Qué es un Virus

Como concepto inicial podemos decir que un virus consiste en una molécula de ácido desoxirribonucleico DNA o ribonucleico RNA, envuelto por una cápsula protectora formada por proteínas. El virus no puede reproducirse por si mismo y tiene que hacerlo dentro de células huésped. Así que los virus son parásitos celulares que existen en dos estados. Se denominan viriones cuando están fuera de las células huésped que los reproducen y son simples partículas sin vida. Cuando están dentro de la célula que han invadido se convierten en un parasito intracelular. Es entonces cuando el DNA o RNA del virus se apodera de la “maquina” celular para fabricar más virus. Llegando a producir miles de virus hijos a partir de un único virus inicial. En algunos casos los nuevos virus recién creados escapan de la célula huésped a través de la membrana plasmática. Otros virus escapan rompiendo la membrana celular y provocando la muerte de la célula. Como utilizan las estructuras de la célula huésped los virus contienen menos información genética que las células. En algunos casos el DNA vírico puede integrarse en el DNA de la célula y replicarse conjuntamente. El término virus procede del latín para determinar veneno o toxina.

Están vivos los virus?

La vida en la Tierra esta constituida por multitud de organismos celulares, desde bacterias a seres humanos. Sin embargo los virus constituyen un caso aparte en la estructura de la vida en la Tierra, aunque conocemos sus propiedades moleculares y como producen enfermedades parasitando a las células huésped, sobemos poco sobre como surgieron. Dado que su estructura es la forma más sencilla que se replica, puede ser la más antigua y por tanto que surgieran antes que el primer antepasado común universal LUCA (Last Universal Common Ancestor). Quizá los primeros sistemas autoreplicantes de la Tierra fuesen virus de una sola cadena de RNA (ácido ribonucleico) que mutaron de forma rápida y con frecuencia, aumentando de esta manera la capacidad de adaptación al medio. Llegando finalmente a un genoma más estable basado en DNA (ácido desoxirribonucleico) , de donde surgieron las primeras células.

Pero los virus solamente puede replicarse dentro de una célula, denominada célula huésped. Contienen su propio material genético (genoma) y por tanto no dependen del genoma de la célula huésped pero si necesitan su metabolismo para sintetizar proteínas y obtener la energía necesaria para la replicación y formar una estructura extracelular, llamada virión.

Como hemos visto los virus no pueden reproducirse por si mismos, necesitan de la fábrica celular para replicarse. No encajan en las definiciones que podríamos denominar vida. Parece que dentro de la célula parasitada están vivos y fuera no. Así que podríamos ver a los virus como entidades o organismos que existen en dos fases. Una fase inanimada denominada virión y otra fase de replicación dentro de una célula. Claro que los humanos, formados por un sistema pluricelular eucariota, su concepto de vida antropomorfica no va a ser la misma que tiene un virus. Consideremos pues que desde el punto de vista de un virus es una entidad viva.

Así pues los virus son la forma de vida más abundante en la Tierra. Un cálculo estimado indica que la cantidad de virus existentes puede ser del orden de 1031, si se pudiesen alinear unos detrás de otros ocuparían 200 millones de años luz en el espacio, saliendo de nuestra galaxia y mucho más allá de las galaxias vecinas. Por suerte hay que tener en cuenta que son relativamente inestables y se degradan rápidamente. Su vida media oscila entre unas horas y unas semanas. Con todo esto, para mantener una población tan elevada de 1031virus, al menos 1024 virus tienen que parasitar a una célula huésped cada segundo, suponiendo que en cada infección tenga lugar 25 replicaciones. Esto significa que al menos 2.5·1025 genomas virales se replican cada segundo. Dado que se producen errores de replicación, podemos considerar que ocurre una mutación en cada 1000 genomas virales. Esto indica que ocurren 2.5·1022 mutaciones víricas cada segundo, siendo los virus fábricas de secuencias de DNA y RNA. Así los virus siguen una evolución extremadamente rápida, siendo imposible de prever sus consecuencias. Por eso es de vital importancia evitar el contagio por virus, dado que su rapidísima replicación tarde o temprano alcanzará un genoma resistente a cada uno de los antivirales que tenemos actualmente o que podamos tener en un futuro.

Con estos números esta claro que los virus se encuentran en todas partes y en todos nosotros, entran en nuestros pulmones al respirar, en nuestro sistema digestivo con la comida y definitivamente se encuentran en todo nuestro organismo. El cuerpo humano contiene aproximadamente 1013 células, pero este número se multiplica por 10 para la cantidad de bacterias que tenemos y por 100 en el caso de los virus.

No por casualidad la evolución nos ha dado un sistema inmunitario que combate la infección de virus y bacterias. A pesar de este sistema de defensa las infecciones pueden conducir a enfermedades mortales que afectan a todos los órganos y los virus causan la mayoría de ellas, como la fiebre amarilla, la viruela, el sarampión, la poliomielitis, la gripe y el SIDA. Claro que cuando las defensas se ven disminuidas la más mínima infección puede ser mortal.

Estructura de los Virus

Los virus habitan en un determinado rango de tamaño situado entre las estructuras moleculares y las células. La mayoría son 100 veces más diminutos que la células más pequeñas. Como hemos visto, por su simplicidad no pueden replicarse y necesitan de la maquinaria celular para realizar copias de si mismos. ¿Pero en que consisten realmente?.

