Introducción a los virus
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| Virus | |
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| Reconstrucción por ordenador de un partícula rotavirus | |
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YO: virus dsDNA |
Los virus son parásitos que se reproducen dentro de la las células de los organismos que infectan. Cuando un virus infecta una célula, se reprograma que normales de células bioquímicos procesos de forzamiento de ese modo la célula para hacer miles de copias idénticas del virus infectante mediante el uso de la célula de proteínas , ADN y Bloques de construcción de ARN. Este proceso generalmente mata a la célula infectada.
Los virus se agrupan dependiendo del tipo de organismo que infectan. Por lo tanto, los virus son ya sea animal, vegetal o bacterianas tipos. Son tan pequeños que se necesitarían 30.000 a 750.000 de ellos, lado a lado, para cubrir 1 centímetro. Los orígenes de los virus es poco clara; algunos pueden haber evolucionado a partir de o plásmidos transposones, que son tramos de ADN que pueden existir por separado de cromosomas. Otros virus pueden haber evolucionado a partir de bacterias .
Un virus consta de dos partes: el material genético, una de ácido nucleico que contiene toda la información necesaria para la producción de nuevas partículas del virus, y una capa de proteína que protege este material genético. La capa se denomina cápside y puede ser un simple contenedor, o una estructura mucho más compleja, que contiene enzimas. Formas cápsida helicoidal varían de simple y formas icosaédrica (poliédrica o casi esférica), a estructuras más complejas con colas o un sobre.
Plantas, animales y células bacterianas todos contienen dos tipos de ácido nucleico. La información genética necesaria para hacer nuevas proteínas siempre está codificada en el ADN : este código se traduce en un tipo específico de ARN llamado ARN mensajero que lleva la información a las partes de la célula que hacen las proteínas. En contraste, cada tipo de virus sólo contiene un tipo de ácido nucleico, ya sea ADN o ARN.
Dentro de las células existen estructuras llamadas orgánulos, cada orgánulo tiene una o más funciones importantes. Se necesitan estos orgánulos junto con enzimas de la célula para el metabolismo y la vida. Los virus no tienen orgánulos y deben utilizar aquellos dentro de una célula para reproducirse. Fuera de una célula huésped, los virus son completamente inactivos y se consideran ni vivo ni muerto. De hecho, es controvertido si los virus son organismos realmente viviendo. Algunos consideran que ellos no vivos, ya que no cumplen con todos los criterios de la definición de la vida . Sin embargo, los virus tienen genes y evolucionan con el tiempo.
Las infecciones virales en humanos y animales suelen causar una respuesta inmune y la enfermedad. A menudo, un virus es eliminado por completo por el sistema inmune . Los antibióticos no tienen ningún efecto sobre los virus, pero medicamentos antivirales se han desarrollado para el tratamiento de infecciones que amenazan la vida. Las vacunas que producen de toda la vida inmunidad puede prevenir las infecciones de virus.
Los virus se propagan de muchas maneras diferentes. Los virus de las plantas a menudo se propagan de una planta a los insectos que actúan como vectores. Infecciones de virus específicos de los animales y los seres humanos también son transmitidos por insectos que pican. Pero no todos los virus pueden propagarse de esta manera. Cada especie de virus se basa en un método específico. Algunos, como la gripe son llevados por el aire y se propagan por la tos y los estornudos. Otros, como norovirus y rotavirus contamine los alimentos o el agua. VIH es uno de varios virus que se transmiten durante las relaciones sexuales.
Orígenes del virus
El origen de los virus modernos no es del todo clara, pero técnicas moleculares han sido los medios más útiles de hypothesising cómo surgieron, y en la actualidad existen dos hipótesis principales.
Virus pequeños con sólo unos pocos genes pueden ser tramos fugitivos de ácido nucleico procedente del genoma de un organismo vivo. Su material genético podría haber sido derivados de elementos genéticos tales como mobiliarios o plásmidos transposones, que son propensos a moverse dentro, salir, entrar y genomas. De este modo, los nuevos virus surgen constantemente y por lo tanto, no todos los virus tienen "antepasados" virales.
