Biología para No Mayores I

Como ha aprendido, los virus a menudo son muy específicos en cuanto a qué huéspedes y qué células dentro del huésped infectarán. Esta característica de un virus lo hace específico de una o varias especies de vida en la Tierra. Por otro lado, existen tantos tipos diferentes de virus en la Tierra que casi todos los organismos vivos tienen su propio conjunto de virus que intentan infectar sus células. Incluso las células más pequeñas y simples, las bacterias procariotas, pueden ser atacadas por tipos específicos de virus. Los virus que se dirigen a las bacterias se conocen como bacteriófagos.

Un bacteriófago tiene ciclos lisogénicos y líticos. En el ciclo lítico, el fago se replica y lisa la célula huésped. En el ciclo lisogénico, el ADN fago se incorpora al genoma del huésped, donde se transmite a las generaciones posteriores. Cuando el ADN del fago se incorpora al genoma de la célula huésped, se denomina profago. Los factores de estrés ambientales, como la inanición o la exposición a productos químicos tóxicos, pueden hacer que el profago se extraiga y entre en el ciclo lítico.

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Virus animales

Los virus animales, a diferencia de los virus de plantas y bacterias, no tienen que penetrar en la pared celular para acceder a la célula huésped. Los virus animales no envueltos o «desnudos» pueden ingresar a las células de dos maneras diferentes. Como una proteína en la cápside viral se une a su receptor en la célula huésped, el virus se puede tomar dentro de la célula a través de una vesícula durante el proceso celular normal de endocitosis mediada por el receptor. Un método alternativo de penetración celular utilizado por los virus no envueltos es que las proteínas de la cápside experimenten cambios de forma después de unirse al receptor, creando canales en la membrana de la célula huésped. El genoma viral se «inyecta» en la célula huésped a través de estos canales de una manera análoga a la utilizada por muchos bacteriófagos. Los virus envueltos también tienen dos formas de ingresar a las células después de unirse a sus receptores: endocitosis mediada por receptores, o fusión. Muchos virus envueltos entran en la célula por endocitosis mediada por receptores de una manera similar a algunos virus no envueltos. Por otro lado, la fusión solo ocurre con viriones envueltos. Estos virus, que incluyen al VIH entre otros, usan proteínas de fusión especiales en sus envolturas para hacer que la envoltura se fusione con la membrana plasmática de la célula, liberando así el genoma y la cápside del virus en el citoplasma celular.

Después de fabricar sus proteínas y copiar sus genomas, los virus animales completan el ensamblaje de nuevos viriones y salen de la célula. Como ya hemos discutido usando el ejemplo del VIH, los virus animales envueltos pueden brotar de la membrana celular a medida que se ensamblan, tomando un pedazo de la membrana plasmática de la célula en el proceso. Por otro lado, la progenie viral no envuelta, como los rinovirus, se acumula en las células infectadas hasta que hay una señal de lisis o apoptosis, y todos los viriones se liberan juntos.

Los virus animales están asociados con una variedad de enfermedades humanas. Algunos de ellos siguen el patrón clásico de la enfermedad aguda, donde los síntomas empeoran cada vez más durante un corto período seguido de la eliminación del virus del cuerpo por el sistema inmunológico y la recuperación final de la infección. Ejemplos de enfermedades virales agudas son el resfriado común y la gripe. Otros virus causan infecciones crónicas a largo plazo, como el virus que causa la hepatitis C, mientras que otros, como el virus del herpes simple, solo causan síntomas intermitentes. Sin embargo, otros virus, como los virus 6 y 7 del herpes humano, que en algunos casos pueden causar la enfermedad infantil menor roséola, a menudo causan infecciones productivas sin causar ningún síntoma en el huésped, y por lo tanto decimos que estos pacientes tienen una infección asintomática.

En las infecciones por hepatitis C, el virus crece y se reproduce en las células hepáticas, causando bajos niveles de daño hepático. El daño es tan bajo que las personas infectadas a menudo no saben que están infectadas, y muchas infecciones se detectan solo mediante análisis de sangre de rutina en pacientes con factores de riesgo como el uso de drogas intravenosas. Por otro lado, dado que muchos de los síntomas de las enfermedades virales son causados por respuestas inmunitarias, la falta de síntomas es una indicación de una respuesta inmunitaria débil al virus. Esto permite que el virus escape de la eliminación por el sistema inmunológico y persista en individuos durante años, mientras produce bajos niveles de viriones de progenie en lo que se conoce como enfermedad viral crónica. La infección crónica del hígado por este virus conduce a una probabilidad mucho mayor de desarrollar cáncer de hígado, a veces hasta 30 años después de la infección inicial.

