Virus: diferència entre les revisions

Modifica els enllaços
De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Exploració interactiva de l'historial
← Edició anteriorEdició següent →
Contingut suprimit Contingut afegit
VisualWikitext
Línia 52: Línia 52:


L'anàlisi informàtica de seqüències d'ADN dels virus i dels hostes està produint una millor comprensió de les relacions evolutives entre diferents virus i podria ajudar a identificar els avantpassats dels virus moderns. Fins al present, aquestes anàlisis no han ajudat a decidir quina (o quines) de les teories és correcta. Tanmateix, sembla improbable que tots els virus actualment coneguts comparteixin un avantpassat comú i probablement els virus han aparegut múltiples vegades en el passat per mitjà d'un o més mecanismes.<ref>Dimmock pp. 15–16</ref>
L'anàlisi informàtica de seqüències d'ADN dels virus i dels hostes està produint una millor comprensió de les relacions evolutives entre diferents virus i podria ajudar a identificar els avantpassats dels virus moderns. Fins al present, aquestes anàlisis no han ajudat a decidir quina (o quines) de les teories és correcta. Tanmateix, sembla improbable que tots els virus actualment coneguts comparteixin un avantpassat comú i probablement els virus han aparegut múltiples vegades en el passat per mitjà d'un o més mecanismes.<ref>Dimmock pp. 15–16</ref>

Les opinions difereixen sobre si els virus són una forma de vida, o estructures orgàniques que interactuen amb els éssers vius. Se'ls ha descrit com a "organismes al límit de la vida",<ref>Rybicki EP (1990) "The classification of organisms at the edge of life, or problems with virus systematics." ''S Aft J Sci'' 86:182–186</ref> car s'assemblen als organismes en què posseeixen gens i evolucionen per selecció natural,<ref name="pmid17914905">{{cite journal| author = Holmes EC| title = Viral evolution in the genomic age| journal = PLoS Biol.| volume = 5| issue = 10| pages = e278| year = 2007| month = Octubre| pmid = 17914905| pmc = 1994994| doi = 10.1371/journal.pbio.0050278| url = http://biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0050278| accessdate = 13-09-2008}}</ref> i es reprodueixen creant múltiples còpies de si mateixos per autoassemblatge. Tanmateix, tot i que tenen gens, manquen d'estructura cel·lular, cosa que sovint és considerat la unitat bàsica de la vida. A més, els virus no tenen un [[metabolisme]] propi, i necessiten una cèl·lula hoste per a crear nous productes. Per tant, no es poden reproduir a l'exterior d'una cèl·lula hoste (tot i que bacteris com ara ''Rickettsia'' i ''Chlamydia'' són considerats organismes vius tot i tenir la mateixa limitació). Les formes de vida acceptades utilitzen la [[divisió cel·lular]] per a reproduir-se, mentre que els virus s'assemblen espontàniament dins les cèl·lules, cosa que és anàleg al creixement autònom dels [[cristall]]s. L'autoassemblatge dels virus dins de les cèl·lules té implicacions per l'estudi de l'[[origen de la vida]],,<ref name="pmid16984643">{{cite journal| author = Koonin EV, Senkevich TG, Dolja VV| title = The ancient Virus World and evolution of cells| journal = Biol. Direct| volume = 1| pages = 29| year = 2006| pmid = 16984643| pmc = 1594570| doi = 10.1186/1745-6150-1-29| url = http://www.biology-direct.com/content/1//29| accessdate = 14-09-2008}}</ref> car reforça la hipòtesi que la vida podria haver començat en forma de molècules orgàniques autoassemblants.<ref name="pmid16044244">{{cite journal| author = Vlassov AV, Kazakov SA, Johnston BH, Landweber LF| title = The RNA world on ice: a new scenario for the emergence of RNA information| journal = J. Mol. Evol.| volume = 61| issue = 2| pages = 264–73| year = 2005| month = Agost| pmid = 16044244| doi = 10.1007/s00239-004-0362-7| accessdate = 14-09-2008}}</ref>


== Estructura ==
== Estructura ==

Revisió del 13:16, 11 gen 2009

Un significat alternatiu de virus és el de virus informàtic.
Per a una introducció accessible al tema que cobreix aquest article, vegeu Introducció als virus.
Infotaula d'ésser viuVirus
Virus Modifica el valor a Wikidata

Modifica el valor a Wikidata
Enregistrament

Modifica el valor a Wikidata
Dades
Malaltiainfecció vírica i pneumònia vírica Modifica el valor a Wikidata
Taxonomia
DominiVirus Modifica el valor a Wikidata

Un virus (del llatí virus, "toxina" o "verí") és un agent infecciós submicroscòpic que és incapaç de créixer o reproduir-se si no és dins una cèl·lula hoste. Els virus infecten tots els tipus de vida cel·lular. El primer virus conegut, el virus del mosaic del tabac, fou descobert per Martinus Beijerinck el 1899,[1] i actualment se'n coneixen més de 5.000 tipus diferents.[2] L'estudi dels virus rep el nom de virologia, i és una branca de la microbiologia.