Los virus con genomas más grandes, tales como poxvirus, puede haber sido una vez células pequeñas que las células huésped parasitado grandes. Con el tiempo, los genes que de acuerdo con su estilo de vida parasitaria se habrían perdido en un proceso de racionalización conocida como retrógrada-evolución o retroceso-evolución. Las bacterias Rickettsia y Chlamydia son células que, como los virus, sólo pueden reproducirse dentro de las células huésped vivo. Ellos le dan credibilidad a la hipótesis de la racionalización, ya que su estilo de vida parasitaria es probable que haya causado la pérdida de genes que les permitieron sobrevivir fuera de una célula huésped.
Descubrimiento de los virus
En el siglo 19 Charles Chamberland hizo un filtro con orificios lo suficientemente pequeños para eliminar las bacterias . Dimitri Ivanovski utiliza este filtro para estudiar virus del mosaico del tabaco. Publicó los resultados de sus experimentos que demostraron que los extractos de hojas trituradas de plantas de tabaco infectadas eran todavía infecciosas después de la filtración. Al mismo tiempo, varios otros científicos demostraron que, aunque estos agentes eran diferentes de bacterias, que podrían causar la enfermedad, y que los virus eran un centenar de veces más pequeño que las bacterias. El término virus se utilizó por primera vez por el microbiólogo holandés Martinus Beijerinck que utilizó las palabras "contagium vivum fluidum" para significar el "germen vivo soluble". En el siglo 20, Frederick Twort descubrió virus que infectan bacterias. Felix d'Herelle describió los virus que causaron las áreas de la muerte de fina cultivos de células en agar. Contando estas zonas muertas le permitieron contar los virus en la suspensión.
Con la invención de microscopía electrónica llegaron las primeras imágenes de los virus. En 1935 Wendell Stanley examinó el virus del mosaico del tabaco y la encontró a ser en su mayoría hecha de proteína . Poco tiempo después, el virus fue separado en proteínas y partes de ácido nucleico. Un problema para los primeros científicos era su incapacidad para crecer virus sin necesidad de utilizar animales vivos. El avance se produjo en 1931, cuando Ernest William Goodpasture creció la influenza y otros virus en huevos de pollo fértiles. Sin embargo, algunos virus no crecerían en huevos de gallina. El problema se resolvió en 1949, cuando John Franklin Enders, Thomas H. Weller y Frederick Chapman Robbins creció virus de la poliomielitis en cultivos de células animales vivos.
Estructura de los virus
Una partícula de virus, conocido como un virión consta de ácido nucleico rodeado por una capa protectora de proteína llama cápside. Las proteínas virales forman la cápside y estas proteínas forman unidades reconocibles llamadas capsómeros. La disposición de los capsómeros puede ser icosaédrica (20 caras) o helicoidal. La mayoría de los virus hechos de ADN son icosaédrica y los virus de ARN son bien proteínas helicoidales o icosahedral.The que se unen al ácido nucleico que se conoce como nucleoproteínas, y juntos forman un nucleocápside . Algunos virus están rodeados por una burbuja de lípido llamado sobre. La mayoría de los virus de ADN no tienen un sobre pero la mayoría de los virus de ARN están envueltos.
Tamaño
Los virus son algunos de los agentes infecciosos más pequeños y la mayoría de ellos sólo puede ser visto por microscopía electrónica. La mayoría de los virus son alrededor de 100 nm de diámetro, pero sus tamaños oscilan entre 20 y 300 nm. Son tan pequeños que se necesitarían 30.000 a 750.000 de ellos, lado a lado, para cubrir 1 centímetro.
Genes de virus
Hay dos tipos de material genético: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). La información biológica contenida en un organismo se codifica en su secuencia de ADN o ARN. La mayoría de los organismos usan ADN, pero muchos virus (por ejemplo, retrovirus) tienen ARN como su material genético. El ADN y el ARN de los virus consiste de una sola hebra o una doble hélice.
Los virus, aunque simple en comparación con los organismos basados en células, son muy eficientes en la reproducción. Ellos sólo tienen unos pocos genes en comparación con los seres humanos que tienen 20.000-25.000. Por ejemplo, la influenza virus tiene sólo 8 genes y rotavirus tiene 11. Estos genes codifican proteínas estructurales que forman la partícula de virus, o proteínas no estructurales, que sólo se encuentran en las células infectadas por el virus.
La mayoría de los virus producen una proteína que es una enzima llamada polimerasa. La polimerasa se utiliza para hacer nuevas copias de ADN viral o ARN. A menudo, esta proteína es también una proteína estructural que forma parte de la partícula de virus. Estas enzimas polimerasas son a menudo mucho más eficiente que sus homólogos producidos por la célula huésped.
