Virus: estructura
Genoma de los virus
Los genomas virales, portadores de la información genética de los virus, exhiben una notable diversidad estructural. Pueden estar compuestos tanto por DNA monocatenario como bicatenario, así como RNA monocatenario o bicatenario, y también pueden presentarse como RNA de una sola cadena o segmentado no codificante, incluso como RNA segmentado de doble cadena. Esta heterogeneidad refleja la adaptabilidad de los virus a diversos ambientes y estrategias replicativas.
La complejidad genética de los virus se manifiesta en la capacidad de sus ácidos nucleicos para codificar desde unos pocos genes hasta más de un centenar. Este rango variable de información genómica influye significativamente en las funciones y habilidades específicas de los virus en su interacción con las células huésped.
Dentro de los genomas de RNA viral, se distingue entre los codificantes y los no codificantes. Aquellos que son codificantes contienen información genética que puede traducirse directamente en proteínas virales, mientras que el RNA no codificante requiere un paso adicional. Este último debe copiarse en una cadena de RNA susceptible de traducción antes de que se pueda llevar a cabo la síntesis de las proteínas virales correspondientes.
La clasificación de genomas codificantes y no codificantes conduce a la distinción entre genomas de cadena positiva y de cadena negativa, respectivamente. Los genomas de cadena positiva albergan la información directa para la síntesis de proteínas, mientras que los de cadena negativa necesitan ser transcritos antes de que pueda comenzar el proceso de traducción.
Estas características esenciales de los genomas virales revelan una complejidad y adaptación notables, evidenciando la versatilidad evolutiva de los virus para infectar y replicarse eficazmente en distintos contextos y organismos huéspedes.
Los ácidos nucleicos, portadores de la información genética, tienden a asociarse con nucleoproteínas codificadas por el propio virus en lo que se conoce como el centro viral. Esta asociación desempeña un papel fundamental en la estabilidad y funcionalidad del material genético dentro del virión.
En la estructura viral, tanto los ácidos nucleicos virales como las nucleoproteínas están casi invariablemente rodeados por una cápside proteínica. Esta cápside, compuesta por proteínas específicas codificadas por el virus, actúa como una capa protectora que salvaguarda el contenido genético durante la transmisión y la entrada a células huésped, contribuyendo a la integridad del material genético.
Cápside
La limitada complejidad genética de los virus se refleja en la composición de sus cápsides. Estas estructuras suelen estar formadas por multímeros de capsómeros idénticos, siendo estos últimos proteínas que se organizan de manera repetitiva. Esta simplicidad estructural, caracterizada por la utilización de unas pocas proteínas en la formación de las cápsides, evidencia la eficiencia adaptativa de los virus en su capacidad para replicarse y propagarse.
En términos de simetría, las cápsides virales pueden presentar dos formas principales:
- icosaédrica
- helicoidal.
Las cápsides icosaédricas tienen una estructura esférica y pueden exhibir dos, tres o cinco ejes de simetría, otorgándoles una disposición geométrica precisa. Por otro lado, las estructuras helicoidales de las cápsides cuentan únicamente con dos ejes de simetría, adoptando una forma más alargada y helicoidal.
Estos detalles estructurales subrayan la capacidad de los virus para organizar y resguardar su material genético de manera eficiente, facilitando así su función primordial de infectar células y reproducirse en su entorno celular específico.
La nucleocápside, una entidad crucial en la estructura viral, emerge de la colaboración sinérgica entre el ácido nucleico viral, las nucleoproteínas y las proteínas de la cápside. Esta asociación dinámica y funcional no solo garantiza la cohesión del material genético dentro del virión, sino que también contribuye a su funcionalidad integral.
En la arquitectura de muchos virus, se observa la presencia de un diseño estructural caracterizado por un núcleo central que alberga los ácidos nucleicos y una cápside que lo rodea. En ellos, la superficie externa de la cápside desempeña un papel crucial al interactuar directamente con las membranas plasmáticas de las células infectadas durante el proceso de entrada, facilitando así la infección y el inicio del ciclo viral.
Estructura de los virus
Envoltura externa
Por otro lado, algunos virus adoptan una estructura más compleja al presentar una envoltura externa compuesta por fosfolípidos, colesterol, glucoproteínas y glucolípidos. Esta envoltura, derivada de las membranas de las células huésped modificadas durante la infección viral, confiere propiedades específicas a estos virus en términos de interacción con el entorno y la célula huésped. Esta capa adicional revela una adaptabilidad evolutiva que influye en la capacidad del virus para infectar y replicarse eficientemente en su huésped, evidenciando así la diversidad estratégica de los virus en su búsqueda por la supervivencia y propagación.
Durante el proceso de infección viral, las membranas esenciales en el entorno celular, tales como las del núcleo celular, el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi y la membrana plasmática, sufren modificaciones significativas. Estas modificaciones involucran la inserción estratégica de glucoproteínas codificadas por el virus en dichas membranas. Esta acción no solo altera las características de estas estructuras celulares, sino que también facilita la interacción del virus envuelto con superficies celulares no infectadas, propiciando así un proceso eficiente de infección y propagación viral.
Dentro de la estructura viral, las proteínas de matriz o del tegumento desempeñan un papel crucial al ocupar el espacio existente entre la nucleocápside, compuesta por ácido nucleico, nucleoproteínas y proteínas de la cápside, y la envoltura externa del virus. Esta función de relleno contribuye a la estabilidad estructural del virión y participa activamente en procesos específicos durante la fase de infección, ampliando así la eficacia del virus en su ciclo replicativo.
La sensibilidad de los virus a solventes de lípidos o detergentes se correlaciona con la presencia de una envoltura externa. Los virus envueltos, caracterizados por esta capa externa compuesta por fosfolípidos, colesterol, glucoproteínas y glucolípidos derivados de las membranas celulares modificadas, tienden a ser susceptibles a la acción de estos agentes químicos. En contraste, los virus que presentan proteínas exteriores de la nucleocápside pueden manifestar una mayor resistencia a los detergentes. Esta variabilidad sugiere una adaptación evolutiva de los virus a diferentes condiciones ambientales y estrategias de infección, revelando una complejidad y versatilidad notables en sus mecanismos de supervivencia y propagación.
Anatomía del hígado
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