Un virus es compon de dues o tres parts: tots els virus tenen gens fets o bé d'ADN o bé d'ARN, molècules llargues portadores d'informació genètica; tots tenen una capa proteínica que protegeix aquests gens; i alguns tenen un embolcall de greix que els envolta quan no es troben dins d'una cèl·lula. Els virus varien en forma, des d'una forma helicoïdal o icosaèdrica fins a estructures més complexes.[3] L'origen dels virus encara és incert; alguns podrien haver evolucionat a partir de plasmidis (fragments d'ADN que es mouen entre cèl·lules), mentre que d'altres podrien haver evolucionat de bacteris.

Els virus s'escampen de moltes maneres diferents. Els virus que afecten les plantes són sovint escampats per insectes i altres organismes, coneguts com a vectors. Alguns virus són escampats per insectes xucladors de sang. Cada tipus de virus té un mètode diferent. Mentre que virus com ara la grip s'escampen per l'aire a través dels esternuts i les tossos, mentre que altres com ara els norovirus són transmesos per via fecal-oral, o mans, aliments i aigua contaminats. Els rotavirus s'escampen sovint per contacte directe amb nens infectats. El VIH és un de diversos virus importants que es transmeten durant l'acte sexual.

No tots els virus provoquen malalties, car molts virus es reprodueixen sense causar cap dany a l'organisme infectat. Alguns virus com ara el VIH poden causar infeccions permanents o cròniques, quan el virus continua replicant-se dins el cos malgrat els mecanismes de defensa de l'hoste. Tanmateix, en els animals les infeccions víriques provoquen sovint una resposta immunitària que confereix una immunitat permanent a la infecció. Els microorganismes com ara els bacteris també tenen defenses contra les infeccions víriques, conegudes com a sistemes de restricció-modificació. Els antibiòtics no tenen efecte sobre els virus, però s'han desenvolupat medicaments antivírics per a tractar infeccions potencialment mortals.

Etimologia

La paraula prové del llatí virus, que es refereix al verí i altres substàncies nocives, i el seu ús en català és constatat per primer cop al segle XV.[4] Virulent, del llatí virulentus (verinós) també data del segle XV.[5] En català també es fa servir amb el sentit figurat de "cosa molt nociva, verí".[4] Quant a l'adjectiu, es pot utilitzar tant "víric" com "viral". El terme "virió" també es fa servir per a referir-se a una única partícula vírica infecciosa.

Història

Martinus Beijerinck al seu laboratori el 1921

El 1884, el microbiòleg francès Charles Chamberland inventà un filtre (conegut actualment com a filtre Chamberland o filtre Chamberland-Pasteur) que té porus de mida inferior a la d'un bacteri. Així doncs, podia fer passar pel filtre una solució amb bacteris i eliminar-los completament de la solució.[6] El biòleg rus Dimitri Ivanovski utilitzà aquest filtre per a estudiar el que actualment es coneix com a virus del mosaic del tabac. Els seus experiments demostraren que els extractes de fulles mòltes de plantes de tabac infectades encara eren infecciosos després de filtrar-los. Ivanovski suggerí que la infecció podria ser causada per una toxina produïda pels bacteris, però no perseguí la idea.[7] Aleshores, es creia que tots els agents infecciosos podien ser retinguts per filtres i cultivats en un medi amb nutrients – això formava part de la teoria germinal de les malalties.[8] El 1899, el microbiòleg neerlandès Martinus Beijerinck repetí els experiments i quedà convençut que es tractava d'una nova forma d'agent infecciós.[9] Observà que l'agent només es multiplicava dins de cèl·lules en divisió, però com que els seus experiments no mostraven que estigués compost de partícules, l'anomenà contagium vivum fluidum ("germen vivent soluble") i reintroduí el terme "virus".[7] Beijerinck mantenia que els virus eren de naturalesa líquida, una teoria més tard descartada per Wendell Stanley, que demostrà que eren particulats.[7] El mateix any, el 1899, Friedrich Loeffler i Frosch passaren l'agent de la febre aftosa (l'aftovirus) per un filtre similar i descartaren la possibilitat d'una toxina a causa de l'alta dilució; arribaren a la conclusió que l'agent es podia replicar.[7]

A principis del segle XX, el bacteriòleg anglès Frederick Twort descobrí els virus que infecten bacteris, que actualment es denominen bacteriòfags,[10] i el microbiòleg francocanadenc Félix d'Herelle descrigué virus que, quan se'ls afegia a bacteris cultivats en agar, produïen zones de bacteris morts. Diluí amb precisió una suspensió d'aquests virus i descobrí que les dilucions més altes, en lloc de matar tots els bacteris, formaven zones individuals d'organismes morts. Comptant aquestes zones, i multiplicant-les pel factor de dilució, D'Herelle pogué calcular el nombre de virus de la suspensió.[11]

A finals del segle XIX, els virus eren definits en termes de la seva infectivitat, filtrabilitat, i la seva necessitat d'hostes vivents. Els virus només havien estat cultivats en plantes i animals. El 1906, Harrison inventà un mètode per a cultivar teixits en limfa, i, el 1913, E. Steinhardt, C. Israeli i R. A. Lambert utilitzaren aquest mètode per a cultivar virus de Vaccinia en fragments de teixit corneal de conill porquí.[12] El 1928, H. B. Maitland i M. C. Maitland cultivaren virus Vaccinia en suspensions de ronyons picats de gallina. El seu mètode no fou adoptat àmpliament fins el 1950, quan es començà a cultivar poliovirus a gran escala per la producció de vacunes.[13]

