Tercera semana del primer periodo grado décimo

Virus

 

Puntos más importantes:

• Un virus es un partícula infecciosa que se reproduce al "apoderarse" de una célula hospedera y utilizar su maquinaria para crear más virus.
   
• Un virus se compone de un genoma de ADN o ARN en el interior de una cubierta de proteína llamada cápside. Algunos virus tienen una envoltura de membrana externa.
   
• Los virus son muy diversos. Vienen en diferentes formas y estructuras, tienen diferentes tipos de genomas e infectan a diferentes hospederos.
   
• Los virus se reproducen al infectar sus células hospederas, y reprogramarlas para convertirlas en "fábricas" productoras de virus.
   

Introducción

Los científicos estiman que hay aproximadamente $10^\text{31}$10, start superscript, start text, 31, end text, end superscript virus en cualquier momento dadostart superscript, 1, end superscript. ¡Eso es un uno seguido por $31$31 ceros! Si pudieras, de alguna manera, reunir estos $10^\text{31}$10, start superscript, start text, 31, end text, end superscript virus y alinearlos, tu columna de virus se extendería alrededor de $200$ años luz en el espacio. Para decirlo de otra manera, hay diez millones más de virus en la Tierra que estrellas en el universo enterosquared.

 

¿Eso significa que hay $10^\text{31}$ virus solo a la espera de infectarnos? En realidad, la mayor parte de estos virus se encuentran en los océanos, donde atacan a bacterias y otros microbioscubed. Puede parecer extraño que los virus infecten bacterias, pero los científicos piensan que todo tipo de organismo vivo probablemente ¡hospeda al menos un virus!

 

¿Qué es un virus?

Un virus es una minúscula partícula infecciosa que solo puede reproducirse cuando infecta una célula hospedera. Los virus “se apoderan” de la célula y utilizan sus recursos para hacer más virus, básicamente al reprogramarla para convertirla en una fábrica del virus. Debido a que no pueden reproducirse por sí mismos (sin un hospedero), los virus no se consideran vivos. Los virus tampoco tienen células: son muy pequeños, mucho más pequeños que las células de los seres vivos; básicamente son solo paquetes de ácido nucleico y proteínas.

 

No obstante, los virus tienen algunas características importantes en común con la vida basada en células. Por ejemplo, tienen genomas de ácido nucleico con base en el mismo código genético que usan tus células (y las de todas las criaturas vivas). Además, igual que la vida basada en células, los virus tienen variación genética y pueden evolucionar. Así, aunque no cumplen con la definición de vida, los virus parecen estar en una zona “dudosa”. (¡Quizá los virus están realmente no muertos, como los zombis o los vampiros!)

 

¿En qué difieren los virus de las bacterias?

Aunque ambos pueden enfermarnos, las bacterias y los virus son muy diferentes a nivel biológico. Las bacterias son pequeñas y de una sola célula, pero son organismos vivos que no dependen de una célula hospedera para reproducirse. Debido a estas diferencias, las infecciones bacterianas y virales se tratan de forma muy diferente. Por ejemplo, los antibióticos solamente son beneficiosos contra las bacterias, no contra los virus.

 

Las bacterias también son mucho más grandes que los virus. El diámetro de un virus típico es de unos $20$20 - $300$ $\text{nanómetros}$start text, n, a, n, o, with, \', on top, m, e, t, r, o, s, end text ($1$$\text{nm}$start text, n, m, end text $=$equals $10^\text{-9}$10, start superscript, start text, negative, 9, end text, end superscript $\text{m)}$start superscript, 4, end superscript. Esto es considerablemente más pequeño que una típica bacteria de E. coli, ¡que tiene un diámetro de aproximadamente $1000$1000 $\text{nm}$start text, n, m, end text! Decenas de millones de virus podrían caber en la cabeza de un alfiler. 

 

La estructura de un virus

Hay muchos virus diferentes en el mundo. Así que los virus varían un montón en sus tamaños, formas y ciclos de vida. Sin embargo, los virus tienen algunas características en común. Estas incluyen:

• Una cubierta protectora de proteína o cápside
   
• Un genoma de ácido nucleico, ADN o ARN, dentro de la cápside
   
• Una capa de membrana llamada envoltura (algunos pero no todos los virus)

Revisemos con más detalle estas características.

