¿Qué son los virus?

La psicosis que ha desatado en el mundo la expansión del coronavirus se debe, sobre todo, al desconocimiento. La mayoría de personas no sabe qué es un virus, en qué se diferencia este de una bacteria, desde cuándo estos organismos microscópicos están sobre la Tierra o el porqué de su avidez por infectar células. Son muchas preguntas para las que la microbiología —en particular, la virología— tiene respuestas. Desde estas ciencias, penetraremos en el fascinante mundo de los virus.

Auténticos parásitos

El virus es el microbio más pequeño que existe. Es de 100 a 500 veces más pequeño que una bacteria, y está formado por unos cuantos genes rodeados de una cápsula o de una envoltura más o menos compleja. Estos genes pueden ser de ARN o ADN.

Los virus tienen dos estados: extracelular e intracelular. En el primero, son metabólicamente inertes, intactos, completos y libres. En este estado, el virus es llamado virión. Al segundo estado pertenecen los que ya ingresaron al interior de la célula, donde realizan la replicación (reproducción) e infectan la célula que los alberga. Esto significa que se aprovechan de la maquinaria metabólica de la célula hospedadora y pueden crearle propiedades que podrán ser heredadas cuando esta se divida.

La célula hija heredará el genoma vírico, lo que producirá cambios celulares, generalmente, no dañinos. No obstante, en algunos casos, sí serán perjudiciales, lo cual depende de las condiciones ambientales y celulares. La célula hospedadora puede ser la de un animal, planta o bacteria. Como vemos, los virus necesitan de las células para poder vivir porque no pueden reproducirse por sí mismos. Sin ellas, no podrían existir. Principalmente por eso no se los considera seres vivos, mas sí auténticos parásitos.

El primer virus se describió en 1898 y, hasta el momento, se han registrado más de 5.000 tipos diferentes de virus que representan solo una pequeña parte de todos los existentes. Sin exagerar, los virus son los organismos más abundantes sobre la Tierra y se encuentran en todos los ecosistemas.

Entidades químicas

¿Los virus son seres biológicos o entidades químicas? Estas partículas víricas ensambladas de componentes formados previamente no poseen las características de un ser vivo: no se dividen de partículas virales preexistentes, como lo hacen las células o bacterias; no respiran; no muestran irritabilidad (reacción a estímulos externos); no crecen; no tienen locomoción propia; ni generan energía metabólica fuera de la célula que los hospeda. Es decir, son ensamblajes complejos de material químico inerte.

Sin embargo, tienen éxito evolutivo y están en la Tierra desde los orígenes de la vida. Siendo más específicos, los virus contienen una cápsula (cápside) formada por proteínas individuales (capsómeros). Existen dos tipos básicos de virus: los virus desnudos y los virus con envoltura. Los desnudos tienen el ácido nucleico rodeado por la cápside. Los otros, más allá de la cápside, presentan una envoltura compuesta de una bicapa lipídica con proteínas, es decir, una membrana formada por dos capas de lípidos. Estos derivan de las membranas de la célula hospedadora.

La membrana es muy importante para los virus, pues es el primer componente de la estructura de la partícula viral que interactúa con la célula. El éxito de la penetración viral en la célula y la particularidad de la infección vírica están controlados por las características de la membrana. Estas membranas en las envolturas son comunes en los virus de animales, como, por ejemplo, los de la gripe.

Formas alienígenas

Probablemente, imaginamos los virus como estructuras aburridas y simples, pero no es así. Algunos son complejos, con hermosas geometrías o de aspecto “alienígena”. Pueden estar compuestos de varias partes, cada una con diferentes formas y simetrías. Los virus más complejos, los bacteriófagos (que infectan bacterias), poseen cabezas icosaédricas (poliedro de veinte caras triangulares equiláteras) y colas helicoidales.

Un famoso virus complejo es el T4, que infecta la bacteria Escherichia coli. Este virus tiene un complejo ensamblaje que lo hace lucir ante el microscopio electrónico como un ser de otro mundo: una mezcla de arácnido y pulpo de perfectas geometrías. Y estos diseños, ¿cuán pequeños pueden ser? El ojo humano no los puede ver. Por ejemplo, la cabeza del T4 tiene unos 85 nm (un nanómetro equivale a la millonésima parte de un milímetro). El virus de la gripe tiene unos 80 nm de diámetro y el de la viruela —uno de los más grandes— mide alrededor de 200 nm.

Ya conocemos las piezas de un virus, pero ¿en qué se diferencia la gigante víctima de su minúsculo agresor? Una bacteria es un microorganismo unicelular, compuesto de ADN, que no está dentro de un núcleo definido (sí en animales y plantas) y tiene ribosomas (fábrica de proteínas), todo dentro de un citoplasma (medio fluido) encerrado por una membrana celular revestida de una rígida pared. En conclusión, se trata de una estructura con funciones muy diferentes a las de los virus.

