Centro del virión y material genético
La parte central de cualquier partícula viral es su núcleo, el cual contiene el material genético. El espacio que rodea al aparato genético dentro de la cubierta proteica forma el llamado entorno interno del virus.
La regla fundamental de la virología es que los virus siempre contienen exclusivamente un tipo de ácido nucleico. Esto significa que el virión puede contener ADN o ARN, pero nunca ambas moléculas simultáneamente.
La organización estructural de los ácidos nucleicos en los virus presenta una gran diversidad. El material genético puede estar representado tanto por una molécula monocatenaria como bicatenaria. Además, la forma espacial del ácido nucleico puede ser lineal o estar enrollada en una estructura circular. Por ejemplo, el aparato genético del virión puede estar representado por dos moléculas de ARN idénticas, cada una de las cuales contiene un conjunto determinado de genes (en algunos casos, nueve genes por molécula).
Estructura y funciones de la cápside
El material genético del virión está rodeado por una cubierta proteica especializada denominada cápside. Esta cubierta tiene una estructura compleja pero estrictamente ordenada. Se forma a partir de múltiples subunidades estructurales idénticas y repetitivas llamadas capsómeros.
La organización espacial de los capsómeros crea estructuras con un grado altísimo de simetría. Gracias a esta arquitectura regular, las partículas virales poseen una capacidad única de cristalización. Se distinguen dos tipos principales de simetría espacial de las cápsides virales:
- Simetría helicoidal.
- Simetría cúbica.
La cápside cumple tareas de importancia crítica para la supervivencia del virus. En primer lugar, actúa como una barrera física y química confiable. El caparazón proteico protege el vulnerable ADN o ARN viral de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta, así como de la degradación por enzimas nucleasas presentes en el medio ambiente. En segundo lugar, la cápside desempeña un papel clave en las etapas iniciales del proceso infeccioso, asegurando la fijación (o adsorción) de la partícula viral en la superficie de la célula hospedadora.
Supercápside: característica de los virus complejos
Además de la cápside proteica básica, algunos virus altamente organizados poseen una cubierta externa adicional: la supercápside. La presencia de esta estructura es característica de patógenos peligrosos como el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), el virus de la gripe, diversos virus del herpes y otros viriones complejos.
La supercápside es una envoltura lipoprotéica. Un hecho fundamental es su origen: el virus no sintetiza la bicapa lipídica por sí mismo, sino que la toma prestada de la membrana plasmática de la célula hospedadora infectada (por ejemplo, al gemar de un linfocito).
En esta membrana bicapa lipídica adquirida se incorporan estructuras virales específicas: las glicoproteínas. Visualmente, a menudo se parecen a protuberancias en forma de hongo o espículas en la superficie del virión. Estas formaciones de receptores son de importancia crítica para el reconocimiento de las células blanco y la posterior penetración en ellas.
Composición enzimática del virión
Algunos viriones portan bajo sus cubiertas no solo información genética, sino también un conjunto preformado de enzimas especializadas necesarias para iniciar el ciclo vital dentro de la célula infectada. La composición enzimática del núcleo puede incluir:
- Transcriptasa inversa (reversa). Es una enzima única que cataliza el proceso de transcripción inversa: la síntesis de ADN viral a partir de un molde de ARN viral. Este proceso se desencadena inmediatamente después de que el contenido del virión ingresa en el citoplasma de la célula hospedadora.
- Proteasa. Una enzima que participa en el corte de los precursores proteicos largos para convertirlos en proteínas virales funcionales.
- Integrasa. Una enzima que asegura la inserción (integración) del ADN viral recién sintetizado en los cromosomas de la célula infectada.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Con qué receptores celulares específicos se unen las glicoproteínas del virus de la inmunodeficiencia humana?
Las glicoproteínas del virus de la inmunodeficiencia humana se unen a los receptores celulares específicos CD4.
- CD4 es el receptor principal en la superficie de las células blanco con el cual se une específicamente la glicoproteína viral gp120.
- El correceptor de quimiocinas CCR5 es utilizado por el virus como correceptor para el reconocimiento y la entrada en la superficie de los linfocitos.
- Las subunidades β del receptor de células T se unen a las proteínas virales gp120 y gp160, lo que provoca un efecto citotóxico y daño en la membrana.
¿Por qué mecanismos puede un virión complejo penetrar en la célula hospedadora tras la adsorción?
Un virión complejo provisto de envoltura puede penetrar en la célula hospedadora mediante la fusión de la envoltura viral con la membrana plasmática de la célula.
Este proceso se describe para el virus de la inmunodeficiencia humana:
- el mecanismo consiste en la fusión de la envoltura viral con el plasmalema de la célula blanco;
- como resultado, el ARN genómico del virus y las enzimas, en particular la transcriptasa inversa, se liberan en el citoplasma.
Para los virus simples sin envoltura, las fuentes describen por separado la endocitosis mediada por receptores y la formación de poros; los mecanismos de fusión no son característicos de ellos.
Preguntas de clases y exámenes
¿Puede un virión contener ADN y ARN simultáneamente?
No. Una propiedad fundamental de los virus es la presencia de un solo tipo de ácido nucleico: ya sea ADN o ARN.
¿Cuál es el origen de la supercápside?
La supercápside (envoltura lipoprotéica) se forma a partir de fragmentos de la membrana plasmática de la célula hospedadora en el momento en que el virión sale de la célula.
¿Para qué necesita el virus la transcriptasa inversa?
Esta enzima es necesaria para el proceso de transcripción inversa: la creación de una molécula de ADN a partir del ARN viral dentro de la célula infectada.
¿Gracias a qué son capaces de cristalizarse los virus?
La capacidad de cristalización se debe a la arquitectura espacial regular de la cápside, compuesta por subunidades idénticas repetidas (capsómeros) con simetría helicoidal o cúbica.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismo de adsorción del virus en la superficie de la célula hospedadora
- El papel de las glicoproteínas de la supercápside en la interacción con receptores
- Simetría helicoidal y cúbica de las cápsides: ejemplos de virus
- El proceso de transcripción inversa y la función de la transcriptasa inversa
- Funciones de la integrasa y la proteasa en el ciclo vital de los virus altamente organizados
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