Definición.
Los virus son partículas microscópicas muy sencillas constituidas por un ácido nucleico (genoma vírico) que está envuelto por una cápsula proteica y, a veces, una envoltura membranosa.
Cuando están fuera de la célula, son inertes, porque no tienen las enzimas para realizar un metabolismo propio. Lo que se llama, fase extracelular.
Los virus se pueden adherir a la superficie de una célula, e introducir en ella su genoma viral. Dentro de esta célula se reproduce, y así, es capaz de sintetizar las envolturas de nuevos virus, aprovechándose de la energía, enzimas, etc. de la célula. Esta es la fase intracelular. Por lo tanto, los virus son parásitos obligados.
Los virus son mucho más pequeños que las células, no suele pasar los
Los virus, se pueden clasificar, según el huésped al que parasiten, en virus bacteriófagos, vegetales y animales. También se les puede clasificar, fijándonos en su ADN, o forma de la cápsula proteica, etc.
Origen: La hipótesis más aceptada actualmente defiende que los virus son formas simplificadas y no formas simples y primitivas. Por lo que su origen es muy posterior a la vida.
Estructura de los virus.
Se pueden distinguir tres partes:
• Genoma vírico. Se compone de una o varias moléculas de ADN o de ARN, pero nunca las dos a la vez. El ácido nucleico tiene una sola cadena, que puede ser bicatenaria, o monocatenaria.
• Cápsida. Es la cubierta proteica que envuelve al genoma vírico. Su función es proteger al ácido nucleico y, además, en los virus que no tienen membrana, el reconocimiento de los receptores de membrana de las células a las que el virus parasita. Al conjunto del genoma vírico y cápsida, se le llama nucleocápsida.
La cápsida está formada por proteínas globulares. Lo que determina la existencia de varios tipos de cápsidas:
- Icosaédrica: Estructura poliédrica con 20 caras triangulares, 12 vértices y 30 aristas. Ejemplo: El virus de las verrugas humano.
- Helicoidal: Los capsómeros (proteínas globulares) están formando una estructura tubular en cuyo interior se sitúa el ácido nucleico. Ejemplo: Virus de la rabia.
- Compleja: Aparece en algunos virus bacteriófagos. Este tipo de cápsida tiene dos partes: la cabeza, icosaédrica y que contiene el ácido nucleico; y la cola, adaptada para la inyección del ácido nucleico en la bacteria. En esta cola pueden contener enzimas y ATP, con la función de destruir la pared bacteriana, para que sea más fácil introducir el genoma vírico.
Bacteriófagos: Este tipo de cápsida tiene dos partes: la cabeza, de tipo icosaédrico y que contiene el ácido nucleico, y la cola, adaptada para la inyección del ácido nucleico en la bacteria. En la base de la cola existe una placa basal que posee espinas y a la que se unen fibras caudales, todo formado por proteínas.
Retrovirus: La característica principal que particulariza a los retrovirus es que su genoma (es decir, su material genético) está constituido por ARN en lugar de ADN, al contrario que en el resto de virus.
• Envoltura membranosa. Un grupo de virus poseen esta envoltura, que rodea a la nucleocápsida. Esta envoltura se compone de una doble capa lipídica. Las glicoproteínas sobresalen ligeramente de la envoltura y tienen como función el reconocimiento de la célula huésped, e inducir a que se introduzca el virus en ésta, mediante fagocitosis. Ejemplo: Virus que producen la hepatitis B, la gripe, la viruela y el SIDA.
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS VIRUS.
Los virus son capaces de reproducirse dentro de la célula huésped, mediante un especial mecanismo: se multiplican por síntesis y posterior reunión de sus componentes. Para ello utilizan las estructuras y materiales de la célula huésped.
Su ciclo biológico presenta varias modalidades.
En general consta de las siguientes partes.
· Adsorción: es la unión entre el virus y la célula. En general la unión virus-célula es bastante específica y determina la gama de huéspedes de un virus. Es decir, los virus solo infectan células en las que sean capaces de reproducirse.
· Penetración: es la entrada del virus o del material genético en el interior de la célula. Esta entrada varia dependiendo de la especie de virus. Se puede producir por endocitosis (virus sin envoltura), penetración directa (virus sin envoltura), o la inyección del material genético (algunos virus sin envoltura y los bacteriófagos).