 

Cápsides de virus

La cápside, o cubierta proteica, de un virus se compone de muchas moléculas de proteínas (no solo de una grande y hueca). Las proteínas se unen para formar unidades llamadas capsómeros, que en conjunto componen la cápside. Las proteínas de la cápside siempre están codificadas por el genoma del virus, lo que significa que es el virus (no la célula hospedera) el que proporciona las instrucciones para hacerlas. 

 

Las cápsides pueden tener diversas formas, pero las más comunes son las siguientes (o una variación de estas):

1. Icosaédrica: Las cápsides icosaédricas tienen veinte caras, derivan su nombre del cuerpo geométrico de veinte caras llamado icosaedro.
    
2. Filamentosa: Las cápsides filamentosas se llaman así debido a su apariencia lineal, delgada, a modo de hilo. También son conocidas como en forma de barra o helicoidales.
    
3. Compleja: (con cabez y cola): Estas cápsides son una especie de híbrido entre las formas filamentosas e icosaédricas. Se componen básicamente de una cabeza icosaédrica unida a una cola filamentosa.
    

   

   
   

Envolturas víricas

Además de la cápside, algunos virus también tienen una membrana lipídica externa conocida como envoltura, que rodea toda la cápside.

 

Los virus con envoltura no proporcionan instrucciones para los lípidos de la misma. En cambio, “toman prestado” un pedazo de la membrana de la célula hospedera a medida que salen de ella. Sin embargo, las envolturas contienen proteínas que el virus determina y que a menudo le ayudan a unirse a las células anfitrionas.

 

A pesar de que las envolturas son comunes, especialmente entre los virus animales, estas no se encuentran en todos los virus (es decir, no son una característica universal de los virus).

 

Genomas virales

Todos los virus tienen material genético (un genoma) hecho de ácido nucleico. Tú, como el resto de la vida basada en células, usas el ADN como tu material genético. Los virus, por otra parte, pueden utilizar el ARN o el ADN, que son tipos de ácido nucleico.

 

A menudo pensamos en el ADN como una cadena doble y en el ARN como una cadena sencilla, puesto que ese es el caso típico en nuestras propias células. Sin embargo, los virus pueden tener todas las combinaciones posibles de cadenas y de tipo de ácido nucleico (ADN de doble cadena, ARN de doble cadena, ADN monocatenario o ARN monocatenario). Los genomas virales también vienen en diversas formas, tamaños y variedades, aunque son generalmente mucho más pequeños que los genomas de organismos celulares. 

 

Es importante resaltar que los virus de ADN y ARN siempre usan el mismo código genético que las células vivas. Si no lo hicieran, ¡no tendrían manera de reprogramar las células de su hospedero!

 

¿Qué es una infección viral?

En la vida diaria, tendemos a pensar en una infección viral como una fea colección de síntomas que nos da cuando pescamos un virus, como la gripe o la varicela. Pero ¿qué está sucediendo realmente en tu cuerpo cuando tienes un virus?

 

A escala microscópica, una infección viral significa que muchos virus están utilizando tus células para hacer más copias de sí mismos. El ciclo de vida viral es el conjunto de pasos en los cuales un virus reconoce y entra en una célula hospedera, la “reprograma” y proporciona instrucciones en forma de ADN o ARN viral, y utiliza sus recursos para hacer más partículas virales (el resultado del “programa” viral).

 

Para un virus típico, el ciclo de vida se puede dividir en cinco grandes etapas (aunque los detalles de estas etapas son diferentes para cada virus):

 

1. Fijación: El virus reconoce y se une a una célula hospedera a través de una molécula receptora situada en la superficie celular. 
    
2. Penetración: El virus o su material genético entra en la célula.

   
   
3. Replicación genómica y expresión génica: El genoma viral se copia y sus genes se expresan para producir proteínas virales. 
    
4. Ensamblaje: Las nuevas partículas virales se ensamblan a partir de las copias del genoma y de las proteínas virales. 
    
5. Liberación: Las partículas virales terminadas salen de la célula y pueden infectar a otras células.

El diagrama de arriba muestra cómo pueden suceder estos pasos en el caso de un virus con un genoma de ARN monocatenario. Puedes ver ejemplos reales de ciclos de vida virales en los artículos de bacteriófagos (virus que infectan a las bacterias) y virus animales.