Morfología viral
Los virus de todas las formas y tamaños están formados por un núcleo de ácido nucleico, una cubierta proteica externa o cápside y, a veces, una envoltura externa.
Objetivos de aprendizaje
Describir la relación entre el genoma viral, la cápside y la envoltura
Puntos clave
Puntos clave
- Los virus se clasifican en cuatro grupos según su forma: filamentosos, isométricos (o icosaédricos), con envoltura y con cabeza y cola.
- Muchos virus se adhieren a sus células huésped para facilitar la penetración de la membrana celular, permitiendo su replicación dentro de la célula.
- Los virus sin envoltura pueden ser más resistentes a los cambios de temperatura, pH y a algunos desinfectantes que los virus con envoltura.
- El núcleo del virus contiene el pequeño genoma de cadena simple o doble que codifica las proteínas que el virus no puede obtener de la célula huésped.
Términos clave
- Cápside: la cubierta proteica exterior de un virus
- Envoltura: una estructura o cubierta envolvente, como una membrana
- Filamentosa: Que tiene forma de hilos o filamentos
- Isométrica: De, o siendo un sistema geométrico de tres ejes iguales que se encuentran en ángulo recto entre sí (especialmente en cristalografía)
Morfología viral
Los virus son acelulares, lo que significa que son entidades biológicas que no tienen una estructura celular. Por lo tanto, carecen de la mayoría de los componentes de las células, como los orgánulos, los ribosomas y la membrana plasmática. Un virión se compone de un núcleo de ácido nucleico, un revestimiento proteico externo o cápside y, a veces, una envoltura externa formada por proteínas y membranas de fosfolípidos derivadas de la célula huésped. La cápside está formada por subunidades proteicas denominadas capsómeros. Los virus también pueden contener proteínas adicionales, como enzimas. La diferencia más obvia entre los miembros de las familias virales es su morfología, que es bastante diversa. Una característica interesante de la complejidad viral es que la complejidad del huésped y del virión no están relacionadas. Algunas de las estructuras viriónicas más intrincadas se observan en los bacteriófagos, virus que infectan a los organismos vivos más simples: las bacterias.
Morfología
Los virus tienen muchas formas y tamaños, pero éstos son consistentes y distintos para cada familia viral. En general, las formas de los virus se clasifican en cuatro grupos: filamentosos, isométricos (o icosaédricos), con envoltura y con cabeza y cola. Los virus filamentosos son largos y cilíndricos. Muchos virus de las plantas son filamentosos, incluido el TMV (virus del mosaico del tabaco). Los virus isométricos tienen formas aproximadamente esféricas, como los poliovirus o los herpesvirus. Los virus con envoltura tienen membranas que rodean las cápsides. Los virus animales, como el VIH, suelen estar envueltos. Los virus con cabeza y cola infectan a las bacterias. Tienen una cabeza similar a la de los virus icosaédricos y una forma de cola como la de los virus filamentosos.
Muchos virus utilizan algún tipo de glicoproteína para unirse a sus células huésped a través de moléculas en la célula llamadas receptores virales. Para estos virus, la adhesión es un requisito para la posterior penetración en la membrana celular, lo que les permite completar su replicación dentro de la célula. Los receptores que utilizan los virus son moléculas que se encuentran normalmente en la superficie de las células y tienen sus propias funciones fisiológicas. Los virus simplemente han evolucionado para hacer uso de estas moléculas para su propia replicación.
Ejemplo de un virus que se une a su célula huésped: El virus KSHV se une al receptor xCT en la superficie de las células humanas. Esta unión permite la posterior penetración de la membrana celular y la replicación en el interior de la célula.
En general, la forma del virión y la presencia o ausencia de una envoltura nos dicen poco sobre qué enfermedad puede causar el virus o qué especies podría infectar, pero siguen siendo medios útiles para comenzar la clasificación viral. Entre los viriones más complejos que se conocen, el bacteriófago T4, que infecta a la bacteria Escherichia coli, tiene una estructura de cola que el virus utiliza para adherirse a las células huésped y una estructura de cabeza que alberga su ADN. El adenovirus, un virus animal sin envoltura que provoca enfermedades respiratorias en los seres humanos, utiliza picos de glicoproteína que sobresalen de sus capsómeros para adherirse a las células huésped. Los virus sin envoltura también incluyen los que causan la poliomielitis (poliovirus), las verrugas plantares (papilomavirus) y la hepatitis A (virus de la hepatitis A).
Ejemplos de formas de virus: Los virus pueden tener formas complejas o relativamente simples. Esta figura muestra tres viriones relativamente complejos: el bacteriófago T4, con su grupo de cabeza que contiene ADN y fibras de cola que se adhieren a las células huésped; el adenovirus, que utiliza picos de su cápside para unirse a las células huésped; y el VIH, que utiliza glicoproteínas incrustadas en su envoltura para unirse a las células huésped.
Los viriones desarrollados como el VIH constan de ácido nucleico y proteínas de la cápside rodeados por una envoltura de bicapa de fosfolípidos y sus proteínas asociadas. Las glicoproteínas incrustadas en la envoltura viral sirven para adherirse a las células del huésped. Otras proteínas de la envoltura incluyen las proteínas de la matriz que estabilizan la envoltura y a menudo desempeñan un papel en el ensamblaje de los viriones progenitores. La varicela, la gripe y las paperas son ejemplos de enfermedades causadas por virus con envoltura. Debido a la fragilidad de la envoltura, los virus sin envoltura son más resistentes a los cambios de temperatura, pH y a algunos desinfectantes que los virus con envoltura.
Tipos de ácido nucleico
A diferencia de casi todos los organismos vivos que utilizan ADN como material genético, los virus pueden utilizar ADN o ARN. El núcleo del virus contiene el genoma o contenido genético total del virus. Los genomas virales tienden a ser pequeños, conteniendo sólo aquellos genes que codifican proteínas que el virus no puede obtener de la célula huésped. Este material genético puede ser de una o dos cadenas. También puede ser lineal o circular. Mientras que la mayoría de los virus contienen un solo ácido nucleico, otros tienen genomas que tienen varios, llamados segmentos.
En los virus de ADN, el ADN viral dirige las proteínas de replicación de la célula huésped para sintetizar nuevas copias del genoma viral y para transcribir y traducir ese genoma en proteínas virales. Los virus de ADN causan enfermedades humanas, como la varicela, la hepatitis B y algunas enfermedades venéreas, como el herpes y las verrugas genitales.
Los virus de ARN contienen sólo ARN como material genético. Para replicar sus genomas en la célula huésped, los virus de ARN codifican enzimas que pueden replicar el ARN en ADN, lo que no puede hacer la célula huésped. Estas enzimas ARN polimerasas son más propensas a cometer errores de copia que las ADN polimerasas y, por tanto, suelen cometer errores durante la transcripción. Por este motivo, las mutaciones en los virus de ARN son más frecuentes que en los de ADN. Esto hace que cambien y se adapten más rápidamente a su huésped. Las enfermedades humanas causadas por los virus de ARN incluyen la hepatitis C, el sarampión y la rabia.