En algunas especies de virus de ADN o ARN no es un continuo molécula pero se divide en varios hilos separados. Estos se llaman segmentados genomas. El genoma del virus de la gripe se compone de 8 segmentos separados de RNA. Cuando dos cepas diferentes de virus de la gripe infectan la misma célula, estos segmentos pueden mezclar y producir nuevas cepas del virus, esto se llama redistribución.
La síntesis de proteínas Virus
Las células hacen nuevas moléculas de proteínas a partir de aminoácidos bloques de construcción sobre la base de la información codificada en RNA. La síntesis de proteínas en general, consta de dos pasos principales: la transcripción y traducción.
La transcripción es el proceso donde se utiliza la información genética en el ADN para producir ARN mensajero que migra a través de la célula. Las moléculas de ARNm se unen a los complejos de proteína-ARN llamados ribosomas donde se utilizan para fabricar proteínas. Esto se conoce como traducción. La secuencia de aminoácidos de la proteína se basa en el ARNm secuencia de bases.
Las partículas de virus se hacen de varias proteínas que no pueden producir por sí mismos, por lo tanto, se basan en la célula huésped para hacerlos. Los virus de muchas maneras diferentes, sin embargo, con el tiempo todas ellas producen mRNA. En algunos virus de ARN de las funciones de ARN del genoma viral directamente como ARNm sin más modificación. Por esta razón, estos virus se denominan virus de ARN de sentido positivo.
En otros virus de ARN, el ARN genómico es una copia complementaria de ARNm y estos virus se basan en la propia enzima de la célula o para hacer mRNA. Éstos se llaman los virus de ARN de sentido negativo. En los virus de ADN realizadas el método de producción de ARNm es similar a una célula. Los retrovirus son muy diferentes, que se basan en ARN, pero dentro de la célula huésped se hace una copia de ADN de su ARN. Este ADN se incorpora entonces en el huésped de ARNm y se copia en por vías normales de la célula.
Ciclo de vida del virus
Los virus sólo pueden multiplicarse dentro de una célula viva. Cuando un virus infecta una célula, se hace que la forma de células nuevos virus por la síntesis de nuevo ácido nucleico viral y las proteínas, formando así nuevas partículas de virus completos.
Hay seis etapas básicas, se solapan en el ciclo de vida de los virus en las células vivas:
El apego es una unión del virus a moléculas específicas en la superficie de la célula. Esta especificidad restringe el virus a un tipo muy limitado de células. Por ejemplo, el virus de la inmunodeficiencia humana ( VIH ) infecta sólo humana Células T, debido a que su proteína de superficie, gp120, sólo puede reaccionar con CD4 y otras moléculas en la superficie de la célula T. Este mecanismo ha evolucionado para favorecer a aquellos virus que sólo infectan células que son capaces de replicarse en.
Penetración: después de la fijación, los virus entran en la célula huésped por endocitosis o por fusión con la célula.
Uncoating ocurre dentro de la célula cuando el viral cápside se retira y destruido por viral enzimas o enzimas del huésped, exponiendo de este modo el ácido nucleico viral.
La replicación de partículas del virus es la etapa en la que una célula utiliza el ARN mensajero extranjera en sus sistemas de síntesis de proteína para producir proteínas virales. Las capacidades de ARN o síntesis de ADN de la célula producir el virus 'ácidos nucleicos por la polimerasa viral.
Asamblea tiene lugar en la célula cuando las proteínas virales recién creados y el ácido nucleico se combinan para formar nuevas partículas de virus.
Se produce de lanzamiento cuando los nuevos virus a escapar de la célula. La mayoría de los virus consiguen causando que las células de ráfaga, un proceso llamado lisis. Otros virus tales como el VIH se liberan más suavemente por un proceso llamado en ciernes.