Replicarse o morir

Es increíble cómo se replican los virus y más aun sabiendo que no son seres vivos. El proceso básico es el siguiente: el virus induce a la célula hospedadora a sintetizar todos los componentes necesarios para fabricar más virus. Estos componentes son ensamblados y los nuevos virus deben escapar de la célula. En un bacteriófago primero, el virus se fija a la superficie de la célula por medio de las fibras de la cola. Luego, estas fibras se retraen y el núcleo de la cola forma un agujero en la pared celular de la bacteria. Por ahí, el virus inyecta su ADN hacia el interior.

Posteriormente, este ADN vírico utiliza el ADN bacteriano para replicarse (copiar su ADN). Después, se sintetizan las proteínas estructurales que componen la cubierta del virus. Finalmente, se ensamblan los componentes y se empaqueta el nuevo ADN vírico que forma nuevas partículas virales, las cuales se liberan de la célula rompiendo su pared y membrana celular (lisis). Al cumplir este proceso, se vuelven inmortales.

Mundo de partículas

Hay una gran diversidad de virus. Se los clasifica en función de los tipos de genomas (ADN o ARN, y sus posibles estructuras) y las estrategias replicativas. Además de los bacteriófagos, existen virus de animales, como los retrovirus: estos contienen un genoma de ARN. El nombre retro se debe a que parecen transferir la información hacia atrás, del ARN hacia el ADN, contrario al llamado “dogma de la biología”: un ADN sintetiza el ARN y este, a una proteína. Los retrovirus tienen la capacidad de producir cáncer, sida y fusionar su genoma con el de la célula hospedadora.

Otros grupos de virus de vertebrados son, con ADN y sin envoltura, parvovirus (que también infecta a invertebrados) y adenovirus (vías respiratorias de humanos y animales); con ADN y con envoltura, herpesvirus (herpes y varicela) y poxvirus (viruela); con ARN y sin envoltura, enterovirus (del tubo digestivo humano) y rhinovirus (resfriados), que forman el grupo picornavirus.

También existen virus con ARN y con envoltura, como el coronavirus (vías respiratorias de animales y humanos), cuya envoltura tiene unas protuberancias que le dan forma de corona, y paramixovirus (sarampión y paperas). Asimismo, tenemos la influenzavirus A (la más agresiva y común, también en animales), influenzavirus B e influenzavirus C (la más rara). Estos virus causan la gripe A, B y C, y mutan cada año. Por eso, siempre es necesario reformular las vacunas. Otros elementos diminutos de este micromundo son los viroides (ARN circular) y los priones (partícula de proteína).

Enemigos invisibles

Lo real es que, en el pasado remoto y en el futuro, vamos a seguir conviviendo con estos enemigos microscópicos. En las últimas décadas, hemos sido atacados por distintos tipos de virus: el H1N1 (suptipo de la influenza A), el VIH-1 y VIH-2 (Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida, SIDA), el del ébola (fiebre hemorrágica), el del zika (que provoca microcefalia en niños), el de la viruela, el de la poliomielitis (parálisis por destrucción de nervios), el SARS (Síndrome Respiratorio Agudo Grave, causado por uno de los coronavirus), el del dengue (transmitido por el mosquito Aedes aegypti) y ahora el del grupo coronavirus, bautizado como SARS-CoV-2 (enfermedad del coronavirus COVID-19).

Ahora bien, los virus pueden ser controlados con vacunas o, con el tiempo, dejan de ser tan mortales. Nuestra especie seguirá. Por ellos no nos vamos a extinguir.

Orígenes: Tan antiguos como la vida

Como no se pueden fosilizar, el origen de los virus se estudia a nivel teórico. Probablemente, los virus tengan orígenes múltiples e independientes. Uno es el denominado “mundo del ARN”, un escenario prebiótico (antes de la existencia de la primera célula), en el que el ARN creaba las condiciones para el surgimiento de la vida.

Se trataba, en otras palabras, de un ARN con funciones de ADN (autorreplicación) y de enzimas (catalizadores). En ese mundo —hace 4.000 millones de años—, habrían aparecido los virus como fragmentos genéticos de primitivos ARN, tal vez como parte del ensayo-error de la naturaleza en camino a la primera célula. Ese supuesto “error” jugó un rol importante en el origen de la vida. Diversos estudios afirman que los virus habrían participado de manera crucial en el surgimiento y evolución del ADN: se dice que un virus con un ADN primitivo penetró a un ancestro bacteriano y reemplazó su ARN por ADN. Otro posible origen de los virus fue a partir de la degeneración de los organismos unicelulares.

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