Replicación viral: qué es y cuáles son sus fases

Los virus son agentes infecciosos que tienen la particularidad de que no son considerados como formas de vida propiamente dichas.

El principal motivo por el que no se consideran seres vivos es que, además de no disponer de la unidad básica de todo organismo, la célula, requieren de la existencia de un organismo para poder reproducirse. No son capaces de replicarse por sí solos.

A continuación veremos el ciclo de la replicación viral, el cual nos permitirá entender por qué son tan particulares los virus y qué los hace tan sumamente extraños.

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¿Cómo se reproduce un virus?

El ciclo de replicación de los virus es el término con el que se hace referencia a la capacidad de reproducción de estos agentes infecciosos. Los virus son formas acelulares, es decir, carecen de células, algo que todos los organismos sí que tienen, sean estas procariotas o eucariotas y ya sea disponiendo sólo una de ellas o, como es el caso de los animales, millones. Agentes patógenos como las bacterias, por muy pequeñas que sean, contienen como mínimo una célula y, por tanto, son seres vivos.

La célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo y es considerado el elemento más pequeño que puede ser considerado un ser vivo propiamente dicho. Realiza varias funciones: nutrición, desarrollo y reproducción.

Los virus, al no contener este tipo de estructura ni tampoco ser una célula, no son considerados seres vivos, además de que no son capaces de realizar las tres funciones básicas de toda célula por sí solos. Requieren de una célula para poder llevar a cabo estas funciones. Es por ello que su ciclo reproductivo es tan sorprendente, dado que, como no pueden llevarlo a cabo por sí solos, requieren de una forma de vida para poder multiplicarse. Son agentes que no pueden seguir existiendo sin la acción de un organismo.

La replicación viral y sus etapas

El ciclo de replicación viral consta de las siguientes fases: fijación o absorción, penetración, desnudamiento, multiplicación y liberación de los nuevos virus.

1. Fijación o absorción

El primer paso para la infección viral, que culminará con su multiplicación, es la fijación del agente patógeno en la membrana de la célula donde se llevará a cabo todo el proceso. La fijación se realiza por medio de ligandos virales, que son proteínas que se encuentran en la cápsula geométrica del virus, llamada cápside.

Estas proteínas interactúan con los receptores específicos de la superficie de la célula que hará de "casa okupa" para el virus. En función del grado de especificidad virus-receptores, el virus será más o menos exitoso en llevar a cabo la infección.

2. Penetración

Una vez unidos al receptor de la superficie celular, los virus inducen a cambios en las proteínas de su cápsida, lo cual lleva a que se fusionen las membranas víricas y la de la célula. Algunos virus contienen ADN (ADN vírico), el cual puede entrar en el interior de la célula mediante endocitosis.

Para que pueda entrar al interior de la célula, este ADN vírico requiere que se haya roto la membrana y, allí, se establezca un punto de anclaje para el virus. Esto es posible por medio de enzimas hidrolíticas que se encuentran en la cápside.

A través de la rotura, el virus introduce un tubo central con el cual inyectará su ADN vírico, vaciando su cápside e introduciendo su contenido en el citoplasma, es decir, el medio acuoso del interior de la célula. Si una célula contiene cápsidas en su superficie celular, esto viene a indicar que la célula ha sido infectada.

Cabe decir que también hay virus que no realizan este proceso de forma idéntica. Algunos se introducen directamente en el interior de la célula con su cápsida y todo. Es aquí donde podemos hablar de dos tipos de penetración.

• Directa: después de fijarse, el virus abre una brecha y se mete dentro de la célula.
• Endocitosis: la célula crea una vesícula para que el virus se meta dentro.

Hay virus que tienen envoltura lipídica, la cual es de la misma naturaleza que la membrana celular. Esto hace que la célula sea propensa fusionar su membrana con la del virus y darse la endocitosis.

Ya llegado al interior de la célula, la cápsida, en caso de que haya permanecido intacta, es eliminada y degradada, ya sea por enzimas virales o las de organismo hospedador, y se libera el ADN vírico.

3. Desnudamiento

Se denomina desnudamiento debido a que el virus, en caso de introducirse dentro del organismo, pierde su cápside y deja al descubierto su material interno, como si se desnudara. En función de la duración de la fase de la síntesis, se pueden distinguir dos modalidades del ciclo de infección vírica.