Un altre avenç es produí el 1931, quan el patòleg estatunidenc Ernest William Goodpasture cultivà el virus de la grip i diversos altres virus en ous fertilitzats de gallina.[14] El 1949, John F. Enders, Thomas Weller i Frederick Robbins cultivaren virus de la poliomielitis en cèl·lules cultivades d'embrions humans, sent el primer cop que es cultivava un virus sense utilitzar teixits animals sòlids o ous. Aquest treball permeté a Jonas Salk crear una vacuna efectiva contra la poliomielitis.[15]

Rosalind Franklin

Amb la invenció de la microscòpia electrònica el 1931 per part dels enginyers alemanys Ernst Ruska i Max Knoll, s'obtingueren les primeres imatges de virus.[16] El 1935, el bioquímic i viròleg estatunidenc Wendell Stanley examinà el virus del mosaic del tabac i descobrí que estava compost principalment de proteïnes.[17] Poc temps després, el virus fou separat en les seves parts de proteïnes i d'ARN.[18] El virus del mosaic del tabac fou un dels primers en ser cristal·litzats, i per tant, dels primers l'estructura de la qual pogué ser observada en detall. Les primeres imatges per difracció de raigs X del virus cristal·litzat foren obtingudes per Bernal i Fankuchen el 1941. Basant-se en les seves imatges, Rosalind Franklin descrobrí l'estructura completa del virus el 1955.[19] El mateix any, Heinz Fraenkel-Conrat i Robley Williams demostraren que l'ARN purificat del virus del mosaic del tabac i les seves proteïnes d'embolcall poden assemblar-se per si sols, formant virus funcionals, suggerint que aquest mecanisme senzill era probablement com s'assemblaven els virus dins les cèl·lules hostes.[20]

La segona meitat del segle XX fou l'edat daurada del descobriment de virus, i la majoria de les 2.000 espècies reconegudes de virus animals, vegetals i bacterians foren descobertes durant aquests anys.[1][21] El 1957, es descobriren l'arterivirus equí i la causa de la diarrea vírica bovina (un pestivirus). El 1963, el virus de l'hepatitis B fou descobert per Baruch Blumberg,[22] i el 1965, Howard Temin descrigué el primer retrovirus. La transcriptasa inversa, l'enzim clau que utilitzen els retrovirus per a traduir el seu ARN en ADN, fou descrita originalment el 1970, de manera independent per Howard Temin i David Baltimore.[23] El 1983, l'equip de Luc Montagnier de l'Institut Pasteur de França aïllà per primer cop el retrovirus actualment anomenat VIH.[24]

Origen

Es poden trobar virus a tot arreu on hi hagi vida, i probablement existeixen des de l'aparició de les primeres cèl·lules vivents.[25] L'origen dels virus és incert car no formen fòssils, de manera que les tècniques moleculars són el mitjà més útil per a esbrinar com aparegueren.[26] Aquestes tècniques depenen de la disponibilitat d'ADN o ARN víric antic, però malauradament la majoria de virus que han estat preservats i emmagatzemats en laboratoris tenen menys de 90 anys.[27][28] Hi ha tres teories principals sobre l'origen dels virus:[29][30]

  • Teoria de la regressió: És possible que els virus haguessin estat petites cèl·lules que parasitaven cèl·lules més grans. Al llarg del temps, els gens que no necessitaven pel seu parasitisme desaparegueren. Els bacteris Rickettsia i Chlamydia són cèl·lules vivents que, com els virus, només poden reproduir-se dins de cèl·lules hostes. L'exemple d'aquests bacteris sembla recolzar aquesta teoria, car és probable que la seva dependència del parasitisme hagi causat la pèrdua dels gens que els permetien sobreviure fora d'una cèl·lula. També se l'anomena teoria de la degeneració.[31][32]
  • Teoria de l'origen cel·lular (també anomenada teoria de la vagabunderia): Alguns virus podrien haver evolucionat de fragments d'ADN o ARN que "s'escaparen" dels gens d'un organisme més gran. L'ADN fugitiu podria haver provingut de plasmidis (fragments d'ADN que poden moure's entre cèl·lules) o transposons. Aquests són molècules d'ADN que es repliquen i es mouen a diferents posicions a l'interior dels gens de la cèl·lula.[33] Antigament anomenats "gens saltadors", són exemples d'elements mòbils genètics i podrien ser l'origen d'alguns virus. Els transposons foren descoberts al blat de moro el 1950 per Barbara McClintock.[34]
  • Teoria de la coevolució: Els virus podrien haver evolucionat de complexes molècules de proteïna i àcid nucleic al mateix temps que aparegueren les primeres cèl·lules a la Terra, i haurien estat dependents de la vida cel·lular durant molts milions d'anys. Els viroides són molècules d'ARN que no són classificades com a virus perquè manquen d'embolcall proteic. Tanmateix, tenen característiques comunes a diversos virus i sovint se'ls anomena agents subvírics.[35] Els viroides són importants patògens de les plantes.[36] No codifiquen proteïnes, però interactuen amb la cèl·lula hoste i utilitzen la seva maquinària per a replicar-se.[37] El virus de l'hepatitis D dels humans té un genoma d'ARN similar al dels viroides però té un embolcall proteic derivat del del virus de l'hepatitis B i no pot produir-ne un de propi. Per tant, és un virus defectuós que no pot replicar-se sense l'ajut del virus de l'hepatitis B[38] Aquests virus que depenen d'altres espècies víriques reben el nom de satèl·lits, i podrien representar estadis evolutius intermitjos entre els viroides i els virus.[39][40] Els prions són molècules proteiques infeccioses que no contenen ni ADN ni ARN.[41] En les ovelles, causen una infecció anomenada tremolor ovina, i en el bestiar boví causen encefalopatia espongiforme bovina (la "malaltia de les vaques boges"). En els humans, causen kuru i la malaltia de Creutzfeldt-Jakob.[42] Són capaços de replicar-se car algunes proteïnes poden existir en dues formes diferents i els prions canvien la forma normal d'una proteïna hoste en la forma del prió. Això engega una reacció en cadena en què cada proteïna priònica converteix moltes proteïnes de l'hoste en més prions, i aquests prions converteixen al seu torn encara més proteïnes en prions. Tot i que són fonamentalment diferents dels virus i els viroides, el seu descobriment dóna credibilitat a la teoria que els virus podrien haver evolucionat de molècules autoreplicants.[43]

