¿Todos los virus integran su ADN en el genoma del huésped durante la lisogenia? ¿Qué sucede en el ciclo lisogénico en el caso de un virus ARN?

La razón por la cual el ciclo lisogénico es un tema popular en los libros de texto es que ilustra varios aspectos de la relación entre ADN, ARN, proteínas, promotores, etc. Sin embargo, en general, solo los bacteriófagos (virus que infectan bacterias) se integran en el ADN del huésped. Exijo esto con la observación de que la biología es increíblemente diversa, por lo que estas son solo reglas muy generales.

Los bacteriófagos generalmente no son “retrovirus” (virus de ARN). La mayoría de los bacteriófagos conocidos son virus de ADN bicatenario, de los cuales el fago lambda es el más comúnmente conocido (y, posiblemente, el más conocido).

Sin embargo, la mayoría de los virus que infectan eucariotas, incluidos los virus de la influenza (animales) y el virus del mosaico del tabaco (planta) son “retrovirus” (virus de ARN). Muchos de estos virus se replican en el citoplasma de la célula infectada. Algunos, como el virus de la gripe, dirigen al menos una parte de su genoma hacia el núcleo. Sin embargo, incluso en ese caso, el virus generalmente no se transcribe de forma inversa en el ADN y se integra en el ADN de las células.

Una excepción importante es el virus VIH, que inicialmente es ARN monocatenario. El virus contiene algunas enzimas con el ARN. Una de estas enzimas transcribe de forma inversa la cadena de ARN en el ADN, degrada la cadena de ARN original y luego sintetiza la cadena de ADN complementaria para crear una copia de ADN de doble cadena del genoma viral. Este ADN se transporta luego al núcleo y una segunda enzima viral lo integra en el ADN de la célula huésped. Esto permite que el VIH exista en la fase inactiva durante varios años.

El VIH es un virus inusual por varias razones. Estas características únicas dificultan que el sistema inmunitario combata, sea difícil de tratar e interesante de estudiar.

Los virus son increíblemente diversos. Es difícil decir que la mayoría de los virus eucariotas están basados ​​en ARN porque los primeros virus estudiados en eucariotas se basan en ARN. Dado que las técnicas utilizadas para estudiar el metabolismo viral eucariótico se desarrollaron en esos modelos originales, inicialmente era mucho más fácil encontrar y estudiar virus con perfiles bioquímicos similares. Eso crea un sesgo inherente en el que tiende a encontrar más de lo que está buscando que representa la proporción real.

Del mismo modo, es posible que haya una gran cantidad de virus con un perfil similar al VIH, pero que no conducen a estados de enfermedad tan letales. Antes del inicio de la epidemia de SIDA, no había una razón específica para buscarlos o estudiarlos. Si estos virus hipotéticos son menos letales y pueden permanecer inactivos durante períodos prolongados, podría haber una gran cantidad de ellos que será muy difícil de encontrar.

La historia general es que sabemos lo suficiente sobre microbiología para darnos cuenta de que es inimaginablemente más complejo que lo que sabemos y de que hay incontables más microorganismos y virus de los que hemos caracterizado. Comparado con el espectro bioquímico de los microorganismos como un todo, los humanos son extremadamente simples … en términos de nuestra bioquímica interna y nuestra capacidad de imaginar las posibilidades.

Creo que estás en el camino correcto, pero lo que dijiste es parcialmente correcto. Todos los fagos lisogénicos se integran en el ADN del huésped, pero solo durante el ciclo lisogénico. Los fagos que pueden experimentar un ciclo lisogénico generalmente se denominan fagos “templados” porque también pueden experimentar un ciclo lítico estándar. Estos fagos son siempre virus de ADN (no se puede integrar ARN en el genoma) y básicamente tienen dos opciones cuando ingresan a una célula. O bien comienzan a replicarse sin integrarse en el genoma (ciclo lítico) o se integran en el genoma del huésped (ciclo lisogénico). Críticamente, no pueden replicarse mientras se comportan como lisógenos y debe producirse una especie de “cambio” que induce la replicación a través del ciclo lítico.

Notarás que he tenido mucho cuidado de referirme siempre a los virus anteriores como fagos. Eso es porque, hasta donde yo sé, ningún virus eucariótico puede exhibir ese tipo de ciclo de vida. Son casi siempre virus puramente líticos. Los retrovirus son una excepción parcial a esta regla. Estos son virus de ARN que transcriben a la inversa su ARN en ADN e integran en el genoma del huésped. La diferencia clave aquí es que el paso de integración es obligatorio . Un retrovirus no puede omitir el paso de integración como pueden hacerlo los fagos templados. Tiene que integrarse en el genoma y depende de la transcripción del huésped para la replicación (a diferencia de otros virus de ARN eucariotas, como la gripe, que llevan una ARN polimerasa dependiente del ARN viral que puede copiar el genoma).

Entonces, la clave para darse cuenta aquí es que cuando escuchas la palabra “lisógeno”, estás hablando de bacteriófago basado en ADN. Actualmente no hay ejemplos conocidos de fagos retrovirales, aunque no puedo imaginar ninguna razón por la cual no podría haberlos.

También hay algunas advertencias sobre lo que escribí arriba. No todos los fagos templados se insertan realmente en el genoma durante su ciclo lisogénico. En cambio, pueden circularizarse y existir únicamente como plásmidos. Al menos un fago conocido (que se me ocurre) se replica a través de un extraño mecanismo de transposición. No tengo idea de a qué categoría debería pertenecer. No todos los virus tienen que matar a la célula para replicarse. En cambio, ensamblan su progenie en la célula y liberan el virus “brotando” de la membrana sin lisis. En ocasiones, se considera que estos tipos de fagos no son ni líticos ni templados, aunque generalmente ocasionarán la muerte celular.

Entonces para responder directamente a tus preguntas. No, no todos los fagos integran necesariamente su genoma en el huésped durante el ciclo de vida lisogénico, aunque normalmente lo hacen. Y no, los virus de ARN no tienen un ciclo de vida “lisogénico”.

Primera respuesta: sí, porque es una infección lisogénica y no una infección lítica.

Segunda respuesta: los virus de ARN pasan por algo llamado transcripción inversa en el que usan su ARN para hacer ADN y luego lo integran en el ADN del huésped.