El amplio mundo de los virus

Recientemente se ha dado mucha publicidad a los virus con el aumento del COVID-19 y sus variantes posteriores. Pero ¿qué es realmente un virus? ¿Y en qué se diferencian los virus de otras formas de patógenos? Recientemente, el aumento de la temporada de gripe ha generado más preguntas sobre las diferencias entre COVID-19 y la gripe y cómo pueden superponerse. El término virus es amplio y dinámico y abarca una amplia variedad de microorganismos patógenos que se replican dentro de las células vivas. Casi todos los tipos de organismos vivos son, en cierta medida, víctimas de una infección viral. Y los virus han dejado una huella indeleble en el curso de la evolución, tanto a través de la presión selectiva como de la transmisión directa de elementos genéticos insertados en los genomas del huésped.

A pesar de su amplia diversidad y su impacto de gran alcance, existe un debate en curso en la comunidad científica sobre si los virus cuentan como organismos vivos, ya que no contienen maquinaria celular y no pueden replicarse por sí solos. Los virus generalmente se clasifican como una forma de material genético (ADN o ARN) encerrado en una cubierta proteica. Como carecen de la maquinaria necesaria para replicarse, se reproducen inyectando parte de su material genético en una célula huésped y secuestrando la maquinaria de la célula para construir copias virales.

El proceso de replicación viral puede terminar con la lisis completa de la célula huésped, donde la célula se abre como un globo de agua con agujeros, permitiendo que las nuevas partículas de virus abandonen la célula e infecten a nuevos huéspedes. O el proceso puede terminar con el nuevo virus saliendo de la célula, cubierto por una capa de membrana celular. En algunos casos, el material genético viral se incorpora al ADN del huésped, donde permanece latente y se replica a medida que se replica la célula huésped. Finalmente, el material genético viral se activa, se construyen las proteínas virales y el virus abandona la célula mediante lisis o escape.

Los virus son extraordinariamente adaptables. Los estudios han demostrado que, cuando se enfrentan a una barrera a la reproducción, los virus pueden evolucionar para superar esa barrera en sólo dos semanas. Debido a que los virus se replican tan rápida y voluminosamente en un huésped, las mutaciones aleatorias (pequeños cambios en el material genético debido a errores en la replicación) y la recombinación (cambios más grandes en el material genético debido al intercambio genético entre dos virus diferentes) son extremadamente comunes. Estos cambios en el material genético viral sufren una fuerte presión selectiva: virus mutados que no pueden infectar células de manera eficiente, replicarse y propagarse rápidamente.

La combinación de cambios genéticos aleatorios y presión selectiva es lo que hace posible que los virus salten de una especie infectante a otra. Este proceso, llamado derrame zoonótico, requiere muchas variables específicas para tener éxito. La mayoría de los virus mutados que intentan saltar de especie no tienen la eficiencia, transmisibilidad o gravedad para dar el salto y convertirse en una epidemia exitosa.

La velocidad de la evolución viral significa que los virus ya son incomparablemente diferentes. Es imposible saber cuántas especies de virus diferentes existen realmente (por un lado, hay que definir qué significa «diferente» en este contexto). La gran mayoría de los virus son bacteriófagos, virus que sólo atacan a las células bacterianas. Los bacteriófagos generalmente están equipados para atacar un tipo específico de bacteria. Las bacterias están en una carrera evolutiva interminable con los bacteriófagos. Las bacterias desarrollan constantemente nuevas líneas de defensa, como la facilitada por CRISPR-Cas9, y los bacteriófagos desarrollan constantemente nuevas formas de ataque. Esta carrera armamentista aún puede ser la clave para tratar las infecciones bacterianas persistentes en humanos. La capacidad de las bacterias para evolucionar con el tiempo y el abuso de antibióticos han llevado a un aumento de la resistencia a los antibióticos, pero los estudios indican que los bacteriófagos pueden usarse para terapias dirigidas de infecciones resistentes a los antibióticos.

Los virus a menudo se clasifican según el tipo de material genético que contienen, utilizando un sistema llamado clasificación de Baltimore. La clase I se refiere a virus con ADN de doble cadena, incluidos adenovirus, herpesvirus y poxvirus, que causan enfermedades respiratorias agudas, herpes/varicela y viruela, respectivamente. Los virus de clase I sólo pueden replicarse en células que se están replicando actualmente porque la replicación del ADN bicatenario requiere enzimas que la célula produce sólo durante su propia replicación.

La clase II se refiere a virus con ADN monocatenario, incluidos los parvovirus, una familia de virus que se sabe que infecta principalmente a perros, pero que también puede infectar a humanos provocando una erupción leve.

La clase III se refiere a virus con ARN bicatenario, incluido el rotavirus, que puede causar síntomas gastrointestinales graves.

La clase IV se refiere a virus con ARN monocatenario de «sentido positivo»: la cadena de ARN que puede traducirse directamente en proteína. La clase IV incluye coronavirus (ese viejo castaño), picornavirus y togavirus. El coronavirus puede causar SARS, MERS o síntomas similares a los del resfriado. Los picornavirus son responsables de una amplia gama de enfermedades humanas, incluidas la meningitis, la polio, la hepatitis A y el resfriado común. Los togavirus causan principalmente rubéola en humanos.

La clase V se refiere a virus con ARN monocatenario de «sentido negativo»: la cadena de ARN que debe transcribirse en sentido positivo antes de que se puedan producir proteínas. La clase V incluye ortomixovirus y rabdovirus, que causan influenza y rabia respectivamente. Los virus de la influenza vienen en cuatro sabores diferentes (A, B, C y D), pero se sabe que solo los tipos A y B causan enfermedades en humanos. Los virus de la influenza cambian y cambian con frecuencia, y diferentes cepas cobran protagonismo en cada temporada de influenza. Los investigadores deben trabajar cada año para anticipar qué cepas prevalecerán, de modo que puedan desarrollar una vacuna eficaz contra la gripe para la próxima temporada de gripe.

La clase VI se refiere a virus con ARN monocatenario de «sentido positivo» que debe convertirse en ADN mediante una enzima llamada transcriptasa inversa, antes de que el virus pueda replicarse. La clase VI incluye los retrovirus, el más famoso de los cuales es el VIH, el virus que causa el SIDA. Los retrovirus utilizan la transcriptasa inversa para convertir el ARN en ADN que se integra en el ADN de la célula huésped. A partir de ahí, la maquinaria celular puede hacer copias del material genético viral y crear las proteínas necesarias para un nuevo virus.

La clase VII se refiere a virus con ADN bicatenario que forma un circuito cerrado. Para replicarse, este circuito cerrado se transcribe en ARN, que luego debe convertirse nuevamente en ADN mediante la enzima transcriptasa inversa. La clase VII incluye los hepadnavirus, que pueden causar hepatitis B.

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Esta publicación ha sido actualizada y respondida por el Maravilloso Mundo de los Virus, que se publicó originalmente el 10 de abril de 2020.

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