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16.1: ¿Qué son los virus?
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What are Viruses?
 
TRANSCRIPCIÓN

16.1: What are Viruses?

16.1: ¿Qué son los virus?

Overview

A virus is a microscopic infectious particle that consists of an RNA or DNA genome enclosed in a protein shell. It is not able to reproduce on its own: it can only make more viruses by entering a cell and using its cellular machinery. When a virus infects a host cell, it removes its protein coat and directs the host’s machinery to transcribe and translate its genetic material. The hijacked cell assembles the replicated components into thousands of viral progeny, which can rupture and kill the host cell. The new viruses then go on to infect more host cells.

Why Study Viruses?

Viruses can infect different types of cells: bacteria, plants, and animals. Viruses that target bacteria, called bacteriophages (or phages), are very abundant. Current research focuses on phage therapy to treat multidrug-resistant bacterial infections in humans. Viruses that infect cultivated plants are also highly studied since epidemics lead to huge crop and economic losses.

Viruses were first discovered in the 19th century when an economically-important crop, the tobacco plant, was plagued by a mysterious disease—later identified as Tobacco mosaic virus. Animal viruses are of great importance both in veterinary research and in medical research. Moreover, viruses underlie many human diseases, ranging from the common cold, chickenpox, and herpes, to more dangerous infections like yellow fever, hepatitis, and smallpox.

The Structure of a Virus

Viruses come in a variety of shapes that are specialized in attacking their target cell. The two major components of all viruses are the viral genome and its protective protein coat, known as the capsid. The viral genome is made up of single or double-stranded RNA or DNA, and it encodes the proteins that make up the capsid. Together, the viral genome and the capsid are known as the nucleocapsid.

A unique feature of many eukaryotic viruses is the presence of a phospholipid membrane, known as the envelope that surrounds the capsid. This envelope typically originates from the membranes of previously infected host cells, but can also include viral proteins (called envelope proteins) attached to it. Finally, some animal viruses have a cluster of virus-encoded proteins, the viral tegument, in the space between the envelope and capsid.

Viral Infection

The viral life cycle can be broken into the following five steps: attachment, entry, replication, assembly, and release. The proteins on the surface of the virus help it recognize specific host cells. Some viruses use these surface proteins to bind host cell receptors and initiate internalization by endocytosis, while envelope-coated viruses can directly fuse with the host cell membrane.

Some bacteriophages do not enter the cell; they inject their genome (and viral enzymes) into the host cell. Once inside the cell, the virus is uncoated and directs the machinery of the host cell to transcribe and translate its genome. The host cell packages the new copies of the viral genome into viral particles to make progeny. The progeny viruses may be stored in the host cell before release or continually extruded from the cell by budding off from the cell membrane. The viral infection cycle is classified as lytic or lysogenic. In the lytic cycle, the new viruses burst out of the host cell thus killing it. In the lysogenic cycle, the viral DNA is incorporated into the host genome where it lays dormant and is copied each time the host cell replicates.

Visión general

Un virus es una partícula infecciosa microscópica que consiste en un ARN o genoma de ADN encerrado en una cáscara de proteína. No es capaz de reproducirse por sí solo: sólo puede hacer más virus entrando en una célula y utilizando su maquinaria celular. Cuando un virus infecta una célula huésped, elimina su capa proteica y dirige la maquinaria del huésped para transcribir y traducir su material genético. La célula secuestrada ensambla los componentes replicados en miles de progenie viral, que pueden romper y matar a la célula huésped. Los nuevos virus luego pasan a infectar más células huésped.

¿Por qué estudiar los virus?

Los virus pueden infectar diferentes tipos de células: bacterias, plantas y animales. Los virus que se dirigen a las bacterias, llamados bacteriófagos (o fagos), son muy abundantes. La investigación actual se centra en la terapia de fagos para tratar infecciones bacterianas multirresistentes en humanos. Los virus que infectan las plantas cultivadas también son muy estudiados ya que las epidemias conducen a enormes cosechas y pérdidas económicas.

Los virus fueron descubiertos por primera vez en elsiglo XIX cuando un cultivo económicamente importante, la planta de tabaco, estaba plagado de una misteriosa enfermedad, más tarde identificada como virus del mosaico del tabaco. Los virus animales son de gran importancia tanto en la investigación veterinaria como en la investigación médica. Además, los virus subyacen a muchas enfermedades humanas, que van desde el resfriado común, la varicela y el herpes, hasta infecciones más peligrosas como la fiebre amarilla, la hepatitis y la viruela.

La estructura de un virus

Los virus vienen en una variedad de formas que están especializadas en atacar su célula objetivo. Los dos componentes principales de todos los virus son el genoma viral y su capa proteica protectora, conocida como la cápzida. El genoma viral se compone de ARN o ADN de una o dos cadenas, y codifica las proteínas que componen el cáplódido. Juntos, el genoma viral y el cácapsido se conocen como nucleocapsid.

Una característica única de muchos virus eucariotas es la presencia de una membrana fosfolípido, conocida como la envoltura que rodea el cáptico. Esta envoltura normalmente se origina a partir de las membranas de las células huésped previamente infectadas, pero también puede incluir proteínas virales (llamadas proteínas envolventes) unidas a ella. Finalmente, algunos virus animales tienen un cúmulo de proteínas codificadas por virus, el tegumento viral, en el espacio entre la envoltura y la cáplsid.

Infección viral

El ciclo de vida viral se puede dividir en los cinco pasos siguientes: conexión, entrada, replicación, ensamblaje y liberación. Las proteínas en la superficie del virus ayudan a reconocer células huésped específicas. Algunos virus utilizan estas proteínas superficiales para unir los receptores celulares del huésped e iniciar la internalización por endocitosis, mientras que los virus recubiertos de envolvente pueden fusionarse directamente con la membrana celular huésped.

Algunos bacteriófagos no entran en la célula; inyectan su genoma (y enzimas virales) en la célula huésped. Una vez dentro de la célula, el virus no está recubierto y dirige la maquinaria de la célula huésped para transcribir y traducir su genoma. La célula huésped empaqueta las nuevas copias del genoma viral en partículas virales para hacer progenie. Los virus de la progenie pueden almacenarse en la célula huésped antes de su liberación o extruirse continuamente de la célula mediante la rracipilla de la membrana celular. El ciclo de infección viral se clasifica como lítico o lisogénico. En el ciclo lítico, los nuevos virus estallaron fuera de la célula huésped matándolo así. En el ciclo lisogénico, el ADN viral se incorpora al genoma del huésped donde se encuentra inactivo y se copia cada vez que la célula huésped se replica.


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