Como ya se mencionó, el virus del herpes simple puede permanecer en un estado de latencia en el tejido nervioso durante meses, incluso años. A medida que el virus se «esconde» en el tejido y produce pocas proteínas virales, si es que alguna, no hay nada contra lo que pueda actuar la respuesta inmunitaria, y la inmunidad al virus disminuye lentamente. Bajo ciertas condiciones, incluyendo varios tipos de estrés físico y psicológico, el virus del herpes simple latente puede reactivarse y someterse a un ciclo de replicación lítica en la piel, causando las lesiones asociadas con la enfermedad. Una vez que se producen viriones en la piel y se sintetizan proteínas virales, la respuesta inmunitaria se estimula de nuevo y resuelve las lesiones cutáneas en pocos días destruyendo los virus en la piel. Como resultado de este tipo de ciclo replicativo, la aparición de herpes labial y brotes de herpes genital solo ocurren de forma intermitente, a pesar de que los virus permanecen en el tejido nervioso de por vida. Las infecciones latentes también son comunes con otros virus herpesvirus, incluido el virus varicela-zóster que causa la varicela. Después de tener una infección de varicela en la infancia, el virus varicela-zóster puede permanecer latente durante muchos años y reactivarse en adultos para causar la afección dolorosa conocida como «culebrilla» (Figura 2).

Figura 2. (a) Varicela-zóster, el virus que causa la varicela, tiene una cápside icosaédrica envuelta visible en esta micrografía electrónica de transmisión. Su genoma de ADN de doble cadena se incorpora al ADN del huésped y puede reactivarse después de la latencia en forma de (b) culebrilla, a menudo exhibiendo una erupción. (crédito a: modificación del trabajo por el Dr. Erskine Palmer, B. G. Martin, CDC; crédito b: modificación del trabajo por «rosmary»/Flickr; datos de barras de escala de Matt Russell)

Figura 3. VPH, o virus del papiloma humano (crédito: modificación del trabajo del NCI, NIH; datos de barras de escala de Matt Russell)

Algunos virus que infectan a animales, incluido el virus de la hepatitis C mencionado anteriormente, se conocen como virus oncogénicos: tienen la capacidad de causar cáncer. Estos virus interfieren con la regulación normal del ciclo celular del huésped, ya sea introduciendo genes que estimulan el crecimiento celular no regulado (oncogenes) o interfiriendo con la expresión de genes que inhiben el crecimiento celular. Los virus oncogénicos pueden ser virus de ADN o ARN.

Los cánceres que se sabe están asociados con infecciones virales incluyen el cáncer de cuello uterino causado por el virus del papiloma humano (VPH) , el cáncer de hígado causado por el virus de la hepatitis B, la leucemia de células T y varios tipos de linfoma.

El VPH, o virus del papiloma humano (como se ve en la Figura 3), tiene una cápside icosaédrica desnuda visible en esta micrografía electrónica de transmisión y un genoma de ADN de doble cadena que se incorpora al ADN del huésped. El virus, que se transmite por vía sexual, es oncogénico y puede provocar cáncer de cuello uterino.

Virus de plantas

Los virus de plantas, al igual que otros virus, contienen un núcleo de ADN o ARN. Ya han aprendido sobre uno de estos, el virus del mosaico del tabaco. Como las plantas tienen una pared celular para proteger sus células, estos virus no utilizan la endocitosis mediada por receptores para ingresar a las células huésped, como se ve con los virus animales. Para que muchos virus vegetales se transfieran de planta en planta, debe producirse daño en algunas de las células de las plantas para permitir que el virus ingrese a un nuevo huésped. Este daño a menudo es causado por el clima, insectos, animales, incendios o actividades humanas como la agricultura o el paisajismo. Además, los descendientes de las plantas pueden heredar enfermedades virales de las plantas progenitoras. Los virus de las plantas se pueden transmitir por una variedad de vectores, a través del contacto con la savia de una planta infectada, por organismos vivos como insectos y nematodos, y a través del polen. Cuando los virus de las plantas se transfieren entre diferentes plantas, esto se conoce como transmisión horizontal, y cuando se heredan de un padre, se denomina transmisión vertical.

Los síntomas de las enfermedades virales varían según el virus y su huésped (consulte la tabla a continuación). Un síntoma común es la hiperplasia, la proliferación anormal de células que causa la aparición de tumores de plantas conocidos como agallas. Otros virus inducen hipoplasia, o disminución del crecimiento celular, en las hojas de las plantas, causando que aparezcan áreas delgadas y amarillas. Otros virus afectan a la planta al matar directamente las células vegetales, un proceso conocido como necrosis celular. Otros síntomas de los virus de las plantas incluyen hojas malformadas, rayas negras en los tallos de las plantas, crecimiento alterado de tallos, hojas o frutos, y manchas anulares, que son áreas circulares o lineales de decoloración que se encuentran en una hoja.

Los virus de las plantas pueden alterar gravemente el crecimiento y el desarrollo de los cultivos, afectando significativamente nuestro suministro de alimentos. Son responsables de la mala calidad y cantidad de los cultivos a nivel mundial, y pueden provocar enormes pérdidas económicas anuales. Otros virus pueden dañar las plantas utilizadas en jardinería. Algunos virus que infectan las plantas de alimentos agrícolas incluyen el nombre de la planta que infectan, como el virus de la marchitez manchada del tomate, el virus del mosaico común del frijol y el virus del mosaico del pepino. En las plantas utilizadas para jardinería, dos de los virus más comunes son la mancha anular de peonía y el virus del mosaico de rosas. Hay demasiados virus vegetales para discutir cada uno en detalle, pero los síntomas del virus del mosaico común del frijol provocan una disminución de la producción de frijoles y plantas poco productivas y con retraso en el crecimiento. En la rosa ornamental, la enfermedad del mosaico de rosas causa líneas amarillas onduladas y manchas de colores en las hojas de la planta.

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