Evolución de los Virus

Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre la evolución de los virus.

Evolución de los Virus y su Clasificación

Orígenes evolutivos

Debido a su simplicidad, al principio se consideró que los virus eran las formas de vida primordiales. Este concepto es casi seguro que es incorrecto, porque los virus están completamente desprovistos de la maquinaria de los procesos vitales; por lo tanto, no podrían haber sobrevivido en ausencia de las células. Es probable que los virus hayan evolucionado a partir de las células y no de las células de los virus. Parece probable que todos los virus tengan su origen en los genes celulares y que puedan considerarse como trozos de ácidos nucleicos malignos. Aunque es más fácil imaginar el origen celular de los virus de ADN que el de los virus de ARN, es posible que los virus de ARN hayan tenido su origen en transcripciones celulares de ARN hechas a partir de ADN celular. De hecho, el descubrimiento de que muchas células contienen transcriptasa inversa capaz de convertir el ARN en ADN parece sugerir que la conversión de ARN en ADN y de ADN en ARN no es rara. De hecho, algunos especulan que el ARN es la información genética primordial a partir de la cual el ADN evolucionó para producir formas de vida más complejas.

Otros posibles progenitores de los virus son los plásmidos (pequeñas moléculas circulares de ADN independientes de los cromosomas), que se transfieren más fácilmente de célula a célula que los cromosomas. Teóricamente, los plásmidos podrían haber adquirido genes de cápside, que codificaron para que las proteínas recubrieran el ADN del plásmido, convirtiéndolo en un virus.

En resumen, es probable que los virus se hayan originado a partir de la degradación de los ácidos nucleicos celulares, que adquirieron la propiedad de ser fácilmente transferibles de célula a célula durante el proceso de evolución. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). El hecho de que los protooncogenes normales de una célula tengan secuencias de ácidos nucleicos casi idénticas a los oncogenes de los retrovirus da crédito a la teoría de que los virus se originaron a partir de genes celulares.

Evolución de nuevas cepas de virus
Los virus que infectan a los animales pueden saltar de una especie a otra, causando una nueva enfermedad, generalmente grave, en el nuevo huésped. Por ejemplo, en 2003 un virus de la familia Coronaviridae saltó de un reservorio animal, que se cree que son murciélagos de herradura, a los seres humanos, causando una enfermedad altamente patógena en los seres humanos llamada síndrome respiratorio agudo severo (SRAS). La capacidad del coronavirus del SARS para saltar de los murciélagos de herradura a los seres humanos requirió indudablemente cambios genéticos en el virus. Se sospecha que los cambios se produjeron en la civeta de la palma de la mano, ya que el virus del SARS presente en los murciélagos de herradura es incapaz de infectar directamente a los seres humanos.

Esos virus de reciente aparición suelen ser muy infecciosos para los seres humanos, ya que el sistema inmunológico humano no los ha encontrado anteriormente y, por lo tanto, los seres humanos no tienen inmunidad contra ellos. El coronavirus que causó el SARS, por ejemplo, se propagó rápidamente entre los seres humanos, convirtiéndose en una importante amenaza de enfermedad. El virus se controló rápidamente gracias a la prohibición de viajar y a las medidas de cuarentena. A fines de 2019 surgió en China otro tipo de coronavirus, llamado SARS-CoV-2, que se propagó rápidamente en todo el mundo, dando lugar a una pandemia. El SARS-CoV-2 causó una enfermedad conocida como la enfermedad coronavírica 2019 (COVID-19), que fue muy similar al SARS pero causó una mortalidad significativamente mayor, en particular entre las personas mayores de 65 años.

Los virus de la gripe A que infectan a los humanos pueden sufrir un dramático cambio antigénico, llamado cambio antigénico, que genera virus que causan pandemias. Este cambio drástico se produce porque los virus de la gripe A tienen un gran reservorio animal, las aves acuáticas salvajes. El genoma de ARN de los virus de la gripe A se presenta en forma de ocho segmentos. Si un huésped intermedio, probablemente el cerdo, se infecta simultáneamente con un virus de la gripe humana y un virus de la gripe aviar A, los segmentos de ARN del genoma pueden reordenarse, lo que da lugar a un nuevo virus que tiene una proteína de superficie que es inmunológicamente distinta de la de los virus de la gripe A que han estado circulando en la población humana. Debido a que la población humana tendrá poca o ninguna protección inmunológica contra el nuevo virus, se producirá una pandemia. Esto es lo que probablemente ocurrió en la pandemia de gripe de 1957, la pandemia de gripe de 1968 y la pandemia de gripe (H1N1) de 2009.

