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INTRODUCCIÓN
PROYECTO:
VIRUS
Un virus es un elemento genético que puede replicarse sola mente dentro de una célula viva, llamada célula hospeda dora. Los virus poseen sus propios genomas, y en este sentido son independientes del genoma de la célula hospedadora. Sin embargo, dependen de la célula hospedadora para obtener energía e intermediarios metabólicos y para sintetizar proteínas. Los virus son por tanto parásitos intracelulares obligados. Los virus infectan a los procariotas y a los eucariotas y son responsables de muchas enfermedades infecciosas en humanos y en otros organismos. El estudio de los virus se llama virología. Los virus no son células, poseen un genoma de ácido nucleico que codifica las funciones necesarias para su replicación y para formar una estructura extracelular, llamada virión, que les permite desplazarse de una célula hospedadora a otra. Los virus no pueden replicarse a menos que el propio virión (o su genoma, en el caso de los virus bacterianos) haya logrado entrar en una célula hospedadora adecuada, un proceso llamado infección.
OBJETIVO
Describir el tamaño, forma y composición química de los virus. Explicar los métodos utilizados para su clasificación. Evaluar la importancia de los virus en la salud pública y su relación con enfermedades emergentes.
MARCO TEÓRICO
CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS VIRUS:
Tamaño: Los virus más pequeños pueden medir solo 20 nm (10-9 metro, o sea la milésima parte de un micrón) y los más grandes alcanzan los 300 nm. Composición química: Los virus están compuestos fundamentalmente por ácido desoxirribonucleico (DNA) o ácido ribonucleico (RNA) y proteínas. Algunos también contienen lípidos y glúcidos. Estructura: La parte central del virus es el genoma o nucleoide , que se encuentra rodeado por una cubierta proteica denominada cápside. En algunos virus se agrega otra estructura más externa, la envoltura y los virus que la poseen se clasifican como virus envueltos. Cuando no existe una envoltura, se dice que se trata de un virus desnudo. El genoma viral contiene el ácido nucleico, sea este DNA o RNA. Tanto el DNA como el RNA pueden ser de una sola cadena o de dos, es decir monocatenarios o bicatenarios. En términos generales, la mayoría de los genomas con DNA son bicatenarios y con RNA son monocatenarios, salvo algunas excepciones. Esta única cadena de RNA puede tener polaridad positiva (+) o negativa (–). En la replicación viral el genoma viral RNA (+) actúa como el RNA mensajero. En los de polaridad negativa (–) es cuando la secuencia es inversa o de antimensajero. También existen virus con genoma RNA con polaridad mixta o ambisentido. En el genoma viral se encuentra toda la información genética y es responsable de la capacidad infecciosa del virus. Algunos genomas contienen 4 a 8 genes y los más grandes pueden llegar a contener centenares de genes. Los ácidos nucleicos pueden estar dispuestos en forma lineal, circular o segmentado en fragmentos (cada uno de los cuales codifica un gen específico). La cápside (del griego capsa, caja) es el resultado de la aglomeración de subunidades más pequeñas designadas capsómeros o unidades morfológicas. Los capsómeros pueden ser esféricos o prismáticos; a su vez, están constituidos por los protámeros, que son subunidades proteicas. Las funciones de la cápside son proteger al genoma, otorgar la simetría viral de acuerdo con la disposición espacial de los capsómeros. Además facilita la adsorción de los virus desnudos a los receptores de las células que infecta y tiene capacidad antigénica, ya que las proteínas son potentes inmunógenos. El conjunto formado por el nucleoide y la cápside recibe el nombre de nucleocápside. La envoltura es una bicapa lipoproteica que deriva de la membrana nuclear o de la membrana citoplasmática de la célula infectada por el virus (célula hospedadora). En muchos virus con envoltura, esta presenta espículas, proyecciones o peplómeros de naturaleza glucoproteica, que sirven de fijación dado que son las estructuras que se unen a los receptores de las células que van a ser infectadas.La envoltura hace que los virus que la poseen sean sensibles a los solventes lipídicos, los detergentes, la desecación o la acidez. Cuando un virus envuelto pierde la envoltura deja de ser infectivo. Las funciones de la envoltura son la protección de la nucleocápside, la adherencia a los receptores celulares y la antigenicidad.
Virus Complejos Los virus complejos poseen una cápside que no es estrictamente helicoidal ni icosaédrica y pueden tener más estructuras, tales como colas proteicas o una pared exterior compleja. Las subunidades proteícas del virus se autoensamblaran a una cáspide, pero el ADN de los virus complejos también codifica proteínas que ayudan a construir la cáspide del virus. Muchos virus fago tienen forma compleja; poseen una cabeza icosaédrica unida a una cola helicoidal. La cola puede tener una placa basal con fibras de cola hechas de proteína. Algunos virus complejos no poseen fibras de cola. Virus con Envoltura Algunos virus son capaces de rodearse (envolverse) en una parte de la membrana celular de su huésped. El virus puede usar la membrana externa de la célula huésped o una membra interna como, por ejemplo, la membrana nuclear o el retículo endoplasmático. De esta forma, el virus gana una bicapa lipídica externa conocida como envolura viral. TEsta membrana está llena de proteínas codificadas tanto por el genoma viral como por el genoma huésped. Sin embargo, la misma membrana lipídica y cualquier carbohidrato presente proviene totalmente de la célula huésped. El virus de la influenza, el VIH y la varicela zoster son virus con envoltura.
MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN:
La cantidad de información disponible en cada categoría no es la misma para todos los virus. La secuenciación del genoma a menudo se realiza a principios de la identificación de virus, y las comparaciones con bases de datos proporcionan información detallada sobre la clasificación viral, la composición de proteínas pronosticadas y la relación taxonómica con otros virus. Morfología del virión: clasificación que incluye el tamaño, forma, tipo de simetría, presencia o ausencia de peplómeros y presencia o ausencia de membranas. Propiedades del genoma del virus: incluido el tipo de ácido nucleico (ADN o ARN), tamaño del genoma, cadena (simple o doble), ya sea lineal o circular, sentido (positivo, negativo, en los dos sentidos), segmentos (número, tamaño), secuencia de nucleótidos, porcentaje de contenido de GC y presencia de características especiales [elementos repetitivos, isomerización, capa 5′-terminal, proteína unida covalentemente a 5′-terminal, tracto 3′- terminal múltiple (A)]. Organización y replicación del genoma: o sea, el orden de los genes, el número y la posición de los marcos de lectura abiertos, la estrategia de replicación (patrones de transcripción, traducción) y los sitios celulares (acumulación de proteínas, ensamblaje de viriones, liberación de viriones). Propiedades de la proteína del virus: refiriéndose al número, tamaño, secuencia de aminoácidos, modificaciones (glucosilación, fosforilación, miristoilación) y actividades funcionales de proteínas estructurales y no estructurales (transcriptasa, transcriptasa inversa, neuraminidasa, actividades de fusión). Propiedades antigénicas: particularmente en sus reacciones a diversos antisueros. Propiedades fisicoquímicas del virión: incluida la masa molecular, la densidad flotante, la estabilidad del pH, la estabilidad térmica y la susceptibilidad a los agentes físicos y químicos, especialmente a los agentes solubilizantes y detergentes. Propiedades biológicas: estando entre ellas el rango natural del hospedero, el modo de transmisión, las relaciones vectoriales, la patogenicidad, los tropismos hísticos y la patología.
Cuantificación de virus A. Métodos físicos Las pruebas cuantitativas basadas en ácidos nucleicos, como la reacción en cadena de la polimerasa, pueden determinar el número de copias del genoma viral en una muestra. Se detectan genomas tanto infecciosos como no infecciosos. La variación de la secuencia del virus puede reducir la detección y cuantificación del virus por este método. Se puede estandarizar una variedad de pruebas serológicas, como los radioinmunoensayos y las pruebas inmunoabsorbentes ligadas a enzimas a fin de cuantificar la cantidad de virus en una muestra. Estas pruebas no distinguen las partículas infecciosas de las no infecciosas y, en ocasiones, detectan proteínas virales que no se ensamblan en partículas. Ciertos virus contienen una proteína (hemaglutinina) que tiene la capacidad de aglutinar los eritrocitos de los seres humanos o algunos animales. Las pruebas de hemaglutinación proporcionan un método a fin de cuantificar las partículas infecciosas y no infecciosas de estos tipos de virus.Las partículas de virus se pueden contar directamente en el microscopio electrónico por comparación con una suspensión estándar de partículas de látex de tamaño pequeño similar. Sin embargo, para este procedimiento es necesaria una preparación relativamente concentrada de virus, y las partículas de virus infecciosas no pueden distinguirse de las no infecciosas. B. Métodos biológicos Las pruebas biológicas de punto final dependen de la medición de la muerte animal, la infección animal o los efectos citopáticos en el cultivo de tejidos en una serie de diluciones del virus que se está probando. El título se expresa como 50% de la dosis infecciosa (ID50, 50% infectious dose), que es el recíproco de la dilución del virus que produce la infección en 50% de las células o animales inoculados. La relación entre el número de partículas infecciosas y el número total de partículas de virus varía ampliamente, desde una unidad cercana a menos de 1 × 1 000, pero a menudo es de una por varios cientos. Las pruebas precisas requieren el uso de un gran número de réplicas. Una prueba ampliamente utilizada en el virus infeccioso es la prueba de placa, aunque sólo se puede usar para virus que crecen bien en el cultivo de tejidos. Las monocapas de células hospederas se inoculan con diluciones adecuadas de virus y, después de la absorción, se superponen con medio que contiene agar o carboximetilcelulosa a fin de evitar la propagación del virus en todo el cultivo. Después de varios días, las células inicialmente infectadas han producido un virus que se propaga sólo a las células circundantes. Múltiples ciclos de replicación y destrucción celular producen una pequeña área de infección o placa. El tiempo transcurrido desde la infección hasta el momento en que se pueden visualizar las placas para el recuento depende del ciclo de replicación del virus y puede variar desde unos pocos días (p. ej., poliovirus) hasta 2 semanas o más (p. ej., SV40). Bajo condiciones controladas, una sola placa puede surgir de una sola partícula de virus infeccioso clonal, denominada unidad de formación de placa. El efecto citopático de las células infectadas dentro de la placa se puede distinguir de las células no infectadas de la monocapa. Un método de prueba más rápido se basa en la determinación del número de células infectadas que producen un antígeno viral, como por inmunofluorescencia. Ciertos virus (p. ej., herpes y vaccinia) forman bolsas cuando se inoculan en la membrana corioalantoica de un huevo embrionado. Dichos virus pueden cuantificarse relacionando el número de bolsas contadas con la dilución viral inoculada.
