Mecanismos de entrada y desnudamiento viral

Antes de que un virus pueda replicarse, debe cruzar la barrera de la célula huésped y entregar su genoma en la ubicación intracelular correcta. La entrada comienza con la unión a receptores específicos de la superficie celular, continúa con la penetración de la membrana plasmática o endosomal, y termina con el desnudamiento, que es el desensamblaje de la envoltura proteica que libera el genoma para la siguiente etapa del ciclo.

Definition

La entrada viral es el proceso de múltiples pasos por el cual un virión se une a una célula huésped, penetra una membrana celular y libera (desnuda) su genoma en el citoplasma o núcleo para que pueda comenzar la replicación.

Scope

Este tema cubre la unión al receptor y el tropismo, las dos principales rutas de penetración (fusión directa en la membrana plasmática y entrada a través de la endocitosis), el papel de las proteínas de fusión y el paso de desnudamiento que libera el genoma viral. Es un tratamiento de referencia y educativo de los mecanismos de entrada, no una guía clínica o terapéutica.

Core questions

• ¿Cómo determinan la unión al receptor y al correceptor qué células puede infectar un virus?
• ¿Cuándo se fusiona un virus en la membrana plasmática versus cuándo entra a través del endosoma, y qué desencadena la fusión?
• ¿Cómo se desensambla la cápside viral para que el genoma se libere en el sitio correcto?

Key concepts

• Unión a receptores y correceptores específicos
• Tropismo (rango celular y tisular determinado por el receptor)
• Fusión de membrana mediada por proteínas de fusión virales
• Proteínas de fusión de clase I, II y III
• Entrada directa (membrana plasmática) versus endocítica
• Activación de la fusión por pH bajo en el endosoma
• Desnudamiento y liberación del genoma

Mechanisms

La entrada comienza cuando las proteínas de unión de un virión se unen a los receptores en la superficie de la célula huésped, una interacción que define el tropismo porque solo las células que poseen el receptor correcto son susceptibles. Los virus con envoltura fusionan su envoltura lipídica con una membrana celular a través de un cambio conformacional en una proteína de fusión; esta fusión puede ocurrir en la membrana plasmática o, después de la endocitosis, en el endosoma acidificado, donde el pH bajo desencadena el reordenamiento. Las proteínas de fusión se dividen en clases estructurales que logran el mismo cambio de formación de horquilla mediante diferentes plegamientos. Los virus sin envoltura, en cambio, rompen o permeabilizan una membrana. Una vez que el núcleo que contiene el genoma está dentro, el desnudamiento desensambla la cápside de manera regulada para que el genoma se libere en el sitio donde tiene lugar el siguiente paso: la transcripción o la replicación.

Clinical relevance

La entrada es el primer punto en el que se puede bloquear la infección, y varias estrategias antivirales y anticuerpos neutralizantes actúan previniendo la unión al receptor o la fusión de la membrana. Esta entrada explica la biología detrás de tales enfoques a nivel conceptual; es material de referencia educativo y no una base para prescribir, seleccionar medicamentos o manejar pacientes.

History

Los estudios de la fusión de virus con envoltura a finales del siglo XX, particularmente de la hemaglutinina de la gripe y los alfavirus, establecieron el principio de que las proteínas de fusión experimentan un cambio conformacional desencadenado. El trabajo estructural comparativo reveló entonces distintas clases de proteínas de fusión que resuelven el mismo problema de fusión de membranas con diferentes plegamientos, mientras que estudios paralelos de biología celular mapearon las rutas endocíticas que los virus explotan para llegar al interior de la célula.

Key figures

• Ari Helenius
• Mark Marsh
• Margaret Kielian
• Félix Rey

Seminal works

• marsh-helenius-2006
• kielian-rey-2006

Frequently asked questions

¿Qué decide qué células puede infectar un virus?

En gran medida, la coincidencia entre las proteínas de unión del virus y los receptores (y correceptores) presentes en una célula; las células que carecen del receptor requerido generalmente no son susceptibles, lo cual es la base del tropismo viral.

¿Qué es el desnudamiento?

El desnudamiento es el desensamblaje regulado de la cápside viral después de la entrada, que libera el genoma en el citoplasma o el núcleo para que los genes del virus puedan expresarse y el genoma replicarse.