Los virus de la gripe pandémica A también pueden surgir aparentemente por un mecanismo diferente. Se ha postulado que la cepa que causó la epidemia de gripe de 1918-19 derivó los ocho segmentos de ARN de un virus aviar y que este virus sufrió entonces múltiples mutaciones en el proceso de adaptación a las células mamíferas. Los virus de la gripe aviar, que se han propagado de Asia a Europa y África desde el decenio de 1990, parecen estar tomando esta ruta hacia la capacidad pandémica. Estos virus, que se han transmitido directamente de los pollos a los seres humanos, contienen sólo genes aviares y son altamente patógenos en los seres humanos, causando una tasa de mortalidad superior al 50 por ciento. Los virus de la gripe aviar aún no han adquirido la capacidad de transmitirse eficientemente de los humanos a los humanos, y no se sabe qué cambios genéticos deben producirse para que lo hagan.

Clasificación
Características taxonómicas distintivas
Los virus se clasifican en función de su contenido en ácidos nucleicos, su tamaño, la forma de su cápsula proteica y la presencia de una envoltura lipoproteica circundante.

La división taxonómica primaria está en dos clases basadas en el contenido de ácido nucleico: Virus de ADN o virus de ARN. Los virus de ADN se subdividen en aquellos que contienen ADN de doble o simple cadena. Los virus ARN también se dividen en aquellos que contienen ARN de doble o única cadena. La subdivisión ulterior de los virus ARN se basa en la segmentación del genoma del ARN. Si los virus contienen ARN de una sola hebra como información genética, se dividen en virus de hebra positiva si el ARN es de sentido mensajero (directamente traducible en proteínas) o virus de hebra negativa si el ARN debe ser transcrito por una polimerasa en ARNm.

Todos los virus que entran en una de estas clasificaciones de ácido nucleico se subdividen a su vez en función de si la nucleocápside (capa de proteína y ácido nucleico encerrado) adopta una forma de varilla o poligonal (generalmente icosaédrica). Los virus icosaédricos se subdividen a su vez en familias en base al número de capsómeros que componen las cápsides (se puede analizar algunas de estas cuestiones en la presente plataforma online de ciencias sociales y humanidades). Finalmente, todos los virus se dividen en dos clases dependiendo de si la nucleocápside está rodeada por una envoltura de lipoproteínas.

Algunos virólogos se adhieren a una división de los virus en aquellos que infectan bacterias, plantas o animales; estas clasificaciones tienen cierta validez, particularmente para los virus bacterianos únicos con cola, pero por lo demás hay tanta superposición que la taxonomía basada en los huéspedes parece inviable. La clasificación basada en las enfermedades causadas por virus tampoco es sostenible, porque los virus estrechamente relacionados con frecuencia no causan la misma enfermedad. Es probable que, con el tiempo, la clasificación de los virus se base en sus secuencias de nucleótidos y su modo de replicación, más que en sus componentes estructurales, como ocurre ahora.

El grupo taxonómico básico se denomina familia, designada por el sufijo -viridae. El principal desacuerdo taxonómico entre los virólogos es si hay que segregar los virus de una familia en un género específico y subdividirlos en nombres de especies.Entre las Líneas En el primer decenio del siglo XXI se produjo un cambio hacia el uso de la nomenclatura binomial, dividiendo los virus en géneros y especies en cursiva. Este cambio fue impulsado en gran parte por el Comité Internacional sobre la Taxonomía de los Virus (ICTV), un grupo miembro de la Unión Internacional de Sociedades Microbiológicas. El ICTV supervisa el proceso en curso de elaboración y mantenimiento de un esquema de clasificación universal de los virus.Entre las Líneas En la jerarquía de clasificación de virus, el ICTV reconoce órdenes, familias, subfamilias, géneros y especies. La colocación de los virus en estos grupos se basa en la información proporcionada por grupos de estudio compuestos por expertos en tipos específicos de virus.

En el sistema del ICTV, se reconoce generalmente que cada especie de virus representa un grupo de aislados, o virus con secuencias de ácido nucleico distintas. Así pues, una sola especie de virus puede a veces contener más de un aislado. Aunque los aislados de una especie poseen secuencias genéticas únicas, todos ellos descienden del mismo linaje de replicación y, por lo tanto, comparten rasgos genéticos particulares.

