Virus
De Viquip??dia
 |
Un significat alternatiu de virus, ??s un virus inform??tic. |
 |
||
|---|---|---|
 Virus de l'herpes (Herpes simplex).
|
||
| Classificaci?? v??rica | ||
|
||
|
|
||
|
I: ADN bicatenari (dsDNA) |
||
Un virus (de ver?? o toxina en llat??) ??s una entitat biol??gica organitzada que cont?? material gen??tic. Pot infectar altres organismes, utilitzant per a replicar-se la maquin??ria cel??lular de l'hoste infectat. Els virus s??n per tant par??sits intracel??lulars obligats, ja que sols poden reproduir-se envaint les c??l??lules d'altres organismes, donat que no disposen dels org??nuls necess??ris per la seva auto-reproducci??.
El terme virus, normalment, es refereix a aquelles part??cules que infecten eucariotes (organismes pluricel??lulars i molts organismes unicel??lulars), mentre que el terme bacteri??fag o fag, s'utilitza per descriure aquelles part??cules capaces d'infectar procariotes (bacteris i altres organismes semblants).
Els virus duen una petita quantitat d'??cid nucleic (ADN o ARN) envoltat per alguna forma de protecci??, proteica o lipoproteica (prote??nes i l??pids).
Les caracter??stiques definit??ries dels virus es poden resumir entorn de tres fets:
- la seva petita grand??ria
- el fet que siguin cristal??litzables (com si es tract??s de mol??cules)
- el fet que siguin par??sits intracel??lulars obligats.
Aquestes tres caracter??stiques col??loquen als virus en la frontera entre els ??ssers vius i la mat??ria inert.
Taula de continguts |
[edita] Estructura
Els virus estan compostos per una c??psida v??rica de prote??nes que envolta l'??cid nucleic, que pot ser ADN o ARN, mai els dos. Aquesta estructura, al mateix temps, pot estar rodejada en alguns grups per una embolcall lip??dic amb diferents prote??nes inserides. A la unitat formada per l'??cid nucleic i l'embolcall proteic se l'anomena tamb?? viri??. Tot el conjunt, viri?? i embolcall lipoproteic, constitueix el virus sencer.
Aquesta ??s l'estructura b??sica d'un virus, encara que alguns d'ells poden afegir a aix?? la pres??ncia d'algun enzim, b?? al costat de l'??cid nucleic, com la transcriptasa inversa dels retrovirus, b?? en l'embolcall, per a facilitar l'obertura d'una bretxa en la membrana de la c??l??lula hoste.
[edita] Embolcall proteic
L'embolcall proteic, la c??psida, est?? formada per subunitats id??ntiques anomenades caps??mers. Els caps??mers s??n prote??nes globulars que en ocasions tenen una part gluc??dica unida. Atenent la forma de la c??psida, es poden distingir diferents tipus de virus:
- Cil??ndrics o helico??dals. Els caps??mers (normalment d???un sol tipus) s???ajusten entorn d???una h??lix simple d'??cid nucleic. Un exemple ho constitueix el virus del mosaic del tabac.
- Icosa??drics. Els caps??mers (que solen ser de diversos tipus) s'ajusten formant un icos??edre regular (??s a dir, 20 cares triangulars i 12 v??rtexs, i deixant un buit central on se situa l'??cid nucleic. Alguns formen poliedres amb m??s cares que l???icos??edre, i alguns presenten fibres proteiques que sobresurten de la c??psida. Un exemple ho constitueixen els adenovirus, entre els quals es troben els virus dels refredats i faringitis.
- Complexos. Amb petites variants, responen a la seg??ent estructura general: un cap d'estructura icosa??drica que alberga l'??cid nucleic, una cua d'estructura helico??dal que constitueix un cilindre buit, un collaret de caps??mers entre el cap i la cua, una placa basal al final de la cua (amb uns punts d'ancoratge que serveixen per a fixar el virus a la membrana cel??lular), i unes fibres proteiques que surten de la placa i ajuden a la fixaci?? del virus sobre la c??l??lula hoste. Com exemple d'aquest tipus de virus es troben la major part dels virus bacteri??fags (que infecten els bacteris).
[edita] Embolcall lipoproteic
Exteriorment a la c??psida alguns virus tenen un embolcall de caracter??stiques similars a una membrana plasm??tica cel???lular (doble capa de fosfol??pids i prote??nes). La c??psida d'aquests virus sol ser icosa??drica, encara que tamb?? n???hi ha amb c??psida helico??dal. S'interpreta que l'embolcall lipoproteic es la resta de la membrana plasm??tica de la c??l??lula infectada on s'ha format el virus.
