¿Por qué existen los virus? Quiero decir, ya que técnicamente no están vivos y su único propósito es reproducirse, ¿cómo llegaron a ser?

En el mundo bacteriano, es fácil ver cómo pueden evolucionar los virus (bacteriófagos). Me atengo a los virus de ADN.

Los bacteriófagos son ADN encapsulado en proteína. Las proteínas protegen el ADN fuera de las células y permiten que el ADN ingrese a la célula. Las proteínas para iniciar la infección también pueden estar a bordo. Algunos virus pueden integrarse en el genoma; cuando permanecen allí sin matar inmediatamente al anfitrión, los llamamos lisógenos. Lydigens típicamente se integran en una ubicación específica en el ADN.

Los plásmidos son ADN desnudo, típicamente cuticular, aunque en algunos casos son lineales. Los plásmidos se replican en las células bacterianas y pueden transferirse entre ellos. Algunos llevan enzimas dirigidas que les permiten integrarse en los genomas y se llaman plásmidos integradores.

Los transposones son extensiones de ADN que codifican enzimas que les permiten moverse o copiarse dentro de un genoma.

Ver las características comunes? Los fagos lisogénicos, los plásmidos integradores y los transposones tienen capacidades integradoras. Los plásmidos y algunos fagos tienen su propia maquinaria replicativa.

Entonces, un plásmido está potencialmente a pocos pasos de la adquisición de proteínas de la cubierta y de ser un fago, y un fago podría estar a unas pocas pérdidas de ser un plásmido. De forma similar, un transposón que adquiera alguna capacidad de replicación podría convertirse en un plásmido integrador, o adquirir proteínas de la cubierta y convertirse en un fago. Y así sucesivamente, nuestras categorías humanas separan lo que realmente es un continuo de habilidades funcionales.

Esta es una materia muy polémica en el campo de la biología y, incluso entre los virólogos, no existe un consenso real sobre el origen de los virus. Si bien hay muchos debates matizados sobre orígenes virales que abarcan muchos puntos de vista diferentes, casi todos caen en uno de dos campos: 1) los virus descienden de algo que precedió a la vida celular y luego se adaptaron a un estilo de vida parasitario una vez que la vida celular evolucionó (a) en la imagen siguiente) o 2) los virus descienden de algo que vino después de la vida celular, ya sea como material genético expulsado de una célula (b) en la imagen) o una célula que perdió la mayoría de las estructuras que lo permitieron para funcionar independientemente ((c) en la imagen).

La primera posición parece tener algunos problemas serios a primera vista, pero cuando piensas por un momento cómo funciona la evolución, estos problemas se superan con bastante facilidad. Los principales argumentos en contra de esta posición son que los virus son universalmente parasitarios. No hay virus que no requiera un host celular para facilitar su reproducción. Sin embargo, los organismos que se adaptan a un estilo de vida parasitario siempre pierden cualquier característica que no ayude en ese fin. La mayoría de los endoparásitos son completamente incapaces de sobrevivir y reproducirse fuera de su huésped, ya que los rasgos que alguna vez les permitieron hacerlo se han atrofiado en respuesta a un estilo de vida parasitario. No hay ninguna razón para esperar que esto tampoco suceda con los predecesores virales.

Sin embargo, todavía se podría esperar que haya algún tipo de resistencia, alguna forma de proto-vida que fue capaz de seguir adquiriendo una existencia sin recurrir al parasitismo después de que surgió la vida celular, que se destacaría como un primo no parásito de virus. Tal organismo puede existir y en realidad hay personas que amarían encontrar tal cosa; sin embargo, tampoco sería sorprendente si no existiera tal cosa. Es probable que la vida celular fuera tan competitiva que le precedió que ya no quedarían rastros de tales antepasados ​​virales no parasitarios. Es una muy buena suposición hacer que, una vez que evolucionó la vida celular, la única forma en que las protoceldas que le precedieron pudieran mantenerse era adaptarse a un estilo de vida parasitario, dejando a los virus como sus únicos descendientes. Es una posición interesante porque significaría que los virus pueden darnos una ventana a la construcción de las primeras formas de vida. También es intuitivo de alguna manera, ya que todas las demás etapas principales de la evolución parecen haber dejado al menos unos pocos descendientes que fueron lo suficientemente robustos como para sobrevivir hasta la actualidad. Es atractivo pensar que la vida pre-celular hizo lo mismo y nos dejó algunos descendientes en forma de virus.

