ESTUDIOS SOBRE LOS VIRUS
ESTUDIOS SOBRE LOS VIRUS
Por Liliana Romero
Los virus son un problema por el cual nos vemos expuestos la mayoría del tiempo cada uno de nosotros y que se propaga con gran facilidad, pero no sabemos por qué sucede esto, ni por qué, aunque son en su mayoría, comunes y simples, la industria médica y farmacológica no halla proveído de sustancias médicas suficientes para eliminar, tratar o siquiera controlar su propagación. Conocidos como una de las primeras formas de vida, los virus suelen mutarse y cambiarse dependiendo de la atmósfera donde se desarrollan. El verdadero problema no es su existencia, sino su progresiva propagación entre los grupos humanos.
Un virus es un microorganismo que se aloja dentro de una célula, ya sea animal, vegetal, bacteria o arquea lo cual le permite multiplicarse y al mismo tiempo infecta a tal organismo. Gracias a este sistema los virus se propagan de manera rápida la mayoría de las veces causando un problema de salud mundial. El mejor tratamiento es la prevención. Difundir una cultura de aseo entre las gentes al mismo tiempo que los Estados ejecutan políticas serias de salud dirigidas al control de esta pandemia.
En la antigüedad y hasta el siglo pasado se le otorgaba la categoría de “virus” a todo lo que fuera enfermedad, pero después de amplias investigaciones sobre estos seres microscópicos se fueron adoptando, solo a ellos, el concepto de virus.
En el siguiente trabajo se pretende desarrollar conceptos y analizar investigaciones referidas hacia el estudio de estos microrganismos, en aras de puntualizar su estudia y llegar a conclusiones que permitan comprender su significado.
El virus es un agente microscópico infeccioso que se multiplica solamente dentro de las células de otros organismos, cualquiera que sea este, plantas, animales, bacterias e incluso arqueas. La palabra virus significa veneno y antiguamente se utilizaba para todo aquello que designaba enfermedad y actualmente se usa para definir organismos del mas mínimo tamaño, los cuales solo pueden ser vistos por microscopios electrónicos y no por los ópticos. El primer virus conocido, el virus del mosaico del tabaco. Fue descubierto por Martinus Beijerinck en 1899, y actualmente se han descrito más de 5.000, si bien algunos autores opinan que podrían existir millones de tipos diferentes. Los virus se hallan en casi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad biológica más abundante. El estudio de los virus recibe el nombre de virología, una rama de la microbiología. Los virus se diseminan de muchas maneras diferentes y cada tipo de virus tiene un método distinto de transmisión. Entre estos métodos se encuentran los vectores de transmisión, que son otros organismos que los transmiten entre portadores. Los virus vegetales se propagan frecuentemente por insectos que se alimentan de su savia, como los áfidos, mientras que los virus animales se suelen propagar por medio de insectos hematófagos, aunque no todos, está la excepción de la gripe que se propaga por el aire a través de los estornudos y la tos, también están los llamados norovirus que se transmiten por vía fecal-oral, o a través de las manos, alimentos y agua contaminados. Otra clasificación sol los llamados rotavirus que se extienden por contacto directo con niños infectados. El VIH es uno de los muchos virus que se transmiten por contacto sexual o por exposición con sangre infectada.
Los virus poseen un tamaño mediado entre 10-300 nm con un genoma de un solo tipo de ácido nucleico. También carecen de actividad metabólica y requieren medios de cultivo especiales en los que haya células a las que infectar.
Los virus se componen de dos o tres partes:
· Material genético: este porta la información hereditaria, ya sea ADN o ARN, Cualquiera de estos ácidos puede presentarse en forma monocatenaria o bicatenaria.
· Cubierta proteica o Cápside: envoltura compuesta por una única proteína que se repite, rodeando y aislando el material genético. En algunos casos también se les puede encontrar una bicapa lipídica que los cubre cuando se encuentran fuera de la célula en la que se hospedan.
Función de las Proteinas
El análisis de partículas virales purificadas muestra que están formadas por entre el 50 y 90% de proteína. Sabiendo que los ácidos nucleicos son fácilmente fragmentados en solución podemos deducir que las proteínas tienen una función fundamentalmente protectora.