Otros Elementos

Además, los aislados de una especie también comparten en común la capacidad de prosperar dentro de un nicho ecológico específico. A medida que los científicos identifiquen nuevos aislamientos y especies, se espera que la clasificación de los virus se haga cada vez más compleja.Entre las Líneas En el siguiente esquema se presentan ejemplos de virus de ADN y ARN bien caracterizados, tal como se clasifican sobre la base del sistema de TICV.

Clasificación anotada

Familia Poxviridae
Grandes virus de estructura compleja con dimensiones de 400 × 250 nm, cuyo genoma es ADN lineal de doble cadena. Los virus contienen al menos 40 proteínas y lípidos, así como estructuras internas llamadas cuerpos laterales. Las 2 subfamilias se denominan Chordopoxvirinae, que infectan a los vertebrados y están estrechamente relacionadas antigénicamente, y Entomopoxvirinae, que infectan a los artrópodos. Los Chordopoxvirinae están compuestos por grupos llamados ortopoxvirus (vaccinia), parapoxvirus, avipoxvirus de las aves y muchos otros que infectan a ovejas, conejos y cerdos.
Familia Adenoviridae
Viriones no envolventes de simetría icosaédrica, de unos 80 nm de diámetro, y cápsulas que contienen 252 capsómeros con 12 vértices a los que están adheridas fibras de glicoproteínas de 10-30 nm de longitud con pomos en los extremos. El genoma es ADN lineal de doble cadena. Se clasifica en 2 subgrupos: mastadenovirus, que infectan a los mamíferos, y aviadenovirus, que infectan a las aves. Los patógenos respiratorios y gastrointestinales agudos comunes de los humanos, y algunos tipos causan una transformación maligna de las células cultivadas y pueden causar cáncer en los animales.
Familia Herpesviridae
Viriones cosacoédricas con cápsula de unos 150-200 nm de diámetro y 162 capsómeros rodeados por un sobre flexible que contiene picos de glicoproteína. El genoma está compuesto por ADN lineal de doble cadena. Hay 3 subfamilias conocidas: Alfa-herpesvirinae, compuesta por los virus del herpes simple humano tipos 1 y 2, el virus de la mamillitis bovina, el virus SA8 y el virus del mono B, el virus de la pseudorabia, el herpesvirus equino y el virus de la varicela-zóster; Betaherpesvirinae, compuesta por especies de citomegalovirus; y Gammaherpesvirinae, compuesto de géneros familiarmente llamados virus Epstein-Barr, herpesvirus de babuino, herpesvirus de chimpancé, virus de la enfermedad de Marek de los pollos, herpesvirus de pavo, herpesvirus saimiri y herpesvirus ateles.
Familia Iridoviridae
Grandes viriones icosaédricos envueltos o no envueltos que miden 120-350 nm de diámetro y contienen ADN lineal de doble cadena. Los géneros incluyen el Iridovirus, que contiene el virus iridiscente invertebrado 6, y el Linfocistivirus, que contiene el virus de la enfermedad de Lymphocystis 1 de los peces.
Familia Asfarviridae
Icosaédrico, viriones envueltos de aproximadamente 175-215 nm de diámetro que contienen ADN lineal de doble cadena. Esta familia consiste en un género, Asfivirus, que contiene el virus de la peste porcina africana.
Familia Hepadnaviridae
Pequeños viriones esféricos envueltos de unos 40-48 nm de diámetro que contienen ADN de doble cadena circular con una región de ADN de cadena simple y una polimerasa de ADN dependiente de ADN que repara la brecha de ADN de cadena simple y es esencial para la replicación. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). También es característico el uso de la transcriptasa inversa para la replicación y la abundancia de una proteína soluble (HBsAg). Los géneros incluyen el Orthohepadnavirus, que consiste en virus de la hepatitis B que infectan a los mamíferos, y el Avihepadnavirus, que consiste en virus de la hepatitis B que infectan a las aves.
Familia Papillomaviridae
Icosaédricos, viriones no envolventes de unos 52-55 nm de diámetro con 72 capsómeros. Los viriones contienen ADN circular covalentemente unido. Los virus del papiloma no crecen en cultivos celulares y suelen causar verrugas y papilomas benignos; en algunos casos los papilomas se convierten en cánceres. La familia contiene múltiples géneros.
Familia Parvoviridae
Pequeños viriones icosaédricos no envolventes con 32 capsómeros de 18-26 nm de diámetro que contienen ADN de una sola hebra. Los virus de esta familia se dividen en dos subfamilias: Parvovirinae, que infectan a los vertebrados, y Densovirinae, que infectan a los insectos. Los virus vertebrados se dividen en 2 clases: los que se replican de forma autónoma y los que se replican sólo en presencia de adenovirus ayudantes o herpesvirus, designados virus adenoasociados (AAV).
Familia Polyomaviridae
Icosaédricos, viriones no envolventes de 40-55 nm de diámetro. Los viriones contienen ADN de doble cadena circular covalentemente unido. La familia consiste en un género, el poliomavirus. Los poliomavirus producen una transformación maligna de las células infectadas.
VIRUS DE ARN
Familia Picornaviridae