L'anàlisi informàtica de seqüències d'ADN dels virus i dels hostes està produint una millor comprensió de les relacions evolutives entre diferents virus i podria ajudar a identificar els avantpassats dels virus moderns. Fins al present, aquestes anàlisis no han ajudat a decidir quina (o quines) de les teories és correcta. Tanmateix, sembla improbable que tots els virus actualment coneguts comparteixin un avantpassat comú i probablement els virus han aparegut múltiples vegades en el passat per mitjà d'un o més mecanismes.[44]

Les opinions difereixen sobre si els virus són una forma de vida, o estructures orgàniques que interactuen amb els éssers vius. Se'ls ha descrit com a "organismes al límit de la vida",[45] car s'assemblen als organismes en què posseeixen gens i evolucionen per selecció natural,[46] i es reprodueixen creant múltiples còpies de si mateixos per autoassemblatge. Tanmateix, tot i que tenen gens, manquen d'estructura cel·lular, cosa que sovint és considerat la unitat bàsica de la vida. A més, els virus no tenen un metabolisme propi, i necessiten una cèl·lula hoste per a crear nous productes. Per tant, no es poden reproduir a l'exterior d'una cèl·lula hoste (tot i que bacteris com ara Rickettsia i Chlamydia són considerats organismes vius tot i tenir la mateixa limitació). Les formes de vida acceptades utilitzen la divisió cel·lular per a reproduir-se, mentre que els virus s'assemblen espontàniament dins les cèl·lules, cosa que és anàleg al creixement autònom dels cristalls. L'autoassemblatge dels virus dins de les cèl·lules té implicacions per l'estudi de l'origen de la vida,,[47] car reforça la hipòtesi que la vida podria haver començat en forma de molècules orgàniques autoassemblants.[48]

Estructura

Els virus estan compostos per una càpsida vírica de proteïnes que envolta l'àcid nucleic, que pot ser ADN o ARN, mai els dos. Aquesta estructura, al mateix temps, pot estar rodejada en alguns grups per una embolcall lipídic amb diferents proteïnes inserides. A la unitat formada per l'àcid nucleic i l'embolcall proteic se l'anomena també virió. Tot el conjunt, virió i embolcall lipoproteic, constitueix el virus sencer.

Aquesta és l'estructura bàsica d'un virus, encara que alguns d'ells poden afegir a això la presència d'algun enzim, bé al costat de l'àcid nucleic, com la transcriptasa inversa dels retrovirus, bé en l'embolcall, per a facilitar l'obertura d'una bretxa en la membrana de la cèl·lula hoste.

Tres tipus de virus: un bacteriòfag (a l'esquerra), un virus animal (a dalt a la dreta), i un retrovirus (baix a la dreta). Els virus depenen de la cèl·lula hosta que infecten per reproduir-se. Quan un virus es troba fora d'una cèl·lula hosta, els virus consisteixen d'àcid nucleics (en blau), envoltats per una protecció proteica, o càpsida.
Estructura del virus del mosaic del tabac. 1 = àcid nucleic; 2 = capsòmers; 3 = càpsida.

Embolcall proteic

L'embolcall proteic, la càpsida, està formada per subunitats idèntiques anomenades capsòmers. Els capsòmers són proteïnes globulars que en ocasions tenen una part glucídica unida. Atenent la forma de la càpsida, es poden distingir diferents tipus de virus:

  • Cilíndrics o helicoïdals. Els capsòmers (normalment d’un sol tipus) s’ajusten entorn d’una hèlix simple d'àcid nucleic. Un exemple ho constitueix el virus del mosaic del tabac.
  • Icosaèdrics. Els capsòmers (que solen ser de diversos tipus) s'ajusten formant un icosàedre regular (és a dir, 20 cares triangulars i 12 vèrtexs, i deixant un buit central on se situa l'àcid nucleic. Alguns formen poliedres amb més cares que l’icosàedre, i alguns presenten fibres proteiques que sobresurten de la càpsida. Un exemple ho constitueixen els adenovirus, entre els quals es troben els virus dels refredats i faringitis.
  • Complexos. Amb petites variants, responen a la següent estructura general: un cap d'estructura icosaèdrica que alberga l'àcid nucleic, una cua d'estructura helicoïdal que constitueix un cilindre buit, un collaret de capsòmers entre el cap i la cua, una placa basal al final de la cua (amb uns punts d'ancoratge que serveixen per a fixar el virus a la membrana cel·lular), i unes fibres proteiques que surten de la placa i ajuden a la fixació del virus sobre la cèl·lula hoste. Com exemple d'aquest tipus de virus es troben la major part dels virus bacteriòfags (que infecten els bacteris).