· Multiplicación: biosíntesis de los elementos necesarios para la formación del virus. Además en esta fase el ácido nucleico del virus también puede apoderarse del metabolismo de la célula, para ello su material genético se une al ácido nucleico de la célula. También se obtienen múltiples copias del ácido nucleico del virus y de sus demás complementos.
· Ensamblaje: reorganización y posterior unión de todos los componentes del virus. Se forma la cápside del virus y en ella se introduce el ácido nucleico vírico.
· Liberación: los virus salen al exterior de la célula bien por lisis o por gemación. Los virus sin envoltura salen normalmente por lisis, mientras que los que poseen envoltura lo hacen mediante la gemación.
Nos centraremos en el estudio de los ciclos biológicos de los bacteriófagos y de los retrovirus.
CICLO BIOLÓGICO DE UN BACTERIOFAGO.
Un bacteriófago o fago es aquel que esta constituido por ADN como material genético. Su ciclo biológico puede ser de 2 tipos:
- Lítico.
- Lisogénico.
CICLO LITICO.
Es el mas frecuente y conduce a al destrucción de la célula huésped.
Se compone de las siguientes fases:
· Adsorción: el virus contacta fortuitamente con la célula, y si esta es susceptible de ser infectada, las fibras caudales se unen químicamente a ciertas moléculas de la pared bacteriana que sirven como receptores al virus en particular. Luego el fago clava sus espinas basales en la pared uniéndose de forma mecánica.
· Penetración: ciertas enzimas de la placa basal del fago perforan la pared celular y la vaina de la cola se contrae, con lo que el ADN vírico es inyectado a través del tubo central, que atraviesa la perforación y entra en el citoplasma celular. La cubierta proteica queda fuera.
· Eclipse: el virus no es observable en el interior de la bacteria (de ahí su nombre). El ácido nucleico vírico se apodera del metabolismo celular y se sintetizan proteínas especificadas por los genes víricos, como los capsómeros y ciertas enzimas que destruyen el ADN bacteriano; así cesa la producción de ácidos nucleicos y proteínas celulares. El ácido nucleico vírico se replica varias veces.
· Ensamblaje: las proteínas que forman la cubierta se reorganizan el ADN penetra en la cabeza el virus y se constituyen los nuevos fagos.
· Lisis: es debida a la acción de determinadas enzimas, liberándose los nuevos fagos para poder seguir repitiendo el ciclo.
CICLO LISOGENICO
Es similar al lítico, es decir, se producen las fases de adsorción y penetración, pero tras esta fase, el ADN vírico se incorpora al ADN bacteriano, se duplica al mismo tiempo que este pero no toma el control de la célula. El virus se transmite a las células hijas en sucesivas generaciones. Este virus permanece en estado de latencia, y son los llamados fagos atenuados o profagos, y la bacteria infectada es la bacteria lisogénica.
Ciertos estímulos externos, como pueden ser rayos X, ultravioleta, etc..., provocan la inducción del profago, es decir su activación. Este se separa del cromosoma bacteriano e inicia un ciclo lítico (fases de eclipse, ensamblaje y lisis).
Algunos ejemplos de fagos son:
- Myoviridae, que comprende fagos como T2, T4, T6 y P2, que contienen ADN lineal bicatenario.
- Styloviridae, cuyos miembros también contienen ADN lineal de doble cadena, como por ejemplo los fagos T5 y l.
- Inoviridae, con ADN circular de hebra sencilla, como por ejemplo el bacteriófago m13.
CICLO BIOLÓGICO DE UN RETROVIRUS
Los retrovirus son un tipo de virus animales. Algunos ejemplos de retrovirus son el VIH, el virus de la gripe o el virus linfotrópico T humano, causante de la leucemia.
Suelen ser virus oncogénicos, es decir, capaces de generar canceres. Esto es debido a que integran su genoma en el material genético de la célula y pueden ser portadores de oncogenes o alterar la expresión de los genes celulares.
Su ciclo vital se compone de las siguientes fases:
· Entrada: el virus suelta su material genético en el interior de la célula.
· Trascripción: el ARN vírico mediante la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa (enzima) saca copias del ADN celular.
· Integración: estas copias de ADN celular emigran al núcleo y se integran en un cromosoma de la célula parasitada. Se integran gracias a una enzima, la integrasa.