Pequeños viriones icosaédricos no envolventes de 20-30 nm de diámetro, compuestos de 60 capsómeros y que contienen ARN no segmentado de cadena única y sentido positivo. Entre los múltiples géneros reconocidos se encuentran el Enterovirus (poliovirus), el Cardiovirus, el Rinovirus (virus del resfriado común) y el Aftovirus (virus de la fiebre aftosa).
Familia Caliciviridae
Icosaédricos, viriones no envolventes de unos 35-39 nm de diámetro, compuestos de 32 capsómeros y 180 moléculas de una sola proteína de cápsula. El genoma consiste en una sola cadena de ARN de sentido positivo. El prototipo de virus de esta familia es el exantema vesicular del virus porcino.
Familia Togaviridae
Viriones envueltas en forma esférica con nucleocápside icosaédrica de unos 70 nm de diámetro. El genoma es un ARN de sentido positivo de una sola hebra. Hay 2 géneros reconocidos: Alfavirus y Rubivirus. Alphavirus consiste en virus transmitidos por artrópodos (exclusivamente mosquitos); los prototipos incluyen el virus Sindbis y los virus de la encefalitis equina oriental y occidental. El Rubivirus contiene virus no transmitidos por artrópodos, incluido el agente causante del sarampión alemán.
Familia Flaviviridae
Los virus de esta familia tienen una forma envolvente y esférica, con un genoma que consiste en ARN de sentido positivo no segmentado de una sola hebra. Estos virus son transmitidos por insectos o arácnidos y causan enfermedades graves como la fiebre amarilla, el dengue, la encefalitis transmitida por garrapatas y la encefalitis japonesa B. Otros miembros de esta familia incluyen el virus del cólera porcino no transmitido por artrópodos (pestivirus) y el virus de la hepatitis C de los humanos.
Familia Coronaviridae
Viriones envueltos de 120 nm de diámetro con una nucleocápside helicoidal que contiene una sola hebra de ARN de sentido positivo. Los picos de glicoproteína en forma de palo en la envoltura dan una apariencia de corona (coronal). Los virus de esta familia son importantes agentes de enfermedades respiratorias y gastrointestinales en los seres humanos, las aves de corral y los bovinos.
Familia Orthomyxoviridae
Viriones envueltos de unos 80-120 nm de diámetro con una nucleocápside helicoidal que contiene 8 segmentos de ARN de sentido negativo de una sola hebra y ARN polimerasa endógena. La envoltura de la lipoproteína contiene 2 glicoproteínas, designadas como hemaglutinina (antígeno principal) y neuraminidasa. Los virus más conocidos de esta familia son los 3 tipos antigénicos distintos de virus de la gripe: A, B y C.
Familia Paramyxoviridae
Viriones envueltos que varían en tamaño de 150 a 200 nm de diámetro con una nucleocápside helicoidal que contiene una sola hebra de ARN no segmentado de sentido negativo y una ARN polimerasa endógena. La envoltura de la lipoproteína contiene dos picos de glicoproteína designados como hemaglutinina-neuraminidasa (HN) y factor de fusión (F). La subfamilia principal es la Paramyxovirinae, que contiene los virus de la parainfluenza humana y el virus de las paperas, así como el virus de la enfermedad de Newcastle de las aves de corral. El género Morbillivirus, dentro de la Paramyxovirinae, contiene los agentes que causan el sarampión en los humanos, el moquillo en los perros y gatos, y la peste bovina en el ganado. La segunda subfamilia, Pneumovirinae, causa la grave enfermedad del virus respiratorio sincitial en los bebés humanos.
Familia Rhabdoviridae
Viriones envueltos, generalmente en forma de bala, de unos 75 nm de diámetro y 180 nm de longitud, que contienen una nucleocápside helicoidal con ARN de sentido negativo de una sola hebra y una ARN polimerasa endógena. La envoltura de la lipoproteína contiene una sola glicoproteína, que es el antígeno específico del tipo. Los virus de esta familia son ampliamente infecciosos para las plantas y los animales, desde los insectos hasta los humanos. Los géneros que infectan a los animales son el Vesiculovirus, que incluye el virus que causa la estomatitis vesicular en el ganado vacuno, porcino y equino, y el Lyssavirus, que incluye el agente causante de la rabia.
Familia Filoviridae
Viriones envueltos, filamentos variadamente alargados de 650 a 1.400 nm de longitud y de forma pleomórfica, que contienen una nucleocápside helicoidal con ARN de sentido negativo de una sola hebra (de unos 19 kilobases de longitud) y una ARN polimerasa endógena. Al igual que el Rhabdoviridae, la envoltura de la lipoproteína contiene una sola glicoproteína, que es el antígeno específico del tipo. La familia consta de 2 géneros: Filovirus, que contiene los virus de Marburgo, y Ebolavirus, que contiene los virus del Ébola. Estos virus han sido aislados de monos africanos, y ambos están entre los patógenos más peligrosos. Algunas cepas causan fiebres hemorrágicas graves en los seres humanos; la tasa de mortalidad de estas enfermedades llega al 90 por ciento.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Más Información