Embolcall lipoproteic

Exteriorment a la càpsida alguns virus tenen un embolcall de característiques similars a una membrana plasmàtica cel·lular (doble capa de fosfolípids i proteïnes). La càpsida d'aquests virus sol ser icosaèdrica, encara que també n’hi ha amb càpsida helicoïdal. S'interpreta que l'embolcall lipoproteic es la resta de la membrana plasmàtica de la cèl·lula infectada on s'ha format el virus.

Un exemple d'aquest tipus de virus ho constitueix el de la grip.

Mida

Els virus són estructures extraordinàriament petites. La seva grandària oscil·la entre els 24 nm del virus de la febre aftosa als 300 nm dels poxvirus.

La seva petita grandària explica que el descobriment d'aquests agents fos tan tardà. La primera referència sobre l'existència dels virus es deu al botànic rus Dimitri Ivanovski el 1892. Aquest investigador buscava l'agent causant de la malaltia mosaic del tabac, i va arribar a la conclusió que havia de tractar-se d'una toxina o d'un organisme més petit que els bacteris, ja que l'agent travessava els filtres que retenien els bacteris. Va anomenar a aquests agents virus filtrables.

El 1897, el microbiòleg holandès Martinus Beijerink va realitzar experiments similars als d’Ivanovski, i fruït d’aquests va rebutjar la idea de les toxines ja que es tractava d'un agent capaç de reproduir-se (mantenia el seu poder infecciós d'unes plantes a unes altres, sense diluir-se el seu poder patogen). Poc després, els microbiòlegs alemanys Frederick Loeffler i Paul Frosch van descobrir que la febre aftosa del bestiar també era produïda per un virus filtrable que actuava com un agent infecciós.

En la dècada dels anys 30 del segle XX, amb l’ús de filtres de mida de porus inferior,, amb l’ús de tècniques de cultiu cel·lular in vitro (que permetien l’obtenció de gran quantitat de virus, amb l’ús d’ultracentrifugació, i amb l’ús del microscopi electrònic i la difracció de raigs X, es van poder visualitzar aquests agents.

Los virus son cristal·litzables, como va demostrar W. Stanley el 1935. Això es deu a que les partícules víriques tenen formes geomètriques precises y que son idèntiques entre sí, en contrast amb la irregularitat característica dels altres organismes. Las partícules víriques s’ordenen seguint una pauta tridimensional regular, periòdica.

Alguns virus poden arribar a ser relativament grans, concretament alguns que existeixen com a paràsits metabòlics dins la cèl·lula hoste. Per exemple, el virus Mimivirus sobreviu dins les amebes que poden ser trobades a l'aigua de les torres de refrigeració. El Mimivirus té un ADN d'uns 800 parells de quilobases, més gran que el genoma de molts bacteris.

Metabolisme i funcionament

Cap virus té orgànuls i, sobretot, cap té autonomia metabòlica, pel que no són considerats cèl·lules.

El seu cicle de vida té dues fases, una d'extracel·lular i metabòlicament inerta, i una altra d'intracel·lular que és reproductiva.

Paràsits intracel·lulars obligats

Els virus necessiten un hoste ja que lliurement no sobreviuen. Els virus poden viure al voltant d'uns quaranta dies fora d’un hoste en el qual reproduir-se. Perquè l'àcid nucleic pugui replicar-se, necessita utilitzar la maquinària enzimàtica i estructural d'una cèl·lula viva, i per altra banda, només dintre d'una cèl·lula viva disposen de les funcions d’autoconservació i reproducció. Aquesta condició és la causa que moltíssims virus siguin gèrmens patògens que produeixen malalties en plantes, animals, i bacteris.

Replicació viral

Els virus no són éssers vius. Són elements genètics. Per tant han d'utilitzar els mecanismes i metabolisme de la cèl·lula hoste per tal de replicar-se. Aquesta és la raó per la qual els virus són anomenats paràsits intracel·lulars.

Abans de que un virus entre en la cèl·lula hoste, s'anomenà virió. Els virions poden transmetre's d'un hoste a una altre per contacte directe o mitjançant un vector, o transportador. Dins de l'organisme, els virus poden entrar a les cèl·lules de diverses maneres. Per exemple, els bacteriòfags, virus de bacteris, poden adherir-se en llocs concrets de la membrana cel·lular i, un cop situats allà, els enzims fan un petit forat en la membrana, per on s'injecta el material genètic víric dins la cèl·lula. Altres virus com el VIH, entren en l'hoste per endocitosi, i aleshores forcen a la cèl·lula a reproduir nous virus fins arribar a la mort d'aquesta.