Cultivo y Métodos de Diagnóstico para los Virus: Líneas celulares continuas: Estas líneas celulares tienen la capacidad de dividirse indefinidamente, lo que las convierte en una herramienta invaluable para el cultivo viral a gran escala. Ejemplos comunes incluyen las células Vero, HeLa y MDCK. Cultivos primarios: Obtenidos directamente de tejidos, estos cultivos son más cercanos a las condiciones fisiológicas y pueden ser más susceptibles a ciertos virus. Sin embargo, su vida útil es limitada. Cultivos de órganos: Se utilizan para estudiar la infección viral en tejidos específicos, como el pulmón o el intestino. Embriones de pollo: Aunque menos utilizados que antes, siguen siendo valiosos para el cultivo de algunos virus, como los virus de la influenza. Desafíos en el cultivo viral: Latencia viral: Algunos virus pueden permanecer latentes en las células, dificultando su detección. Contaminación: La contaminación bacteriana o fúngica puede comprometer los cultivos. Variabilidad genética: Los virus pueden mutar rápidamente, lo que puede afectar su crecimiento en cultivo. Métodos de Diagnóstico Viral: Avanzando en la Tecnología Técnicas moleculares:PCR en tiempo real: Permite cuantificar la carga viral con gran precisión. Secuenciación de nueva generación (NGS): Facilita la identificación de nuevos virus y el seguimiento de la evolución viral. Inmunoensayos:ELISA: Ensayo inmunoabsorbente ligado a enzima, ampliamente utilizado para la detección de antígenos y anticuerpos. Western blot: Confirma la presencia de proteínas virales específicas. Microscopía electrónica: Permite la visualización directa de partículas virales, pero requiere equipos especializados. Diagnóstico rápido: Pruebas inmunocromatográficas de flujo lateral, como las pruebas rápidas de antígenos para la COVID-19, proporcionan resultados en minutos. Aplicaciones Clínicas y de Investigación Diagnóstico de enfermedades infecciosas: Identificación rápida y precisa del agente causal. Epidemiología: Monitoreo de brotes epidémicos y vigilancia de enfermedades infecciosas. Desarrollo de vacunas y medicamentos antivirales: Evaluación de la eficacia de nuevos tratamientos. Investigación básica: Estudio de la biología viral, patogénesis y mecanismos de respuesta inmune.
Los virus son importantes por varias razones. A pesar de que no se consideran seres vivos debido a que no tienen células ni pueden funcionar de manera autónoma sin un huésped, los virus son una de las entidades biológicas más comunes y diversas del planeta. Además de causar enfermedades en humanos, animales y plantas, los virus también juegan un papel crítico en los ecosistemas al infectar a otros organismos y cambiar su comportamiento y fisiología. Los virus también son importantes en la investigación científica. Su estructura simple y pequeño tamaño hacen que los virus sean excelentes herramientas para estudiar la genética y la biología molecular de los seres vivos. Los virus se utilizan comúnmente en la investigación de terapias génicas y en la elaboración de vacunas. APA Citation (2020). Propiedades generales de los virus. Riedel S, & Hobden J.A., & Miller S, & Morse S.A., & Mietzner T.A., & Detrick B, & Mitchell T.G., & Sakanari J.A., & Hotez P, & Mejia R(Eds.), Jawetz, Melnick & Adelberg Microbiología Médica, 28e. McGraw-Hill Education. https://accessmedicina.bibliotecabuap.elogim.com/content.aspx?bookid=2955§ionid= Virus. (2024). Genome.gov. https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Virus Wilkin, D., & Brainard, J. (2024, Noviembre 2). Estructuras de los Virus. CK-12 Foundation. https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-conceptos-biologia/section/7.9/primary/lesson/estructuras-de-los-virus/ https://www.berri.es/pdf/MICROBIOLOGIA%20ESTOMATOLOGICA%E2%80%9A%20Fundamentos%20y%20gu%C3% ADa%20pr%C3%A1ctica/ Brooks, G. F., Butel, J. S., Carroll, K. C., Morse, S. A., & Mietzner, T. A. (2016). Jawetz,Melnick y Adelberg Microbiología Médica (27 ed.). México: Mc Graw Hill. Madigan, M. T., Martinko, J. M., Bender, K. S., Buckley, D. H., & Sathl, D. A. (2015). BrocK Biología de los Microorganismos (14 ed.). España: Pearson. Preciado, P. B. (2020). Aprendiendo del virus. El país, 28(3).
CONCLUSIONES
REFERENCIAS