No es esencial que la cubierta del virus esté formada por subunidades idénticas, siempre y cuando los pesos moleculares combinados de los diferentes tipos de subunidades sean suficientemente pequeños en relación con el peso molecular de la molécula del ácido nucleico viral. La construcción de los virus a partir de subunidades estructurales incrementa la estabilidad genética del propio virus, ya que al reducirse el tamaño de las subunidades estructurales se reduce la posibilidad de que ocurran mutaciones nocivas en el gen que codifica dicha unidad.
El proceso de auto ensamble tiene una especial importancia debido a sus implicaciones económicas y de eficiencia. La fabricación de unidades es similar a la síntesis de proteínas a partir de aminoácidos. Esta síntesis depende de las instrucciones externas ya que la información necesaria para construir los complejos está incluida dentro de los propios componentes individuales. Este mecanismo tiene la ventaja de que puede ser controlado en cada nivel de organización. Por ejemplo, las subunidades defectuosas son eliminadas automáticamente durante el proceso de auto ensamble, de manera que estructuras complejas son construidas con exactitud y eficiencia. Se puede decir que los mismos principios fisicoquímicos que rigen el desarrollo de la estructura terciaria y cuaternaria de las proteínas son causa de la organización de las cápsides virales.
Las suspensiones de virus pueden ser mantenidas en el laboratorio durante un largo periodo lo que significa que tienen una estructura estable. Una condición necesaria para lograr la estabilidad de cualquier estructura consiste en que la estructura se encuentre en su estado de mínima energía libre, lo que consiguen estableciendo un máximo número de uniones entre las subunidades que constituyen dicha estructura. Debido a que las subunidades de la cubierta viral son relativamente asimétricas, se requiere que estén dispuestas en forma simétrica para que pueda formarse el mayor número de uniones entre dichas subunidades. Existe un número limitado de formas que permiten el ensamble simétrico de subunidades asimétricas.
Clasificación
· Según el tipo de ácido nucleico:
o ADN bicatenario: es un virus en el que su material genético está compuesto por ADN de doble cadena y se replica usando una ADN polimerasa dependiente del ADN, no usando el ARN como intermediario durante la replicación.
o ADN monocatenario: es un virus en el que el material genético está compuesto por ADN de cadena sencilla y se replica usando una ADN polimerasa dependiente del ADN, no usando ARN como intermediario durante la replicación. Se distinguen de los virus ADN bicatenarios por un ADN infectante monocatenario (de cadena simple), es decir, formado por una sola cadena de nucleótidos, en lugar de la habitual doble hélice.
o ARN binatenario: es un virus que tiene ARN de cadena doble en su genoma. Como la mayoría de los virus ARN, se replican en el citoplasma y no dependen de las polimerasas de la célula huésped como lo hacen los virus ADN, pues incluyen estas enzimas en el virión.
o ARN monocatenario positivo: es un virus que tiene ARN de cadena sencilla de sentido positivo como material genético y no se replica usando ADN intermedio. Los virus ARN positivos son idénticos al ARNm viral y por lo tanto pueden ser inmediatamente traducidos por la célula huésped. Aunque el ARN purificado de un virus positivo puede causar directamente una infección, seguramente sea menos infeccioso que el virus completo. La replicación tiene lugar principalmente en el citoplasma y no es tan dependiente del ciclo celular como en los virus ADN.
o ARN monocatenario negativo: es un virus que tiene ARN de cadena sencilla de sentido negativo como material genético y no se replica usando ADN intermedio. El ARN viral negativo es complementario del ARNm y por lo tanto debe convertirse en ARN positivo por una ARN polimerasa antes de la traducción. El ARN purificado de un virus negativo no es por sí mismo infeccioso puesto que necesita ser traducido en ARN positivo.
· Según el tipo de forma de la cápsidas del virus:
o Virus helicoidales: cápsidas alargadas, donde los capsómeros se disponen de forma helicoidal en torno al ácido nucleico. Estos virus infectan células vegetales.
o Virus (poliédricos) icosaédricos: cápsidas redondeadas con capsómeros triangulares. Estos virus infectan células animales.
o Virus mixtos, o complejos: cápsidas con una zona icosaédrica, seguida de vaina contráctil helicoidal que acaba en una base hexagonal, de la que emergen cortas espinas de anclaje.
