Pulmonar por  Hantavirus
Propagado por roedores; enfermedad pulmonar (puede ser letal, Ej brote de las "4 esquinas")
  
Hantaan virus
Propagado por roedores; fiebre hemorrágica con síndrome renal.
 
Phlebo-virus