Las infecciones humanas con el virus de Marburgo se han rastreado hasta los monos de laboratorio, pero los brotes humanos de infección mortal por el virus del Ébola en el Congo (Kinshasa) y el Sudán no se han rastreado hasta los monos.

Indicaciones

En cambio, se sospecha que estas infecciones se han transmitido por murciélagos que comen frutas.
Familia Arenaviridae
Viriones envueltos de 110 a 130 nm de diámetro con una nucleocápside helicoidal en 2 segmentos que contiene ARN de sentido negativo, una ARN polimerasa endógena y pequeñas cantidades de ARN ribosómico. La familia contiene un único género, el Arenavirus, con especies ampliamente distribuidas en los animales y que causan graves enfermedades en los seres humanos. Muchos de estos agentes son transmitidos por insectos.
Familia Bunyaviridae
Viriones envueltos de unos 80-120 nm de diámetro con una nucleocápside helicoidal de 3 segmentos que contiene ARN de cadena simple de sentido negativo y ARN polimerasa endógena. Muchos virus agrupados en 5 géneros: Ortobunyavirus, Phlebovirus, Nairovirus, Tospovirus y Hantavirus. La mayoría de estos virus son transmitidos por artrópodos y causan graves enfermedades humanas.
Familia Retroviridae
Viriones envueltos de unos 80-100 nm de diámetro con 2 copias idénticas de ARN de una sola hebra positiva en viriones no defectuosos y una transcriptasa inversa, que promueve la síntesis de ADN de doble hebra a partir de la plantilla de ARN viral. Una característica distintiva de las plantillas de ARN de los viriones son las secuencias de nucleótidos de repetición terminal larga (LTR), que sirven para la integración del ADN en los cromosomas de la célula huésped. Los retrovíridos causan cáncer en muchas especies de animales, incluidos los seres humanos, y probablemente se derivan de secuencias de nucleótidos de células normales llamadas protooncogenes. Ciertos retrovirus del grupo de los lentivirus causan SIDA en humanos, monos, felinos y ganado.
Familia Reoviridae
Viriones icosaédricos no envolventes con cáscaras proteínicas externas e internas de 60-80 nm de diámetro y que contienen ARN de doble cadena en 10 a 12 segmentos. Los virus de esta familia infectan muchas especies de plantas y animales. Entre los géneros de Reoviridae que contienen especies que se sabe infectan a los animales se encuentran el Orthoreovirus, el Orbivirus (ampliamente distribuido en insectos y vertebrados, incluido el virus de la enfermedad de la lengua azul de las ovejas), el Rotavirus (agentes causantes generalizados de gastroenteritis en mamíferos, incluidos los seres humanos), y el Cypovirus (prototipo que causa la enfermedad de poliedrosis citoplasmática en los insectos).

Datos verificados por: Brit
[rtbs name=”salud-publica-global”]

Recursos

Véase También

▷ Esperamos que haya sido de utilidad. Si conoces a alguien que pueda estar interesado en este tema, por favor comparte con él/ella este contenido. Es la mejor forma de ayudar al Proyecto Lawi.