Ciclo reproductivo de los virus
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El ciclo vital de los virus consta de las siguientes fases: entrada en la célula, eclipse, multiplicación y liberación del virus. Veremos primero el ciclo vital de un virus, explicado de la forma más general posible, para pasar a continuación a estudiar las diversas modalidades que pueden presentarse en cada una de las fases del ciclo.
| Tabla de contenidos |
Fases
Entrada
La entrada en la célula consta a su vez de dos etapas: la adsorción o fijación del virus en la superficie celular, y la penetración a través de la membrana.
Hay una alta especificidad en la fijación de un virus a la membrana de su célula hospedadora, porque se ha de producir la unión entre determinadas proteínas de la cápsida vírica y determinadas glicoproteínas de la membrana plasmática. A lo largo de un proceso evolutivo, cada virus ha ido adquiriendo sitios de unión específicos para anclarse en la membrana de un determinado tipo celular.
La penetración a través de la membrana sigue diversas modalidades. Como resultado, bien el virus completo, bien solamente su ácido nucleico, logra invadir el citoplasma celular.
Por regla general, se necesita el concurso de muchos virus para que alguno de ellos logre penetrar en la célula.
Eclipse
La fase de eclipse corresponde a un tiempo, después de la penetración, en que el virus parece desaparecer, pues no se advierte ningún indicio de su presencia ni de su actividad.
Lo que ocurre en esta fase es que se da un desensamblaje de las piezas del virus (si es que ha penetrado completo), y su ácido nucleico queda asimilado en las estructuras celulares aptas para los procesos de replicación y transcripción. Esta fase, variable de unos tipos de virus a otros, termina con la síntesis de los mARN necesarios para que se sinteticen las proteínas que actuarán en la multiplicación del virus.
Multiplicación
La multiplicación del virus consiste tanto en la replicación de su ácido nucleico, como en la síntesis de las proteínas de la cápsida. Los ácidos nucleicos y las proteínas recién sintetizadas se ensamblan rápidamente, produciéndose nuevas partículas víricas.
Liberación
La liberación del virus consiste en la salida de las nuevas partículas víricas, que podrán infectar nuevas células iniciando un nuevo ciclo.
Modalidades de penetración en la célula
Los virus complejos producen una rotura en la membrana bacteriana en uno de los puntos de anclaje, gracias a la presencia de algunas moléculas de enzimas hidrolíticas entre las proteínas de la cápsida. A través de la rotura, el tubo central inyecta del ADN vírico,, quedando la cápsida vacía en el exterior de la bacteria. La presencia de cápsidas en la superficie bacteriana es un buen indicio de que la bacteria ha sufrido una infección vírica.
Otros virus sin envoltura lipídica se introducen en la célula con cápsida y todo, lo cual puede realizarse de dos maneras:
- Por penetración directa: después de la fijación, el virus abre una brecha en la membrana y se introduce en el citoplasma.
- Por endocitosis: la membrana forma una invaginación en torno al virus, llegando a formar una vesícula que penetra en la célula. Formada la vesícula, el virus abre una brecha en la membrana de la misma con ayuda de algunas enzimas hidrolíticas que él mismo transporta, penetrando así en el citoplasma.
Los virus con envoltura lipídica burlan la barrera de la membrana celular porque su cubierta lipídica se funde con la membrana, ya que tienen la misma naturaleza. Esta fusión de membranas puede realizarse en dos lugares distintos:
- Fusión en la superficie celular: de manera que el virión penetra directamente en el citoplasma.
- Fusión con un lisosoma: se forma una vesícula por endocitosis, a la que se une un lisosoma para digerir la partícula introducida; entonces, la cubierta lipídica del virus se funde con la membrana del lisosoma y el virión escapa hacia el citoplasma.
Modalidades de fase de eclipse
Según la duración de la fase de eclipse, se suelen distinguir dos modalidades de ciclo infeccioso de un virus:
- Ciclo ordinario: el ácido nucleico vírico procede inmediatamente a la transcripción de su mensaje genético en los mARN necesarios para su multiplicación, y prosigue rápidamente el ciclo vital. Este tipo de ciclo es el más extendido en la naturaleza.
- Ciclo lisogénico: fue descubierto por Lwoff en bacteriófagos. El ADN vírico se cierra por sus extremos generando un ADN circular. Este ADN se inserta en el ADN bacteriano en un lugar específico en el que la secuencia de nucleótidos bacterianos es semejante alguna región del ADN vírico.