Un exemple d'aquest tipus de virus ho constitueix el de la grip.
[edita] Mida
Els virus s??n estructures extraordin??riament petites. La seva grand??ria oscil??la entre els 24 nm del virus de la febre aftosa als 300 nm dels poxvirus.
La seva petita grand??ria explica que el descobriment d'aquests agents fos tan tard??. La primera refer??ncia sobre l'exist??ncia dels virus es deu al bot??nic rus Dimitri Ivanovski el 1892. Aquest investigador buscava l'agent causant de la malaltia mosaic del tabac, i va arribar a la conclusi?? que havia de tractar-se d'una toxina o d'un organisme m??s petit que els bacteris, ja que l'agent travessava els filtres que retenien els bacteris. Va anomenar a aquests agents virus filtrables.
El 1897, el microbi??leg holand??s Martinus Beijerink va realitzar experiments similars als d???Ivanovski, i fru??t d???aquests va rebutjar la idea de les toxines ja que es tractava d'un agent capa?? de reproduir-se (mantenia el seu poder infecci??s d'unes plantes a unes altres, sense diluir-se el seu poder patogen). Poc despr??s, els microbi??legs alemanys Frederick Loeffler i Paul Frosch van descobrir que la febre aftosa del bestiar tamb?? era produ??da per un virus filtrable que actuava com un agent infecci??s.
En la d??cada dels anys 30 del segle XX, amb l?????s de filtres de tamany de porus inferior,, amb l?????s de t??cniques de cultiu cel???lular in vitro (que permetien l???obtenci?? de gran quantitat de virus, amb l?????s d???ultracentrifugaci??, i amb l?????s del microscopi electr??nic i la difracci?? de raigs X, es van poder visualitzar aquests agents.
Los virus son cristal??litzables, como va demostrar W. Stanley el 1935. Aix?? es deu a que les part??cules v??riques tenen formes geom??triques precises y que son id??ntiques entre s??, en contrast amb la irregularitat caracter??stica dels altres organismes. Las part??cules v??riques s???ordenen seguint una pauta tridimensional regular, peri??dica.
Alguns virus poden arribar a ser relativament grans, concretament alguns que existeixen com a par??sits metab??lics dins la c??l??lula hoste. Per exemple, el virus Mimivirus sobreviu dins les amebes que poden ser trobades a l'aigua de les torres de refrigeraci??. Mimivirus t?? un ADN d'uns 800 parells de kilobases, m??s gran que el genoma de molts bacteris.
[edita] Metabolisme i funcionament
Cap virus t?? org??nuls i, sobretot, cap t?? autonomia metab??lica, pel que no s??n considerats c??l??lules.
El seu cicle de vida t?? dues fases, una extracel???lular i metab??licament inert, i altra intracel???lular que ??s reproductiva.
[edita] Par??sits intracel??lulars obligats
Els virus necessiten un hoste ja que lliurement no sobreviuen. Els virus poden viure al voltant d'uns quaranta dies fora d???un hoste en el qual reproduir-se. Perqu?? l'??cid nucleic pugui replicar-se, necessita utilitzar la maquin??ria enzim??tica i estructural d'una c??l??lula viva, i per altra banda, nom??s dintre d'una c??l??lula viva disposen de les funcions d???autoconservaci?? i reproducci??. Aquesta condici?? ??s la causa que molt??ssims virus siguin g??rmens pat??gens que produeixen malalties en plantes, animals, i bacteris.
[edita] Replicaci?? viral
Els virus no s??n ??ssers vius. S??n elements gen??tics. Per tant han d'utilitzar els mecanismes i metabolisme de la c??l??lula hoste per tal de replicar-se. Aquesta ??s la ra?? per la qual els virus s??n anomenats par??sits intracel??lulars.
Abans de que un virus entre en la c??l??lula hoste, s'anomen?? viri??. Els virions poden transmetir-se d'un hoste a una altre per contacte directe o mitjan??ant un vector, o transportador. Dins de l'organisme, els virus poden entrar a les c??l??lules de diverses maneres. Per exemple, els bacteri??fags, virus de bacteris, poden adherir-se en llocs concrets de la membrana cel??lular i, un cop situats all??, els enzims fan un petit forat en la membrana, per on s'injecta el material gen??tic v??ric dins la c??l??lula. Altres virus com el VIH, entren en l'hoste per endocitosi, i aleshores forcen a la c??l??lula a reproduir nous virus fins arribar a la mort d'aquesta.
