Virus, Las grandes familias mafiosas

Los virus, esos objetos geométricos que envuelven un hilo, capaces de aprovechar la fuerza de la vida y secuestrarla para hacer copias de si mismos, también son muy familiares. Con familiares quiero decir que pueden construir su árbol genealógico y conocer de donde vienen y a que gran familia mafiosa pertenecen. Según el gran virólogo David Baltimore, una manera buena de agruparlos en familias es por similitudes en el hilo que guardan. La clasificación de Baltimore está basada en el modo de producción del ARN mensajero, el hilo que se utiliza para crear las proteínas necesarias para hacer copias del hilo a encapsular, el genoma, y las necesarias para hacer la cápsula y eludir los sistemas de defensa de las células.

Ésta clasificación, aunque lógica y muy útil, no nos da una idea del todo clara de la historia evolutiva entre los distintos virus que conocemos. Quién fue primero y quién viene de quien o cómo se generaron las diferentes familias de virus que nos extorsionan.

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Los virus icosaédricos desde el punto de vista estructural, con los datos actuales, parecen pertenecer a cuatro familias principales. 1) La familia BTV-like (parecidos al virus de la lengua azul) tienen en común un motivo proteico, parecido a un pie derecho capaz de hacer cápsides mediante 12 homodímeros pentaméricos. 2) La familia tipo fago HK97 cuyo motivo proteico es capaz de formar hexámeros y pentámeros para configurar una cápside con tres hexámeros por cara, son en su mayor parte virus bacteriofagos pero también pertenece a este grupo el herpes virus que infecta a humanos. 3) La familia Picorna like donde el motivo proteico es llamado de barril simple y se dispone formando una cápside con pentámeros, agrupados como capsómeros de cinco y seis de ellos. 4) La familia tipo PRD1 con un motivo proteico común llamado de barril doble que se agrupan como trímeros para formar la cápside, un ejemplo de estos es el adenovirus.

Normalmente la filiación entre organismos se hace mediante la comparación de secuencias genómicas, pero en el caso de los de virus que se escindieron unos de otros hace mucho tiempo no queda nada en común comparable. Después de mucho tiempo puede que no queden similitudes que nos permitan establecer un parentesco común. ¿Qué nos queda hacer? Ver si quedan fósiles, y ¿cuál son los equivalentes a los fósiles en los virus? Parece ser que las proteínas que conforman las cápsides (la cápsula) son los elementos directamente heredables más fiables. Tienen otras proteínas, en principio útiles para este fin, pero los virus son muy dados a coger elementos de otras familias, con tal de sobrevivir, no así las de las cápsides.

Los avances en cristalografía de rayos X e imágenes cryoEM nos han permitido conocer la estructura de cada vez más virus. Este conocimiento estructural ha llevado a reconocer sorprendentes similitudes en las cápsulas que protegen el genoma de virus, incluso en las que infectan a células de diferentes reinos sin relación aparente, como bacterias, arqueas, plantas o animales.

El retrato de familia es la estructura de la proteína que por repetició forma la nucleocápside que protege el preciado genoma. Como se ve en la ilustración muchos virus de cápside icosahédrica pueden agruparse, de momento, en cuatro linajes principales:

1) La familia llamada BTV-like (parecidos al virus de la lengua azul) tienen en común un motivo proteico, parecido a un pie capaz de hacer cápsides mediante 12 homodímeros pentaméricos. Infectan desde fagos y levaduras hasta células animales como los rotavirus que causan las diarreas en neonatos y niños. Son como el virus de la legua azul, virus con genoma de ARN bicatenario.

2) La familia tipo fago HK97 cuyo motivo proteico, parecido a un cisne, es capaz de formar hexámeros y pentámeros para configurar una cápside con tres hexámeros por cara, son en su mayor parte virus bacteriofagos pero también pertenece a este grupo el herpes virus que infecta a humanos y otros que infectan a arqueas.

3) La familia tipo Picorna donde el motivo proteico es llamado de barril simple y se dispone formando una cápside con pentámeros, agrupados como capsómeros de cinco y seis de ellos. Esta es la familia más variada, con múltiples muestras en todos los reinos, virus del tomate, papilomavirus, parvovirus, y otros muchos. El genoma es ARN de cadena sencilla positiva

4) La familia tipo PRD1 con un motivo proteico común llamado de barril doble que se agrupan como trímeros para formar la cápside, un ejemplo de estos últimos es el adenovirus que causa los millones de resfriados. El genoma es de ADN bicatenario y también cuenta con bateriofagos, poxvirus como la desaparecida viruela (gracias a la vacunación).

Quizá algún día tengamos un árbol genealógico más completo de los virus, con otras simetrías incluidas y una idea más clara de la historia de la evolución de estos patógenos tan importantes para la vida.

Esta entrada es una participación de Flagellum en el XL Carnaval de la Química cuyo blog anfitrión es Ciencia explicada

Esta entrada participa en el Festival de la cristalografía @festivalcristal

Esta entrada participa en la XXXIII edición del Carnaval de Biología, que hospeda @CEAmbiental en su blog Consultoría y Educación Ambiental

REFERENCES

Emerging Topics in Physical Virology. Peter G. Stockley,Stockley Peter G Et Al,Reidun Twarock

A través del cristal: cómo la cristalografía ha cambiado la visión del mundo. Edición: Martín Martínez-Ripoll; Juan A. Hermoso; Armando Albert.

The picobirnavirus crystal structure provides functional insights into virion assembly and cell entry. Stéphane Duquerroy, Bruno Da Costa, Céline Henry, Armelle Vigouroux, Sonia Libersou, Jean Lepault, Jorge Navaza, Bernard Delmas, Félix A Rey. DOI 10.1038/emboj.2009.109 |Published online 30.04.2009 The EMBO Journal(2009)28,1655-1665

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2 comentarios en “Virus, Las grandes familias mafiosas

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