Ciclo de Vida y Replicación del Virus: Definición, etapas y tipos

Ciclo de vida de los virus

Siempre que nos resfriamos o sufrimos gripe, estamos experimentando los efectos de una infección viral. Aunque poseen algunas de las características asociadas con los organismos vivos, los virus no son celulares ni están vivos. Los organismos vivos se definen por una serie de características importantes, incluida la presencia de células, la capacidad de reproducirse, la capacidad de utilizar energía y la capacidad de responder al medio ambiente. Un virus no es capaz de realizar ninguna de estas funciones por sí solo.

En cambio, un virus representa una colección de material genético contenido dentro de una capa protectora, generalmente hecha de proteínas. Los virus son parásitos obligados porque dependen del huésped para replicarse. Para hacer copias de sí mismo, un virus primero debe unirse y penetrar en una célula huésped, que luego pasará por las distintas etapas de la infección viral. Estas etapas representan esencialmente el ciclo de vida del virus. Al interactuar con la superficie de la célula huésped, un virus puede utilizar uno de varios métodos para ingresar a la célula huésped. Luego, utilizando la energía y el metabolismo del huésped, el virus puede replicarse.

Hay dos tipos amplios de virus, virus de ADN y virus de ARN. Los métodos de replicación utilizados por un virus difieren no sólo según el tipo viral, sino también según la especie huésped que infecta. Sin embargo, hay siete pasos comunes de la infección viral que son reconocidos por los científicos:

• Adjunto
• Penetración
• Recubrimiento
• Replicación
• Asamblea
• Maduración
• Liberar

Un mnemónico para recordar los pasos de la replicación viral es: Una manzana PÚRPURA podría enrojecerse. Cada letra en mayúscula representa la primera letra de un paso.

Echemos un vistazo más de cerca a continuación a cada uno de estos pasos con más detalle.

Etapas de la infección viral: entrada

La unión a la célula huésped es necesaria para que un virus se reproduzca y se propague. Durante la unión, el primer paso en la replicación viral, el virus se une a la célula huésped interactuando con la membrana celular del huésped. La membrana de la célula huésped consta de una bicapa de fosfolípidos desde la que se extienden los receptores de proteínas. Por lo general, actúan como receptores de proteínas producidas por el cuerpo. Los virus también poseen cápsides o envolturas protectoras incrustadas de receptores. En la primera etapa de la infección viral, el virus utiliza una de estas proteínas, conocida como proteína de unión, para iniciar el ciclo de infección viral. Al unirse a la célula huésped, la cápside o envoltura viral se engrana con la membrana de la célula huésped.

Después de la unión, el virus inicia la penetración, en la que el virus ingresa a la célula huésped mediante endocitosis. La endocitosis ocurre cuando una porción de la membrana celular se pellizca sobre sí misma para introducir partículas o moléculas en la célula. Debido al enlace formado entre las proteínas receptoras tanto en la membrana viral como en la de la célula huésped, un cambio conformacional en la cápside viral hace que se fusione con la membrana de la célula huésped. Se requiere energía para que se produzca la penetración viral, y esta energía se adquiere de la célula huésped.

Etapas de la infección viral: reproducción

Una vez dentro de la célula, el virus se desnuda, en el que las enzimas eliminan la cápside viral. Esto permite que el material genético del virus ingrese a la célula huésped. Entonces, ¿cómo se multiplican y replican los virus una vez que este material genético está dentro de la célula huésped?

El proceso de replicación utiliza la maquinaria de la célula huésped para lograrlo. El virus inserta su propio ADN o ARN en el material genético del huésped. Luego, utilizando el ciclo celular natural del huésped, los procesos de transcripción y traducción continúan el ciclo de replicación viral, produciendo nuevas copias del ADN/ARN viral.

Una vez que el material genético se ha replicado, se produce el ensamblaje del nuevo virión. El término virión se refiere a un virus completamente empaquetado que es capaz de causar una infección. Se recolecta el material genético y se forma una nueva cápside. El proceso de ensamblaje ocurre al mismo tiempo que el de maduración, en el que el virión se transforma en una partícula infecciosa.

Para un tipo específico de virus, llamado bacteriófago, los pasos necesarios para reproducirse y madurar antes de liberar más viriones en el cuerpo huésped utilizan uno de dos métodos: el ciclo lisogénico o el ciclo lítico.

