Puede que los virus no sean seres vivos, pero su omnipresencia en la naturaleza y su gama de efectos —desde las infecciones asintomáticas y muy leves, hasta las que ponen en peligro la vida— los convierten en un tema de estudio fascinante. En definitiva, los virus son microorganismos muy importantes e interesantes. ¡Conozcámoslos!
Características de los virus
La característica clave de los virus es que no son organismos vivos. Esto podría llevarte a pensar en que: si sabemos que los virus se reproducen, causan enfermedades y pueden tener un tremendo impacto en los seres vivos que los rodean, ¿cómo es posible que, siendo tan importantes, no estén vivos?
La respuesta es relativamente simple, aunque no menos fascinante: los virus no reúnen las características básicas necesarias para ser clasificados como vivos:
- En primer lugar, aunque se reproducen o, mejor dicho, se replican, los virus no pueden hacerlo por sí mismos. No pueden producir un clon de sí mismos por sí solos (reproducción asexual), como hacen muchas plantas y Bacterias.
- Tampoco están en capacidad de producir una descendencia genéticamente más diversa, a partir de la combinación de Genes maternos y paternos (reproducción sexual), como hacen la gran mayoría de los animales.
- Además, los virus solo pueden replicarse utilizando la maquinaria de una célula huésped, ya que no tienen el mecanismo para hacerlo por sí mismos.
Por tanto, no cumplen con el primer criterio de todos los seres vivos: la capacidad de reproducirse por sí mismos.
Adicionalmente, los virus también carecen de Células, no pueden crear su propia energía y no cuentan con formas discernibles de metabolismo intrínseco.
Entonces, si los virus no son organismos vivos, ¿qué son?
¿Qué es un virus?
Los virus son agentes infecciosos, patógenos intracelulares obligados, capaces de infectar las Células de organismos vivos y alterar su metabolismo y/o comportamiento de alguna manera. Cuando el virus se encuentra en el exterior de las Células huésped, en su forma completa e infecciosa, se denomina virión.
Como mínimo, los virus suelen estar formados por un ácido nucleico, ya sea ADN o ARN, y por unas subunidades proteicas que engloban el ácido nucleico. Estas subunidades proteicas se denominan capsómeros, los cuales se unen para formar una Estructura Proteica que protege al ácido nucleico. Esta estructura se denominada cápsida.
Estructura y morfología de los virus
Cabe señalar que las estructuras más complejas de los viriones no se corresponden con los organismos de mayor orden y complejidad. De hecho, los bacteriófagos (virus que infectan a las Bacterias) son complejos, mientras que la mayoría de los virus que infectan a los humanos tienen una estructura más sencilla.
Los virus se pueden clasificar en cuatro grupos generales, según su morfología y estructura:
- Virus con estructura helicoidal: los capsómeros están dispuestos como en una bobina cilíndrica con un espacio hueco en su interior. En este espacio hueco descansa el genoma; el genoma se dispone en forma de hélice, con sus bucles situados en el centro de la cápsida. Un ejemplo de la morfología helicoidal del virus se observa en el virus del mosaico del tabaco (Fig. 1).
Un tipo de virus helicoidal son los virus con morfología filamentosa, donde los capsómeros están dispuestos en una formación delgada similar a un gusano o espagueti. A menudo, los virus filamentosos son bacteriófagos o virus vegetales; pero, también se conocen virus filamentosos que infectan a los animales, como el virus del Ébola (Fig. 2).
Todos los virus filamentosos son helicoidales, pero no todos los virus helicoidales son filamentosos.
- Los virus icosaédricos: la cápsida está compuesta por 20 caras triangulares equiláteras (Fig. 3). Esta morfología se observa en los adenovirus, como el que causa el resfriado común en los humanos.
- Los virus con envoltura: tienen una membrana de bicapa lipídica, llamada envoltura, que rodea tanto su cápsida como su genoma (Fig. 4). A veces estas envolturas tienen Proteínas que sobresalen de ellas e interactúan con la membrana de las células huésped, por eso se conocen como proteínas de la envoltura. Pueden tener un nombre más específico en un virus concreto. Las envolturas víricas son especialmente interesantes, porque en realidad hacen más frágil a la partícula vírica. Las envolturas virales (como todas las membranas lipídicas) están sujetas a la desecación, a temperaturas extremas, a alteraciones del pH, etc. Por ello, los virus sin envoltura (también llamados virus desnudos) son más robustos y resistentes a los efectos ambientales que los virus con envoltura (Fig. 5).
