Replicación viral

Qué es la replicación viral

El término se aplica a la multiplicación de cualquier virus dentro de una célula que lo hospeda, y conviene no confundirlo con la replicación del ADN celular, un proceso distinto en el que una célula duplica su propio material genético antes de dividirse. Un virus carece de ribosomas, de las enzimas necesarias para fabricar proteínas y, en muchos casos, también de las que copian ácidos nucleicos. Necesita secuestrar la maquinaria de la célula infectada para conseguir todo eso.

Por esa dependencia total del huésped, los virus se clasifican como parásitos intracelulares obligados: fuera de una célula, un virión (véase virión) es una partícula inerte, incapaz de generar energía o de reproducirse por sí misma.

Por qué la multiplicación viral no es una división celular

Durante buena parte del siglo XX se dio por hecho que un virus se multiplicaba de forma parecida a una bacteria, dividiéndose en copias que a su vez volvían a dividirse. La prueba de que ocurre justo lo contrario llegó en 1939, cuando Emory Ellis y Max Delbrück publicaron en el Journal of General Physiology el experimento hoy conocido como curva de crecimiento en un solo paso. Infectaron una gran población de bacterias con un bacteriófago y, a intervalos regulares, midieron cuántas partículas infecciosas había. Durante un tramo inicial de la infección no encontraron ninguna, como si el virus hubiera desaparecido; a ese intervalo lo llamaron periodo de eclipse. Si el virus se hubiera dividido en dos, la infectividad nunca habría llegado a cero.

Delbrück, físico de formación antes que biólogo, veía en el bacteriófago la posibilidad de estudiar la reproducción con el mismo rigor cuantitativo de la física. Pasado el periodo de eclipse, el número de partículas infecciosas se disparaba de golpe, en lo que el propio Delbrück bautizó como estallido. El hallazgo, ampliado después con Alfred Hershey y Salvador Luria, recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1969.

Etapas del ciclo

El ciclo se abre con la fijación: proteínas de la cápside, o de la envoltura en los virus que la tienen, reconocen y se anclan a un receptor concreto de la superficie celular. Esa especificidad decide qué tejidos puede infectar cada virus. Sigue la penetración, que según el tipo de virus ocurre por fusión directa con la membrana plasmática o por endocitosis, quedando el virus atrapado en una vesícula de la que debe escapar. La decapsidación libera después el ácido nucleico de su cubierta proteica, y con ella arranca propiamente el periodo de eclipse.

A partir de aquí, la célula transcribe y traduce el genoma viral con su propia maquinaria (véase transcripción y traducción), aunque muchos virus aportan además enzimas propias cuando su material genético no encaja con las vías celulares habituales. Las proteínas y los ácidos nucleicos recién sintetizados se organizan luego en la fase de ensamblaje, en la que se forma la cápside y se empaqueta el genoma.

La salida de la célula ocurre por dos vías incompatibles entre sí. Los virus desnudos suelen romper la membrana y matar a la célula por lisis, liberando de golpe toda su progenie. Los virus con envoltura, en cambio, salen uno a uno por gemación, tomando parte de la membrana celular como cubierta propia sin necesidad de destruir la célula de inmediato.

Variación según el virus y una salida alternativa

La estrategia concreta de cada fase cambia según la naturaleza del genoma, sea ADN o ARN, de cadena sencilla o doble, de sentido positivo o negativo (véase virus ADN y virus ARN). No todos los virus siguen, además, un camino tan directo. André Lwoff describió en bacteriófagos una vía distinta, el ciclo lisogénico, en la que el genoma vírico se inserta en el de la bacteria y permanece silente durante generaciones antes de activarse (véase bacteriófago y lisogenia). Lwoff compartió por ello el Nobel de 1965 con François Jacob y Jacques Monod, aunque el premio reconoció el conjunto de su trabajo sobre la regulación genética, no solo este hallazgo concreto.

Preguntas frecuentes

¿El virus se divide para multiplicarse?

No. Sus componentes se fabrican por separado dentro de la célula infectada y se ensamblan después; no existe una partícula viral intermedia que se parta en dos, como sí ocurre en la división de una célula.

¿Qué es el periodo de eclipse?

Es el tramo del ciclo, entre la decapsidación y el ensamblaje de las primeras partículas nuevas, durante el cual no se detecta ningún virus infeccioso ni dentro ni fuera de la célula. Es distinto del periodo de latencia, que además incluye el tiempo previo de fijación y penetración y que, por eso, siempre dura algo más.

¿Cuánto dura la replicación viral?

Varía mucho según el virus y la célula huésped. En un bacteriófago típico, el periodo de eclipse ronda los 10 a 20 minutos a 37 grados; en un virus animal, el ciclo completo puede extenderse de varias horas a algunos días.

¿Por qué se llama replicación si el virus no se copia como el ADN celular?

El nombre se tomó prestado del proceso celular por analogía funcional: en ambos casos el resultado final es una copia del material genético original. La mecánica, sin embargo, es distinta. La célula duplica su propio ADN con su propia maquinaria; el virus fabrica una copia ajena con maquinaria prestada, y solo después la empaqueta en partículas nuevas.

Referencias

1. Ellis EL, Delbrück M. The Growth of Bacteriophage. Journal of General Physiology. 1939;22(3):365-384.
2. Nayak DP. Virus Morphology, Replication, and Assembly. En: Baron S, editor. Medical Microbiology. 4.ª ed. Galveston: University of Texas Medical Branch; 1996. NCBI Bookshelf.
3. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1969. NobelPrize.org.
4. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1965. NobelPrize.org.