Estructura y Clasificación de los Virus
La estructura y clasificación de los virus es el área de la virología que describe cómo se construyen las partículas virales y cómo la enorme diversidad de virus se ordena en una taxonomía coherente. Los virus son parásitos intracelulares obligados cuyas partículas empaquetan un genoma de ácido nucleico dentro de una cubierta proteica, y la forma en que se organiza ese paquete —su simetría de la cápside, la presencia o ausencia de una envoltura lipídica y la naturaleza química del genoma— proporciona tanto la anatomía como los principales criterios por los cuales los virus son nombrados y agrupados.
Definition
La estructura y clasificación de los virus es el estudio de la arquitectura molecular de las partículas virales junto con los marcos sistemáticos —principalmente el esquema de replicación genómica de Baltimore y la taxonomía del ICTV— que organizan los virus según sus propiedades estructurales y genómicas.
Scope
Esta área orienta al lector sobre los componentes básicos de la partícula viral (cápside, envoltura, genoma, proteínas de unión), sobre los principios físicos que rigen la construcción de la cápside y sobre los dos sistemas complementarios utilizados para organizar los virus: la clasificación de Baltimore basada en el genoma y la taxonomía jerárquica mantenida por el Comité Internacional de Taxonomía de Virus. Es una visión general de referencia sobre cómo se estudia la forma viral y cómo esa forma sustenta la clasificación; no es una guía clínica.
Sub-topics
Core questions
- ¿Qué componentes forman una partícula viral y cómo se ensamblan?
- ¿Por qué la mayoría de las cápsides adoptan simetría helicoidal o icosaédrica?
- ¿Qué distingue a los virus envueltos de los no envueltos?
- ¿Cómo organiza la naturaleza química del genoma a los virus en grupos de Baltimore?
- ¿Cómo ordena el ICTV a los virus en una jerarquía taxonómica formal?
Key concepts
- Cápside y capsómero
- Simetría helicoidal e icosaédrica
- Envoltura lipídica y glicoproteínas
- Nucleocápside y virión
- Polaridad del genoma (sentido positivo/negativo) y tipo de cadena
- Clase de Baltimore
- Rangos taxonómicos del ICTV (reino a especie)
Key theories
- Teoría de la cuasi-equivalencia (Caspar-Klug) de la construcción de la cápside
- Caspar y Klug propusieron que la economía genética obliga a las cápsides a construirse a partir de muchas copias de un pequeño número de subunidades proteicas dispuestas con enlaces cuasi-equivalentes, prediciendo las envolturas icosaédricas observadas en la mayoría de los virus esféricos.
- Clasificación de Baltimore basada en el genoma
- David Baltimore propuso que todos los virus pueden clasificarse por la vía desde su genoma hasta el ARN mensajero, lo que produce un pequeño conjunto de clases de replicación que sigue siendo un principio organizador unificador independiente de la taxonomía formal.
Mechanisms
Una partícula viral es fundamentalmente un vehículo de entrega para un genoma. El genoma —ADN o ARN, monocatenario o bicatenario, de una u otra polaridad— está encerrado por una cápside ensamblada a partir de subunidades proteicas repetidas; la economía genética impulsa a la mayoría de las cápsides hacia una simetría helicoidal o icosaédrica construida a partir de unas pocas especies de proteínas. Muchos virus animales adquieren adicionalmente una envoltura lipídica derivada del huésped, salpicada de glicoproteínas virales durante la gemación. Estas mismas características estructurales y genómicas proporcionan criterios de clasificación: el sistema de Baltimore agrupa los virus por la ruta del genoma al ARNm, mientras que la taxonomía del ICTV integra el tipo de genoma, la morfología de la partícula y, cada vez más, la secuencia del genoma en una jerarquía clasificada.
Clinical relevance
Las características estructurales y taxonómicas aquí resumidas subyacen a muchos aspectos prácticos de la virología, incluyendo cómo se identifican los virus en el laboratorio, cómo se conciben los objetivos antivirales y de vacunas, y cómo se reconocen los virus relacionados. Como visión general de referencia, el área describe la base de la clasificación y la estructura de las partículas; no proporciona recomendaciones de diagnóstico o tratamiento.
Evidence & guidelines
La práctica de clasificación en esta área está anclada por el ICTV, cuya taxonomía ratificada y base de datos de apoyo sirven como marco de referencia autorizado para nombrar y agrupar virus.
History
La comprensión moderna de la arquitectura viral surgió del estudio de rayos X y microscopía electrónica de virus pequeños en las décadas de 1950 y 1960, cuando Crick y Watson predijeron la construcción simétrica de subunidades de las cápsides y Caspar y Klug formalizaron la cuasi-equivalencia. En 1971, David Baltimore introdujo una clasificación basada en el genoma que trascendía la morfología de las partículas, y durante las décadas siguientes el ICTV desarrolló una taxonomía formal, informada por secuencias, que continúa expandiéndose.
Key figures
- Aaron Klug
- Donald Caspar
- David Baltimore
- Stephen Harrison
- Eugene Koonin
Related topics
Seminal works
- harrison-1983
- baltimore-1971
- lefkowitz-2017
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre la clasificación de Baltimore y la taxonomía del ICTV?
- El sistema de Baltimore clasifica los virus en un pequeño número de clases según la vía desde su genoma hasta el ARNm, mientras que el ICTV mantiene una taxonomía formal jerárquica (desde el reino hasta la especie) que integra el tipo de genoma, la morfología y la secuencia; ambos son complementarios en lugar de competitivos.
- ¿Todos los virus tienen envoltura?
- No. Muchos virus son no envueltos (desnudos), consistiendo solo en un genoma dentro de una cápside proteica, mientras que otros adquieren una envoltura lipídica derivada del huésped con glicoproteínas virales incrustadas; la presencia o ausencia de una envoltura es una característica estructural utilizada en la descripción y clasificación.