La segunda posición, que la vida celular fue lo primero y los virus vinieron después, viene en dos sabores particulares, el primero, y de lejos el más aceptado, es que los virus evolucionaron a partir de material genético celular eyectado de algún tipo. Hay buenas razones para creer esto. En primer lugar, hay ejemplos de secuencias dentro de genomas bacterianos, llamados plásmidos, que pueden copiarse y expulsarse del organismo para facilitar su absorción por otra bacteria, después de lo cual se integran en el genoma de la nueva bacteria como una forma de aumentar la diversidad genética . Si una de estas secuencias evolucionara sin otro propósito que replicarse y hacer que el huésped genere nuevos plásmidos, podría haber sido el antecesor de los primeros virus, evolucionando cosas como instrucciones para las proteínas de la cápside y conduciendo a verdaderos virus. .

Además, hay ejemplos en el mundo moderno de círculos de ARN infecciosos, no encapsulados, muy parecidos a los plásmidos, aunque los plásmidos modernos están basados ​​en ADN, que infectan las células vegetales. Estos círculos de ARN se llaman viroides y son responsables de una serie de enfermedades en las plantas. Es posible que estos viroides representen primos lejanos de los virus modernos, que permanecieron más similares a su ancestro común, una pieza de material genético no encapsulado que puede usar una célula anfitriona para replicarse.

El segundo sabor de esta posición es que los virus pueden descender desde células muy tempranas que se adaptaron a un estilo de vida parasitario, y perdieron la mayor parte de sus estructuras celulares a medida que fueron más y más hacia abajo en ese agujero parásito de conejo. Esto no es tan popular como cualquiera de las posiciones que he descrito anteriormente y estoy de acuerdo en que es bastante poco probable. Hay muchos ejemplos de parásitos bacterianos intracelulares y ninguno de ellos se parece a un virus. Los virus son bastante extraños a las células de algunas formas bastante claras. En primer lugar, están encapsulados por proteínas en lugar de por lípidos. Aunque algunos virus poseen envolturas lipídicas alrededor de la cápsida proteica, estas membranas siempre se derivan de la célula huésped y parecen ser un desarrollo más “reciente”. Además, habría mucho que incluso la célula más simple tendría que perder para convertirse en un virus y es difícil ver cómo ninguna de estas cosas podría considerarse útil incluso para un endoparásito simple.

Personalmente, tiendo a inclinarme hacia la segunda posición, que los virus descienden del material genético expulsado y surgieron después de que evolucionó la vida celular. Sin embargo, esto se debe principalmente a que, con la existencia de viroides y plásmidos, hay más ejemplos en el mundo de hoy que nos pueden dar una idea de cómo sucedió esto. De hecho, no considero que la primera posición, que los antepasados ​​virales precedieron a la vida celular, sea menos probable. Simplemente, no me gusta la idea porque significa que probablemente nunca tendremos una idea clara de cómo evolucionaron los virus, ya que ningún primo de vida libre de tales antepasados ​​sobrevivió. En cierto sentido, me inclino por la segunda idea porque es más “reconfortante” en cierto modo, aunque si surgiera alguna evidencia sólida para la primera posición, me parece que es, con mucho, la más interesante de las dos.

Vale la pena señalar que es posible que ninguna de estas posiciones sea incorrecta. No son realmente mutuamente excluyentes. No hay forma de mostrar que los virus son un grupo monofilético, todos descienden de un ancestro común. Es posible que los virus experimenten más de una génesis y de hecho algún día se puede encontrar que algunos virus provienen de material genético expulsado, mientras que otros surgieron de algún antecesor precelular.

A la naturaleza no le importa “por qué” o “propósito”, pero a la naturaleza no le importa.

Todo lo que importa es que algo funcione. Simplemente tiene que funcionar lo suficientemente bien como para reproducirse, y los virus (y priones) se reproducen claramente.

Hay muchas teorías sobre cómo podría haber evolucionado la química de la vida, pero la naturaleza de esa evolución no ha dejado gran parte de un registro arqueológico durante los últimos mil millones de años en un planeta que también ha tenido una gran confusión geológica. . Incluso las estructuras celulares más modernas contienen estructuras que pueden haber tenido algunos análogos en la sopa primordial que los protovirus podrían secuestrar antes de que se desarrollen las paredes celulares.

Curiosamente, muchas de las herramientas de edición de genes utilizadas provienen del estudio de virus. Bien podría ser que los virus que se desordenan de manera frecuente y fortuita hayan formado los cimientos de la evolución.