· Trascripción II: el ADN vírico o provirus puede permanecer en estado de latencia o debido a ciertos estímulos “despertar”. En este momento se produce un a segunda trascripción para sintetizar nuevas moléculas de ARN y proteínas víricas. El retrovirus toma el control de la célula.
· Encapsidación: todos los elementos del virus se organizan y se empaquetan gracias a la enzima proteasa.
· Gemación: los nuevos virus se liberan por gemación, envueltos en la membrana de la célula hospedadora, sin producir la muerte de la misma.
EFECTOS DE LOS VIRUS
La infección vírica producida por virus animales o vegetales puede ocasionar:
- La destrucción de la célula hospedadora (infección lítica)
- Alteraciones citológicas y de crecimiento en los procesos donde las partículas son liberadas por gemación (infección persistente)
- Multiplicándose en ciertas células del organismo de forma inapreciable ya que permanecen de forma latente y reactivándose en presencia de estímulos (infección latente). Esto ocurre solo en virus animales y puede deberse a la integración del acido nucleico del virus en el genoma del hospedador y generar partículas víricas (provirus).
Los efectos según el tipo de virus.
Los virus que afectan a las bacterias se denominan bacteriófagos.
Los virus vegetales provocan infecciones cuyos síntomas visibles comprenden desde mosaicos (alternancia de zonas normales y cloróticas) moteados y anillos necróticos, hasta alteraciones en los brotes o en el desarrollo de la planta. Un mismo virus puede producir síntomas distintos en diversas especies.
Las mas comunes sin producidas por el virus del mosaico del tomate, por el virus Y de la patata y el virus de mosaico del tabaco. Pueden llegar a acumularse grandes cantidades de ellos en el interior de la planta como el virus del mosaico del tabaco que puede representar el 10% del peso.
Los virus animales pueden estar formados por ARN o ADN, según el material genético que contengan provocan distintas enfermedades:
- Los virus con ARN monocatenario (retrovirus) son los de la gripe, la fiebre amarilla o la rabia.
La gripe, también conocida como influenza, es una infección vírica muy contagiosa de las vías respiratorias. Los síntomas de la gripe pueden incluir: fiebre, escalofríos, dolor de cabeza, mareos, cansancio, tos, dolor de garganta, moqueo nasal, diarrea... Tras unos 5 días, la fiebre y los otros síntomas suelen desaparecer, pero pueden persistir la tos y la debilidad. Por lo general, en una semana o dos todos los síntomas desaparecen. Sin embargo, cuando el proceso se acompaña o va seguido de una neumonía viral o bacteriana, la mortalidad aumenta. La gripe se contagia al propagarse por el aire a través de gotitas infectadas por el virus que se expulsan al toser o estornudar.
- También hay retrovirus que trascriben su ARN a una molécula de ADN al infectar a la célula y estos son los virus oncogénicos; tiene la capacidad de transformar las células hospedadoras en cancerosas, pertenece a ellos el VIH.
La infección humana por el virus VIH produce una compleja enfermedad denominada síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA). Infecta a las células de la sangre y del sistema nervioso y suprime el sistema inmunitario ya que destruye los linfocitos T CD4 que son un tipo de glóbulo blanco. Esto hace que se puedan producir graves infecciones en el organismo.
Los síntomas relacionados con el VIH por lo general se deben a una infección en parte del cuerpo: diarrea, fatiga, fiebre, ulceras bucales, erupción cutánea, inflamación de los ganglios linfáticos... la enfermedad puede tardar hasta diez años en iniciarse.
La terapia involucra siempre una combinación de medicamentos antivirales que logran reducir la carga viral a niveles indetectables.
El SIDA se transmite por la sangre (con el uso de jeringuillas no esterilizadas), por contacto sexual o durante el nacimiento a través de la placenta o de la leche materna.
- Los virus con ADN son el herpesvirus o el virus de la hepatitis B.
La hepatitis B, llamada VHB (virus de hepatitis B), es un virus que infecta al hígado. Cuando la respuesta inmunitaria del cuerpo detecta la infección, envía células especiales para combatirla. Sin embargo, estas células que combaten la enfermedad pueden llevar a la inflamación del hígado.
El daño hepático también interfiere con la capacidad del cuerpo para deshacerse de la bilirrubina, un producto de la descomposición de glóbulos rojos viejos. Esto lleva a que se presente ictericia (coloración amarillenta de los ojos y del cuerpo) y orina turbia.
