Overview
Introducción a las características generales de los virus, su estructura, clasificación, replicación y su impacto patogénico en las infecciones humanas.
Características Generales de los Virus
- Los virus son microorganismos considerados en el límite de la vida, ya que carecen de estructura celular y de un sistema propio de protección.
- Son parásitos intracelulares obligados: dependen completamente de la célula huésped para su replicación y reproducción.
- Su estructura básica consiste en un ácido nucleico (ADN o ARN) rodeado por una cápside proteica, que protege el genoma viral.
- Algunos virus presentan una envoltura lipídica adicional, derivada de las membranas celulares de la célula infectada, compuesta por fosfolípidos y proteínas.
- Los virus son extremadamente pequeños (su tamaño se mide en nanómetros) y pueden atravesar filtros que retienen bacterias, por lo que se denominan “filtrables”.
- En el espacio extracelular, los virus son inactivos y solo se activan al ingresar en una célula, donde utilizan la maquinaria celular para replicarse mediante el ensamblaje de sus componentes.
Clasificación de los Virus
- Según el huésped que infectan:
- Virus animales (infectan humanos y otros animales)
- Virus de plantas
- Virus de bacterias (bacteriófagos)
- Agentes subvirales: viroides, satélites y priones (no tienen estructura viral típica, pero causan infecciones similares)
- Según la presencia de envoltura:
- Virus desnudos: carecen de envoltura lipídica, solo poseen cápside.
- Virus envueltos: presentan una bicapa lipídica externa adquirida de la célula huésped, lo que les otorga protección y cierta evasión inmunológica inicial.
- Según la simetría de la cápside:
- Simetría helicoidal: los capsómeros se disponen en forma de hélice, formando una estructura cilíndrica.
- Simetría icosaédrica: los capsómeros forman una estructura tipo icosaedro, con 12 vértices y 20 caras, que puede verse casi circular al microscopio.
- Virus complejos: como los bacteriófagos, combinan ambas simetrías (cabeza icosaédrica y cola helicoidal) y poseen estructuras adicionales como la placa basal para fijarse a la pared bacteriana.
- Según el tipo de genoma (clasificación de Baltimore):
- Clase 1: ADN de doble cadena
- Clase 2: ADN de cadena sencilla
- Clase 3: ARN de doble cadena
- Clase 4: ARN de cadena sencilla sentido positivo (igual al ARN mensajero)
- Clase 5: ARN de cadena sencilla sentido negativo (complementario al ARN mensajero)
- Clase 6: ARN de cadena sencilla sentido positivo retrotranscrito (retrovirus, con retrotranscriptasa)
- Clase 7: ADN de doble cadena retrotranscrito (ejemplo: virus de la hepatitis B)
- Otras formas de clasificación:
- Según la estrategia de replicación (en citoplasma o núcleo)
- Según la morfología y simetría de la cápside
- Según las enfermedades que producen o la región geográfica donde se identificaron (ejemplo: virus del Ébola)
- Nomenclatura oficial (según el Comité Internacional de Taxonomía Viral): orden, familia (viridae), subfamilia (virinae), género y especie. Actualmente se reconocen más de 2.000 especies tentativas de virus.
- Los virus, especialmente los de ARN, presentan altas tasas de mutación debido a la falta de mecanismos de corrección de errores, lo que facilita la aparición de nuevas variantes.
Replicación Viral
- Fase temprana:
- Reconocimiento y adhesión (tropismo viral): el virus se une a receptores específicos en la célula blanco; algunos requieren también un coreceptor.
- Penetración: puede ocurrir por fusión directa de la envoltura viral con la membrana celular (en virus envueltos) o por viropexis/endocitosis mediada por receptor (en virus desnudos y envueltos).
- Decapsidación: liberación del genoma viral en el interior celular, mediante proteasas o cambios en el pH.
- Transcripción: síntesis de ARN mensajero viral. Los virus de ARN suelen usar ARN polimerasas virales y replicarse en el citoplasma; los de ADN utilizan la ARN polimerasa II de la célula y requieren acceso al núcleo.
- Fase tardía:
- Replicación del genoma: los virus de ARN emplean su propia ARN polimerasa; los de ADN, una ADN polimerasa viral.
- Ensamblaje: agrupación de proteínas virales y encapsidación del genoma para formar nuevos viriones.