- Virus complejos: son virus formados por varias partes que suelen combinar características y morfologías de los tres grupos anteriores. El clásico virus complejo es un bacteriófago, con tres partes principales: la cabeza (que tiene forma icosaédrica), la cola helicoidal y la placa basal (que tiene forma helicoidal). De la placa basal, sobresalen unas fibras de anclaje de origen proteico.
Tipos de virus
Sabemos que, prácticamente, todos los virus están formados por Ácidos Nucleicos protegidos por una Estructura Proteica (cápsida). Algunos pueden añadir, también, una envoltura y algunos pueden tener formas muy singulares. También sabemos que hay diferentes tipos de virus en función del tipo de organismos que pueden infectar (virus de las plantas, bacteriófagos, etc.)
Pero, cuando examinamos solo los virus que infectan a los animales o a los humanos, ¿cómo podemos clasificarlos mejor y con base a qué características importantes?
Existe un sistema de clasificación viral, llamado sistema de Baltimore, que clasifica los virus en función de:
- El tipo de ácido nucleico que compone su genoma.
- Los pasos necesarios para fabricar su ARNm viral.
- El método de replicación.
El sistema de Baltimore clasifica a los virus en 7 grupos distintos, llamados clases:
- Clase I: virus de ADN bicatenario (bc).
- Clase II: virus de ADN monocatenario (mc).
- Clase III: virus de ARN bc.
- Clase IV: Virus de ARN mc de sentido positivo.
- Clase V: Virus de ARN mc de sentido negativo.
- Clase VI: virus de ARN mc retrotranscrito.
- Clase VII: virus de ADNs bc retrotranscrito.
Ciclo vital de los virus
Como ya hemos mencionado, los virus son entidades no vivas, acelulares y que no pueden realizar las funciones de nutrición ni reproducirse por sí mismos, mediante la reproducción sexual o asexual. Pero, entonces, ¿cómo pueden los virus multiplicarse y perpetuarse?
La respuesta quizá te sorprenda: los virus se comportan como hackers. Al igual que los hackers, son capaces de entrar en tu sistema (cuya unidad es la célula) y bloquear, manipular y ejecutar distintos procesos. De hecho, los virus informáticos se llaman así en honor al método de actuación de los virus reales.
Los distintos procesos y cambios que permiten a un virus invadir y hackear una célula, para crear y liberar réplicas de sí mismo, se denomina ciclo vital o ciclo biológico de los virus.
El ciclo vital de los virus se puede dividir en distintas etapas o fases:
- Fase de adsorción o fijación: Los viriones se unen a la superficie de la célula, a través de receptores de la membrana celular complementarios a ciertos componentes estructurales del virus (como las Proteínas que forman la cápsida o las glucoproteínas de las fibras de anclaje). Algunos virus tienen sitios de fijación específicos, mientras que otros no.
- Fase de penetración: una vez unidos a la superficie de la célula, los viriones (o parte de ellos) pueden penetrar en el interior de esta mediante distintos mecanismos. En el caso de los virus sin envoltura (como los bacteriófagos) los viriones sufren un proceso de descapsidación, en el cual el material genético se separa de la cápsida y penetra en el interior celular (penetración directa). En el caso de los virus con envoltura, los viriones pueden penetrar en el interior celular de dos maneras: mediante endocitosis o mediante fusión de las membranas.
- La endocitosis implica la formación de una estructura membranosa, llamada endosoma, que transporta el virión al interior celular y libera la nucleocápsida cuando la envoltura vírica se fusiona con la membrana del endosoma.
- En cambio, mediante fusión de membranas, la nucleocápsida accede al interior celular. Esto, gracias a la fusión de la Membrana plasmática con la envoltura viral, que pasa a formar parte de ella.
