Origen[editar]
Al estudiar el origen de los virus, hay que considerar previamente que los virus son organismos parásitos acelulares que infectan células y producen viriones para difundir sus genes; por lo que en su origen se debe considerar la interacción entre el virus y su huésped. Igualmente destaca que la mayoría de las proteínas virales no tienen homólogos en las células modernas, en contradicción con la visión tradicional de los virus como los «ladrones de genes celulares». Esto sugiere que los genes virales básicamente tienen su origen durante la multiplicación de los genomas virales, o provendrían de linajes celulares ahora extintos (ya que algunas proteínas virales específicas están presentes en virus que infectan a los miembros de los tres dominios de la vida,40 lo que sugiere que los virus son en realidad muy antiguos en la historia de la vida). En particular, los análisis estructurales de proteínas de la cápside han revelado que al menos dos tipos de virionesse habrían originado de manera independiente antes que LUCA (el Último antepasado común universal de la vida celular). Aunque recientemente se han propuesto varias hipótesis para explicar el origen de los virus, sigue sin explicarse completamente la aparición de viriones como mecanismo específico para la difusión de genes.
El autoensamblaje de los virus dentro de las células igualmente tiene implicaciones para el estudio del origen de la vida, pues refuerza las hipótesis de que la vida podría haber comenzado en forma de moléculas orgánicas autoensamblantes, (ver protobionte).41 A partir de su estructura, igualmente se ha postulado una hipótesis que sostiene que el núcleo de la célula eucariota evolucionó a partir de un gran virus de ADN (eucariogénesis viral)
Los avances en la caracterización de los virus a nivel molecular sugieren que los virus coevolucionan con sus organismos huéspedes,42 debido a que los virus son parásitos intracelulares extremos y, por lo tanto, requieren de la supervivencia del huésped para poder asegurar su propia supervivencia (Es interesante notar en este punto que cuando un virus se multiplica en su huésped natural, tiende a no causar una enfermedad en él o causa una enfermedad leve y limitada en la mayoría de los casos. Varios de los virus conocidos producen enfermedades graves solo cuando infectan organismos diferentes de sus huéspedes naturales. Lo anterior sugiere que buena parte de los virus asociados con la producción de enfermedades son virus que están en proceso de adaptarse a un nuevo tipo de huésped y que, una vez lograda dicha adaptación, la estrategia del virus consistirá en perpetuarse y propagarse sin afectar al organismo huésped. [cita requerida]).
Al estudiarlos, se pueden encontrar virus dondequiera que haya organismos vivos, y probablemente existen desde la aparición de las primeras células; pero a pesar de ello su origen es incierto, puesto que no fosilizan. Así su origen solo se puede especular a partir de diferentes técnicas y ensayos de biología molecular, y/o con disciplinas tales como la paleovirología.43 44 Estas técnicas dependen de la disponibilidad de ADN o ARN vírico antiguo, pero desgraciadamente la mayoría de los virus que se han preservado y almacenado en laboratorios tienen menos de 90 años.45 46
Teorías sobre el origen de los virus[editar]
- Teoría de la regresión celular: es posible que los virus fueran pequeñas células que parasitaban células más grandes. A lo largo del tiempo, desaparecieron los genes que no necesitaban a causa de su parasitismo. Las bacterias Rickettsia y Chlamydia son células vivientes que, como los virus, solo pueden reproducirse dentro de células huéspedes. El ejemplo de estas bacterias parece apoyar esta teoría, pues es probable que su dependencia del parasitismo haya causado la pérdida de los genes que les permitían sobrevivir fuera de una célula. También se le llama «teoría de la degeneración».49 50
- Teoría del origen molecular-celular (también llamada «hipótesis del nomadismo» o «hipótesis del vagabundeo»):49 51 algunos virus podrían haber evolucionado a partir de fragmentos de ADN o ARN que «escaparon» de los genes de un organismo celular mayor. El ADN fugitivo podría haber provenido de plásmidos (fragmentos de ADN que pueden moverse entre células) o transposones. Estos son moléculas de ADN que se multiplican y se mueven a diferentes posiciones en el interior de los genes de la célula.52 Antiguamente llamados «genes saltarines», son ejemplos de elementos móviles genéticos y podrían ser el origen de algunos virus. Los transposones fueron descubiertos en 1950 por Barbara McClintock a partir de sus estudios en maíz.53