Hi ha tres maneres diferents de que la informaci?? continguda en el genoma d'un virus es puga reproduir:
- Els virus que contenen ADN dins de la c??psida, un cop han introdu??t l'ADN dins la c??l??lula hosta, l'ADN del virus comen??a a replicar-se junt amb el de la c??l??lula hoste.
- Alguns virus que contenen ARN en la c??psida utilitzen l'enzim ARN replicasa per fer centenars de c??pies del seu ARN dins de la c??l??lula hoste.
- Finalment, els retrovirus, que tamb?? contenen ARN en la c??psida, usen l'enzim transcriptasa inversa per sintetitzar una cadena d'ADN a partir del ARN que contenen. Despr??s la cadena d'ADN sintetitzada ser?? replicada usant els mecanismes de la c??l??lula hoste.
Aix?? doncs, les passes que t??picament un virus segueix per reproduir-se s??n:
- Adhesi??, o de vegades absorci??: El virus s'adhereix a receptors de la membrana cel??lular.
- Penetraci??: L'??cid nucleic del virus es despla??a cap al citoplasma de la c??l??lula hoste. La c??psida dels bacteri??fags es mant?? a l'exterior, mentres que, molts virus que infecten a animals, la c??pside entra cap a la c??l??lula infectada.
- Replicaci??: El genoma v??ric cont?? tota la informaci?? necess??ria per produir nous virus. Un cop dins de la c??l??lula hoste, el virus indueix que aquesta sintetitze els components necessaris per la seua replicaci??.
- Ensamblaci??: Els nous components virals sintetitzats s??n ensamblats per formar nous virus.
- Alliberament: Els nous virus creats s??n alliberats a l'exterior de la c??l??lula, per poder infectar altres c??l??lules.
Quan el virus ha entrat en la c??l??lula, immediatament indueix a l'hoste a que comence a sintetitzar les prote??nes necess??ries per la reproducci?? del virus. L'hosta produeix tres classes de prote??nes: els enzims usats en la replicaci?? d'??cids nucleics, les prote??nes usades per construir el recobriment del virus; i prote??nes l??tiques, usades per trencar la membrana cel??lular per fer l'alliberament dels nous virus creats. El producte v??ric final ??s ensamblat espont??niament. Totes les parts s??n sintetitzades de manera independent pel host i s??n unides juntes per sort. Aquest auto-ensamblament, alguns cops, ??s ajudat per carabines moleculars, o altres prote??nes sintetitzades per l'hosta que ajuden a unir les parts de la c??psida.
Els nous virus sintetitzats abandonen la c??l??lula, per exocitosi o lisolisi. Alguns virus animals indueixen que la el reticle endoplasm??tic de l'hoste sintetitze unes prote??nes anomenades glicoprote??nes, que s??n recolectades al llarg de la membrana cel??lular. El virus aleshores eix de la c??l??lula per aquests llocs, aquest proc??s es coneix com exocitosi. D'altra banda, els bacteri??fags deuen obrir o trencar la membrana cel??lular per ser alliberats. Al final d'aquest proc??s la c??l??lula mor.
[edita] Origen dels virus
L'origen dels virus no est?? del tot clar, per?? actualment hi ha una hip??tesi molt suportada que afirma que els virus s??n uns derivats dels hostes als que infecten, originant-se a partir d'elements transferibles com els plasmidis o els transposons. Tamb?? s'ha hipotetitzat que poden ser microbis extremadament redu??ts, que van apar??ixer de manera separada en el mateix brou de cultiu on va sorgir la vida i les primeres c??l??lules. I incl??s, que les diferents classes de virus van apar??ixer a trav??s de diferents mecanismes.
Altres part??cules infeccioses, amb una estructura encara m??s simple que la dels virus, s??n: els viroids, els virusoids i els prions.
[edita] Malalties v??riques humanes
Hi ha molts exemples de malalties v??riques humanes, entre d'altres podem citar: constipat com??, causat per una varietat de virus relacionats; la SIDA, causat pel virus VIH; o el herpes simplex. Est?? ben establert que el c??ncer cervical tamb?? est?? causat per la infecci?? per papillomavirus, representant la primera evid??ncia en humans entre el c??ncer i un agent infecci??s.
