¿Qué son los virus?

Mientras se escribía este articulo se esta viviendo la crisis sanitaria más grave que se haya visto en los tiempos modernos. La pandemia provocada por el SARS CoV 2 (COVID-19) ha encerrado a la mayoría del mundo en sus casas por cuarentena, cientos de miles están infectados y miles han muerto. Sin embargo, es evidente que a pesar de contar con medios tradicionales de comunicación, internet, redes sociales, el grueso de la población no sabe lo que es un virus. Por eso trataremos de explicar de forma sencilla que es un virus y así como datos importantes sobre estos.

Diagrama de la diversidad de virus. https://previews.123rf.com/images/iimages/iimages1709/iimages170900036/85189738-diagrama-que-muestra-diferentes-tipos-de-virus-ilustraci%C3%B3n.jpg

Los virus son agentes biológicos con la capacidad de infectar a los seres vivos, estos pueden infectar animales, plantas, bacterias, hongos y hasta otros virus (conocidos como virófagos). Son parásitos de las células obligados, son dependientes de la maquinaria molecular y bioquímica de las células para poder reproducirse. Los virus contienen un ácido nucleico (las portadoras de la herencia biológica) que puede ser ADN o ARN empaquetado en una cubierta protectora o una membrana.

Estructura

Al virus totalmente ensamblado se le conoce como virión. Los viriones son un ácido nucleico que está envuelto en una cubierta de proteínas, cápside, o una envoltura como la de las células. El virión también tiene ciertas enzimas (proteínas) que le sirven para la replicación cuando infecta una célula. La cápside es rígida y puede soportar condiciones ambientales adversas, son resistentes a ácidos y detergentes. Muchos de estos se transmiten por la vía fecal-oral, incluso por aguas residuales. La cápside se forma por proteínas que se ensamblan de unidades cada vez más grandes, estos pueden tener diferentes formas, algunas tienen formas geométricas complejas. Los que tienen envoltura solo pueden mantenerse en soluciones acuosas. Estas no soportan ácidos, detergentes, disolventes. Lo puede inactivarlos. Suelen transmitirse medios líquidos, goticulas respiratorias (gotas), sangre y tejidos. Su envoltura se compone de lípidos, proteínas y glucoproteínas igual que las membranas de las células

Esquema de virus con capside y con envoltura. https://sciencewarsdotcom.files.wordpress.com/2020/04/b5001-virus.png

Función

Los virus van tener como principal objetivo ingresar a las células para entregar su genoma de ADN o ARN en su hospedero para que pueda ser expresado (transcrito y traducido). Estos necesitan acceder al interior del cuerpo. Las vías respiratorias o una herida abierta son puertas de entrada. A veces otros animales sirven como medio para que los virus puedan entrar a un cuerpo. En insectos los virus pueden ingresar en ellos y cuando estos pican a una persona entran por la saliva. Algunos ejemplos de estos son la fiebre amarilla, el dengue o el zika. Estos se unen a las superficies de las células hospederas a través del reconocimiento y unión con receptores en la célula. Muchos virus diferentes se pueden unir a un mismo receptor y un solo virus puede unirse a diferentes receptores, es por eso que pueden infectar tan fácilmente a las células.

Ciclo de infección de varias enfermedades virales por medio del mosquito Aedes aegypti hacía los humanos. https://www.cnrs.fr/sites/default/files/inline-images/CycleVirusAedes.jpg

Evolución y mutaciones

La capacidad de mutar fácilmente es una de las características más notorias de los virus. Cuando han ingresado a las células solo van a reproducirse, estos van a preferir la cantidad por la calidad de esta copias, en el proceso ocurren muchos errores al copiar su material genético debido a que no cuentan con los sistemas de revisión de errores (polimerasas) como los que cuentan las células eucariontes y estos errores se traducen en mutaciones. Estas mutaciones les permiten tener más probabilidad de adaptarse a los cambios en el ambiente o mejor dicho para poder sortear las defensas de los organismos que infectan. Esto es evolución por medio de la selección natural como nos decía Darwin, ya que estos cambios cuando son beneficiosos perduran y se transmiten a las demás generaciones, o copias de este virus.