- Teoría de la coevolución: los virus podrían haber coevolucionado de complejas moléculas de proteínas y ácido nucleico, al mismo tiempo que aparecieron las primeras células en la Tierra, y habrían sido dependientes de la vida celular durante muchos millones de años. Los viroides son moléculas de ARN que no se clasifican como virus porque carecen de envoltura proteica. Sin embargo, tienen características comunes a diversos virus y a menudo se los llama agentes subvíricos.54 Los viroides son importantes patógenos de las plantas.55 No codifican proteínas, pero interactúan con la célula huésped y la utilizan para multiplicarse y producir sus proteínas.56 El virus de la hepatitis D de los humanos tiene un genoma de ARN similar al de los viroides, pero su envoltorio proteico deriva del virus de la hepatitis B y no puede producir uno propio. Por lo tanto, es un virus defectuoso que no puede multiplicarse sin la ayuda del virus de la hepatitis B.57 De la misma forma, el virófago 'sputnik' es dependiente del mimivirus, el cual infecta a Acanthamoeba castellanii.58 Estos virus que dependen de otras especies víricas reciben el nombre de satélites, y podrían representar estadios evolutivos intermedios entre los viroides y los virus.59 60
- Aunque los priones (moléculas proteicas infecciosas que no contienen ni ADN ni ARN).61 son fundamentalmente diferentes de los virus y los viroides, su descubrimiento da credibilidad a la teoría de que los virus podrían haber coevolucionado de moléculas autoreplicadoras; ya que ellos son capaces de multiplicarse pues algunas proteínas pueden existir en dos formas diferentes, y los priones son capaces de inducir el cambio de la forma normal de una proteína huésped a la forma del prion. Esto inicia una reacción en cadena en la que cada proteína priónica convierte muchas proteínas del huésped en más priones, y estos priones convierten a su vez aún más proteínas en priones. Como ejemplo de patología de infección por priones destaca la encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de la vaca loca), que se puede transmitir a los seres humanos (zoonosis) a través del consumo de partes de animales infectados, sobre todo tejidos nerviosos.62
El análisis informático de secuencias de ADN de los virus y los huéspedes está produciendo una mejor comprensión de las relaciones evolutivas entre diferentes virus y podría ayudar a identificar los antepasados de los virus modernos. En la actualidad, estos análisis no han ayudado a decidir cuál (o cuáles) de las teorías previamente esbozadas es correcta. Sin embargo, parece improbable que todos los virus actualmente conocidos compartan un antepasado común y probablemente los virus han aparecido en varias ocasiones en el pasado por medio de uno o más mecanismos; con lo cual, podrían ser correctas todas ellas.63
Microbiología[editar]
Propiedades de vida presentes en los virus[editar]
Existen opiniones dispares sobre si los virus son una forma de vida64 o estructuras orgánicas que interactúan con los seres vivos; aunque dentro de la comunidad científica ha permanecido por años el consenso científico de no considerar a los virus como estructuras biológicas vivas. Por ello algunos autores se refieren a ellos como «organismos al límite de la vida».65 Por una parte se asemejan a los organismos que tienen genes y evolucionan por selección natural,66 y se reproducen creando múltiples copias de sí mismos para autoensamblarse. Sin embargo, carecen de estructura celular, la cual según la teoría celular es considerada la unidad básica de la vida. Además, los virus no tienen un metabolismo propio, y necesitan una célula hospedadora para crear nuevos productos. Por tanto, no se pueden reproducir en el exterior de una célula huésped (aunque bacterias como Rickettsia y Chlamydia al ser organismos celulares, son considerados organismos vivos a pesar de tener la misma limitación), un caso similar sucede al observar la etapa de endospora en algunas bacterias, cuya base en la endospora a pesar de presentar estructuras normales de una célula (como ADN y ribosomas), igualmente tienen un "metabolismo inactivo" en esta etapa de su ciclo de vida; y a pesar de ello, al ser un organismo célular, aun es considerado un ser vivo al poseer esa característica. Así, actualmente las formas de vida aceptadas utilizan la división celular para reproducirse, mientras que los virus aparecen de forma súbita y en gran cantidad dentro de las células, lo que es análogo al crecimiento autónomo de los cristales.