En realidad consisten en una gran diversidad de formas de organización estructural, estrategias de replicación y ordenes de magnitud. En el extremo más bajo de complexidad consisten en una pequeña cadena de RNA con no más de cientos de nucleotidos. En el otro extremo hay virus tan grandes que pueden ser confundidos con bacterias. En definitiva los virus son máquinas replicantes. Pero ¿cual es la mínima información que se necesita para una autoreplicación?, la respuesta es sencilla, un programa (software). Podemos ver así a los virus como un software (DNA o RNA) protegido por una cápsula (proteínas) que utiliza el hardware de una célula para autoreplicarse.

En definitiva los virus son la más pequeña y simple forma de vida sobre la Tierra. Contienen la información de como autoreplicarse utilizando genes de acido nucleico envueltos en una capa o cápsula protectora formada por proteínas, también denominada cápsida. En algunos casos la información (genes) va doblemente protegida por una segunda capa de una membrana formada por lípidos y proteínas que envuelve completamente a la cápsula, denominada envoltura. Al conjunto entero se le denomina virión, que forma el sistema infeccioso viral de estructura metaestable que le permite ir de una célula a otra, protegiendo el genoma vírico.

Esquema de un Virus

Las proteínas de la superficie del virión son la clave para adherirse a la membrana de la célula huésped y penetrar a su interior. Una vez dentro el genoma vírico se puede replicar y construir nuevos viriones, terminando por destruir la célula cuando estos rompen la membrana celular escapando hacia el exterior. En algunos casos el genoma vírico pasa a formar parte del genoma de la célula huésped y no se destruye la célula.

A diferencia de las células que contienen un genoma de DNA de doble cadena (bicatenario) los genomas víricos pueden ser de DNA o de RNA y pueden ser monocatenarios, denominados ss por su expresión inglesa single strand (filamento único) o bicatenarios denominados ds (double strand) o doble filamento. Existen algunos pocos virus que utilizan DNA y RNA en diferentes etapas de su ciclo infeccioso. De esta manera se pueden clasificar en siete tipos de genoma para las familias de virus. En la siguiente tabla se especifican aquellos que infectan a los vertebrados.

Bacteriofagos

Para explicar mejor el ciclo de infección de los virus es más sencillo poner como ejemplo los virus que infectan a las bacterias, se denominan bacteriofagos y uno de los más representativos es el denominado T4 que infecta bacterias Escherichia coli. Formado por un genoma de ADN bicatenario y tiene una forma si más no curiosa dado que es un virus con estructura compleja. Formado por cabeza de cápsula polihedrica donde reside el DNA y una vaina de cola helicoidal.

Bacteriofago T-4

En la siguiente figura se muestra las distintas etapas del ciclo del virus que es ilustrativo sobre el comportamiento general que consiste en : Fijación, Penetración, Biosintesis, Maduración y Liberación.

Ciclo de un Virus

Coronavirus

Esquema de un Coronavirus
Coronavirus al microscopio electrónico
Esquema 3D Coronavirus

Los Coronavirus se denominan así por la apariencia del virus en forma de corona en las micrografías electrónicas. Contienen el más largo y complejo genoma de RNA con más de 32.000 nucleótidos.

La primera infección por Coronavirus fue descrita en 1931 y el primer coronavirus aislado en humanos se realizó en 1965, con el nombre Hcov-229E. En 2002 emergió repentinamente el SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) en el sur de la China y se expandió rápidamente a Hong Kong y a otras partes del mundo. La tasa de mortalidad osciló entre el 10% en adultos sanos y el 50% en ancianos. La evidencia molecular indica que el virus se originó en los murciélagos, y se traslado a los gatos salvajes chinos y luego a los humanos. La propagación mundial se debió a los viajeros infectados y llegó a 32 países en menos de tres meses. En seis meses se determinó la secuencia completa del virus y se desarrollo un protocolo de actuación. Pero el virus desapareció y no se ha visto desde entonces. En 2012 apareció en Oriente Medio un coronavirus relacionado con el MERS (Sindrome Respiratorio del Medio Oriente), independientemente del SARS y se extendió de murciélagos a camellos.

La cuestión es como un virus pasa de poder infectar a murciélagos a infectar a humanos, la respuesta es mediante una mutación originada en los mamíferos huéspedes intermediarios, como perros y gatos. Y ya hemos visto que los virus se autoreplican muy rápidamente.

Las infecciones por coronavirus están asociadas a enfermedades respiratorias graves. Los virus infectan las células epiteliales del tracto respiratorio sin dar demasiados simptomas, de manera que en la primera etapa de la infección pasa desapercibido. Pero aumenta si virulencia enormemente en el momento de la aparición de los síntomas.

Actualmente el coronavirus surgido en Wuhan se conoce como Covid-19. De momento no hay ninguna vacuna y las medidas de protección y contención son las únicas más eficaces.

Para más información sobre el Covid-19: WHO

Acerca de Carles Paul

Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Barcelona, Master en Física y Matemática Aplicada por la Universidad Politécnica de Cataluña y Master en Historia de la Ciencia por la Universidad Autónoma de Barcelona. Técnico Experto Evaluador Europeo. Profesor titulado de física y matemáticas de la Politècnica de Mataró, des de 1991. Director Científico de Innovem.
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3 respuestas a Qué es un Virus

  1. Pingback: Qué es un Virus — abcienciade – El Dávila

  2. Ivette dijo:

    Ets un home ben savi, un plaer ser fila teva! Aprenent des de fa 22 anys al teu costat, sempre. Ivette

  3. Carles Paul dijo:

    jaja gracies filla meva…ja diràs que et dec…

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