· Según a la célula que atacan:
o Virus vegetales: atacan células vegetales. Cápsidas de forma helicoidal.
o Virus animales: atacan células animales. Cápsidas de forma icosaédrica.
o Virus bacterianos, bacteriófagos o fagos: atacan bacterias. Cápsidas de forma mixta.
· Según la envoltura lipídica:
o Virus desnudos: sin envoltura
o Virus con envoltura: La mayoría de los virus animales poseen una doble capa lipídica recubriendo a la cápsida. Ejemplos característicos son el VIH y El virus de la gripe.
Ciclo de Infección
La adhesión o adsorción: es una unión específica entre proteínas de la cápside vírica y receptores específicos de la superficie celular del huésped, pero algunos bacteriófagos también son capaces de adherirse a los flagelos, vellosidades (pili) o cápsulas presentes en la superficie de la bacteria hospedera. Para que esto suceda la bacteria debe contener el factor sexual "F" o ciertas colicinas (factores de resistencia contra agentes antimicrobianos). Los bacteriófagos filamentosos con ADN de cadena sencilla se adhieren a las puntas de estos pili mientras que los bacteriófagos esféricos de ARN se adhieren a los costados de éstos. La especificidad de unión -proteína y cápside- se determina por la variedad de huéspedes de los virus. Este mecanismo ha evolucionado para favorecer los virus que sólo pueden infectar células en que se pueden replicar. La adhesión al receptor que puede inducir cambios en la proteína de la envoltura viral que resultan en la fusión de las membranas viral y celular.
La penetración: sigue a la adhesión. Los virus se introducen en la célula huésped mediante endocitosis mediada por receptores o por fusión de membrana. Esto recibe a menudo el nombre de penetración vírica. La infección de las células vegetales es diferente a la de las células animales. Las plantas tienen una pared celular rígida hecha de celulosa y los virus sólo pueden entrar en las células cuando se produce un trauma en la pared celular.
El despojo: es el proceso en que la cápside vírica es degradada por enzimas virales o del huésped, liberando así el ácido nucleico del genoma vírico.
La replicación: implica la síntesis de ARN mensajero (ARNm) vírico en todos los virus con rasgos de ARN positivos, la síntesis de proteínas víricas, el ensamblaje de proteínas víricas y la replicación del genoma viral. El proceso de replicación es esencial para mantener la estabilidad de la información genética contenida en el ADN. Esta replicación utiliza enzimas idénticas a las involucradas en la replicación del ADN celular y una característica común es la presencia de estructuras circulares temporales por lo menos en algunas de dicho proceso.
El ensamblaje: Tras el ensamblaje de partículas víricas, a menudo se produce una modificación postraduccional de las proteínas víricas. El ensamblaje puede producir nuevas partículas virales. Los virus pueden autoensamblarse en un proceso similar a la cristalización, ya que las partículas virales, al igual que los cristales, constituyen estructuras que se encuentran en un estado mínimo de energía libre. Sin embargo, el genoma viral también puede especificar ciertos factores "morfogenéticos" que no contribuyen directamente a formar la estructura del virión, pero son necesarios para el proceso de ensamblaje. El fenómeno de autoensamblaje ocurre en la formación de diversas estructuras biológicas.
La liberación: Los virus son liberados de la célula huésped por lisis -un proceso que mata la célula reventando su membrana. Los virus envueltos (como el VIH) son liberados de la célula huésped por gemación-. Durante este proceso, el virus adquiere su envoltura, que es una parte modificada de la membrana plasmática del huésped.
Breve Historia
A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur propuso la teoría germinal de las enfermedades, en la cual explicaba que todas las enfermedades eran causadas y propagadas por algún “tipo de vida diminuta” que se multiplicaba en el organismo enfermo, pasaba de éste a otro y lo hacía enfermar. Pasteur, sin embargo, se encontraba trabajando con la hidrofobia, y descubrió que aunque la enfermedad fuera contagiosa y ésta se contrajera por el mordisco de un animal rabioso, no se veía el germen por ningún lado. Pasteur concluyó que el germen sí se encontraba ahí, pero era demasiado pequeño como para poder observarse.