Sin embargo el reciente descubrimiento de los Virus nucleocitoplasmáticos de ADN de gran tamaño ha reabierto el debate sobre las principales características de los seres vivos en relación a los virus. Esto ya que debido a la complejidad y características de este grupo de virus, algunos investigadores han especulado que estos virus puede ser posiblemente descendientes de un organismo célular de una rama desconocida del árbol de la vida, que puede colocarse evolutivamente entre las Archaea y los Eukarya o sincrónicamente con LUCA (el primer ancestro común de los tres dominios del Sistema de tres dominios). Este ancestro habría sido posiblemente un organismo célular parasitario, el cual producto de la evolución sufrió una fuerte simplificación o reducción orgánica, tan drástica que actualmente sus descendientes ya no están conformados por una estructura celular. Así, producto de su nivel de complejidad, y posible origen como organismo celular, a pesar de no cumplir con todas las principales características asociadas a los seres vivos, igualmente este grupo de virus podría ser actualmente considerado como una forma de vida biológica acelular.
Una visión alternativa considera que el verdadero estado vivo del virus es la etapa intracelular, que es metabólicamente activa, mientras que el estado inerte o virión sería la etapa propagativa, de forma equivalente a las bacterias que viven como parásitos intracelulares.67 En este sentido, los virus gigantes forman estructuras intracelulares compuestas de membranas, ribosomas y mitocondrias dentro de las células que infectan.
Ácido nucleico[editar]
El ácido nucleico en los virus contiene la información específica y el potencial para modificar operaciones en la célula infectada.68 Los ácidos nucleicos son macromoléculas constituidas por cadenas de nucleótidos, los cuales a su vez están constituidos por una base nitrogenada asociada a un azúcar del grupo de las pentosas y a uno o más grupos de fosfatos. Existen cuatro posibles tipos de ácido nucleico viral:69 ADN de cadena sencilla, ADN de cadena doble, ARN de cadena sencilla y ARN de cadena doble. Virus que contienen cualquiera de estos tipos de ácido nucleico pueden ser encontrados tanto entre los fagos como entre los virus que infectan a plantas o animales.70
El ADN de algunos bacteriófagos se caracteriza por contener bases raras que substituyen alguna o algunas de las bases normalmente presentes en el ADN.70 El ADN de cadena doble presente en algunos virus, se caracteriza por tener segmentos de cadena sencilla en ambos extremos de la molécula. Debido a que son complementarias las secuencias de nucleótidos presentes en ambos extremos. El ADN naturalmente circular puede ser de cadena sencilla como en el fago ØXI74,70 o de cadena doble, como en el virus SV4O. Existe evidencia de que algunos virus ARN que producen infecciones en vegetales como el limonero y la papacontienen moléculas circulares de ARN.
En los últimos diez años se han desarrollado una variedad de técnicas y métodos que permiten determinar la secuencia de nucleótidos en cualquier tipo de ácido nucleico. La primera secuencia completa de un ARN viral fue determinada en el fago MS2 por el grupo de Walter Fiers en 1976.70 En 1977, Fred Sanger y colaboradores publicaron la secuencia completa del genoma del fago ØXl74,70 constituido por ADN de cadena sencilla. Posteriormente, muchos otros genomas virales de mayor tamaño y complejidad han sido secuenciados en parte o en su totalidad.
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