La bacteria prosigue sus funciones vitales sin que el virus realice ninguna acción, y cuando el ADN bacteriano se duplica también lo hace el ADN vírico, de manera que el genoma del virus pasa a las dos bacterias hijas. La multiplicación bacteriana puede seguir durante generaciones sin que el virus se manifieste. Pero ante una alteración de las condiciones ambientales, el ADN vírico se separa del bacteriano y prosigue entonces las restantes fases de ciclo infeccioso, produciendo la muerte de la bacteria y nuevos ejemplares del virus.
Algunos virus que infectan células animales siguen también el ciclo lisogénico, como los virus de las verrugas y algunos retrovirus que producen algunos tipos de cáncer.
En el caso de los retrovirus, conviene recordar que el ácido nucleico es ARN monocatenario, por lo que la transcriptasa inversa ha de copiar el genoma vírico en forma de ADN antes de que pueda insertarse en el ADN celular.
Modalidades de multiplicación del virus
La multiplicación del virus consta de la replicación de su material genético, de la transcripción de su mensaje en una molécula de mARN y de la traducción del mensaje para producir proteínas víricas, tanto las que formarán parte de la cápsida como las proteínas enzimáticas necesarias para el ensamblaje de las piezas del virión y para algunas de las funciones anteriores. Los ribosomas y la mayor parte de las enzimas que los ácidos nucleicos víricos utilizan en estos procesos son los de la célula infectada.
- Los virus con ADN realizan la replicación del material genético de la misma manera que las células; en el caso de los virus con ADN monocatenario, previamente a la replicación se sintetiza una cadena de ADN complementario para formar la doble hélice.
- Los virus con ARN réplican el material genético sin necesidad de pasar por ADN, actuando cada cadena de ARN como molde para la síntesis de su complementaria.
- Los retrovirus constituyen una excepción a lo dicho anteriormente, ya que su ARN sintetiza un ADN bicatenario, que será el que posteriormente realice la síntesis de nuevos ejemplares de RNA vírico.
- Los virus con ADN y los retrovirus sintetizan el mARN a partir de la cadena molde de ADN de forma similar a como lo hacen las células.
- Los virus con ARN, excepto los retrovirus, sintetiza en el mARN copiando la cadena molde de ARN, sin necesidad de pasar por ADN.
Posteriormente a estos procesos, tiene lugar el ensamblaje de las piezas para construir nuevos viriones. En muchos virus, como el del mosaico del tabaco, el ensamblaje es automático y depende de la concentración salina del medio. En otros virus, en el ensamblaje intervienen enzimas codificadas en el ácido nucleico del virus.
Modalidades de liberación de los nuevos virus
Después de la multiplicación del virus tiene lugar la salida de los nuevos individuos, que saldrán con capacidad de infectar nuevas células. Las principales modalidades de liberación da nombre a nuevas variantes del ciclo vital de los virus:
Ciclo lítico y lisogénico
(Complemento al artículo de "Modalidades de fase de eclipse")Éstos dos ciclos configuran las etapas reproductoras de un virus bacteriófago. En referencia al ciclo lítico, éste se inicia con el anclaje del cuerpo vírico a la superficie de la bacteria y la posterior inyección de parte de su material genético en el interior de la bacteria. El paso posterior es el aprovechamiento del medio interno de la bacteria para sintetizar más virus a partir de componentes citoplasmáticos, tales como proteínas. Cuando se han fabricado los suficientes cuerpos víricos, la bacteria se lisa (rompe) y se liberan. En cuanto al ciclo lisogénico, el proceso se inicia con la inyección del material genético del virus en la bacteria, del mismo modo del proceso anteriormente expuesto; los filamentos de ADN inyectados a presión del cuerpo vírico se combinan con el material genético de la bacteria, denominándose éste proceso RECOMBINACIóN GÉNICA. Dicha combinación da como resultado una secuencia de nucleótidos bacteriana y vírica, con la cual se sintetizan nuevos virus. Éste ciclo puede dar a su vez un nuevo ciclo lítico.
Infección persistente
Los nuevos virus no esperan a la muerte de la célula hospedadora para abandonarla, sino que van saliendo de la célula al mismo tiempo que se van produciendo, de manera que la célula puede seguir viva y produciendo nuevas partículas víricas. La liberación puede hacerse de dos maneras:
- Los virus sin envoltura lipoproteica salen directamente, sin arrastrar ningún resto de la membrana plasmática, bien sea abriendo una brecha en la membrana, o bien aprovechando los mecanismos de exocitosis o salida de sustancias al exterior de la célula.
- Los virus con envoltura lipoproteica salen por gemación, es decir, se rodean de una porción de membrana plasmática que acaba separándose de la célula y constituye la cubierta lipoproteica del nuevo virus.