Índice de esta clase
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Introducción
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Los virus.
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Los viroides.
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Los priones.
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Los transposones.
Existen partículas
génicas que no encajan en ninguno de los reinos de organismos vivos; o
productos del material genético que no responden a matrices cromosómicas
existentes. Sin embargo, dado su pequeño tamaño y sus capacidades infecciosas,
han sido muchas veces estudiados junto con los procariotas. En este caso,
tratándose de verdaderos “marginales” de la biología, serán desarrollados
antes de entrar a considerar los sistemas vivos. Su importancia en el
desarrollo de las biotecnologías justifica ampliamente su tratamiento.
Los virus no son
organismos vivientes: consisten esencialmente en una molécula de ácido
nucleico (ADN o ARN de cadena doble o simple) encerrada en una cubierta de
proteína o cápside; no contienen ni citoplasma, ni ribosomas, ni ninguna otra
estructura celular. Son edificios moleculares complejos submicroscópicos que
pueden, en ciertas circunstancias, entrar en el ciclo de la vida. Son
incapaces de crecer y multiplicarse por división: la reproducción de su propio
ácido nucleico y la síntesis de las proteínas de la cápside las lleva a cabo
en una célula hospedadora, utilizando sus orgánulos, apoderándose de las
enzimas y de toda la maquinaria metabólica celular. Justamente, son
caracterizados sobre la base de sus células hospedadoras habituales (que
pueden ser procariotas o eucariotas) y de las estructuras de la cápside
proteínica, que son las que determinan su especificidad (es decir, el encaje
en el sitio receptor de la membrana de la célula). (ver Gráfico 1)
Al entrar en la célula el
virus se desprende de la cápside (o bien, ésta es disuelta por enzimas de la
célula dentro del citoplasma) y procede a utilizar el hábitat celular para
reproducirse:
en los virus de ADN, éste
se replica y se transcribe a ARN mensajero, el que codifica para proteínas
virales y, en algunos casos, para represores y otros productos químicos;
recirculando los nucleótidos del ADN de la hospedadora para ADN viral;
en los casos de virus de
ARN, éste puede, según el caso, replicarse y servir directamente como ARN
mensajero, o transcribirse a ADN a partir del cual se transcribe luego en ARN
mensajero[1]
y es característico de algunos tipos causantes de cáncer y del sida. Este
fenómeno se conoce como trascripción inversa.
La tasa de mutación en
los virus es muy baja en los que tienen genoma de ADN, pues el sistema de
duplicación tiene enzimas que corrigen los eventuales errores y los reparan;
en cambio, en los que poseen genoma de ARN y carecen, en consecuencia, del
sistema de corrección, el índice de mutaciones es muy alto.
Cuando existen
anticuerpos (tema que se desarrollará en el próximo capítulo) específicos, el
virus no puede continuar su ciclo lítico porque aquellos lo degradan, pero si
muta por presión serológica (respuesta inmune al suero) cambian los receptores
de la cápside y la infección puede continuar con éxito o extenderse a
organismos que desconocían el tipo de virus[2]
(y, por ende, carecían de los anticuerpos para ellos).
Las partículas virales se
ensamblan dentro de la célula y se insertan en la recién formada cápside o
utilizan como tal, porciones de la membrana de la célula hospedadora.
Completado el ciclo se desprenden de la célula, a menudo, lisando
(desintegrando) su membrana en el proceso, para continuar su ciclo lítico[3].
Los virus también pueden
actuar como vectores (transportadores) que mueven trozos de ADN nuclear de una
célula huésped a otra; este proceso llamado transducción puede ser general o
especializado:
¨ la
transducción general ocurre durante el ciclo lítico cuando al fragmentarse el
ADN de la célula huésped, éste es incorporado al ADN viral que, al infectar
una nueva hospedadora, puede ser transferido al cromosoma de la recién
invadida[4]
produciendo una recombinación del material genético de esta última célula;
¨ en la
transducción especializada la transferencia de genes bacterianos se limita a
los contiguos al ADN viral incorporado al cromosoma bacteriano en los
bacteriófagos atenuados o lisogénicos: cuando el profago se reactiva lleva
consigo genes de la hospedadora que se recombinarán con los de las bacterias
que infecte en el sitio o locus contiguas al sitio o locus del profago.
Los viroides -al igual
que los priones- son lo máximo en simplicidad y han sido descubiertos hace
relativamente poco tiempo. Constituídos por moléculas de ARN desnudo se
encuentran en las plantas y se replican en células susceptibles. La molécula
puede ser líneal (dando lugar a una estructura en horquilla) o circular (de
forma aplanada); en todo caso, los pares de bases complementarios se unen
dando como resultado la estructura de doble cadena, semejante a la del ADN. El
primer viroide caracterizado, conocido como PSTV, es una molécula de ARN de
cadena simple que contiene 359 nucleótidos. El viroide PSTV es el agente
causante de la enfermedad tubérculo fusiforme de la papa (con esta enfermedad
la planta produce papas alargadas y retorcidas, con profundas grietas en la
superficie).
