Historia del descubrimiento y desarrollo de la virología
La ciencia que estudia las formas de vida acelulares se denomina virología. Debe su surgimiento al botánico ruso Dmitri Ivánovski, quien en 1892 realizó un descubrimiento revolucionario.
Al estudiar la enfermedad del mosaico del tabaco que afecta a las plantas de tabaco, Ivánovski llevó a cabo un experimento elegante. Obtuvo un extracto infeccioso a partir de tejidos de plantas infectadas y lo pasó a través de un filtro especial. Los poros de este filtro eran tan pequeños que retenían con total seguridad cualquier bacteria conocida hasta entonces. Sin embargo, el hecho clave del experimento radicaba en que el líquido filtrado no había perdido sus propiedades; seguía provocando la enfermedad en plantas sanas. Esto demostró la existencia de agentes infecciosos significativamente más pequeños que las bacterias.
Unos años más tarde, en 1898, el investigador holandés Martinus Beijerinck introdujo en el uso científico el término «virus» para describir a este enigmático agente infeccioso. La palabra proviene del latín virus, que se traduce como «veneno».
Propiedades principales y mecanismo de parasitismo
Los virus son los seres vivos más pequeños, cuya observación es posible exclusivamente mediante el uso de un microscopio electrónico. Su característica principal es su pertenencia a las formas de vida acelulares y su condición de parásitos obligados.
El parasitismo obligado significa que los virus son fundamentalmente incapaces de reproducirse y mantenerse con vida por sí mismos fuera del organismo hospedador. En el medio ambiente, al transmitirse de una célula a otra, existen como partículas absolutamente inertes que no muestran signos de vida.
El mecanismo de la acción patógena del virus se desencadena únicamente tras la penetración con éxito en el interior de una célula viva:
- El virus penetra en la célula hospedadora.
- Se produce la «desactivación» del propio ADN de la célula hospedadora y los procesos celulares se detienen.
- El virus introduce su propio aparato genético (ADN o ARN).
- La célula recibe una nueva orden y comienza la síntesis continua de nuevas partículas virales, gastando sus propios recursos en ello, lo que finalmente conduce al desarrollo de la enfermedad.
Formas de existencia: virión y fase intracelular
El ciclo vital del virus está estrictamente dividido en dos fases fundamentalmente distintas, dependiendo de su ubicación respecto a la célula hospedadora.
- Forma extracelular (Virión). Se trata de una partícula infecciosa completamente formada y lista para la infección. En esta etapa, el virus se encuentra fuera de la célula viva y, estructuralmente, es un complejo nucleoproteico. De esta forma, viaja por el espacio a la espera de encontrar un hospedador adecuado.
- Forma intracelular. Una vez dentro de la célula hospedadora, el virus pierde su cubierta. En esta fase, existe exclusivamente en forma de ácido nucleico puro, el cual ejerce el control genético sobre la célula infectada.
Hipótesis sobre el origen de los virus
Dado que los virus no dejan restos fósiles, su pasado evolutivo sigue siendo objeto de debate científico. En la actualidad, tres teorías principales dominan en la virología sobre su origen:
- Origen a partir de organismos celulares. Se postula que los antepasados de los virus pudieron ser bacterias ancestrales que evolucionaron hacia un parasitismo intracelular estricto.
- Teoría del «ácido nucleico fugitivo». Según esta hipótesis, los virus se originaron a partir de fragmentos de ácidos nucleicos que inicialmente pertenecían a células normales, pero que durante la evolución adquirieron la capacidad de replicarse (duplicarse) con total independencia de la célula en la que surgieron.
- Teoría de la degeneración. Este concepto sostiene que los virus surgieron como resultado de una profunda degeneración evolutiva de organismos celulares completos, los cuales perdieron por innecesarios todos sus orgánulos, excepto el aparato genético.
Distribución en la naturaleza
Los virus se caracterizan por una distribución universal (ubicua). Están integrados en todos los biocenosis y son capaces de infectar absolutamente a todos los grupos conocidos de organismos vivos, desde bacterias hasta mamíferos.
La diversidad de agentes virales es colosal. Tan solo en la actualidad se han descrito alrededor de 500 formas de virus especializados en infectar a vertebrados de sangre caliente. Además, se conocen más de 300 formas que causan diversas enfermedades en plantas superiores.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué componentes forman la estructura de un virión simple y de uno complejo?
