¡Virus! (Parte II) Máquinas de guerra

Aunque el título de esta entrada puede parecerles un tanto pretencioso al presentar los virus como máquinas de guerra, realmente, si existe algún ente biológico al cual le quede esta comparación es a los virus.

Como vimos en nuestra entrada anterior, los virus son parásitos intracelulares obligados, es decir, necesitan forzosamente entrar a una célula para utilizar su maquinaria metabólica y poder reproducirse. Debido a la carencia de metabolismo propio y a que fuera de la célula invadida son partículas inertes, muchos científicos aún debaten sobre si deben ser considerados organismos vivos o no. En esta entrada vamos a platicar un poco de algunas estrategias que utilizan los virus para atacar una célula.

 Si durante la lectura hay algunos términos que no conoces, puedes darte una vuelta aquí y aclarar tus dudas.

 La infiltración

Hay muchas formas por las cuales un organismo puede hacerse con un virus. En organismos microscópicos como las bacterias basta con que un sólo virión o unos pocos lleguen a la célula para que la pueda infectar, sin embargo, en organismos más grandes como nosotros los humanos, si entra un sólo virus o unos pocos a nuestro cuerpo no nos harán nada, es decir, que para infectar a un humano u otro organismo más grande se requiere una carga viral mínima. Sin embargo no nos detendremos en hablar de cómo el virus entra al organismo, sino en cómo se infiltra dentro de la célula.

Bacteriófago en acción. Nótese cómo la cola y el cuello están contraídas para permitir la penetración de la pared y la inyección del DNA dentro de la célula.

En 1952 Hershey y Chase realizaron un experimento que, aunque estaba enfocado en descubrir si era el DNA o la proteína el que contenía la información genética, permitió también delucidar un aspecto muy importante de los mecanismos de infección viral. Marcando radiactiamente las proteínas o el ácido nucleico viral (pero nunca los dos), descubrieron que los virus utilizan la cápside proteica para introducirse a las células, mas ésta queda afuera y lo único que entra es el material genético.

Las cápsides suelen tener todo un arsenal para permitir la entrada del material genético. Por ejemplo, en los virus bacteriófagos, éstos cuentan con receptores en la cola que son específicos para la pared celular bacteriana. Una vez que el virus entra en contacto con la bacteria, se una a través de estos receptores, lo cual provoca que la cola y el cuello se contraigan y, mediante una especie de jeringa en la base, introduzcan el material genético a la célula (figura 1).

Por supuesto que hay otras estrategias, y estas dependerán del tipo de virus, su cápside y si poseen membrana lipídica o no.

Usurpando el metabolismo

Una vez dentro de las células, los virus se las ingenian por diversos mecanismos para utilizar el material y la energía de su víctima para replicarse, es decir, para multiplicar su material genético y producir las proteínas de las cápsides. En muchos procesos utilizan las mismas enzimas de las células para su replicación, sin embargo, en ocasiones (con las mismas enzimas de la célula) sintetizan enzimas especiales codificadas en su material genético para, si lo requieren, poder hacer cosas que la célula no puede.

Los DNAvirus utilizan las enzimas de las células infectadas para duplicar su DNA y transcribir moléculas de RNA, las cuales a su vez traducen a proteínas con los ribosomas de la misma célula. En el caso de algunos RNAvirus, se ahorran el paso de DNA a RNA, por lo que sólo necesitan replicar el RNA y con este mismo producir las proteínas. Sin embargo, en el caso especial de los retrovirus (como el VIH SIDA), aunque son RNAvirus, primero sintetizan DNA a partir del RNA, para luego pasar otra vez a RNA y de ahí traducir a proteínas. Todos los pasos pueden hacerlos con las enzimas de la célula infectada, excepto el primero: Para el paso de RNA a DNA, utilizan una enzima especial que llevan codificada en su genoma llamada transcriptasa inversa o retrotranscriptasa (figura 2).

Otro mecanismo molecular para apropiarse del metabolismo de la célula, muy recurrente en bacteriófagos, es utilizar unas proteínas llamadas subunidades sigma. La proteína que forma RNA a partir de DNA se llama RNA polimerasa y está constituida por muchas subunidades proteicas. Una de estas subunidades es llamada sigma, y ayuda a la polimerasa a encontrar los genes que necesitan expresarse. Una vez que el genoma del bacteriófago está dentro de la célula, la misma subunidad sigma de la bacteria eventualmente puede guiar a la polimerasa hacia los genes bacterianos, entre los cuales, uno de ellos codifica para un tipo especial de subunidad sigma viral. Esta subunidad sigma viral compite con la bacteriana por el control de la RNA polimerasa, y cuando la viral gana, guía a la polimerasa específicamente a los genes del virus, para expresarlos sólo a ellos en lugar de los de la bacteria. De este modo, entre más subunidades sigma virales se encuntren, más RNA polimerasas serán tomadas por ellas, más se expresarán los genes del virus y menos se expresarán los de la bacteria.

Aunque, como en alguna ocasión les platiqué, este esquema del dogma central de la biología molecular realmente no señala lo que el dogma quiere decir, es muy útil para visualizar los movimientos de la información genética que se llevan a cabo en los virus.

Destruyendo a la célula

Una vez que el material genético se ha replicado y se han sintetizado las proteínas de la cápside, los virus se “arman” formando la cubierta de proteínas e introduciendo el DNA dentro de ellas. Lo que sigue es salir de la célula, para lo cual necesitan destruir su membrana y pared celular (en caso de que tengan esta última), lo cual generalmente lleva a la muerte de las células.

Uno de los mecanismos más recurrentes entre los virus es utilizar una proteína, generalmente de la cápside, lisar la membrana. Entonces, con la presión generada por la gran cantidad de viriones dentro de la célula, ésta explota y libera los virus, los cuales pueden infectar inmediatamente después a otra célula y repetir el proceso (figura 3).

Ciclo lítico (activo) de un virus, en el cual infecta la célula, se replica dentro de ella, se ensamblan las piezas y termina por destruirla.

Estos son sólo algunos ejemplos de los mecanismos que los virus usan para la infección, sin embargo, hay muchísimos más. Bueno, basta con pensar que los virus han estado en la tierra desde los orígenes de la vida y que todas las especies de seres vivos son susceptibles a sus invasiones para darse una idea de la inmensa cantidad de variantes que hay para dichos mecanismos, ¿no es así?

 Algunos virus no destruyen la célula, es más, ni siquiera se multiplican. Lo que hacen es incorporar su genoma en el genoma de la célula huésped y permanecer ahí indefinidamente, en un ciclo especial llamado lisogénico. Los ciclos lisogénicos han influido en la evolución de los seres vivos a lo largo de la historia de la vida, pero ese es un tema de otra ocasión.

About these ads

Deja un comentario

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s