Origen del nombre y clasificación
El nombre de la familia Picornaviridae es compuesto y refleja perfectamente las principales propiedades físico-químicas de sus representantes. La primera parte de la palabra proviene del español pico, que se traduce como «pequeño» e indica el tamaño extremadamente pequeño de los viriones. La segunda parte, rna, señala el tipo de ácido nucleico que forma el genoma (ácido ribonucleico).
La jerarquía taxonómica de la familia está estructurada según el principio clásico: los géneros constan de especies y las especies, a su vez, se subdividen detalladamente en serotipos. Hoy en día, la familia incluye más de 230 representantes.
Entre los principales géneros se encuentran:
- Enterovirus: el género más numeroso, que incluye 260 serotipos.
- Aphthovirus: cuenta con 7 serotipos.
- Hepatovirus: incluye 2 serotipos (uno infecta al ser humano y el otro a los monos).
- Cardiovirus: representado por 2 serotipos.
Además, en la clasificación moderna se han introducido nuevos géneros: Parechovirus, Erbovirus, Kobuvirus y Teschovirus.
Morfología y estructura molecular
Los picornavirus pertenecen a la categoría de virus de organización simple: carecen de una envoltura lipídica adicional (supercápside). El diámetro de la partícula viral es de tan solo unos 30 nm.
La cápside (cubierta proteica) posee un tipo de simetría estrictamente icosaédrica o cúbica. Su arquitectura obedece a un modelo matemático preciso:
- La cubierta está construida a partir de 12 vértices con forma de pentágonos. Estas estructuras se denominan pentámeros.
- Cada uno de los 12 pentámeros consta de 5 subunidades proteicas que reciben el nombre de protómeros.
- A nivel molecular, cada protómero está formado por un complejo de cuatro polipéptidos virales diferentes: VP1, VP2, VP3 y VP4.
Dentro de la cápside, protegida de forma segura, se encuentra el genoma viral. Está representado por un ARN monocatenario de sentido positivo ((+)ARN), que por sí mismo es infeccioso y capaz de actuar directamente como ARN mensajero en la célula. Una característica importante es que a esta molécula de ARN se une covalentemente una proteína viral genómica específica: VPg (Viral Protein genome-linked).
Características del ciclo reproductivo
Todo el ciclo de reproducción de los picornavirus transcurre estrictamente en el citoplasma de la célula huésped infectada. Este proceso siempre va acompañado de un efecto citopático pronunciado, es decir, conduce inevitablemente a la muerte celular. Al cultivar virus en condiciones de laboratorio (en cultivo celular bajo una capa de agar), esta propiedad se manifiesta mediante la formación de las llamadas «placas», que son zonas visibles de lisis celular.
El ciclo vital del virus se puede dividir en seis etapas sucesivas:
- Penetración: El virión ingresa al interior de la célula huésped ya sea mediante endocitosis o por inyección directa de su genoma de ARN a través de la membrana celular.
- Desproteinización: Se produce la destrucción de la cápside y la liberación del (+)ARN genómico en el citoplasma. En este caso, en el extremo 5' de la molécula de ARN se conserva la proteína VPg adjunta.
- Traducción: El (+)ARN genómico liberado comienza inmediatamente a funcionar como ARN mensajero (ARNm). Se produce la traducción en los ribosomas celulares, dando como resultado la síntesis de una única proteína precursor gigante: el poliproteína.
- Procesamiento: La poliproteína sintetizada se somete a escisión (corte) en unidades funcionales individuales. Como resultado, se forman las proteínas estructurales de la cápside (VP1–VP4) y proteínas enzimáticas, incluida la enzima clave: la ARN polimerasa dependiente de ARN.
- Replicación del genoma: La polimerasa viral recién formada inicia la síntesis de la hebra negativa complementaria ((-)ARN), utilizando el (+)ARN genómico como molde. El (-)ARN obtenido se convierte en el eslabón replicativo: a partir de él, la enzima sintetiza múltiples copias de nuevos (+)ARN genómicos. A cada copia nueva de ARN se le une inmediatamente la proteína VPg.
- Ensamblaje y liberación: A partir de las proteínas estructurales sintetizadas y las copias frescas de ARN se forman nuevas nucleocápsides. Los viriones completamente formados abandonan la célula en el momento de su lisis (destrucción).
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué enfermedades humanas causan los representantes del género Enterovirus?
Los representantes del género Enterovirus causan una amplia gama de enfermedades clínicamente diversas, incluidas infecciones respiratorias agudas (IRA) y bronquitis aguda. Dependiendo del grupo de patógenos (por ejemplo, los virus Coxsackie), pueden causar las siguientes patologías:
- Herpangina — erupciones vesiculares en la pared posterior de la faringe, disfagia y fiebre.
- Enfermedad mano-pie-boca — síndrome exantemático enteroviral.
- Pleurodinia — enfermedad de Bornholm, acompañada de ataques dolorosos en el tórax y pleuritis.
- Miocarditis — patología visceral con afectación cardíaca.
Asimismo, los enterovirus son capaces de causar enfermedades similares a la poliomielitis, encefalitis, exantema y diarrea en niños.
¿Qué virus humano pertenece al género Hepatovirus?
Al género Hepatovirus pertenece el virus de la hepatitis A (VHA), que es la especie tipo de este taxón. Este virus con ARN causa hepatitis infecciosa en humanos (enfermedad de Botkin). La enfermedad se caracteriza por un curso agudo, se transmite por vía fecal-oral y no conduce a cirrosis hepática. En total, en este género se distinguen dos serotipos: uno de ellos es patógeno para el ser humano y el otro para los monos.
¿En qué proteínas funcionales se escinde la poliproteína de los picornavirus?
Durante el proceso reproductivo, la poliproteína gigante de los picornavirus se escinde en proteínas funcionales individuales. Estas incluyen:
- Proteínas estructurales (VP1, VP2, VP3, VP4) — polipéptidos de la cápside a partir de los cuales se construyen los protómeros de la cubierta proteica del virión.
- Enzimas necesarias para la replicación viral, incluida la ARN polimerasa dependiente de ARN.
Es posible recordar la estructura de la cápside del picornavirus mediante la fórmula «12-5-4»: 12 vértices (pentámeros), cada uno con 5 protómeros, y cada protómero está ensamblado a partir de 4 proteínas (VP1, VP2, VP3, VP4).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué se denomina infeccioso al genoma de los picornavirus?
Porque está representado por un ARN de sentido positivo que, al ingresar al citoplasma de la célula, cumple inmediatamente la función de ARN mensajero (ARNm). Los ribosomas pueden comenzar a leer la información de inmediato sin necesidad de transcripción previa.
¿Cuál es el papel de la proteína VPg?
La proteína VPg (Viral Protein genome-linked) está unida covalentemente al extremo 5' del ARN viral. Protege el genoma de la degradación y desempeña un papel fundamental en el inicio de la replicación del genoma viral.
¿En qué consiste el efecto citopático de los picornavirus?
El proceso reproductivo de estos virus culmina con el ensamblaje masivo de viriones, los cuales salen al medio externo mediante lisis (ruptura de la membrana y destrucción completa) de la célula infectada.
Qué más repasar sobre el tema
- La diversidad de serotipos del género Enterovirus (260 variantes)
- Características del Hepatovirus humano y de los monos
- Mecanismos de endocitosis y translocación del genoma a través de la membrana
- Funcionamiento de la ARN polimerasa dependiente de ARN de los picornavirus
- Efecto citopático y métodos de recuento de placas bajo agar
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