Hi ha tres maneres diferents de que la informació continguda en el genoma d'un virus es puga reproduir:

  • Els virus que contenen ADN dins de la càpsida, un cop han introduït l'ADN dins la cèl·lula hosta, l'ADN del virus comença a replicar-se junt amb el de la cèl·lula hoste.
  • Alguns virus que contenen ARN en la càpsida utilitzen l'enzim ARN replicasa per fer centenars de còpies del seu ARN dins de la cèl·lula hoste.
  • Finalment, els retrovirus, que també contenen ARN en la càpsida, usen l'enzim transcriptasa inversa per sintetitzar una cadena d'ADN a partir del ARN que contenen. Després la cadena d'ADN sintetitzada serà replicada usant els mecanismes de la cèl·lula hoste.

Així doncs, les passes que típicament un virus segueix per reproduir-se són:

  1. Adhesió, o de vegades absorció: El virus s'adhereix a receptors de la membrana cel·lular.
  2. Penetració: L'àcid nucleic del virus es desplaça cap al citoplasma de la cèl·lula hoste. La càpsida dels bacteriòfags es manté a l'exterior, mentre que, molts virus que infecten a animals, la càpside entra cap a la cèl·lula infectada.
  3. Replicació: El genoma víric conté tota la informació necessària per produir nous virus. Un cop dins de la cèl·lula hoste, el virus indueix que aquesta sintetitze els components necessaris per la seua replicació.
  4. Ensamblatge: Els nous components virals sintetitzats són ensamblats per formar nous virus.
  5. Alliberament: Els nous virus creats són alliberats a l'exterior de la cèl·lula, per poder infectar altres cèl·lules.

Quan el virus ha entrat en la cèl·lula, immediatament indueix a l'hoste a que comence a sintetitzar les proteïnes necessàries per la reproducció del virus. L'hosta produeix tres classes de proteïnes: els enzims usats en la replicació d'àcids nucleics, les proteïnes usades per construir el recobriment del virus; i proteïnes lítiques, usades per trencar la membrana cel·lular per fer l'alliberament dels nous virus creats. El producte víric final és ensamblat espontàniament. Totes les parts són sintetitzades de manera independent pel host i són unides juntes per sort. Aquest auto-ensamblament, alguns cops, és ajudat per carabines moleculars, o altres proteïnes sintetitzades per l'hosta que ajuden a unir les parts de la càpsida.

Els nous virus sintetitzats abandonen la cèl·lula, per exocitosi o lisolisi. Alguns virus animals indueixen que la el reticle endoplasmàtic de l'hoste sintetitze unes proteïnes anomenades glicoproteïnes, que són recolectades al llarg de la membrana cel·lular. El virus aleshores eix de la cèl·lula per aquests llocs, aquest procés es coneix com exocitosi. D'altra banda, els bacteriòfags deuen obrir o trencar la membrana cel·lular per ser alliberats. Al final d'aquest procés la cèl·lula mor.

Malalties víriques humanes

Hi ha molts exemples de malalties víriques humanes, entre d'altres podem citar: constipat comú, causat per una varietat de virus relacionats; la SIDA, causat pel virus VIH; o el herpes simplex. Està ben establert que el càncer cervical també està causat per la infecció per papillomavirus, representant la primera evidència en humans entre el càncer i un agent infecciós.

L'habilitat dels virus de causar efectes epidèmics devastadors en les societats humanes, ha conduït a la fabricació d'armes biològiques amb virus. Per exemple la verola, que avui en dia és una malaltia infecciosa sense importància, es va usar de manera indirecta com a arma biològica contra els Nadius Americans en les colonitzacions britàniques i espanyoles. No està clar quants Nadius Americans van morir per la verola després de l'arribada de Cristòfor Colom a les Amèriques, però ha quedat constància que el nombre va ser molt gran. El dany causat per aquesta malaltia va ajudar significativament als intents europeus de desplaçar i conquerir la població nadiua. Es calcula per exemple que entre el 80 i 95% de la població hawaiiana va morir principalment per verola i també per altres malalties.

Els virus són molt difícils de matar, ja que usen els mecanismes cel·lulars de l'hosta per dur a terme les seues funcions. Les aproximacions mèdiques més eficients per la lluita contra els virus, són les vacunes, i fàrmacs per atenuar els símptomes derivats de la infecció vírica. Cal recordar que els antibiòtics no presenten cap efecte en contra dels virus i el seu ús en contra de les infeccions víriques sols beneficia a les resistències de certs bacteris cap a determinats antibiòtics. Normalment la manera més prudent d'actuar és començar un tractament amb antibiòtics mentre s'esperen els resultats dels anàlisis que determinen si la infecció és vírica o deguda a bacteris.

Estudi i aplicacions dels virus

Els virus com a eina per explorar els mecanismes cel·lulars bàsics

Els virus són importants per l'estudi de la biologia cel·lular i molecular, per que aporten sistemes simples que poden ser usats per manipular i investigar les funcions de molts tipus de cèl·lules. Aquest tipus d'estudis han aportat importants models per a la recerca en biologia, com replicació d'ADN, transcripció, processament d'ARN, i transport de proteïnes.