Un ejemplo con virus de influenza de mutaciones y reordenamientos geneticos que dan origen a nuevos virus. http://www.madrimasd.org/blogs/virusemergentes/files/2013/05/redistriuci%C3%B3n-genetica-gripe.jpg

Importancia de los virus en el ambiente

Los virus están presentes en prácticamente toda la biosfera y el papel que juegan dentro de ella también es muy importante. El papel que estos juegan es sumamente importante porque sirven como un control poblacional, esto es mucho más evidente en los microorganismos que afecta debido a que tienen una capacidad de reproducción muy elevada y sin los virus estos crecerían hasta salirse de control. Por otro lado, van a tener otro rol igualmente importante que es el de control y reciclaje de los componentes de los organismos que parasitan. Cuando infectan y provocan la muerte de sus hospederos, estos contribuyen a que los compuestos tales como carbón, nitrógeno, entre otros elementos se reintegren al ambiente y a los ciclos biogeoquímicos.

Ejemplo del ciclo del nitrógeno en el cual participan varios microorganismos para reintegrar al ambiente el nitrógeno en otros organismos. https://agriculturers.com/wp-content/uploads/2014/11/ciclo-biol%C3%B3gico-nitr%C3%B3geno.jpg

Hay otro papel igual de importante, pero más discreto que es clave para la biodiversidad y para la evolución. Los virus contribuyen al intercambio horizontal de genes. Esto es que al ingresar a un ser vivo copian adquieren algunos de sus genes, cuando logran ingresar a otro ser vivo diferente (ejemplo, de bacterias a hongos) se puede dar el caso que los genes de las bacterias que adquirió antes se los transmita a los hongos y esto pueda contribuir a que tengan una mayor diversidad genética. Este mecanismo ha sido clave para pasar información entre bacterias y se transmita la resistencia a los antibióticos entre bacterias de diferentes especies. Esto ha contribuido a cambiar la visión vertical de la evolución por una visión más plural, una visión de “mosaico de genes”.

¿Vivos o no vivos?

Una de las controversias alrededor de los virus es que no son considerados por los científicos como seres vivos. Esto es porque no hay como tal una definición de vida. Para los biólogos definir que es la vida es mucho más complicado que para un físico definir que es una estrella, o un agujero negro. Para decir que algo es un ser vivo se usan ciertas características, si algo cumple con todas se acepta como un ser vivo o una forma de vida, pero si no lo hace, no. Los virus no pueden crecer y desarrollarse, no tienen un metabolismo propio, no responden a los estímulos del medio (frio, calor), no regulan su medio interno y no se reproducen por su cuenta. Pero lo que si pueden hacer es evolucionar o adaptarse, como se mencionó antes, es la única característica que comparten con los seres vivos, y estar compuestos por moléculas orgánicas.

Origen de los virus

El origen de estos sigue siendo un misterio para el cual solo existen hipótesis que tratan de explicar de dónde provienen. Una de estas hipótesis plantea que pueden ser muy antiguos, más que la vida misma. Estos podrían ser restos de la evolución química, al estar compuestos de biomoléculas. Pero ha sido criticada porque los virus son parásitos obligados y sin seres vivos no podrían haber existido.

Otra hipótesis maneja que son más recientes y que son una consecuencia de la evolución de la célula. Debido a que necesitan de seres vivos, un ser vivo unicelular que parasitaba a otras células en su evolución fue simplificándose o perdiendo características para poder seguir parasitando (hipótesis de la reducción). Las críticas han sido que sus proteínas tendrían que ser parecidas a las de algún otro ser vivo, pero no se parecen en nada a nadie, son únicas. Solo en algunos casos hay similitudes, pero de proteínas que han obtenido de aquellos a los que parasitan.

Existe una tercer hipótesis, la del escape, que dice que podrian haber surgido como evolución de fragmentos de ADN y ARN que “escaparon” de las células. Sin embargo esta teoría no puede explicar la complejidad de las capsides ni la diferencias que hay con las proteínas de los virus con respecto a los otros seres vivos igual que la primer hipótesis.

Esquema con las tres hipótesis sobre el origen de los virus. https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fs41579-019-0205-6/MediaObjects/41579_2019_205_Fig1_HTML.png

El hombre y los virus

Los virus para el hombre siempre han estado asociados a enfermedades, y con justa razón estamos actualmente viviendo una crisis por culpa de un virus patógeno. Sin embargo, los virus han acompañado al ser humano desde hace mucho tiempo. Estudios revelan que el genoma del ser humano posee en un 5% genes de origen viral, esto resultado del proceso de transferencia horizontal de genes.

El ser humano ha usado a los virus por su capacidad natural de introducir ADN en las células para poder usarlas con fines terapéuticos y tratar enfermedades monogenicas (que solo hay un gen funcionando mal provocando enfermedad), esto ha sido igual usado en la biotecnología para crear organismos transgénicos.

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