¿Qué son los Virus?: Preguntas y Desafíos

¿Qué son los virus?

En el contexto actual intentamos ofrecer en una serie de artículos un acercamiento y ayudar en la comprensión de qué son, dónde están, cómo nos afectan y cómo es posible o no el control, la"erradicación" de estos pequeños invasores que han cambiado nuestra vida drásticamente desde hace unos meses.

¿Y QUÉ ES UN VIRUS?

Son  agentes  infecciosos de muy pequeño tamaño.

¿ESTÁN VIVOS?

Estos pequeños entes fascinantes para muchos están en el límite entre lo que se considera un organismo vivo o no.

Por una parte comparten algunas de las propiedades que caracterizan a un ser vivo como el  grado de organización y cierto grado de adaptación así como también el hecho de  contener en su estructura, un ácido nucleico,  el código con información necesaria para reproducirse pero no pueden hacerlo por sí solos, dependen de la maquinaria metabólica de la célula hospedera, no tienen la posibilidad de crecer, alimentarse, no intercambian sustancias ni energía con el medio ambiente, no responden a estímulos no mantienen un equilibrio interno.

Todo esto y su estructura,  hace que parezcan estar más cerca de ser un complejo molecular inerte que una vez dentro de la célula se convierte en un patógeno que puede llegar a causar el gran daño que estamos viendo actualmente.

¿DESDE CUÁNDO EXISTEN? ¿DE DÓNDE PROCEDEN?

Los virus han estado siempre con nosotros, incluso antes de nosotros. Desde o tal vez antes de los primeros organismos vivos. Están por todas partes no sólo en tiempos  de epidemias o pandemias, están en animales, plantas, en superficies, en mares, en el aire o en el picaporte.
  
Tres  teorías  intentan explicar su origen pero existen muchos aspectos que hacen difícil aclarar este punto.

El hecho de que se desintegren fácilmente hace que no existan fósiles para analizarlos por lo que los estudios comparativos se realizan con virus aislados hace relativamente poco. Esto unido a su capacidad de infectar a todo tipo de organismos,: bacterias, hongos, plantas, animales: su alta tasa de mutación y recombinación genética así como su capacidad de mezclar sus genes con los de su hospedero también hacen difícil este tipo de análisis y extrapolaciones.

En definitiva se dice que:

Son formas degeneradas de parásitos intracelulares. O sea que un parásito ancestral mediante varias etapas pierde la mayor parte de sus componentes y capacidades conservando  puntos importantes para su multiplicación y adquiriendo posteriormente otros componentes (cápside) que le habrían dado la capacidad de transmitirse de célula a célula.

Se han formado a partir de componentes celulares (ácidos nucléicos ) que habrían adquirido capacidad de multiplicarse de forma autónoma  escapando del control celular y adquiriendo también la forma de proveerse de la cápside protectora para su existencia fuera de la célula.

Se han formado a partir de un mundo prebiótico basado en el ácido ribonucleico. Esta molécula habría permitido, también en varias etapas, la formación de un sistema autorreplicativo que habría evolucionado y parasitado células primitivas.

CUÁL ES SU TAMAÑO?

Son partículas muy pequeñas, submicroscópicas, no pueden ser observados mediante el uso de un microscopio convencional (resolución a partir de los 200nm) salvo algunas excepciones .Los típicos suelen medir entre 10 y 300 nanómetros, entre 100 y 10 veces menos que una célula bacteriana como la E. coli (1000 nm x 3000 nm) que a su vez es 10 veces menor que un glóbulo rojo humano (10 000 nm)

Un nanómetro sería el equivalente a dividir un milímetro entre un millón por tanto en 1 milímetro (grosor de una uña) tendríamos 1000 bacterias o 10 000 virus de los que se han tomado como referencia anteriormente; en el grosor de un pelo humano (0.1mm) tendríamos el equivalente a 100 bacterias  o 1000 de estas partículas virales. Precisamente en 0.1mm, el grosor del pelo humano está el límite de resolución de nuestros ojos.

A pesar de esta generalización podemos encontrar virus de gran tamaño, por ejemplo el  Mimivirus 400 nm, que superan a las bacterias más pequeñas como el Mycoplasma. El virus del Ébola es otro ejemplo de la diversidad pues sus partículas tienen un crecimiento filamentoso que hace que pueden llegar a medir 900 nm o más.

Ahora podemos ya ubicar a la familia de los coronavirus que son virus relativamente grandes cuyo diámetro varía entre 80-120nm.

¿CÓMO SON LOS VIRUS?

Son más simples que una célula. Están compuestos por:un núcleo de ácido nucleico  es decir su genoma, toda la información hereditaria; rodeado por una  cubierta de proteínas (cápside). Estas dos estructuras (nucleocápside) puede estar recubierta o no de una envoltura constituida por moléculas de lípídos y proteínas. (envoltura lipídica)

 

¿Y qué es un  ácido nucléico? 

Una larga cadena de moléculas que se repiten. Los eslabones de esta cadena (nucleótidos) están constituidos por un azúcar (ribosa o desoxirribosa según sea RNA o DNA respectivamente) Este azúcar está unido por uno de sus cinco átomos de carbono a  una molécula con nitrógeno (base nitrogenada) y  por otro al ácido fosfórico.

