La poliomielitis, la rabia, la viruela, el herpes, el síndrome de inmunodeficiencia humana adquirida son enfermedades conocidas por todos causadas por patógenos muy específicos. Organismos que se encuentran en el límite entre parásitos celulares vivos y no vivos, obligados (obligatorios): virus. La morfología, la fisiología y su propia existencia en el planeta plantea hoy muchas preguntas.
Virología: Primeros pasos
La escena es el laboratorio del Jardín Botánico Nikitsky en la Academia Rusa de Ciencias, donde el biólogo Dmitry Iosifovich Ivanovsky (1864-1920) está estudiando la misteriosa enfermedad del mosaico del tabaco. El agente causante de una enfermedad en una planta pasa a través de los filtros bacterianos más pequeños, no crece en medios nutritivos y no da síntomas cuando las plantas sanas se infectan con filtrados de plantas enfermas.
Fue entonces, en 1892, cuando el científico concluyó que no se trataba de bacterias. Y llama a los patógenos virus (del latín virus,- YO). Dmitry Ivanovsky intentó toda su vida ver virus, pero vimos la morfología de los virus en los años 30 del siglo XX, cuando se inventaron los microscopios electrónicos.
Pero esta misma fecha se considera el comienzo de la ciencia de la virología, y Dmitry Ivanovsky es su fundador.
Reino asombroso
La morfología y la fisiología de los virus son tan sorprendentes que estos organismos están aislados en un reino independiente de Vira. Esta forma de vida más simple tiene dimensiones microscópicas (de 25 a 250 nanómetros) y es un ácido nucleico con un conjunto de genes encerrados en un caparazón. Estos son parásitos que solo pueden reproducirse en las células de otros organismos vivos: plantas, hongos, animales, bacterias e incluso otros virus (virus satélite).
Las características distintivas de los virus son las siguientes:
- Contienen solo un tipo de ácido nucleico (ARN o ADN).
- La morfología de los virus carece de sistemas de síntesis de proteínas y energía.
- No tienen estructura celular.
- El parasitismo viral se realiza a nivel genético.
- Pasan a través de filtros bacterianos y no se cultivan en medios artificiales.
Parte del mundo orgánico del planeta
Los virus, como parásitos obligados, tienen una clara conexión genética con representantes tanto de la flora como de la fauna de la Tierra. Además, según estudios recientes, el 32% del genoma humano consiste en elementos de un tipo similar a un virus.estructuras.
Hasta la fecha se han descrito más de 6.000 virus, pero se estima que hay más de cien millones. Esta es la forma biológica más numerosa del planeta, y está representada en todos los ecosistemas (distribución ubicua (ubicua)).
Su aparición en el planeta hoy no está clara. Se sabe una cosa: cuando aparecieron las primeras formas de vida celular, ya existían los virus.
Vivo y no vivo
Estos asombrosos organismos tienen dos formas de existencia, que son significativamente diferentes entre sí.
Fuera de la célula, la forma de su existencia es el virión. Cuando ingresa a una célula, sus caparazones se disuelven y los ácidos nucleicos del virus se incorporan al material genético del huésped. Ahí es cuando hablamos de una infección viral. El genoma del virus se integra en los mecanismos naturales de replicación del genoma de la célula huésped e inicia una cadena de reacciones, llevando a cabo su existencia parasitaria.
Virion es esencialmente una parte inanimada de la vida. Y el genoma de un virus en una célula es su componente vivo, porque es allí donde se reproducen los virus.
Morfología y ultraestructura de los virus
En este contexto, estamos hablando de un virión, una forma extracelular.
El tamaño de los viriones se mide en nanómetros: 10-9 metros. Los virus de la influenza son de tamaño mediano, de 80 a 120 nanómetros, y el virus de la viruela es un gigante con unas dimensiones de 400 nanómetros.
La estructura y morfología de los virus es similar a la de los astronautas. Dentro de la cápside (cubierta de proteína, a vecesque contiene grasas y carbohidratos), como en un "traje espacial", es la parte más valiosa: los ácidos nucleicos, el genoma del virus. Además, este "cosmonauta" también se presenta en una cantidad mínima: solo material directamente hereditario y un mínimo de enzimas para su replicación (copia).
Exteriormente, el "traje" puede tener forma de varilla, esférica, de bala, de icosaedro complejo o de forma nada regular. Depende de la presencia en la cápside de proteínas específicas que son responsables de la penetración del virus en la célula.
Cómo entra el patógeno en el cuerpo del huésped
Hay muchas formas de penetrar, pero la más común es por aire. Miles de diminutas partículas se lanzan al espacio no solo al toser o estornudar, sino simplemente al respirar.