- Fase de síntesis o eclipse: el virus usa la maquinaria celular para replicar su propio material genético y transcribir y traducir la información genética contenida en él. De esta forma, se sintetizan las proteínas estructurales y Enzimas necesarias que forman parte del virión y que le permiten replicarse.
Esta fase se denomina fase eclipse porque en ella los virus no se pueden detectar.
- Fase de maduración y ensamblaje: los componentes creados durante la fase de síntesis se ensamblan para formar nuevos viriones. De esta forma, las cápsidas se ensamblan de nuevo y el material genético se compacta dentro de ellas.
- Fase de liberación: por último, una vez que la célula ha producido suficientes copias del virión, estos son liberados al medio extracelular. La fase de liberación puede conllevar la lisis de la célula y, por tanto, la muerte celular. Esto ocurre habitualmente en el caso de los virus desnudos o sin envoltura. Sin embargo, los virus con envoltura se suelen liberar mediante exocitosis, proceso en el cual los viriones se rodean a sí mismos de Membrana plasmática y son liberados al exterior celular. Este proceso no implica necesariamente la muerte celular.
Existen dos tipos de ciclos vitales:
- El ciclo lítico, normal o virulento: este ciclo vital consiste en las fases descritas anteriormente.
- El ciclo lisogénico, temperado o avirulento: este ciclo vital, al contrario del ciclo lítico, carece de las fases de síntesis, ensamblaje y liberación. Los virus con este ciclo vital penetran en el interior celular y su material genético se integra en el material genético de la célula huésped; en este estado, los virus se denominan profagos. El virus puede permanecer en este estado latente por un tiempo indefinido y transmitirse a la descendencia de la célula infectada con cada evento de División Celular. El virus puede reactivarse bajo ciertos estímulos o condiciones, e iniciar un ciclo lítico.
Las células que contienen profagos son inmunes a infecciones de virus de la misma especie del virus del que están infectadas. Este fenómeno se conoce como inmunidad a la superinfección.
Virus y bacterias - Comparación
Tanto los virus como las bacterias pueden ser patógenos intracelulares. Así que, ¿cómo los diferenciamos? Veamos una tabla que compara algunas de las características que los distinguen (Tabla 1).
| Características | Virus | Bacterias |
| Vida | No se consideran seres vivos. | Son seres vivos. |
| Tamaño | Submicroscópico, de 10 a 100 veces más pequeño que la bacteria más pequeña. | Pequeño, pero normalmente se puede ver con un microscopio óptico. |
| Tipo de infección | Normalmente sistémica, con síntomas como fiebre y debilidad. | A menudo comienza de forma localizada; puede extenderse a sistémica, si no se trata. |
| ¿Se infectan el uno al otro? | Los virus pueden (y lo hacen) infectar a las bacterias. Se conocen como bacteriófagos. | Las bacterias no pueden infectar a los virus. |
| Tratamiento en enfermedades | Antivirales. Los Antibióticos no son útiles. | Los Antibióticos ayudarán siempre que la bacteria específica no haya desarrollado resistencia. |
| Método de reproducción | Usurpa la maquinaria de la célula huésped (ribosomas, polimerasas, etc.) para replicarse. | Suele replicarse mediante fisión binaria (reproducción asexual). |
Tabla 1: Comparación de características entre virus y bacterias.
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Virus - Puntos clave
- Los virus son patógenos intracelulares obligados, que no están clasificados como seres vivos.
- Los virus, en su esencia, están compuestos por un genoma de ácido nucleico protegido por una cápsida proteica. Algunos están envueltos por una bicapa lipídica.
- Los virus se pueden clasificar en uno de los 7 grupos del sistema de Baltimore, en función de:
- El tipo de ácido nucleico que compone su genoma.
- Los pasos necesarios para fabricar su ARNm viral.
- El método de replicación.
- Los distintos procesos y cambios que permiten a un virus invadir y hackear una célula, para crear y liberar réplicas de sí mismo, se denomina ciclo vital o ciclo biológico de los virus. Se distinguen dos tipos de ciclos vitales: el ciclo lítico y el ciclo lisogénico.
- Los virus se diferencian de las bacterias en que son mucho más pequeños, no están vivos, no pueden tratarse con antibióticos y no pueden reproducirse fuera de un huésped.
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