Los viroides se
encuentran, casi exclusivamente, en el núcleo de las células infectadas; se
desconoce el modo en que se replican pero se sabe que el ARN que los
constituyen no funciona como ARN mensajero y tampoco se traduce a enzimas que
participen en su propia replicación. Dada su localización, se presume que
causan la enfermedad interfiriendo con la regulación génica de la célula
hospedadora en la etapa de corrección del ARN mensajero celular:
particularmente en la eliminación de intrones y de empalmes de exones,
presentando secuencias muy similares a los intrones que normalmente son
cortados.
Los priones son
partículas proteináceas que se encuentran en los animales (incluído el
hombre). Fueron descubiertos en 1982 por el neurólogo y bioquímico Stanley
Prusiner de la Universidad de California, quien los llamó “partículas
proteínicas infectivas” No están asociados a ningún ácido nucleico
detectable; su secuenciación ha permitido elaborar sondas de ADN para
identificar su gen, el que ha sido localizado en animales tanto enfermos como
sanos, existiendo una versión inofensiva y normal presente en las membranas
celulares del aparato nervioso de mamíferos y roedores y otra -la PrPsc
(responsable de las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET)- que
coexiste con la anterior pero se diferencia de ella en su modo de plegamiento,
que la torna inmune a las proteasas (enzimas encargadas de desarmar las
proteínas) y su acumulación causa, finalmente, la degeneración de la neurona y
su destrucción final.
Cuadro 1 Diferencias fundamentales entre los
priones y los virus
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PRIONES
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VIRUS |
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Formas moleculares
múltiples (Isoformas). |
Formas únicas con
diferentes morfologías estructurales |
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No presentan ácido
nucleico esencial dentro de la partícula infecciosa |
Poseen un genoma
formado por ácido nucleico que sirve de molde para la replicación.
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No inducen
respuesta inmune. |
Inducen respuesta
inmune más o menos intensa según el tipo |
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El único componente
conocido es la proteína PrPSc |
Están compuestos
por ácidos nucleicos, proteínas y, a menudo, por otros constituyentes.
|
La producción de priones,
de acuerdo a las actuales hipótesis científicas, podría responder a una
mutación espontánea, o al contacto de una proteína normal con una infectiva
-que actúa como molde- y que como resultado altera su plegamiento
convirtiéndose en un nuevo prión infeccioso, la desnaturalización de los
priones, por ende su destrucción, sólo tiene lugar a 200° C, lo que hace que
los casos transmisibles por contagio sea difícilmente controlables. (ver
Gráfico 2).
Los priones causantes de
la encefalopatía espongiforme bovina (EEB), que en principio atacaban al
ganado ovino (enfermedad conocida como scrapie) y caprino, hace dos décadas
“saltaron” al ganado bovino[5].
Asimismo, los priones son responsables, en los humanos, de las enfermedades de
Creutzfeldt-Jakob (hereditaria, transmisible o esporádica)[6],
kuru (contagiosa)[7],
síndrome de Gertsman-Straussler-Schneiken e insomnio fatal familiar (ambas
hereditarias).
El hallazgo de que otros
órganos podrían estar infectados surge de experimentos en los que se
inocularon priones patógenos a ratones con cinco diferentes enfermedades
inflamatorias de los riñones, páncreas e hígado. En todos los casos esas
inflamaciones linfocíticas crónicas propiciaron la acumulación de los
priones patógenos en esos órganos que hasta ahora se consideraban libres del
potencial infectivo de esas proteínas. El estudio sugiere la posibilidad de
que existan bovinos infectados con los priones de la EEB que, por procesos
inflamatorios, tengan invadidos órganos que no son dianas habituales de esas
proteínas y por lo tanto no se retiran de la cadena alimentaria. Fuente:
Revista Science 2005-01-21
Cuadro 2 Signos y síntomas de la enfermedad en
animales y en el hombre.
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OVEJAS |
VACAS |
HOMBRE |
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FASE PSÍQUICA |
Cambios de
comportamiento |
Aprehensión
progresiva |
Modificación de la
conducta |
|
Cambios de
temperamento |
Agresividad |
Modificación de la
personalidad |
|
Picor aparente que
obliga a rascar y frotar |
|
Trastornos de la
memoria |
|
FASE ORGÁNICA |
Pérdida de
coordinación (ataxia cerebelar) |
Descoordinación |
Dolores intensos
extremidades inferiores
Postración |
|
Pérdida de peso |
Hiperestesia |
Demencia |
|
Temblores y
convulsiones |
|
Diestesia |
Fuente: Fac. de C. Agrarias. UNNE (Argentina)
Los transposones, al
igual que los episoma y los profagos, son segmentos de ADN integrados al ADN
cromosomático; pero a diferencia de aquellos contiene los genes para
sintetizar una enzima, la transposasa, que cataliza su inserción en un nuevo
sitio.
