Todos los virus contienen los siguientes dos componentes: 1) un genoma de ácido nucleico y 2) una cápside de proteína que cubre el genoma. Juntos esto se llama nucleocápside . Además, muchos virus de animales contienen una 3) envoltura de lípidos . El virus intacto completo se llama virión . La estructura y composición de estos componentes puede variar ampliamente.
A: genomas virales: mientras que los genomas de todas las células conocidas están compuestos de ADN bicatenario, los genomas de virus pueden estar compuestos de ADN o ARN de cadena simple o doble. Pueden variar mucho en tamaño, desde aproximadamente 5-10 kb ( Papovaviridae, Parvoviridae , etc.) hasta más de 100-200 kb ( Herpesviridae, Poxviridae ). Las estructuras conocidas de genomas virales se resumen a continuación.
ADN : doble trenzado – lineal o circular
Single Stranded – lineal o circular
Otras estructuras – círculos vacíos
ARN : doble trenzado – lineal
¿Cuántas lesiones puede tomar el ADN antes de que la célula muera?
¿Cuál es el papel de la Proteinasa K en el aislamiento del ADN?
¿Cómo sabe la integrasa viral dónde insertar el genoma viral en el ADN de la célula?
¿Qué pasaría si inyectara ADN de lobo en una embriogénesis humana?
Single Stranded – linear: estos genomas monocatenarios pueden ser + sense, – sense o ambisense. La cadena de sentido es la que puede servir directamente como mRNA y codificar para proteína, por lo que para estos virus, el RNA viral es infeccioso. El ARNm viral de los virus de cadena no es infeccioso, ya que necesita ser copiado en el filamento + antes de que pueda ser traducido. En un virus ambisense, parte del genoma es la cadena de sentido, y parte es el antisentido.
El genoma de algunos virus de ARN está segmentado, lo que significa que una partícula de virus contiene varias moléculas diferentes de ARN, como diferentes cromosomas.
B: Proteína Cápsida
Los genomas virales están rodeados de conchas proteínicas conocidas como cápsides. Una pregunta interesante es cómo las proteínas de la cápside reconocen el ARN o el ADN vírico, pero no el celular. La respuesta es que a menudo existe algún tipo de señal (secuencia) de “empaquetamiento” en el genoma viral que es reconocida por las proteínas de la cápside. Una cápside casi siempre está formada por subunidades estructurales repetitivas que están dispuestas en una de dos estructuras simétricas, una hélice o un icosaedro . En el caso más simple, estas “subunidades” consisten en un solo polipéptido. Sin embargo, en muchos casos, estas subunidades estructurales (también denominadas protómeros) están formadas por varios polipéptidos. Ambas estructuras helicoidales e icosaédricas se describen con más detalle a continuación.
1) Cápsides helicoidales : el primer y mejor estudiado ejemplo es el virus del mosaico del tabaco vegetal (TMV), que contiene un genoma de ARN SS y un recubrimiento proteico compuesto por una sola proteína de 17,5 kd. Esta proteína está dispuesta en una hélice alrededor del ARN viral, con 3 nt de ARN encajando en un surco en cada subunidad. Las cápsides helicoidales también pueden ser más complejas e involucrar a más de una subunidad proteica.
Una hélice puede definirse por dos parámetros, su amplitud (diámetro) y tono, donde el tono se define como la distancia recorrida por cada giro de la hélice. P = mxp , donde
metro
es el número de subunidades por turno yp es el aumento axial por subunidad. Para TMV,
metro
= 16.3 yp = 0.14 nm, entonces P = 2.28 nm. Esta estructura es muy estable y puede disociarse y reasignarse fácilmente al cambiar la fuerza iónica, el pH, la temperatura, etc. Las interacciones que mantienen unidas estas moléculas no son covalentes e implican enlaces H, puentes salinos, interacciones hidrofóbicas, y vander fuerzas de Waals.
Varias familias de virus animales contienen nucleocápsides helicoidales, incluyendo Orthomyxoviridae (influenza), Paramyxoviridae (virus sincicial respiratorio bovino) y Rhabdoviridae (rabia). Todos estos son virus envueltos (ver a continuación).
2) Cápsidas Icosaédricas : en estas estructuras, las subunidades están dispuestas en forma de una estructura hueca, casi esférica, con el genoma dentro. Un icosaedro se define como formado por 20 caras triangulares equiláteras dispuestas alrededor de la superficie de una esfera. Muestran simetría 2-3-5 veces de la siguiente manera:
– un eje de 2 veces la simetría de rotación a través del centro de cada borde.
– un eje de 3 veces la simetría de rotación a través del centro de cada cara.
– un eje de 5 veces la simetría de rotación a través del centro de cada esquina.
Estas esquinas también se llaman Vértices, y cada icosaedro tiene 12.
Dado que las proteínas no son triángulos equiláteros, cada cara de un icosaedro contiene más de una subunidad de proteína. El icosaedro más simple se hace usando 3 subunidades idénticas para formar cada cara, por lo que el mínimo de # subunidades es 60 (20 x 3). Recuerde que cada una de estas subunidades podría ser una sola proteína o, más probablemente, un complejo de varios polipéptidos.
Muchos virus tienen un genoma demasiado grande para ser empaquetado dentro de un icosaedro compuesto por solo 60 polipéptidos (o incluso 60 subunidades), por lo que muchos son más complicados. En estos casos, cada una de las 20 caras triangulares se divide en triángulos más pequeños; y cada uno de estos triángulos más pequeños está definido por 3 subunidades. Sin embargo, el número total de subunidades siempre es un múltiplo de 60. El número total de subunidades se puede definir como 60 XN, donde N a veces se denomina Número de triangulación , o T. Valores para T de 1,3,4,7, 9, 12 y más están permitidos.
Cuando se observan nucleocápsides de virus en el microscopio electrónico, a menudo se ven “bultos” o cúmulos aparentes en la superficie de la partícula. Estas generalmente son subunidades proteicas agrupadas alrededor de un eje de simetría, y han sido llamadas “unidades morfológicas” o capsómeros .
C: envolvente viral
En algunos virus de animales, la nucleocápside está rodeada por una membrana, también llamada envoltura. Esta envoltura está compuesta por una bicapa de lípidos y está compuesta por lípidos de células huésped . También contiene proteínas codificadas por virus , a menudo glicoproteínas que son proteínas transmembrana. Estas proteínas virales sirven para muchos propósitos, tales como la unión a receptores en la célula huésped, jugar un papel en la fusión de la membrana y la entrada de células, etc. También pueden formar canales en la membrana viral.
Muchos virus con envoltura también contienen proteínas matriciales , que son proteínas internas que unen la nucleocápside con la envoltura. Son muy abundantes (es decir, muchas copias por virión), y generalmente no están glucosilados. Algunos viriones también contienen otras proteínas no estructurales que se usan en el ciclo de vida viral. Ejemplos de esto son réplicas, factores de transcripción, etc. Estas proteínas no estructurales están presentes en bajas cantidades en el virión.
Los virus envueltos se forman brotando a través de las membranas celulares, generalmente la membrana plasmática, pero a veces una membrana interna como el ER, el golgi o el núcleo. En estos casos, el ensamblaje de los componentes virales (genoma, cápside, matriz) ocurre en la cara interna de la membrana, las glucoproteínas de la envoltura se agrupan en esa región de la membrana y el virus sale. Esta capacidad de brote permite que el virus salga de la célula huésped sin lisar o matar al host. En contraste, los virus sin envoltura y algunos virus con envoltura matan a la célula anfitriona para escapar.
