TEMA 7: FORMAS ACELULARES. VIRUS, VIROIDES Y PRIONES.

Características generales de los virus. Diferencias y similitudes entre virus y organismos celulares.Los virus son elementos genéticos que se pueden replicar independientemente de los cromosomas de una célula pero no independientemente de las células.Para multiplicarse, los virus deben alcanzar una célula en la que puedan replicarse, tal célula se denomina célula hospedadora ( parásitos obligados).Los virus tienen un estado extracelular y otro intracelular. En la fase extracelular, un virus es una partícula submicroscópica

que contiene ácido nucleico rodeado por proteínas y, ocasionalmente, por otros componentes macromoleculares. En este estado extracelular, la partícula vírica, también denominada virión, es metabólicamente inerte y no realiza respiración ni función biosintética alguna.El virión es la estructura mediante la cual el genoma vírico se transporta de la célula en la que ha sido producido a otra célula donde el ácido nucleico vírico puede ser introducido.

Una vez en el interior de la nueva célula se inicia la fase intracelular. En este estado ocurre la replicación vírica: se produce el genoma vírico y se sintetizan los componentes que constituyen la cubierta del virus. Cuando un genoma vírico se introduce y se reproduce en una célula hospedadora el proceso se denomina infección.

Los genomas víricos son de tamaño muy limitado y fundamentalmente codifican funciones que no pueden tomar de sus hospedadores. Por consiguiente, durante su replicación intracelular, existe una gran dependencia de los componentes metabólicos y estructurales de la célula hospedadora. El virus reconduce la maquinaria preexistente del hospedador y todas las funciones metabólicas que son necesarias para la replicación vírica.Los virus pueden tener como material genético DNA o RNA y puede ser monocatenario o bicatenario. Además, todos los virus utilizan la maquinaria de traducción de la célula y por lo tanto, sea cual sea la estructura del genoma vírico, se debe producir RNA mensajero que pueda ser traducido en los ribosomas del hospedador.Los virus pueden clasificarse también atendiendo a los hospedadores que infectan. Así, tenemos virus animales, virus vegetales y virus bacterianos.

Composición y estructura de los virus.

El tamaño y la forma de los viriones es muy variable. Los virus son más pequeños que las células, variando su tamaño de 0,02 a 0,3 m.Unos virus contienen RNA y otros ADN, y el ácido nucleico puede ser bicatenario o monocatenario dependiendo del virus.. Los genomas víricos son también más pequeños que los celulares. El genoma de los virus, como el caso de los reovirus, no representa una única molécula sino que está segmentado en más de una molécula.La estructura de los viriones (partículas víricas) es muy diversa, variando ampliamente en lo que se refiere a tamaño, forma y composición química.El ácido nucleico del virión está localizado siempre en el interior de la partícula, rodado por una formación proteica denomina cápsida. Esta

cubierta proteica siempre está formada por cierto número de moléculas proteicas individuales, llamadas subunidades estructurales, que se disponen de modo muy preciso y repetitivo alrededor del ácido nucleico. En la mayor parte de los virus, el pequeño tamaño del genoma vírico limita el número de proteínas víricas diferentes. Unos Cuantos virus tienen solamente una única clase de proteína en su cápsida, pero la mayoría tienen varias clases de subunidades estructurales químicamente distintas que se asocian entre sí siguiendo modelos específicos para formar conjuntos mayores denominados unidades morfológicas o capsómero , que es lo que puede apreciarse con el M.E.El complejo formado pro el ácido nucleico y la proteína, empaquetados en la partícula vírica se denomina nucleocápsida. Aunque esta estructura es frecuentemente la estructura total de una partícula vírica, ciertos virus presentan estructuras más complejas. Tal es el caso de los virus con envoltura, donde la nueclocápsida está rodeada por una membrana. Los virus sin membrana se denominan a veces virus desnudos.Las membranas víricas suelen ser membranas con bicapa lípidica pero que a menudo presentan asociadas proteínas específicas del virus. Dentro del virión se encuentran, frecuentemente una o más enzimas específicas del virus que juegan un papel importante durante los procesos de infección y replicación.

Los constituyentes de la cápside son muy poco numerosos. Reciben una denominación diferente según el caso. Están dispuestos regularmente en un número fijo en cada virión. En función de cómo están dispuestos o acoplados estos constituyentes, y desde un punto de vista estructural, clasificamos los virus en helicoidales, icosaédricos, y un tercer grupo más complejo que engloba a los virus con envoltura.

o Viriones helicoidales.Al microscopio electrónico tienen una “apariencia de bastón” cilíndrico. Cada constituyente de la cáspida es una única molécula de una proteína. Cada una de ellas se dispone en una ordenación helicoidal formando una estructura tubular, en cuyo interior está localizado el ácido nucleico enrollado en hélice. En el proceso de formación de la cápsida es necesaria la presencia del ácido nucleico para que las unidades estructurales se vayan acoplando a su alrededor.El VMT (virus vegetal, de ARN unicatenario) y el virus de la rabia constituyen un buen ejemplo de viriones helicoidales, aunque el segundo tiene envoltura.

o Viriones icosaédricos.En este caso, la cápsida adopta una figura geomética regular, parecida a un icosaedro (poliedro de 20 caras triangulares).La unidad repetitiva que conforma el poliedro es el capsómero: está constituido a su vez por algunas moléculas de proteínas o unidades estructurales. A diferencia de los virus helicoidales, en este caso, el proceso de formación de la cápsida es espontáneo; es independiente que haya o no el ácido nucleico para que se estructure la cápsida.

El adenovirus y el virus de la poliomielitis (poliovirus) son dos ejemplos de virus en los que la estructura de los viriones puede tomarse como modelo de virus icosaédricos.

o Viriones con envolturaEn ciertos virus, la protección del ácido nucleico, además de la cápsida, está completada por una envoltura adicional a su alrededor.

La envoltura es de tipo membranoso, a veces proteica (virus de la hepatitis), o bien es de composición lipídica y polisacárida (virus de la gripe). En este último caso, la envoltura deriva de la membrana de la célula a la que el virus parasita, y que se ha llevado en el proceso de la exocitosis de su ciclo vital. Será, pues, de estructura aproximadamente igual a la de una membrana plasmática, aunque un poco modificada.Muchos virus animales presentan envoltura como el virus de la hepatitis, el virus de la gripe, del sarampión, el virus herpes, el virus de la viruela, etc.

o BacteriofagosSon, en la mayoría de los casos, los virus de estructura más compleja. Otros, no obstante, son muy semejantes a los virus ya estudiados. Son de ADN de cadena doble.Se denominan así a los virus especializados en parasitar bacterias. A veces, se abrevia el término denominándolos simplemente fagos.Se distingue en su estructura claramente dos partes: la cabeza y la cola.La cabeza es de estructura poliédrica tipo icosaédrica que contiene en su interior la cadena de ADN lineal, el filamento del cual se prolonga por el cuello y la cola.La cola une la cabeza con el sistema de anclaje adaptado para parasitar la célula bacteriana. Un eje tubular proteico está rodeado por la vaina: estructura helicoidal flexible. En la base del eje tubular está localizada la placa basal (de proteína diferente), con espinas basales y las fibras caudales que le sirven al bacteriófago para adherirse a la superficie de la célula huésped.En la base de la cola se encuentran algunos enzimas y también ATP, que intervendrán en la perforación de la pared bacteriana.