CLASIFICACIÓN, ESTRUCTURA Y REPLICACIÓN VÍRICA

Los virus son parásitos intracelulares obligados que dependen de la maquinaria bioquímica de la célula hospedadora para su replicación. Esta tiene lugar mediante el ensamblaje de componentes individuales en vez de por fisión vinaria.

Su genoma puede ser de ADN o ARN, empaquetado en una cubierta protectora, o rodeados por una membrana. El virus debe ser capaz de transmitirse entre hospedadores, debe atravesar la piel u otras barreras protectoras del hospedador, debe adaptarse a la maquinaria bioquímica de la célula hospedadora para su replicación y debe evitar la eliminación debida a la respuesta inmunitaria hospedadora.

Clasificación:

Sus nombres pueden describir características virales, las enfermedades a las que se asocian o incluso el tejido o la localización geográfica en la que fueron identificados por primera vez. Pueden agruparse por caracterísiticas, como la enfermedad que producen, el tejido diana, el modo de transmisión o el vector. El método de clasificación más consistente es el que toma en cuenta las características físicas y bioquímicas, el tipo de genoma y el método de replicación.

Estructura de los viriones:

El genoma del virus puede ser ADN o ARN. En caso de ADN, pueden ser monocatenarios o bicatenario, lienal o circular. El ARN puede ser de sentido positivos, sentido negativo, de doble cadena o de doble polaridad.

La capa externa del virión es la cápside o envoltura, estas se encargan del transporte, la protección y el empaquetado durante la transmisión. La interacción entre el virus y la célula diana se da gracias a la PAV o proteína de adherencia vírica.

La cápside soporta condiciones ambientales adversas. La envoltura está compuesta de lípidos, proteínas y glucoproteínas, los virus que contienen envoltura deben permanecer huúmedos, no sobreviven al enterno del tracto gastrointestinal.

Virus con cápside

Las proteínas estructurales se asocian en subunidades, protómeros, capsómeros, procápside o cápside. e algunos virus, la cápside se forma alrededor del genoma, en otros, la cápside se forma como una envoltura vacía que será llenada por el genoma.

Los icosaedros son utilizados por los virus pequeños, el icosaedro se compone de 12 capsómeros. Los viriones con cápsides de mayor tamaño se forman insertando capsómeros distintos estructuralmente en los vértices entre las pentonas. La cápside externa protege al virus y favorece su captación en el tracto gastrointestinal y en las células diana, mientras que la cápside interna contiene enzimas para la síntesis del ARN.

Virus con Envoltura

La cubierta está compuesta por lípidos, proteínas y glucoproteínas. La mayoría de las glucoproteínas virales poseen carbohidratos unidos a asparagina. En muchos virus pueden observarse en forma de espinas o púas. Algunas glucoproteínas actúan como PAV, algunas de estas se unen a los eritrocitos como hemaglutininas HA. Las glucoproteínas son también antígenos principales que inducen la aparición de una reacción inmunitaria protectora.

Todos los virus de cadena negativa poseen envoltura. Las proteínas de matriz que tapizan el interior de la cápsula facilitan la unión de la ribonucleocápside en el virión.

Replicación Viral

1. Reconocimiento y adhesión de la célula diana

La unión de las PAV o los receptores celulares determinan que las células puedan ser infectadas por el virus. Los receptores celulares del virus pueden ser proteínas o carbohidratos de glucoproteínas o glucolípidos. La estructura de adhesión viral de la cápside de un virus puede ser parte de la cápside o una proteína que se extienda a partir de la cápside.

2. Penetración

Las interacciones entre múltiples PAV y los receptores celulares inician la internalización del virus dentro de la célula. La mayoría de los virus sin envoltura penetran en al célula por endocitosis mediada por receptores o mediante viropexia. Los virus con envoltura fusionan sus membranas con las membranas celulares para introducir la nucleocápside o el genoma directamente en el citoplasma.

3. Pérdida de envoltura

Una vez internalizados, la nucleocápside debe llegar al lugar de replicación en el interior celular y se debe eliminar la cápside o la envoltura. El genoma de los virus ADN debe alcanzar el nucleo, mientras que la mayoría de los virus de ARN permanecen en el citoplasma. Debe iniciarse tras la adhesión al receptor o debe ser promovido por el entorno ácido o por proteasas localizadas en endosomas o lisosomas.

4. Síntesis macromolecular

Una vez en el interior de la célula, el genoma debe dirigir la síntesis de ARNm y proteínas virales y generar copias idénticas de él mismo. La maquinaria celular para la transcripción y el procesamiento del ARNm se encuentra en el núcleo. La mayoría de los virus ADN utilizan la ARN polimerasa II dependiente de ADN  de la célula y otras enzimas para sintetizar ARNm. La mayoría de los virus ARN se replican y producen ARNm en el citoplasma.

La transcripción del genoma de los virus de ADN tiene lugar en el núcleo, empleando las polimerasas de la célula hospedadora y otras enzimas para la síntesis de ARNm. La replicación y la transcripción de los virus ARN son procesos similares, porque los genomas virales suelen ser un ARNm, durante la replicación y la transcripción, se forma un ARN bicatenario replicativo intermedio, el genoma de los virus de ARN codifica ARN polimerasas dependientes de ARN (replicasas, transcripatasa) porque la célula carece de medios para replicarel ARN.

5. Síntesis de proteínas virales

Todos los virus dependen de los ribosomas, el ARNt y los mecanismos de la modificación postraducción de la célula hospedadora para producir sus proteínas. La concentración celular de ARNm viral es tan elevada que ocupa la mayoría de los ribosomas, lo que impide la tradución del ARNm celular. Algunas proteínas virales requieren modificaciones tras la traducción, como fosforilación, glucosilación, acilación o sulfatación.

6. Ensamblaje

El virión se forma a partir de partes pequeñas de fácil síntesis, que rodean el genoma en un paquete funcional. Cada parte del virión posee estructuras de reconocimiento que permiten al virus formar las interacciones proteína-proteína, proteína-ácido nucleico y proteína-membrana adecuadas necesarias para que se ensamble en la estructura final.

7. Liberación 

Los virus pueden ser liberados de las células tras la lísis celular, mediante exocitosis o mediante gemación a partir de la membrana plasmática. Los virus con cápside se liberan mediante lisis celular, mientras que los virus con envoltura lo hacen mediante la gemación de la membrana.

Genética Viral

En los genomas virales tiene lugar mutaciones con facilidad y de modo espontáneo, dando lugar a nuevas cepas víricas con propiedades a la de los virus progenitores. Los errores al copiar el genoma viral durante la replicación de los virus producen numerosas mutaciones debio a la escasa fidelidad de la polimerasa viral y a la alta velocidad de replicación.

• Mutaciones letales.
• Mutante por deleción.
• Mutantes placa.
• Mutante según hospedador.
• Mutantes atenuados.
• Mutantes condicionales.
• Mutantes termosensibles.

Las interacción genéticas entre virus, o entre virus y células origina la recombinación.

Cuando una cepa viral defectuosa puede ser rescatada por la replicación de otro mutante, se origina la complementación.