Por un lado, tenemos el ciclo ordinario. El ADN vírico procede inmediatamente a la transcripción de su mensaje genético en el ARN vírico, necesario para su multiplicación, y es aquí donde empezaría la reproducción por sí misma. Esta es la modalidad más común.

Por otro lado está el ciclo lisogénico. El ADN vírico se cierra por sus extremos, formando un ADN circular, el cual es similar al de organismos procariotas. Este ADN se inserta en el ADN bacteriano, en una región en la que tengan una cadena de nucleótidos parecida.

La bacteria sigue llevando a cabo sus funciones vitales, como si no pasara nada. Cuando el ADN bacteriano se duplique, el ADN vírico acoplado al mismo también lo hará, pasando a formar parte del ADN de las dos bacterias hijas.

A su vez, las bacterias hijas podrán tener su descendencia y, así, sucesivamente, haciendo que con cada replicación bacteriana también se multiplique el ADN vírico.

Este ADN vírico se desprenderá del ADN de la bacteria cuando se den las condiciones adecuadas para ello, continuando con sus restantes fases infecciosas y produciendo nuevos virus mientras contribuye a la muerte de la bacteria.

El ciclo lisogénico también puede darse en virus que afectan células animales, como es el caso del papilomavirus de las verrugas y algunos retrovirus que están implicados en enfermedades oncológicas.

4. Multiplicación

Si bien ya lo hemos introducido en la fase de desnudamiento, la fase de multiplicación del virus es aquella en la que se da la replicación propiamente dicha del mismo.

En esencia, se trata de replicar el material genético del virus, que se transcriba su mensaje genético en una molécula de ARN y ésta se traduzca en forma que se produzcan proteínas víricas, tanto aquellas que forman la cápsida como las proteínas enzimáticas de su interior. En esta fase hay que tener en cuenta distintos tipos de virus, dado que no siempre se encuentra ADN en su cápside.

Los virus con ADN, que se amoldan al proceso explicado en la fase anterior, realizan la replicación de su material genético de forma similar a como lo hacen las células, utilizando el ADN de la célula como andamio para hacer la multiplicación de ese material.

Otros virus, que contienen ARN, replican su material genético sin necesidad de acudir al ADN celular. Cada cadena de ARN trabaja por sí sola como molde para síntesis de sus complementarias, siendo la célula un simple entorno en donde se realiza el proceso.

Sea como sea que se formen nuevas cadenas de ADN y ARN, luego tiene lugar el ensamblaje de las piezas para construir los nuevos viriones. Este ensamblaje puede darse por acción de enzimas o bien de forma mecánica.

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5. Liberación de los nuevos virus

Después de que se haya dado la multiplicación de los virus tiene lugar la salida de los nuevos individuos, los cuales, al igual que su ‘progenitor’ tendrán capacidad para infectar otras células anfitrionas.

Por un lado está la liberación gemación. Esta se da cuando los nuevos virus no esperan a que la célula se muera para abandonarla, sino que se van de ella al mismo tiempo que se van reproduciendo, de manera que la célula sigue viva mientras ‘da a luz’ a nuevos virus.

Un ejemplo de virus que se libera por gemación es el de la gripe A. En el momento en el que el virus es liberado, este adquiere la cubierta lipídica de la célula hospedadora.

Por el otro tenemos la liberación por lisis, en la que sí se da la muerte de la célula que ha sido infectada. Los virus que se reproducen con esta modalidad se les denomina citolíticos, dado que matan la célula al infectarla. Un ejemplo de estos es el virus de la viruela.

Una vez que el nuevo virus generado abandona la célula, algunas de sus proteínas permanecen en la membrana de la célula hospedadora. Estas servirán de potenciales dianas para anticuerpos cercanos.

las proteínas virales residuales que se quedan en el citoplasma pueden ser procesadas por la propia célula, en caso de que siga viva, y presentadas en la superficie de la misma junto con moléculas MHC (complejo mayor de histocompatibilidad), reconocidas por células T.

Referencias bibliográficas:

• Collier, L.; Balows, A.; Sussman, M. (1998) Topley and Wilson's Microbiology and Microbial Infections ninth edition, Volume 1, Virology, volume editors: Mahy, Brian and Collier, Leslie. Arnold. ISBN 0-340-66316-2.
• Dimmock, N.J; Easton, Andrew J; Leppard, Keith (2007) Introduction to Modern Virology sixth edition, Blackwell Publishing, ISBN 1-4051-3645-6.