En 1884, el microbiólogo francés Charles Chamberland inventó un filtro (conocido actualmente como filtro Chamberland o filtro Chamberland-Pasteur) que tiene poros de tamaño inferior a los de una bacteria. Así pues, podía hacer pasar por el filtro una solución con bacterias y eliminarlas completamente de ella. El biólogo ruso Dimitri Ivanovski utilizó este filtro para estudiar lo que actualmente se conoce como virus del mosaico del tabaco. Sus experimentos demostraron que los extractos de hojas molidas de plantas infectadas de tabaco seguían siendo infecciosos después de filtrarlos. Ivanovski sugirió que la infección podría ser causada por una toxina producida por las bacterias, pero no continuó apoyando esta idea. En aquella época se pensaba que todos los agentes infecciosos podían ser retenidos por filtros y, además, que podían ser cultivados en un medio con nutrientes -esta opinión formaba parte de la teoría germinal de las enfermedades-. En 1899, el microbiólogo neerlandés Martinus Beijerinck repitió los experimentos de Ivanovski y quedó convencido de que se trataba de una nueva forma de agente infeccioso. Observó que el agente sólo se multiplicaba dentro de células vivas en división, pero como sus experimentos no mostraban que estuviera compuesto de partículas, lo llamó germen viviente soluble y reintrodujo el término “virus”. Beijerinck mantenía que los virus eran de naturaleza líquida, una teoría más tarde descartada por Wendell Stanley, que demostró que eran particulados. En ese mismo año, en 1899, Friedrich Loeffler y Frosch pasaron el agente de la fiebre aftosa -el aftovirus- por un filtro similar y descartaron la posibilidad de que se tratara de una toxina debido a la baja concentración, y llegaron a la conclusión de que el agente se podía multiplicar.
A principios del siglo XX, el bacteriólogo inglés Frederick Twort descubrió los virus que infectaban bacterias, que actualmente se denominan bacteriófagos.
A finales del siglo XIX, los virus se definían en función de su inefectividad, su filtrabilidad y su necesidad de huéspedes vivientes. Los virus sólo habían sido cultivados en plantas y animales. En 1906, Ross Granville Harrison inventó un método para cultivar tejidos en linfa, y, en 1913, E. Steinhardt y colaboradores utilizaron este método para cultivar virus Vaccinia en fragmentos de córnea de cobaya. En 1928, H. B. Maitland y M. C. Maitland cultivaron el mismo virus en suspensiones de riñones picados de gallina. Su método no fue adoptado ampliamente hasta 1950, cuando se empezó a cultivar Poliovirus a gran escala para la producción de vacunas.
Otro avance se produjo en 1931, cuando el patólogo estadounidense Ernest William Goodpasture cultivó el virus de la gripe y otros virus en huevos fertilizados de gallina. En 1949, John Franklin Enders, Thomas Weller y Frederick Robbins cultivaron virus de la polio en células cultivadas de embriones humanos, y ésta fue la primera vez que se cultivó un virus sin utilizar tejidos animales sólidos o huevos. Este trabajo permitió a Jonas Salk crear una vacuna efectiva contra la polio.
Con la invención de la microscopía electrónica en 1931 por parte de los ingenieros alemanes Ernst Ruska y Max Knoll, se obtuvieron las primeras imágenes de virus. En 1935, el bioquímico y virólogo estadounidense Wendell Stanley examinó el virus del mosaico del tabaco y descubrió que estaba compuesto principalmente de proteínas. Poco tiempo después, el virus fue separado en sus partes de proteínas y de ARN. El virus del mosaico del tabaco fue uno de los primeros en ser cristalizados y, por tanto, la primera estructura que pudo ser observada en detalle. Las primeras imágenes por difracción de rayos X del virus cristalizado las obtuvieron Bernal y Fankuchen en 1941. Basándose en sus imágenes, Rosalind Franklin descubrió la estructura completa del virus en 1955. El mismo año, Heinz Fraenkel-Conrat y Robley Williams demostraron que el ARN purificado del virus del mosaico del tabaco y sus proteínas de envoltura puede reproducirse por sí solas, formando virus funcionales, y sugirieron que éste debía de ser el modo en que los virus se reproducían en las células huéspedes.