Los síntomas pueden abarcar: Inapetencia, fatiga, fiebre baja, dolores musculares y articulares, nauseas y vómitos y piel amarillenta y orina turbia debido a la ictericia. Los pacientes con hepatitis crónica se tratan con antivirales. La hepatitis B no se puede curar, pero estos medicamentos pueden ayudar a disminuir la infección.
La infección se puede producir a través de trasfusiones de sangre, contacto con la sangre de una persona infectada o uso de agujas no esterilizadas.
Es muy difícil la relación directa entre una infección producida por un determinado virus y el cáncer pero se admite que ciertos virus animales y retrovirus están directamente implicados en el desarrollo de ciertos procesos tumorales malignos.
Los tratamientos que existen contras las infecciones virales no suelen ser del todo satisfactorios, ya que la mayoría de las drogas que destruyen los virus también afectan a las células en las que se reproducen.
El único medio efectivo para prevenir las infecciones virales es la utilización de vacunas que estimulan el sistema autoinmune y hacen que genere anticuerpos que le protejan cuando vuelva a ponerse en contacto con el mismo virus.
Las vacunas más usuales son las del sarampión, gripe...
Epidemias y pandemias.
Al expandirse se convierte en pandemia que es una enfermedad epidémica que se extiende a muchos países o que ataca a casi todos los individuos de una localidad o región.
Una de las pandemias mas importantes que se han producido ha sido
- INTRODUCCIÓN
Actualmente se conocen varios tipos de partículas infecciosas de organización acelular o molecular, aunque hay algunas partículas para las que no hay un acuerdo unánime en considerarlas como virus atípicos o formas distintas. En cualquier caso, todas estas modalidades han de situarse en la frontera entra la materia inerte y la viva. Además tienen en común la capacidad de perpetuarse dentro de las células, a las que aportan caracteres nuevos o les provocan graves enfermedades. Por ello se podrá mantener la discusión de si son o no organismos; pero lo que sí sabemos con certeza es que fuera de las células, son partículas inertes, o no existen como tales al no presentar fase extracelular. Su origen es bastante incierto desde el punto de vista evolutivo.
1.- VIROIDES
-DEFINICIÓN:
Fragmentos de ARN desnudo monocatenario y circular que infectan de forma exclusiva a células vegetales. Son un tipo particular de virus que carecen de envuelta proteica. Los mecanismos por los que causan infección están relacionados con la autocatálisis de su material genético, que se trata de un proceso en el que un compuesto químico induce y controla una reacción química sobre sí mismo. No son catalizadores en sentido estricto porque su estructura química resulta alterada durante el proceso, y además el compuesto no se destruye pudiendo mantener sus propiedades. Por lo tanto, constituyen una etapa primitiva de los virus. Pero a diferencia de éstos, los viroides no poseen proteínas ni lípidos y su ARN resulta ser mucho más pequeño (246-401 nucleótidos). Se replican de forma autónoma, utilizando el sistema de transcripción de la célula susceptible.
-CARACTERÍSTICAS:
Se encuentran en el núcleo de las células infectadas y se desconoce el modo de replicación, pero se sabe que el ARN que los constituyen no es el
ARN mensajero y tampoco se traduce a enzimas que participen en su propia replicación. Causan la enfermedad, interfiriendo con la regulación génica de la célula hospedadora en la etapa de maduración del ARN mensajero celular (splicing). En esta etapa, las enzimas eliminan fragmentos de ARN (intrones), que no poseen información genética y se vuelven a empalmar los fragmentos restantes (exones), con información genética necesaria para la síntesis de proteínas. El ARN se replica, acumula y permite expresar sus síntomas mucho más eficientemente a temperaturas elevadas (30-
Además, no pueden ser degradados por nucleasas y tampoco codifican ninguna proteína. Algunos tienen actividad catalítica.
Los viroides han sido descubiertos hace relativamente poco tiempo. El primero caracterizado, conocido como PSTV, es una molécula de ARN de cadena simple con 359 nucleótidos.
