La Química de los Virus

Como todo aficionado a la química sabrá, todo es química. Todo lo que somos y lo que nos rodea, e incluso todo lo que penetra en nosotros y luego sale. Menos la fuerza, que no es química, sino parte de la religión Jedi y no me voy a meter en eso. Cuando digo todo lo que penetra en nosotros hablo también de aquello tan pequeño que el ojo humano no puede ver, y como todos los que me conocéis, sabréis que voy a hablar de virus.

Los virus los podría describir simplemente como complejos macromoleculares que se comportan como parásitos intracelulares obligados. Al ser un complejo macromolecular cuenta con átomos, moléculas y macromoléculas que le facilitan la “vida” (entrecomillado implícito y obligado) y, al ser parásitos obligados, no cuentan con una maquinaria propia completa que les permita “vivir” por sí mismos.

¿Y de qué se componen los virus? Muy fácil, de lo básico para poder existir, y poder beneficiarse de la maquinaria celular que infecten:

El material genético:

Y aquí entramos en lo que diríamos la base de la vida: contar con material genético propio que codifique proteínas para realizar funciones biológicas y garantizar la supervivencia en el medio. Un virus puede tener el material genético que sea y en prácticamente cualquier estado. Ya sea DNA o RNA, de doble cadena o cadena sencilla y, en este último caso, de polaridad positiva o negativa.

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Virus DNA: muy común en virus de tipo integrativo, como los herpes, y en otros virus que simplemente emularán la maquinaria replicativa del huésped, basada en DNA como material genético propio. Los virus usarán dicha maquinaria para producir sus propias proteínas.

Virus RNA: estos virus no pueden usar la maquinaria del huésped para replicarse, de forma que han desarrollado vías de adaptación como codificar su propia RNA polimerasa dependiente de RNA, o bien, como los Retrovirus (VIH y demás), contienen su propia transcriptasa inversa (RT) para retrotranscribir su RNA a DNA en la célula huésped. Estas dos adaptaciones han roto el dogma de la biología molecular (foto abajo), pues hasta conocer estos virus no se sabía que el RNA podía replicarse y retrotranscribirse a DNA. De hecho, gracias a este último hallazgo, las aplicaciones que se sacan del uso de la transcriptasa inversa son incontables. Hay virus RNA de doble cadena (dsRNA) como los Reovirus que son diana fácil del sistema inmune, pues esta estructura (dsRNA) es característica de virus que, o bien son dsRNA, o bien son ssRNA replicándose.

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 La cápside proteica:

Propia de todos los virus, pues deben proteger a toda costa su material genético del ambiente, que suele estar repleto de DNasas y RNasas. Es increíble como los virus han logrado evolucionar hasta formar verdaderas formas de arte al colocar sus capsómeros (proteínas que forman la cápside) de tal forma que constituyen poliedros regulares como icosaedros o estructuras helicoidales. Hay virus cuyas cápsides están formadas por un solo tipo de capsómero, que se repite una serie de veces hasta formar la cápside, o bien están formadas por varios tipos de capsómeros. Según a cuánto ascienda el número de capsómeros podemos llegar a “observar” una esfera que, en realidad es un poliedro bastante complejo, pero simple en su estructura. Otros virus, como muchos que infectan plantas, tienen una cápside helicoidal. Además, os contaré que hay virus (como los Adenovirus, figura abajo izquierda) que cuentan con fibras proteicas insertadas en su cápside y que pueden servir para adherirse a la célula huésped. Una vez el virus reconozca y se introduzca en la célula susceptible, la cápside estará sometida a un pH distinto que podrá, o bien disolver la cápside o bien causar un cambio conformacional que permita la salida del material genético al citosol.

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La envoltura lipídica:

Y como no hay dos sin tres, algunos virus cuentan con elementos estructurales adicionales. Si teníamos material genético y proteína, nos faltaban los lípidos y azúcares para rematar la faena. Los virus más sensibles a los cambios ambientales necesitan una “barrera” adicional a su cápside, y ésta suele ser una capa lipídica, que suele ser “prestada” por la célula huésped (su membrana plasmática). Esta capa lipídica o envoltura protegerá al virus en el ambiente extracelular, y además, entre envoltura y cápside puede haber proteínas internas o de matriz que ayuden a sujetar ambas estructuras. Incluso algunos virus cuentan también con moléculas inmersas en la sopa lipídica que es la envoltura, y suelen ser glicoproteínas u oligosacáridos, que en gran medida pueden facilitar el reconocimiento con receptores de membrana de células susceptibles a la infección (y también acaban siendo dianas de antivirales y reconocidos por anticuerpos). Estos virus envueltos suelen fusionar su envoltura a la membrana plasmática (figura abajo) para introducir la cápside al interior del virus. Hay virus, como los herpes, que cuentan con una “capa” adicional entre cápside y envoltura, llamada tegumento, formada por proteínas y RNA viral y componentes celulares.

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Como veis, los virus cuentan con las macromoléculas más simples (y algunas más complejas) para poder sobrevivir y adaptarse a todo tipo de ambiente. Cuando me explicaron las macromoléculas en bachillerato y luego cursé la asignatura de macromoléculas biológicas en segundo de carrera no imaginé que todo eso tendría sentido de ser aprendido. Pero sí, a veces en lo simple está la complejidad. Y los virus llevan millones de años adaptándose a los cambios, infectándonos y llevándose una parte de nosotros al salir, y reorganizando su estructura y su material genético para sobrevivir y ser los “organismos” (entrecomillado obligado) más pequeños y a la vez, más poderosos, que pueden ser capaces de tumbarnos en cuestión de horas o de salvarnos la vida, pues tienen también sus aplicaciones prácticas en cuanto a su uso como vectores vacunales o como vía de administración de fármacos. No olvidemos que también hay virus bacteriófagos (con estructuras más complejas) que infectan bacterias, pudiendo ser beneficiosos para nosotros, pues el enemigo de tu enemigo puede ser tu amigo.

Y con esto os dejo, lectores, espero que os haya gustado y que sepáis cómo son los virus por dentro, ¡que no son tan simples como parecen! Aquí os dejo mi amado rhinovirus 😀 ¡Qué majo es! (Aunque sea un virus +ssRNA con cápside icosaédrica y sin envoltura, como todos los Picornaviridae)

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Este post participa en la Edición XXXIV (Edición del Sé) del Carnaval de Química,

cuyo anfitrión es Jesús Garoz Ruiz (@JesusGarozRuiz) en su blog moles de quimica

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6 comentarios en “La Química de los Virus

  1. Pingback: Contribuciones a la #EdiciónSé del Carnaval de Química | moles de química

  2. Pingback: Investigar en tiempos revueltos

  3. ¡Hola Daniel!

    Muchas gracias por contribuir al Carnaval de Química Edición Selenio. Estoy haciendo el resumen y, de paso, quería agradecerte las contribuciones que has realizado. Con esta entrada he aumentado mis conocimientos sobre virus, y sobre su química. Esto es una de las grandes ventajas de la divulgación: sin querer, aprendes.

    ¡Un abrazo!
    Jesús

  4. Pingback: Retransmisión de la #EdiciónSé del Carnaval de Química. Primera parte del partido | moles de química

  5. Pingback: Una picadura endémica: el virus Chikungunya. | Investigar en tiempos revueltos

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