Els retrovirus, contenen ARN en les partícules víriques, però sintetitzen còpies d'ADN en les cèl·lules infectades. Els retrovirus són un bon exemple de com els virus poden jugar un important paper com models en la recerca en biologia. Els estudis d'aquests virus van ser els primers estudis que van mostrar el procés de síntesi de ADN a partir de RNA, un mètode fonamental per a la transferència de material genètic, present tant en eucariotes com en procariotes.

Els virus com a eina en enginyeria genètica

Els genetistes usualment utilitzen virus i derivats de virus per introduir ADN en les cèl·lules que estan estudiant. També poden ser usats en enginyeria genètica per introduir el material genètic necessari per crear transgènics. És una eina habitual per reproduir material genètic que en permeti el seu estudi, formant les anomenades genoteques.

Alguns dels virus més utilitzats amb aquestes finalitats són l'M13 i el fag λ, i alguns dels derivats més coneguts serien els fagèmids i còsmids.

Al llindar de la vida

Els virus segresten els mecanismes de reproducció de les cèl·lules hostes per replicar-se i així completar el seu cicle de vida. Sovint són considerats com quelcom a mig camí entre la vida i el món inorgànic. Poden reproduir-se, i inclús, mostrar herència, però necessiten usar els mecanismes de l'hostes, per si sols no són capaços de fer res. El que sí que està clar és que són paràsits (vius o no), i com a tots els paràsits, tenen un limitat subconjunt de possibles hostes, de vegades, fins i tot, un determinat tipus de cèl·lula d'una espècie.

La majoria dels científics es neguen a considerar-los com a éssers vius purs per les seves capacitats reproductives amb l'argument que llavors caldria també considerar vius altres entitats autoreplicatives més simples com ara els viroides, els prions, els transposons o fins i tot els cristalls i el foc.

En una de les moltes definicions que proven de descriure els éssers vius es diu que són maquines termodinàmiques amb capacitat de mantenir l'entropia interna a base de crear-ne encara més al seu exterior. És una definició de la que els virus en quedarien del tot excloses.

Els virus només tenen càpsida i un filament d'àcid nucleic cosa que fa que no tinguin citoplasma i tampoc morfoplamsa, per això, han de parasitar obligatòriament alguna cèl·lula per viure.

Bibliografia

  • Collier, Leslie; Balows, Albert; Sussman, Max (1998) Topley and Wilson's Microbiology and Microbial Infections novena edició, Volum 1, Virology, editors del volum: Mahy, Brian i Collier, Leslie. Arnold. ISBN 0340663162
  • Dimmock, N.J; Easton, Andrew J; Leppard, Keith (2007) Introduction to Modern Virology sisena edició, Blackwell Publishing, ISBN 1405136456
  • Knipe, David M; Howley, Peter M; Griffin, Diane E; Lamb, Robert A; Martin, Malcolm A; Roizman, Bernard; Straus Stephen E. (2007) Fields Virology Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 0781760607
  • Shors, Teri (2008). Understanding Viruses. Jones and Bartlett Publishers. ISBN 0763729329