Esta secuencia de nucleótidos encierra en un código todas las características y funciones de quien la porta.

El genoma viral puede tener una o más moléculas de ácido nucléico pero siempre serán del un solo tipo, RNA o DNA, y estas pueden estar en forma de simple o doble cadena.

El tipo de ácido nucleico le proporcionará algunas características distintivas importantes:

Los virus de DNA doble cadena similar al de nuestro genoma, se pueden integrar en él de manera latente y provocar por ejemplo recurrencias como es el caso del herpesvirus o inducir división celular y aparición de cánceres como es el caso del virus del papiloma humano.

Los virus de RNA, al ser esta molécula menos estable y que suele acumular mayor número de cambios o mutaciones,  hace que aparezcan generaciones cada vez muy diferentes, haciendo más difícil su control y tratamiento, es el caso del virus de la gripe.

 El nuevo coronavirus es un virus de RNA de simple cadena que al parecer los estudios están demostrando que no tiene una tan elevada tasa de mutación. Lo cual sería una buena noticia de cara a su control.

La cápside

Protege a la molécula de ácido nucléico del ataque de ácidos, detergentes, la desecación, o enzimas que los hidrolizan, le confiere una estructura sólida y resistente para su vida fuera de la célula. Esto es de gran importancia en la estabilidad de los virus desnudos que veremos más adelante.

Está constituida por una repetición de moléculas proteicas que pueden ser iguales, en los virus con morfología más sencilla, o más de un tipo de proteínas en los más complejos.

Además puede contener otras proteínas que le permiten al virus adherirse a la células y en ocasiones algunas proteínas que necesita para multiplicarse.
 

La envoltura lipídica

Puede estar presente o no (virus envueltos o desnudos) Es una bicapa similar a las membranas celulares, esto se debe a que es obtenida por el virus a partir de la  célula infectada en el momento de su salida de esta y pueden provenir de la membrana externa como de otras membranas internas.

Encontramos por tanto lípidos, proteínas y proteínas unidas a carbohidratos en su composición.

Estas proteínas, que suelen ser diferentes a las de la célula de la que proviene, pueden extenderse por toda la superficie de la partícula viral sobresaliendo a modo de espinas. Tienen funciones muy importantes de reconocimiento y anclaje a células dianas y también otras como el hecho de despertar la respuesta inmunológica.

En el caso del COVID -19 por ejemplo estaríamos hablando de la proteína S que tiene especial afinidad por una proteína de la superficie de la célula de la mucosa respiratoria (receptor ACE2) estos van a reconocerse e interactuar como lo que suele llamarse la llave en su cerradura.

Además de facilitar la entrada del virus a la célula diana, esta estructura le confiere características importantes a la partícula viral:

Virus envueltos: Debido a su composición esta envoltura suele romperse por la presencia de ácidos, detergentes y disolventes ocasionando la inactivación de la partícula viral, lo cual es de vital importancia para prevenir la infección.

 Suelen ser estables solo en medio acuoso, son los que comúnmente se transmiten a través de algún tipo de fluido y son más fáciles de inactivar.

Virus desnudos: Estos en cambio son mucho más resistentes al calor, desecación, ácidos y detergentes gracias a las propiedades de la cápside que los mantiene activos. Suelen transmitirse por tanto mediante el polvo, contacto con objetos infectados entre otros.


La estructura que puede parecer sencilla y las propiedades que le confiere a la partícula viral contribuye a que exista la gran diversidad y múltiples criterios a tener en cuenta para clasificarlos y agruparlos, por ejemplo:

  • Genoma: DNA o RNA, número de cadenas (doble o simple)
  • Morfología : Simetría de la capside, tamaño, si son envueltos o desnudos, 
  •  Propiedades biológicas: Hospedador (virus animal, vegetal, bacteriano), modo de transmisión, distribución geográfica et
  • Otros 
Los virus que afectan a los animales son un ejemplo


Esquemas de clasificación de los virus animales. van Regenmortel y cols. (ed.), (2000).


Mas adelante veremos cómo llegan a infectar nuestras células, cómo lucha nuestro cuerpo para eliminarlos, cuánto duran, qué podemos hacer para evitarlos y otros aspectos prácticos interesantes.


Referencias






Curtis, Helena,  Adriana Schnek, 7ma ed.2008
Curtis Biología

Jimenez, Horacio Merchant Larios
Biologia Celular Y Molecular

Peña Núñez, Blanca del Rosario, et al.
Biología, vol. 17, no. 2, 2003, p. 72+. Accessed 22 Apr. 2020.
"Articulo de revisión origen y evolucion de virus con especial referencia a los virus ARN."

Shailendra K. Saxena ed.
Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): Epidemiology, Pathogenesis, Diagnosis

Stanier, Roger Y. Villanueva, Julio R.
Microbiología

Teri Shors
Virus: Estudio Molecular Con Orientacion Clinica/ Molecular Study

Tortora, Gerard J. Berdell R. Funke, Christine L. Case; 9na ed.
Introducción a la Microbiología












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