La segunda mitad del siglo XX fue la edad dorada del descubrimiento de virus, y la mayoría de las 2.000 especies reconocidas de virus animales, vegetales y bacterianos se descubrieron durante estos años. En 1957, se descubrieron el arterivirus equino y la causa de la diarrea vírica bovina (un pestivirus). En 1963 Baruch Blumberg, descubrió el virus de la hepatitis B, y en 1965 Howard Temin describió el primer retrovirus. La transcriptasa inversa, enzima clave que utilizan los retrovirus para convertir su ARN en ADN, fue descrita originalmente en 1970, de manera independiente por Howard Temin y David Baltimore. En 1983, el equipo de Luc Montagnier del Instituto Pasteur de Francia aisló por primera vez el retrovirus, actualmente llamado VIH.
Morfogénesis
Los genomas virales recién sintetizados y los polipéptidos de la cápside se ensamblan para formar los virus descendientes. Las cápsides icosaédricas pueden condensarse en ausencia de ácido nucleico, en tanto que las nucleocápsides de los virus de simetría helicoidal no pueden formarse sin ARN viral. No existen mecanismos especiales para la liberación de virus carentes de cubierta; las células infectadas acaban por experimentar lisis y liberar las partículas virales.
Los virus cubiertos maduran por un proceso de gemación. Se insertan glucoproteínas de cubierta específica del virus en las membranas celulares y, a continuación, las nucleocápsides hacen gemación a través de la membrana a nivel de estos sitios modificados y, al hacerlo así, adquieren su cubierta.
Los virus cubiertos no son infecciosos hasta que han adquirido sus cubiertas. La maduración viral es a veces un proceso ineficaz. Como resultado de los profundos efectos dañinos de la replicación viral, se desarrollan por último efectos citopáticos celulares y la célula muere. Sin embargo, hay casos en que el virus no lesiona a la célula y se producen infecciones persistentes y prolongadas.
Propagación
Los virus se propagan pasando de una persona a otra, causando así nuevos casos de la enfermedad. Muchos de ellos, como los responsables de la gripe y el sarampión, se transmiten por vía respiratoria, debido a su difusión en las gotículas que las personas infectadas emiten al toser y estornudar. Otros, como los que causan diarrea, se propagan por la vía oral-fecal. En otros casos, la propagación se realiza a través de la picadura de insectos, como en el caso de la fiebre amarilla y de los arbovirus. Las enfermedades virales pueden ser endémicas (propias de una zona), que afectan a las personas susceptibles, o epidémicas, que aparecen en grandes oleadas y atacan a gran parte de la población. Un ejemplo de epidemia es la aparición de la gripe en todo el mundo, casi siempre, una vez al año.
Los virus y el cáncer
Los virus son una causa establecida de cáncer en los humanos y otras especies. Los cánceres virales son extremadamente raros y sólo ocurren de unas cuantas personas (o animales). Los virus que producen cáncer pueden provenir de muchas familias, tanto de virus ADN como de virus ARN, y no únicamente del oncovirus (un término obsoleto para referirse a los retrovirus). El desarrollo del cáncer puede deberse a gran cantidad de factores como la debilidad inmunitaria del huésped y mutaciones en éste. Los virus más importantes asociados con cánceres humanos son el papiloma virus humano, el virus de la hepatitis B, el virus de Epstein-Barr, y el virus T-linfotrópico humano. El más reciente descubrimiento de un virus que causa cáncer es el poliomavirus (Merkel cell polyomavirus) que es la causa de un raro cáncer de piel denominado carcinoma de células de Merkel.