Referències

  1. ↑ 1,0 1,1 Norrby E «Nobel Prizes and the emerging virus concept». Arch. Virol., vol. 153, 6, 2008, pàg. 1109–23. DOI: 10.1007/s00705-008-0088-8. PMID: 18446425.
  2. ↑ Dimmock p. 49
  3. ↑ Collier p. 33–55
  4. ↑ 4,0 4,1 «virus». Gran Enciclopèdia Catalana. [Consulta: 20 desembre 2008].
  5. ↑ «virulent». Gran Enciclopèdia Catalana. [Consulta: 20 desembre 2008].
  6. ↑ Shors pp. 76–77
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 Collier p. 3
  8. ↑ Dimmock p. 4
  9. ↑ Dimmock p.4–5
  10. ↑ Shors p. 589
  11. ↑ D'Herelle F (Setembre del 2007). "On an invisible microbe antagonistic toward dysenteric bacilli": petita nota de Mr. F. D'Herelle, presentada per Mr. Roux. 1917. Res. Microbiol. 158(7):553–4. Epub 2007 Jul 28. PMID 17855060
  12. ↑ Steinhardt, E; Israeli, C; and Lambert, R.A. (1913) "Studies on the cultivation of the virus of vaccinia" J. Inf Dis. 13, 294–300
  13. ↑ Collier p. 4
  14. ↑ Goodpasture EW, Woodruff AM, Buddingh GJ (1931). "The cultivation of vaccine and other viruses in the chorioallantoic membrane of chick embryos". Science 74, pp. 371–372 PMID 17810781
  15. ↑ Rosen FS (2004). "Isolation of poliovirus—John Enders and the Nobel Prize". New England Journal of Medicine, 351, pp. 1481–83 PMID 15470207
  16. ↑ De Nobel Lectures, Physics 1981–1990, (1993) Editor-in-Charge Tore Frängsmyr, Editor Gösta Ekspång, World Scientific Publishing Co., Singapore.
    • El 1887, Buist visualitzà un dels més grans, el virus Vaccinia, per mitjà de microscòpia òptica, després de tenyir-lo. Aleshores, no se sabia que Vaccinia és un virus. (Buist J.B. Vaccinia and Variola: a study of their life history Churchill, Londres)
  17. ↑ Stanley WM, Loring HS (1936). "The isolation of crystalline tobacco mosaic virus protein from diseased tomato plants". Science, 83, p.85 PMID 17756690
  18. ↑ Stanley WM, Lauffer MA (1939). "Disintegration of tobacco mosaic virus in urea solutions". Science 89, pp. 345–347 PMID 17788438
  19. ↑ Creager AN, Morgan GJ «After the double helix: Rosalind Franklin's research on Tobacco mosaic virus». Isis, vol. 99, 2, Juny 2008, pàg. 239–72. PMID: 18702397 [Consulta: 16 setembre 2008].
  20. ↑ Dimmock p. 12
  21. ↑ Llista de l'ICTV de descobriments i descobridors de virus
  22. ↑ Collier p. 745
  23. ↑ Temin HM, Baltimore D «RNA-directed DNA synthesis and RNA tumor viruses». Adv. Virus Res., vol. 17, 1972, pàg. 129–86. PMID: 4348509 [Consulta: 16 setembre 2008].
  24. ↑ Barré-Sinoussi, F., Chermann, J. C., Rey, F., Nugeyre, M. T., Chamaret, S., Gruest, J., Dauguet, C., Axler-Blin, C., Vezinet-Brun, F., Rouzioux, C., Rozenbaum, W. i Montagnier, L. «Isolation of a T-lymphotropic retrovirus from a patient at risk for acquired immune deficiency syndrome (AIDS)». Science, vol. 220, 4599, 1983, pàg. 868–871. DOI: 10.1126/science.6189183. PMID: 6189183.
  25. ↑ Iyer LM, Balaji S, Koonin EV, Aravind L «Evolutionary genomics of nucleo-cytoplasmic large DNA viruses». Virus Res., vol. 117, 1, Abril 2006, pàg. 156–84. DOI: 10.1016/j.virusres.2006.01.009. PMID: 16494962 [Consulta: 14 setembre 2008].
  26. ↑ Liu Y, Nickle DC, Shriner D, i cols. (2004). "Molecular clock-like evolution of human immunodeficiency virus type 1". Virology. 10;329(1):101–8, PMID 15476878
  27. ↑ Shors p. 16
  28. ↑ Collier pp. 18–19
  29. ↑ Shors pp. 14–16
  30. ↑ Collier pp. 11–21
  31. ↑ Dimmock p. 16
  32. ↑ Collier, Balows i Sussman p. 11
  33. ↑ Shors p. 574
  34. ↑ McClintock, B. «The origin and behavior of mutable loci in maize». Proc Natl Acad Sci U S A., vol. 36, 6, Juny 1950, pàg. 344–55. DOI: 10.1073/pnas.36.6.344. PMID: 15430309.
  35. ↑ Dimmock p. 55
  36. ↑ Shors 551–3
  37. ↑ Tsagris EM, de Alba AE, Gozmanova M, Kalantidis K «Viroids». Cell. Microbiol., Setembre 2008. DOI: 10.1111/j.1462-5822.2008.01231.x. PMID: 18764915 [Consulta: 19 setembre 2008].
  38. ↑ Shors p. 492–3
  39. ↑ Collier p. 777
  40. ↑ Dimmock p. 55–7
  41. ↑ Liberski PP «Prion diseases: a riddle wrapped in a mystery inside an enigma». Folia Neuropathol, vol. 46, 2, 2008, pàg. 93–116. PMID: 18587704 [Consulta: 19 setembre 2008].
  42. ↑ Dimmock pp. 57–58
  43. ↑ Lupi O, Dadalti P, Cruz E, Goodheart C «Did the first virus self-assemble from self-replicating prion proteins and RNA?». Med. Hypotheses, vol. 69, 4, 2007, pàg. 724–30. DOI: 10.1016/j.mehy.2007.03.031. PMID: 17512677 [Consulta: 19 setembre 2008].
  44. ↑ Dimmock pp. 15–16
  45. ↑ Rybicki EP (1990) "The classification of organisms at the edge of life, or problems with virus systematics." S Aft J Sci 86:182–186
  46. ↑ Holmes EC «Viral evolution in the genomic age». PLoS Biol., vol. 5, 10, Octubre 2007, pàg. e278. DOI: 10.1371/journal.pbio.0050278. PMC: 1994994. PMID: 17914905 [Consulta: 13 setembre 2008].
  47. ↑ Koonin EV, Senkevich TG, Dolja VV «The ancient Virus World and evolution of cells». Biol. Direct, vol. 1, 2006, pàg. 29. DOI: 10.1186/1745-6150-1-29. PMC: 1594570. PMID: 16984643 [Consulta: 14 setembre 2008].
  48. ↑ Vlassov AV, Kazakov SA, Johnston BH, Landweber LF «The RNA world on ice: a new scenario for the emergence of RNA information». J. Mol. Evol., vol. 61, 2, Agost 2005, pàg. 264–73. DOI: 10.1007/s00239-004-0362-7. PMID: 16044244 [Consulta: 14 setembre 2008].

Enllaços externs

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Virus

Plantilla:1000 Biologia

Plantilla:Enllaç AD Plantilla:Enllaç AD Plantilla:Enllaç AD

Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Virus&oldid=3197555»