Los virus y la enfermedad
Las enfermedades humanas causadas por virus incluyen el resfriado común , la gripe , la varicela y el herpes labial. Enfermedades graves como Ébola, el sida y la gripe son causados por virus. La capacidad de los virus para causar la enfermedad se llama virulencia y el mecanismo se llama patogénesis. Los virus causan diferentes enfermedades en función de los tipos de células que infectan. Algunos virus pueden causar toda la vida o infecciones crónicas donde los virus siguen replicar en el cuerpo a pesar de los mecanismos de defensa de los anfitriones. Esto es común en Virus de la hepatitis B y Hepatitis C infecciones de virus. Las personas con infección crónica por el virus de la Hepatitis B se conocen como los transportistas que sirven como reservorios del virus infeccioso. En algunas poblaciones, si hay una alta proporción de portadores, una enfermedad se dice que es endémica.
Hay muchas formas en que los virus se propagan de un huésped a otro, pero cada especie de virus utiliza sólo uno o dos. Muchos virus que infectan plantas son llevados por insectos llamados vectores. Vectores comunes incluyen bacterias , hongos , nematodos , artrópodos y arácnidos. Algunos virus que infectan a los animales y los seres humanos también son transmitidos por insectos que pican, pero la transmisión directa de animal a animal, de persona a persona o de animal a persona es más común. Algunas infecciones de virus se transmiten por los alimentos y el agua contaminada, ( Norovirus y Rotavirus), otros están en el aire, ( virus de la gripe ). Los virus como el VIH , Hepatitis B y Hepatitis C se transmiten a menudo por relaciones sexuales sin protección o contaminado agujas hipodérmicas. Es importante saber cómo cada tipo diferente de virus se propaga con el fin de prevenir las infecciones y epidemias.
Prevención y tratamiento
Vacunas
La vacunación es una manera de prevenir las infecciones por virus. Las vacunas se usan para prevenir infecciones virales mucho antes del descubrimiento de los virus actuales. Su uso se ha traducido en una disminución dramática en la morbilidad (enfermedad) y mortalidad (muerte) asociada con infecciones virales, como la poliomielitis , el sarampión , las paperas y la rubéola . Viruela infecciones han sido erradicadas. Actualmente se dispone de vacunas para prevenir más de trece infecciones virales de los seres humanos y más se utilizan para prevenir las infecciones virales de los animales. Las vacunas pueden consistir en virus vivos o muertos. Las vacunas vivas contienen formas del virus que ya no son virulentas debilitaron. Estos se conocen como vacunas atenuadas. Las vacunas vivas pueden ser peligrosas cuando se administra a personas inmunodeprimidas, es decir, las personas con inmunidad débil, debido a que en estas personas, el virus debilitado puede causar la enfermedad original. Técnicas de la biotecnología y de la ingeniería genética se utilizan para producir vacunas de subunidades. Estas vacunas utilizan sólo el proteínas de la cápside del virus. Vacuna contra la hepatitis B es un ejemplo de este tipo de vacuna. Las vacunas de subunidades son seguras para pacientes inmunocomprometidos porque no pueden causar la enfermedad.
Los medicamentos antivirales
En los últimos veinte años, el desarrollo de medicamentos antivirales ha aumentado rápidamente. Esto ha sido impulsado por la epidemia del SIDA. Los medicamentos antivirales son a menudo análogos de nucleósidos, (bloques de construcción de ADN falso), que se incorporan en el ADN viral durante su replicación. ADN, y por lo tanto virus, la replicación se detuvo a continuación, ya que estos análogos carecen de la grupos hidroxilo que junto con fósforo átomos, se unen para formar el fuerte "columna vertebral" de la molécula de ADN. Esto se llama DNA terminación de la cadena. Ejemplos de análogos de nucleósidos son aciclovir para Infecciones por el virus del herpes y lamivudina para el VIH y Infecciones por virus de la hepatitis B. Aciclovir, es uno de los medicamentos antivirales más antiguos y más frecuentemente prescritos. Otros fármacos antivirales se dirigen a distintas etapas del ciclo de vida viral. VIH depende de una enzima proteolítica llamada VIH-1 proteasa para que sea plenamente infecciosa. Hay una clase de medicamentos llamados inhibidores de la proteasa que han sido diseñados para inactivar la enzima.
Hepatitis C es causada por una Virus de ARN. En el 80% de las personas infectadas, la enfermedad es crónica y sin tratamiento siguen siendo infeccioso para el resto de sus vidas. Sin embargo, ahora hay un tratamiento eficaz usando el fármaco análogo de nucleósido combinado con ribavirina El tratamiento de interferón crónica portadores de la Virus de la hepatitis B mediante el uso de una estrategia similar usando lamivudina se está desarrollando.
