9.5B: Pasos de las Infecciones por Virus

La infección viral implica la incorporación de ADN viral en una célula hospedadora, la replicación de ese material y la liberación de los nuevos virus.

Objetivos de aprendizaje

• Enumere los pasos de la replicación viral y explique qué ocurre en cada paso

Puntos Clave

• La replicación viral implica seis etapas: unión, penetración, no recubrimiento, replicación, ensamblaje y liberación.
• Durante la unión y penetración, el virus se adhiere a una célula huésped e inyecta su material genético en ella.
• Durante el desrecubrimiento, la replicación y el ensamblaje, el ADN o ARN viral se incorpora al material genético de la célula hospedadora y la induce a replicar el genoma viral.
• Durante la liberación, los virus recién creados se liberan de la célula huésped, ya sea haciendo que la célula se rompa, esperando que la célula muera, o al brotar a través de la membrana celular.

Términos Clave

• virión: una sola partícula individual de un virus (el equivalente viral de una célula)
• glicoproteína: una proteína con carbohidratos unidos covalentemente
• retrovirus: un virus que tiene un genoma que consiste en ARN

Pasos de Infecciones por Virus

Un virus debe utilizar procesos celulares para replicarse. El ciclo de replicación viral puede producir cambios bioquímicos y estructurales dramáticos en la célula hospedadora, lo que puede causar daño celular. Estos cambios, llamados efectos citopáticos (causantes de daño celular), pueden cambiar las funciones celulares o incluso destruir la célula. Algunas células infectadas, como las infectadas por el virus del resfriado común conocido como rinovirus, mueren por lisis (estallido) o apoptosis (muerte celular programada o “suicidio celular”), liberando todos los viriones de la progenie a la vez. Los síntomas de las enfermedades virales resultan de la respuesta inmune al virus, que intenta controlar y eliminar el virus del cuerpo y del daño celular causado por el virus. Muchos virus animales, como el VIH (Virus de Inmunodeficiencia Humana), dejan las células infectadas del sistema inmune por un proceso conocido como gemación, donde los viriones abandonan la célula individualmente. Durante el proceso de gemación, la célula no se somete a lisis y no se mata inmediatamente. Sin embargo, el daño a las células que infecta el virus puede hacer imposible que las células funcionen normalmente, aunque las células permanezcan vivas por un período de tiempo. Las infecciones virales más productivas siguen pasos similares en el ciclo de replicación del virus: unión, penetración, desrecubrimiento, replicación, ensamblaje y liberación.

Figura: Vía a la infección viral: En la infección por el virus influenza, las glicoproteínas se unen a una célula epitelial hospedante. Como resultado, el virus se engulle. El ARN y las proteínas se elaboran y ensamblan en nuevos viriones.

Adjunto

Un virus se une a un sitio receptor específico en la membrana de la célula huésped a través de proteínas de unión en la cápside o a través de glicoproteínas incrustadas en la envoltura viral. La especificidad de esta interacción determina el huésped (y las células dentro del hospedador) que puede ser infectado por un virus en particular. Esto se puede ilustrar pensando en varias llaves y varias cerraduras donde cada llave encajará solo en una cerradura específica.

Entrada

El ácido nucleico de los bacteriófagos ingresa desnudo a la célula hospedadora, dejando la cápside fuera de la célula. Los virus vegetales y animales pueden entrar a través de la endocitosis, en la que la membrana celular rodea y envuelve a todo el virus. Algunos virus envueltos ingresan a la célula cuando la envoltura viral se fusiona directamente con la membrana celular. Una vez dentro de la célula, la cápside viral se degrada y se libera el ácido nucleico viral, que luego se vuelve disponible para replicación y transcripción.

Replicación y montaje

El mecanismo de replicación depende del genoma viral. Los virus de ADN suelen utilizar proteínas y enzimas de células hospedadoras para producir ADN adicional que se transcribe a ARN mensajero (ARNm), que luego se usa para dirigir la síntesis de proteínas. Los virus de ARN usualmente usan el núcleo de ARN como molde para la síntesis de ARN genómico viral y ARNm. El ARNm viral dirige a la célula huésped para sintetizar enzimas virales y proteínas de la cápside, y para ensamblar nuevos viriones. Por supuesto, hay excepciones a este patrón. Si una célula hospedadora no proporciona las enzimas necesarias para la replicación viral, los genes virales suministran la información para la síntesis directa de las proteínas faltantes. Los retrovirus, como el VIH, tienen un genoma de ARN que debe transcribirse de forma inversa en ADN, que luego se incorpora al genoma de la célula huésped.

Para convertir el ARN en ADN, los retrovirus deben contener genes que codifiquen la enzima transcriptasa inversa específica del virus, que transcribe un molde de ARN a ADN. La transcripción inversa nunca ocurre en células hospedadoras no infectadas; la enzima necesaria, la transcriptasa inversa, solo se deriva de la expresión de genes virales dentro de las células hospedadoras infectadas. El hecho de que el VIH produzca algunas de sus propias enzimas que no se encuentran en el huésped ha permitido a los investigadores desarrollar fármacos que inhiben estas enzimas. Estos fármacos, entre ellos el inhibidor de la transcriptasa inversa AZT, inhiben la replicación del VIH al reducir la actividad de la enzima sin afectar el metabolismo del huésped. Este enfoque ha llevado al desarrollo de una variedad de medicamentos utilizados para tratar el VIH y ha sido eficaz para reducir el número de viriones infecciosos (copias de ARN viral) en la sangre a niveles no detectables en muchos individuos infectados por el VIH.

Salida

La última etapa de replicación viral es la liberación de los nuevos viriones producidos en el organismo huésped. Entonces son capaces de infectar células adyacentes y repetir el ciclo de replicación. Como has aprendido, algunos virus se liberan cuando muere la célula huésped, mientras que otros virus pueden dejar las células infectadas al brotar a través de la membrana sin matar directamente a la célula.