Los viriones se dividen en simples y complejos según la presencia o ausencia de una envuelta lipídica externa.
| Tipo de virión | Componentes |
|---|---|
| Simples | Genoma (ADN o ARN) y cápside (cubierta proteica formada por capsómeros). Juntos forman la nucleocápside. |
| Complejos | Nucleocápside y envoltura externa o supercápside (membrana lipoproteica externa modificada de la célula hospedadora). En la superficie de la supercápside puede haber espículas (peplómeros), que son protuberancias glucoproteicas. En algunos virus, entre la cápside y la supercápside se sitúa una proteína matriz (proteína M). |
¿Qué tipos de simetría de la cápside viral se distinguen?
La cápside forma estructuras con un alto grado de simetría, las cuales se dividen en tres tipos principales.
- Helicoidal: el complejo de ácido nucleico y subunidades proteicas forma una hélice (característico de los virus vegetales).
- Icosaédrica (o cúbica): la cápside tiene forma de icosaedro (un poliedro regular de veinte caras), típica de la mayoría de los virus humanos y animales.
- Mixta: un tipo de simetría combinada que se encuentra en los bacteriófagos (cabeza icosaédrica que contiene el material genético y cola helicoidal).
¿Qué etapas comprende el ciclo vital completo (reproducción) del virus en la célula hospedadora?
El ciclo completo de reproducción viral dentro de la célula comprende seis fases sucesivas.
- Adsorción: unión de las partículas virales a receptores específicos en la superficie celular.
- Penetración y descapsidación: en los bacteriófagos se produce la inyección del ácido nucleico en el interior de la célula; en otros virus, la endocitosis de toda la partícula viral seguida de la liberación del ácido nucleico de la cápside proteica.
- Replicación del ácido nucleico viral: se lleva a cabo a expensas de la reserva de nucleótidos acumulada en la célula hospedadora.
- Síntesis de proteínas y enzimas virales: se realiza en los ribosomas de la célula hospedadora.
- Ensamblaje de las partículas virales: formación de nuevos viriones a partir de los ácidos nucleicos y las proteínas virales sintetizados.
- Lisis (liberación de las partículas virales): en las bacterias va acompañada de la destrucción celular; en los eucariotas se produce mediante gemación o expulsión de las partículas al medio circundante.
¿En qué clases se dividen los virus según la clasificación de Baltimore?
De acuerdo con la clasificación de Baltimore, basada en el mecanismo de replicación y el tipo de ácido nucleico, los virus se dividen en siete clases.
- Clase I: ADN bicatenario.
- Clase II: ADN monocatenario.
- Clase III: ARN bicatenario.
- Clase IV: ARN monocatenario positivo (+ARN).
- Clase V: ARN monocatenario negativo (–ARN) o de polaridad mixta.
- Clase VI: ARN monocatenario positivo (+ARN) con una fase de ADN intermedia (retrovirus).
- Clase VII: ADN bicatenario con una fase de síntesis de ADN a partir de un molde de ARN.
Para recordar fácilmente las tres hipótesis sobre el origen de los virus, utilice la sigla DBC: Degeneración celular, ácido nucleico begador (vagabundo), de organismos celulares (bacterias).
Preguntas de clases y exámenes
¿Qué es un virión?
El virión es la forma extracelular del virus. Se trata de una partícula infecciosa completamente formada e inerte (complejo nucleoproteico), capaz de infectar una nueva célula.
¿En qué consiste el parasitismo genético de los virus?
Al penetrar en la célula, el virus «desactiva» el ADN del hospedador y utiliza sus propios ácidos nucleicos (ADN o ARN) para obligar a la célula a sintetizar exclusivamente nuevas partículas virales.
Qué más repasar sobre el tema
- Arquitectura y composición química del complejo nucleoproteico del virión
- Clasificación de los virus según el tipo de ácido nucleico (con ADN y con ARN)
- Mecanismos moleculares de «desactivación» del ADN de la célula hospedadora
- Características de las enfermedades víricas en vertebrados endotermos
- Especificidad de la penetración de los virus en las células de plantas superiores
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