Genoma y penetración celular
Los hepadnavirus poseen un aparato genético único que los diferencia radicalmente de otras familias. Su genoma está representado por una molécula de ADN bicatenario circular; sin embargo, presenta una característica estructural distintiva: una de las hebras es incompleta y contiene una mella física.
Cuando el virión (tomando como ejemplo el virus de la hepatitis B) penetra en una célula susceptible, su cápside se encuentra inicialmente en el citoplasma. Para iniciar el proceso infeccioso, el genoma viral debe ser transportado de manera dirigida hacia el núcleo celular, donde se desarrollan las primeras etapas de la reproducción.
Fase nuclear: reparación y transcripción
Una vez dentro del núcleo, el ADN viral pasa por una etapa obligatoria de restauración (reparación). La «hebra plus» incompleta es completada por los mecanismos celulares, lo que da lugar a la formación de un ADN circular covalentemente cerrado (cccDNA) estable y completo.
Esta molécula restaurada sirve como una plantilla ideal. La ARN polimerasa dependiente de ADN celular inicia la transcripción, generando dos tipos de ARN viral de importancia crítica:
- ARN mensajero (ARNm): necesario para la síntesis posterior de todas las proteínas virales.
- ARN pregenómico: cumple la función de plantilla de longitud completa para la futura replicación del genoma viral.
Fase citoplasmática: traducción y ensamblaje
Los ARN virales sintetizados abandonan el núcleo y se desplazan de regreso al citoplasma. Aquí, basándose en el ARNm, se inicia el proceso de traducción. La célula comienza a producir activamente componentes virales: proteínas de la cápside, polimerasa viral y antígenos de superficie.
Paralelamente a la síntesis de proteínas, tiene lugar el ensamblaje de nuevas nucleocápsides. Las proteínas del núcleo del virus se agrupan densamente alrededor de la molécula de ARN pregenómico y de las moléculas de polimerasa viral recién sintetizada. De este modo, se prepara la plataforma para la etapa final de maduración del genoma.
Transcripción inversa y exocitosis
La principal característica de los hepadnavirus radica en que la síntesis del nuevo ADN ocurre ya dentro de la cápside en formación. La ARN polimerasa dependiente de ADN viral (transcriptasa inversa) utiliza el ARN pregenómico como molde.
El proceso transcurre en una secuencia estricta:
- Primero, sobre la plantilla del pregenoma se sintetiza una «hebra minus» de ADN completa.
- A continuación, a partir de la «hebra minus» ya formada, se construye la «hebra plus», la cual permanece incompleta, replicando la estructura original del genoma viral.
Una vez formada la nucleocápside, esta se dirige hacia las membranas del retículo endoplásmico (RE) o del aparato de Golgi. Allí, al interactuar con regiones que contienen el antígeno de superficie (HBsAg), el virión se recubre con una envoltura (supercápside). Las partículas virales completamente formadas abandonan la célula huésped mediante exocitosis.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué proteínas estructurales se sintetizan en la etapa citoplasmática de la reproducción?
En la etapa citoplasmática de la reproducción de los hepadnavirus se sintetizan proteínas de la cápside y antígenos de superficie. Una vez que los ARN virales se desplazan al citoplasma, comienza la traducción de las siguientes proteínas:
- Proteínas de la cápside: forman el núcleo del virus, ensamblándose alrededor del ARN pregenómico y de la polimerasa viral para formar la nucleocápside.
- Antígenos de superficie (HBsAg): componentes estructurales necesarios para la subsiguiente formación de la supercápside.
Además de los elementos estructurales, en esta etapa también se traduce una enzima no estructural: la polimerasa viral, que asegura el proceso de transcripción inversa.
¿Qué orgánulos celulares participan en el ensamblaje y la salida del virus de la hepatitis B?
En el ensamblaje y la salida del virus de la hepatitis B participan las membranas del retículo endoplásmico y del aparato de Golgi. El proceso de formación del virión y su liberación incluye las siguientes estructuras:
- Retículo endoplásmico (RE): proporciona membranas que contienen el antígeno de superficie HBsAg, sobre las cuales la nucleocápside adquiere la supercápside.
- Aparato de Golgi: sus membranas también actúan como sitio de formación de la envoltura lipoproteica externa del virus.
Tras finalizar el ensamblaje en las membranas de dichos orgánulos, la salida de los viriones formados fuera de la célula ocurre mediante exocitosis.
Para memorizar la secuencia de las fases, utiliza el acrónimo NCFS: Núcleo (reparación y transcripción) → Citoplasma (síntesis de proteínas) → Formación de ADN / Transcripción inversa (dentro de la cápside) → Salida (a través del RE/Golgi).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué el virus de la hepatitis B necesita ARN si su genoma consta de ADN?
Durante la reproducción, el virus forma un ARN pregenómico. Este sirve como plantilla sobre la cual la transcriptasa inversa viral sintetiza nuevas moléculas de ADN viral dentro de la cápside en ensamblaje.
¿Dónde ocurre exactamente la síntesis para completar la hebra incompleta del ADN viral?
Este proceso se lleva a cabo estrictamente en el núcleo de la célula infectada. Como resultado de la finalización (reparación), se forma un ADN circular covalentemente cerrado completo.
¿Dónde y cómo adquieren los nuevos viriones su envoltura externa?
La nucleocápside adquiere su supercápside en las membranas del retículo endoplásmico o del aparato de Golgi, las cuales contienen el antígeno de superficie viral (HBsAg).
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismo de formación y funciones del ADN circular covalentemente cerrado (cccDNA)
- Características del funcionamiento de la ARN polimerasa dependiente de ADN viral
- El proceso de ensamblaje de la supercápside en las membranas del RE y del aparato de Golgi
- Diferencias funcionales entre el ARNm y el ARN pregenómico en el ciclo de los hepadnavirus
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