Los virus de la hepatitis pueden causar una infección crónica que provoca cáncer de hígado. La infección con virus T-linfotrópico humano puede causar paraparesia espástica tropical y leucemia de linfocitos T del adulto. Los papiloma virus humanos son una causa establecida de cáncer de cérvix, piel, ano y pene. Dentro de los Herpesviridae, el human herpes virus causa sarcoma de Kaposi y linfoma de las cavidades corporales, y el virus de Epstein-Barr causa linfoma de Burkitt, enfermedad de Hodgkin, trastorno linfoproliferativo de los linfocitos B y carcinoma nasofaríngeo. El Merkel cell poliomavirus está estrechamente relacionado con el SV40 y con los poliomavirus del ratón que han sido usados como modelos de animales para los virus del cáncer desde hace 50 años.
Análisis sobre los virus
En la actualidad existen una gran cantidad de males que son protagonizados por lo que fue desarrollado en este trabajo, los virus. Los virus han sido un gran reto para la medicina hoy en día gracias a su rápida multiplicación y mutaciones en su ADN o ARN que puede sufrir después de tantas reproducciones, tal es el caso de lo que conocemos como gripe, cuya cura total aun no se conoce, al igual que el virus de la inmodeficiencia humana VIH causante del Sida. Esto solo son ejemplos exactos de algunos virus pero no todos no tienen cura o vacuna, pues uno de los grandes descubrimientos y que dio paso a un mayor conocimiento sobre los virus fue la vacuna del polio, salvando a una gran cantidad de gente en esa época. Día a día la sociedad se ve atacada por el mal de los virus de diferentes maneras, también dependiendo del tipo de virus del que se este hablando; uno muy conocido es el de papiloma humano, también siendo una de las afecciones de transmisión sexual mas comunes en el mundo y pues obviamente una de las mas tratadas al igual que el herpes. Algunas enfermedades y condiciones causadas por la presencia de virus en el organismo pueden ser tan peligrosas que en algún momento si no se es tratada a tiempo puede terminar convirtiéndose en cáncer, sobre todo los que tienen cabida en las partes íntimas de los seres humanos es donde se han visto más casos al igual que n el de la Hepatitis B entre otros.
Para poder evitar todas las consecuencias que nos puede acarrear los virus es recomendable estar alerta de protegerse y ser precavido, ponerse las vacunas y si ya está contagiado tratarlo lo más rápido posible.
Conclusión
Un virus biológico se trata de una partícula infecciosa, un organismo que se replica a sí mismo en el interior de las células que ataca (células animales, vegetales o bacterianas). Podemos decir que no es un organismo totalmente vivo, ya que si analizamos la definición de ser vivo nos encontramos con que: nacen, crecen, se reproducen y mueren, de las cuales el virus por si solos solo nacen y mueren, necesitan una célula a la que infectar para crecer y evolucionar. No tienen metabolismo propio, necesitan una célula a la infectar, son “parásitos”.
Hay básicamente tres tipos de virus: virus animal, virus vegetal y virus bacteriano.
La estructura de un virus se compone del material genético y una cubierta de proteínas que la protege del exterior. Los virus necesitan entrar y permanecer dentro de otra célula de algún organismo para poder sobrevivir y multiplicarse.
En la actualidad han avanzado mucho los estudios sobre los virus, llegando cada vez más a la cumbre de estos y a las posibles respuestas de los que más atormentan a la sociedad en la rutina diaria. Se va escabullendo en su estructura y en la forma de atacarlo a él y a las posibles mutaciones que pueda generar el mismo en su duplicación.
· https://es.wikipedia.org/wiki/Virus_ARN_monocatenario_positivo
· https://es.wikipedia.org/wiki/Virus_ARN_bicatenario
· https://es.wikipedia.org/wiki/Virus_ADN_monocatenario
· https://es.wikipedia.org/wiki/Virus_ADN_bicatenario
· https://es.wikipedia.org/wiki/Virus_ADN_bicatenario_retrotranscrito
· https://es.wikipedia.org/wiki/Virus_ARN_monocatenario_negativo
· https://es.wikipedia.org/wiki/Virus_ARN_monocatenario_retrotranscrito
· http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~23004926/departamentos/biologia/documentos/2bach_bio/virus.pdf
· https://es.wikipedia.org/wiki/Virus#Ciclo_de_los_virus
· http://html.rincondelvago.com/virus-biologico.html
· http://www.monografias.com/trabajos5/virus/virus.shtml
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