La replicación viral es la formación de virus biológicos durante el proceso de infección en las células huésped diana. Los virus primero deben ingresar a la célula antes de que pueda ocurrir la replicación viral. Mediante la generación de abundantes copias de su genoma y el empaquetamiento de estas copias, el virus continúa infectando nuevos huéspedes. La replicación entre virus es muy variada y depende del tipo de genes implicados en ellos. La mayoría de los virus de ADN se ensamblan en el núcleo, mientras que la mayoría de los virus de ARN se desarrollan únicamente en el citoplasma. [1]
Los virus se multiplican sólo en células vivas. La célula huésped debe proporcionar la energía , la maquinaria sintética y los precursores de bajo peso molecular para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos virales. [2]
La replicación del virus ocurre en siete etapas, a saber;
Es el primer paso de la replicación viral. El virus se adhiere a la membrana celular de la célula huésped . Luego inyecta su ADN o ARN en el huésped para iniciar la infección. En las células animales, estos virus ingresan a la célula a través del proceso de endocitosis que funciona mediante la fusión del virus y la fusión de la envoltura viral con la membrana celular de la célula animal y en las células vegetales ingresa a través del proceso de pinocitosis que funciona mediante pellizco. de los virus.
La membrana celular de la célula huésped invagina la partícula viral, encerrándola en una vacuola pinocitosa . Esto protege a la célula de anticuerpos como en el caso del virus VIH .
Las enzimas celulares (de los lisosomas ) eliminan la cubierta proteica del virus . Esto libera o hace accesible el ácido nucleico o el genoma del virus .
Para algunos virus de ARN , el ARN infectante produce ARN mensajero ( ARNm ), que puede traducir el genoma en productos proteicos. Para los virus con ARN o ADN de cadena negativa, los virus se producen mediante transcripción y luego traducción.
El ARNm se utiliza para indicar a la célula huésped que produzca componentes del virus. El virus aprovecha las estructuras celulares existentes para replicarse.
Los componentes son fabricados por el virus utilizando los orgánulos existentes en el huésped :
Un virión es simplemente una partícula de virus activa o intacta. En esta etapa, el genoma (ácido nucleico) y las proteínas recién sintetizados se ensamblan para formar nuevas partículas virales.
Esto puede tener lugar en el núcleo de la célula, el citoplasma o la membrana plasmática en la mayoría de los virus desarrollados.
Los virus, que ahora están madurando, se liberan mediante una ruptura repentina de la célula o por una extrusión gradual (fuerza) de los virus envueltos a través de la membrana celular .
Los nuevos virus pueden invadir o atacar otras células, o permanecer latentes en la célula. En el caso de los virus bacterianos, la liberación de los viriones descendientes se produce mediante lisis de la bacteria infectada. Sin embargo, en el caso de los virus animales, la liberación suele producirse sin lisis celular.
Los virus se clasifican en 7 tipos de genes, cada uno de los cuales tiene sus propias familias de virus, que a su vez tienen diferentes estrategias de replicación. [4] David Baltimore , biólogo ganador del Premio Nobel , ideó un sistema llamado Sistema de Clasificación de Baltimore para clasificar diferentes virus según su estrategia de replicación única. Hay siete estrategias de replicación diferentes basadas en este sistema (Baltimore Clase I, II, III, IV, V, VI, VII). Las siete clases de virus se enumeran aquí brevemente y de forma generalizada. [5]
Este tipo de virus generalmente debe ingresar al núcleo del huésped antes de poder replicarse. Algunos de estos virus requieren polimerasas de la célula huésped para replicar su genoma , mientras que otros, como los adenovirus o los virus del herpes, codifican sus propios factores de replicación. Sin embargo, en cualquiera de los casos, la replicación del genoma viral depende en gran medida de un estado celular que permita la replicación del ADN y, por tanto, del ciclo celular . El virus puede inducir a la célula a sufrir una división celular con fuerza , lo que puede conducir a la transformación de la célula y, en última instancia, al cáncer . Un ejemplo de familia dentro de esta clasificación son los Adenoviridae .
Sólo hay un ejemplo bien estudiado en el que una familia de virus de clase 1 no se replica dentro del núcleo. Se trata de la familia Poxvirus , que comprende virus altamente patógenos que infectan a los vertebrados .
Los virus que entran en esta categoría incluyen aquellos que no están tan bien estudiados, pero que aún pertenecen en gran medida a los vertebrados. Dos ejemplos incluyen Circoviridae y Parvoviridae . Se replican dentro del núcleo y forman un intermediario de ADN bicatenario durante la replicación. Un Anellovirus humano llamado TTV está incluido dentro de esta clasificación y se encuentra en casi todos los humanos, infectándolos asintomáticamente en casi todos los órganos principales .
Como la mayoría de los virus con genomas de ARN , los virus de ARN de doble cadena no dependen de las polimerasas del huésped para su replicación en la medida en que lo hacen los virus con genomas de ADN . Los virus de ARN bicatenario no están tan bien estudiados como otras clases. Esta clase incluye dos familias principales, Reoviridae y Birnaviridae . La replicación es monocistrónica e incluye genomas individuales y segmentados, lo que significa que cada uno de los genes codifica una sola proteína, a diferencia de otros virus, que exhiben una traducción más compleja.
Estos virus constan de dos tipos, sin embargo, ambos comparten el hecho de que la replicación se realiza principalmente en el citoplasma y que la replicación no depende tanto del ciclo celular como la de los virus de ADN. Esta clase de virus es también uno de los tipos de virus más estudiados, junto con los virus de ADN bicatenario.
Los ribosomas del huésped pueden acceder directamente a los virus de ARN de sentido positivo y, de hecho, a todos los genes definidos como de sentido positivo para formar proteínas de inmediato. Estos se pueden dividir en dos grupos, los cuales se replican en el citoplasma:
Ejemplos de esta clase incluyen las familias Coronaviridae , Flaviviridae y Picornaviridae .
Los ribosomas del huésped no pueden acceder directamente a los virus de ARN de sentido negativo y, de hecho, a todos los genes definidos como de sentido negativo para formar proteínas de inmediato. En cambio, deben ser transcritos por polimerasas virales en el sentido positivo complementario "legible". Estos también se pueden dividir en dos grupos:
Los ejemplos de esta clase incluyen las familias Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae , Bunyaviridae , Filoviridae y Rhabdoviridae (que incluye la rabia ).
Una familia bien estudiada de esta clase de virus incluye los retrovirus . Una característica definitoria es el uso de la transcriptasa inversa para convertir el ARN de sentido positivo en ADN. En lugar de utilizar el ARN como plantillas de proteínas, utilizan ADN para crear las plantillas, que se unen al genoma del huésped mediante la integrasa . Luego, la replicación puede comenzar con la ayuda de las polimerasas de la célula huésped.
Este pequeño grupo de virus, ejemplificado por el virus de la hepatitis B , tiene un genoma bicatenario con espacios que posteriormente se completa para formar un círculo covalentemente cerrado ( cccDNA ) que sirve como plantilla para la producción de ARNm viral y un ARN subgenómico . El ARN del pregenoma sirve como molde para la transcriptasa inversa viral y para la producción del genoma del ADN.