Otra forma de que los viriones entren en el cuerpo es por contagio (contacto físico directo). Este método es inherente a un grupo bastante pequeño de patógenos, así es como se transmiten el herpes, las infecciones venéreas y el SIDA.
El método de infección a través de un vector, que puede ser de diferentes grupos de organismos, es bastante complicado. Un vector que ha adquirido un patógeno de un reservorio de infección se convierte en un sitio para que los virus se repliquen o progresen a través de las etapas de desarrollo. El virus de la rabia es uno de esos patógenos.
Lo que sucede en el cuerpo del huésped
Con la ayuda de proteínas externas de la cápside, el virus se adhiere a la membrana celular y penetra por endocitosis. Ellos sonentrar en los lisosomas, donde, bajo la acción de las enzimas, se deshacen del "traje espacial". Y los ácidos nucleicos del patógeno ingresan al núcleo o permanecen en el citoplasma.
Los ácidos nucleicos del patógeno se incorporan a las cadenas de ácidos nucleicos del huésped y se inicia la reacción de replicación (copia) de la información hereditaria. Cuando se acumula un número suficiente de partículas virales en la célula, los viriones utilizan los mecanismos y recursos energéticos y plásticos del huésped.
La última etapa es la liberación de viriones de la célula. Algunos virus conducen a la destrucción completa de las células y entran al espacio intercelular, otros lo hacen a través de exocitosis o gemación.
Estrategias de patógenos
La interacción entre un virus y una célula huésped puede desarrollarse según varios escenarios. Cuya característica principal es el grado de autonomía del parásito.
Estructura La morfología de los virus conduce a la completa dependencia del patógeno de la energía y el potencial de síntesis de proteínas de la célula, la única condición es que replique sus ácidos nucleicos de acuerdo con su propio programa. Tal interacción se llama productiva (es natural para un virus, pero no para una célula). Habiendo agotado el suministro de la célula, el virus conduce a su muerte.
Otro tipo de interacción es la consensuada. En este caso, el genoma del virus, integrado en el genoma del huésped, se replica covalentemente con los ácidos nucleicos propios de la célula. Y entonces el desarrollo del escenario puede ir en dos direcciones. El virus se comporta en silencio y no se manifiesta. Los viriones jóvenes se vancélula sólo bajo ciertas condiciones. O los genes del patógeno están trabajando constantemente, produciendo una gran cantidad de generaciones jóvenes, pero la célula no muere, sino que la abandonan por exocitosis.
Dificultades en la taxonomía
La clasificación y morfología de los virus es diferente en varias fuentes. A su vez, se utilizan las siguientes características para clasificarlos:
- Tipo de ácido nucleico (que contiene ARN y ADN) y el método de su replicación. La clasificación más común de virus propuesta por el virólogo estadounidense David B altimore en 1971.
- Morfología y estructura del virus (monocatenario, bicatenario, lineal, circular, fragmentado, no fragmentado).
- Dimensiones, tipo de simetría, número de capsómeros.
- Presencia de una supercápside (capa externa).
- Propiedades antigénicas.
- Tipo de interacción genética.
- Círculo de anfitriones potenciales.
- Localización en la célula huésped - en el núcleo o en el citoplasma.
Es la elección del criterio principal y la morfología de los virus lo que determina varios enfoques para la clasificación de virus en microbiología. No es muy fácil. La dificultad radica en que sólo comenzamos a estudiar la morfología y estructura del virus cuando conducen a procesos patológicos.
Exigente y no tan bueno
Por elección del huésped, estos patógenos son extremadamente diversos en sus preferencias. Algunos atacan solo una especie biológica: tienen un "registro" muy estricto. Por ejemplo, comervirus de influenza de gatos, gaviotas, cerdos, que son completamente seguros para otros animales. A veces, la especialización es sorprendente: el virus del bacteriófago P-17 solo infecta a los machos de una variedad de E. coli.
Otros virus se comportan de manera bastante diferente. Por ejemplo, los virus con forma de bala, cuya morfología es similar a la de una bala, causan enfermedades completamente diferentes y, al mismo tiempo, su rango de huéspedes es extremadamente amplio. Dichos virus incluyen el virus de la rabia, que infecta a todos los mamíferos, o el virus de la estomatitis vesicular bovina (transmitido por insectos, por cierto).
Hay otros matices. Los virus con cola (viriones) atacan principalmente a las células bacterianas, los filamentosos o espirales son parásitos de las plantas, y en las células animales, los virus con una cápside compleja y una forma de virión multifacético tienen más probabilidades de parasitar.