L'habilitat dels virus de causar efectes epid??mics devastadors en les societats humanes, ha condu??t a la fabricaci?? d'armes biol??giques amb virus. Per exemple la verola, que hui en dia ??s una malaltia infecciosa sense import??ncia, es va usar de manera indirecta com a arma biol??gica contra els Nadius Americans en les colonitzacions brit??niques i espanyoles. No est?? clar quants Nadius Americans van morir per la verola despr??s de l'arribada de Crist??for Colom a les Am??riques, per?? ha quedat const??ncia que el nombre va ser molt gran. El dany causat per aquesta malaltia va ajudar significativament als intents europeus de despla??ar i conquerir la poblaci?? nadiua. Es calcula per exemple que entre el 80 i 95% de la poblaci?? Hawaiiana va morir principalment per verola i tamb?? per altres malalties.
Els virus s??n molt dif??cils de matar, ja que usen els mecanismes cel??lulars de l'hosta per dur a terme les seues funcions. Les aproximacions m??diques m??s eficients per la lluita contra els virus, s??n les vacunes, i f??rmacs per atenuar els s??mptomes derivats de la infecci?? v??rica. Cal recordar que els antibi??tics no presenten cap efecte en contra dels virus i el seu ??s en contra de les infeccions v??riques sols beneficia a les resist??ncies de certs bacteris cap a determinats antibi??tics. Normalment la manera m??s prudent d'actuar ??s comen??ar un tractament amb antibi??tics mentre s'esperen els resultats dels an??lisis que determinen si la infecci?? ??s v??rica o deguda a bacteris.
[edita] Estudi i aplicacions dels virus
[edita] Els virus com a eina per explorar els mecanismes cel??lulars b??sics
Els virus s??n importants per l'estudi de la biologia cel??lular i molecular, per que aporten sistemes simples que poden ser usats per manipular i investigar les funcions de molts tipus de c??l??lules. Aquest tipus d'estudis han aportat importants models per a la recerca en biologia, com replicaci?? d'ADN, transcripci??, processament d'ARN, i transport de prote??nes.
Els retrovirus, contenen ARN en les part??cules v??riques, per?? sintetitzen c??pies d'ADN en les c??l??lules infectades. Els retrovirus s??n un bon exemple de com els virus poden jugar un important paper com models en la recerca en biologia. Els estudis d'aquests virus van ser els primers estudis que van mostrar el proc??s de s??ntesi de ADN a partir de RNA, un m??tode fonamental per a la transfer??ncia de material gen??tic, present tant en eucariotes com en procariotes.
[edita] Els virus com a eina en enginyeria gen??tica
Els geneticistes usualment utilitzen virus i derivats de virus per introduir ADN en les c??l??lules que estan estudiant. Tamb?? poden ser usats en enginyeria gen??tica per introduir el material gen??tic necessari per crear transg??nics. ??s una eina habitual per reproduir material gen??tic que en permeti el seu estudi, formant les anomenades genoteques.
Alguns dels virus m??s utilitzats amb aquestes finalitats s??n l'M13 i el fag ??, i alguns dels derivats m??s coneguts serien els fag??mids i c??smids.
[edita] Al llindar de la vida
Els virus segresten els mecanismes de reproducci?? de les c??l??lules hostes per replicar-se i aix?? completar el seu cicle de vida. Sovint s??n considerats com quelcom a mig cam?? entre la vida i el m??n inorg??nic. Poden reproduir-se, i incl??s, mostrar her??ncia, per?? necessiten usar els mecanismes de l'hostes, per si sols no s??n capa??os de fer res. El que s?? que est?? clar ??s que s??n par??sits (vius o no), i com a tots els par??sits, tenen un limitat subconjunt de possibles hostes, de vegades, fins i tot, un determinat tipus de c??l??lula d'una esp??cie.
La majoria dels cient??fics es neguen a considerar-los com a ??ssers vius purs per les seves capacitats reproductives amb l'argument que llavors caldria tamb?? considerar vius altres entitats autoreplicatives m??s simples com ara els viroides, els prions, els transposons o fins i tot els cristalls i el foc.
En una de les moltes definicions que proven de descriure els ??ssers vius es diu que s??n maquines termodin??miques amb capacitat de mantenir l'entropia interna a base de crear-ne encara m??s al seu exterior. ??s una definici?? de la que els virus en quedarien del tot excloses.
Els virus nom??s tenen c??psida i un filament d'??cid nucleic cosa que fa que no tinguin citoplasma i tampoc morfoplamsa, per aix??, han de parasitar obligat??riament alguna c??l??lula per viure.
[edita] Temes relacionats