Son los agentes infecciosos más sencillos conocidos y representan una forma de parasitismo en plantas. Son capaces de infectar a células vegetales de todo tipo de plantas, pudiendo llegar a causar hasta 40 tipos de enfermedades distintas. Las enfermedades más conocidas causadas por viroides en plantas, son: Cadang-Cadang del cocotero; Exocortis de los cítricos (enanismo, acusado decaimiento de la copa, agrietado del patrón de un árbol…); Piel de manzana marcada por cicatrices; enfermedad del aguacate tostado/quemado por el sol, el atrofiamiento del tomate y la enfermedad de los tubérculos fusiformes de las patatas.
2.- PRIONES
- DEFINICION:
Agentes infecciosos constituidos por proteínas, sin material genético que producen ciertas enfermedades en el sistema nervioso central de los organismos. El término prion procede de proteína infecciosa y fue propuesto por Stanley Prusiner en 1982.
Son responsables de una serie de patologías en el ganado como el scrapie, y el “mal de las vacas locas”, en las que el animal sufre temblores, trastornos locomotrices…, hasta morir. Este tipo de enfermedades se denominan encefalopatías espongiformes, debido a que las neuronas degeneran produciendo huecos a modo de esponja.
En humanos, existen enfermedades de este tipo con síntomas parecidos como la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob, el kuru y el insomnio familiar letal.
- HISTORIA:
En los años ochenta, el descubrimiento de este tipo de partículas fue objeto de un gran debate científico ya que, echaba por tierra uno de los dogmas de
En la década de los noventa, el “mal de las vacas locas” comenzó a extenderse por Europa desde Reino Unido, afectando a miles de reses. Hasta que, en 1996 apareció una nueva variante de enfermedad de Creutzfeldt-Jacob producida por un agente infeccioso que pasaba del ganado a la especie humana, debido a la alimentación de carne vacuna procedente de vacas que poseían este tipo de encefalopatías.
- MECANISMO DE ACCIÓN:
La explicación sobre el mecanismo de acción y naturaleza de los priones se basan en la propuesta de Prusiner, aunque aún quedan puntos sin aclarar.
Las células normales fabrican, en situación fisiológica normal, una proteína llamada PrPc (proteína priónica celular), que se encuentra en la superficie celular de las neuronas y otras células renovándose de forma constante. La función de esta proteína está relacionada con los mecanismos de identificación y adhesión celular. El gen que sintetiza la proteína criónica se ha aislado, clonado y secuenciado, de forma que se conoce la estructura molecular de la proteína priónica.
La forma anormal es
Otra posibilidad que se sugiere, es que en un individuo en algún momento de su vida, una proteína normal se pueda convertir de forma esporádica en la forma patológica.
- MECANISMO DE INFECCIÓN Y PROPAGACIÓN
El mecanismo de infección propuesto por Prusiner, por el que los priones proliferan en el interior de las células es el siguiente: La proteína mutada se asocia a la normal, acoplándose a ella y provocándole un cambio de conformación espacial para transformarla en anormal. Este dímero se une a otras dos nuevas proteínas normales, modificándolas para formar un tetrámero. De esta manera, se va produciendo un efecto dominó por el que la polimerización de la proteína termina dañando a la célula, que se destruye y libera priones.
Los priones penetran en otras células y las infectan. De hecho, se han descubierto una serie de receptores que podrían participar en la transformación de proteínas normales en priones.
El contagio de las encefalopatías entre individuos se produce gracias a la ingestión de tejidos afectados (tejido cerebral o estructuras de origen nervioso). El ganado se contagia por la ingestión de resto de animales enfermos, por medio de los piensos que se han fabricado con despojos de éstos. En los humanos, el contagio se puede producir por transplante de órganos, transfusiones de sangre u otras prácticas quirúrgicas; excepto el caso del kuru, que se producía por canibalismo o por la realización de algunas prácticas religiosas en las que se consumían ojos de cabra…También hay microorganismos que se ven afectados por priones. Es el caso del fenotipoPSI en la levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae).
Actualmente no se discute que la nueva variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob se debe a que el prión de la vaca haya pasado al hombre por ingestión de órganos de ternera infectados (debido a la aparición de 26 casos en 1996), y no se descartan otras posibles vías de transmisión. El mecanismo por el que los priones ingeridos son capaces de alcanzar e infectar células nerviosas es todavía desconocido.
El carácter genético familiar de estas enfermedades se justifica por la existencia de individuos portadores del gen mutado que lo transmiten a la descendencia.
BIBLIOGRAFÍA.
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