- Liberación: los virus envueltos salen por gemación (formando una yema en la membrana celular), mientras que los desnudos lo hacen principalmente por exocitosis. Algunos virus envueltos también pueden liberarse por exocitosis.
- La replicación viral puede inducir efectos citopáticos (muerte celular) o transformar la célula huésped.
Patogénesis e Infección Viral
- Efectos celulares:
- Virus citopáticos o citolíticos: inducen muerte celular por apoptosis, inhibición de síntesis de macromoléculas o alteración de membranas.
- Virus no citolíticos: pueden transformar la célula en inmortal, inhibiendo proteínas reguladoras como la P53, lo que puede llevar a oncogénesis (ejemplo: virus del papiloma humano).
- Tipos de infección viral:
- Infección aguda: tras la infección y aparición de síntomas, el sistema inmune elimina el virus y el paciente se recupera (ejemplo: virus de la gripe).
- Infección crónica latente: el virus permanece inactivo en ciertas células tras el control inmunológico inicial, pudiendo reactivarse ante inmunosupresión (ejemplo: herpes simple). Las reinfecciones suelen ser más leves por la memoria inmunológica.
- Infección crónica persistente: el virus no se elimina completamente, persiste replicándose lentamente y causa daño celular progresivo (ejemplo: VIH, hepatitis B).
Diseminación y Transmisión Viral
- Entrada al organismo:
- Vía oral (alimentos o agua contaminados)
- Vía respiratoria (inhalación de aerosoles)
- Vía parenteral (agujas contaminadas, insectos vectores)
- Diseminación:
- El virus busca su célula blanco, que puede estar en el tejido de entrada o requerir diseminación por sangre (viremia).
- La viremia puede ser libre (virus en plasma) o asociada a células (linfocitos, monocitos, macrófagos, plaquetas), que actúan como vehículos de transporte.
- Algunas células pueden transportar el virus sin ser infectadas ni permitir replicación, solo facilitando su llegada a la célula blanco.
- Excreción:
- Según el órgano infectado, el virus se elimina por aerosoles (vías respiratorias), heces (sistema gastrointestinal) o sangre (donación, contacto con objetos contaminados).
- Transmisión:
- Horizontal: de persona a persona (vía respiratoria, fecal-oral, sexual, cutánea o por contacto con sangre/fluidos).
- Vertical: de madre a hijo (transplacentaria, perinatal o por lactancia).
- Zoonótica: de animales infectados, insectos vectores o materiales contaminados a humanos.
- Ejemplo de ciclo: el virus de la polio entra por vía oral, se replica en el intestino, pasa a sangre (viremia), llega al sistema nervioso central y se excreta por heces, continuando el ciclo de transmisión.
Inactivación y Resistencia Viral
- Los virus pueden ser inactivados por:
- Calor, congelación, cambios de pH, radiaciones gamma o ultravioleta, solventes químicos y antisépticos (como hipoclorito de sodio).
- Los virus desnudos son más resistentes que los envueltos, ya que la bicapa lipídica de estos últimos es susceptible a agentes físicos y químicos y depende de la humedad; los virus envueltos sobreviven poco tiempo en condiciones de desecación.
Key Terms & Definitions
- Tropismo viral: afinidad del virus por tipos celulares específicos, determinada por la interacción entre proteínas virales y receptores celulares.
- Viremia: presencia de virus en sangre, ya sea libre o dentro de células sanguíneas.
- Cápside: cubierta proteica que protege el genoma viral.
- Virus desnudo: virus que carece de envoltura lipídica externa.
- Virus envuelto: virus que posee una bicapa lipídica externa derivada de la célula huésped.
- Decapsidación: proceso de liberación del genoma viral desde la cápside dentro de la célula huésped.
- Gemación: mecanismo de salida de los virus envueltos, mediante la formación de una yema en la membrana celular.
Action Items / Next Steps
- Repasar la clasificación de los virus según morfología, tipo de genoma y presencia de envoltura.
- Reforzar el conocimiento del ciclo de replicación viral y los diferentes modos de transmisión.
- Estudiar en detalle las diferencias entre infecciones agudas, crónicas latentes y crónicas persistentes.
- Analizar los mecanismos de patogénesis viral y los efectos celulares inducidos por los virus.
- Revisar los factores que determinan la resistencia e inactivación de los virus en el ambiente.