Los bacteriófagos se refieren a virus que infectan específicamente a las bacterias. En el ciclo lisogénico, el bacteriófago ingresa a la célula huésped e incorpora su material genético al ADN del huésped. Cuando esto sucede, el bacteriófago se denomina «fago templado» o «virus templado». Luego, el virus permanecerá latente o inactivo hasta que la célula huésped comience a deteriorarse. Esto permite que el virus reanude su ciclo reproductivo, lo que finalmente resulta en la lisis del huésped. La lisis celular ocurre cuando una célula se descompone y libera su contenido. Sin embargo, debido a que la célula huésped puede reproducirse antes de morir, el virus mismo se replica en la descendencia de la célula huésped, continuando así el ciclo reproductivo de este bacteriófago. Por el contrario, en el ciclo lítico, el virus destruye la célula bacteriana justo después de la replicación y se libera para moverse hacia nuevos huéspedes para continuar el ciclo de reproducción.

Etapas de la infección viral: salida

La liberación del nuevo virión representa la última etapa de la replicación viral. También conocida como diseminación viral, la liberación de viriones se produce mediante varios métodos diferentes: gemación, exocitosis, lisis (estallido celular) o apoptosis.

• Con diferencia, la gemación representa el método más común de liberación del virión. Durante la gemación, se desprende un crecimiento de la célula para liberar el nuevo virus.
• Cuando se utiliza la exocitosis, el virus se libera utilizando vacuolas producidas por el huésped para llevarlo desde el interior hacia el exterior de la célula.
• La lisis es comúnmente utilizada por los bacteriófagos. En la lisis, la célula huésped se abre de golpe para liberar el virión recién formado.
• Algunos virus también utilizan la apoptosis, o muerte celular programada, para provocar la muerte de la célula huésped y facilitar la eliminación del virus.

Tipos de ciclos de infección de virus

Una vez liberado de la célula huésped, el virus puede encontrar nuevas células para infectar y repetir el proceso de replicación viral. Como se mencionó anteriormente, algunos virus inmediatamente repiten este proceso en una nueva célula huésped, mientras que otros virus permanecen inactivos hasta que las condiciones sean adecuadas para la replicación. Estas dos distinciones representan la principal diferencia entre infección productiva y no productiva. Durante la infección productiva, como ocurre con la hepatitis crónica, el virus se replica activamente en el huésped para producir una variedad de síntomas asociados con una infección específica. Una infección productiva, una vez establecida en el huésped, puede provocar infecciones crónicas. En una infección crónica como la hepatitis, el virus pasa por períodos de actividad y latencia en los que el huésped experimenta repetidamente los síntomas asociados con la infección, seguidos de períodos de remisión.

Por el contrario, la infección no productiva representa un proceso en el que el virus está presente en la célula huésped, pero no se replica activamente ni causa infección. Esta constituye una infección latente que sólo produce síntomas una vez que se dan las condiciones para que el virus reanude su replicación. En el caso de la infección por VIH, por ejemplo, suele haber un período importante de latencia antes de que un individuo empiece a mostrar síntomas de infección. El virus del herpes zóster asociado con la varicela también produce un período de latencia similar entre la infección y la aparición real de los síntomas.

Resumen de la lección

Los virus son partículas no vivas que contienen material genético encerrado dentro de una cápside o envoltura protectora. Para reproducirse y causar infección, el virus pasa por siete etapas del ciclo de vida viral:

• Adjunto: unión del virus a la célula huésped.
• Penetración: entrada del virus a la célula huésped.
• Recubrimiento: liberación del material genético viral en la célula huésped.
• Replicación: traducción y transcripción del ADN/ARN viral
• Ensamblaje: formación de una nueva cápside o envoltura alrededor del nuevo material genético
• Maduración: el proceso por el cual un nuevo virión se vuelve infeccioso
• Liberación: salida del virión de la célula huésped mediante uno de cuatro métodos:
  
  • Gemación: el virus se libera mediante un crecimiento de la célula huésped.
  • Exocitosis: la célula huésped produce vacuolas que mueven el virus al exterior de la célula.
  • Lisis: la célula estalla y libera el virus.
  • Apoptosis: muerte celular programada que resulta en la liberación del virus.

Los bacteriófagos, virus que infectan bacterias, utilizan el ciclo lisogénico, en el que la descendencia de la célula huésped porta el virus, o el ciclo lítico, donde la célula huésped muere inmediatamente después de la replicación viral. Una vez que se ha producido la diseminación viral, el virus puede pasar a infectar a otros huéspedes. Las infecciones virales pueden ser productivas al producir una infección activa en un huésped o no productivas al permanecer latentes dentro del huésped. Estos dos tipos de infección pueden resultar tanto en infecciones crónicas, en las que el huésped experimenta ciclos de enfermedad y remisión, como en infecciones latentes, en las que el virus permanece latente durante un período de tiempo antes de producir la enfermedad en el huésped.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador