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sábado, 8 de octubre de 2016

Orígenes. La vida. Capítulo 5 - Virus y viroides

A veces tengo la impresión de que cuando pensamos en la biología nos centramos sólo en los seres vivos y de todo aquello que se hace para que los seres humanos tengamos una mejor salud y nuestro entorno esté en las mejores condiciones posibles.

Por ello cuando hablamos de organismos microscópicos, parece que siempre pensamos que son malos. Además no distinguimos entre bacterias y virus.  De hecho, la fama que tienen estos últimos es tan mala que se cree que su única función es acabar con la vida y que todos los esfuerzos de la ciencia están destinados a destruir todos los virus.  No obstante, la palabra virus, en latín significa toxina o veneno.

En este capítulo nos adentramos un poco más en el conocimiento de estos seres (¿vivos?).

Los primeros virus se descubrieron a finales del siglo XIX y se vio que tenían la capacidad de infectar plantas y animales, pero la investigación se centraba en como conseguían penetrar a través de los poros del filtro de Chamberland, el cual se utilizaba para distinguir otros microbios.

Filtro de Chamberland (Fuente)

Su estructura no se empezó a estudiar hasta la década de 1930 gracias a la interdisciplinariedad de la ciencia y el uso de técnicas, a priori, físicas como la microscopía electrónica o la difracción de rayos X. Estas técnicas nos descubrieron que los virus son más pequeños que una bacteria y que su material genético podía ser más variado que el nuestro en cuanto a composición y forma. Este material genético estaba protegido por una cápside proteica.

Los virus no necesitan mucho más para infectar aparte del material genético y de la cápside ya que  su única función es replicarse una vez han infectado la célula utilizando el material de la célula infectada para este fin. Es decir, los virus sólo se replican cuando tienen acceso a toda la maquinaria de reproducción de las células infectadas reemplazando, en esta maquinaria, el material genético de la célula por el suyo. Para ello, los virus, a través de su material genético codifican algunas proteínas necesarias para llevar a cabo la replicación.

Se estima que hay unas 1032 partículas virales, es decir más de 10 veces la cantidad de células.

Cuando se intenta luchar contra los virus, se dice que cambian tanto que una vez se ha descubierto algún tratamiento para evitar su reproducción, este se vuelve inútil en poco tiempo. Esto se debe a que los virus en los que su material genético es RNA tienen una variabilidad enorme, y por lo tanto pueden mutar con mucha facilidad, ya que las encimas que utilizan para replicarse no tienen actividad correctora de errores.

Uno de los aspectos más importantes de los virus es que se pueden utilizar para estudiar la evolución temprana de la vida. Para ello, se utiliza un virus que, los que beben vino, lo conocen muy bien al beberse muchos virus cada vez que dan un trago a una copa de vino: el Narnavirus.

El genoma del Narnavirus es muy corto, con sólo entre 2500 y 2900 nucleótidos y sólo codifican una proteína, su RNA polimerasa. Esto lleva a pensar que pueden ser los representantes de una estrategia replicativa muy antigua.

La simplicidad replicativa del virus Narnavirus, se puede considerar compleja si los comparamos con los viroides, que son parásitos celulares mas sencillos todavía ya que su material genético se compone de entre 246 y 401 nucleótidos. Esto hace que ese material ni siquiera codifique para sus propias proteínas, es decir, una vez dentro de la célula lo que hacen es secuestrar a las enzimas de las células, para que estas hagan todo el trabajo de replicación.

Se han planteado muchas teorías sobre el origen de los virus y viroides. El poco consenso que hay se basa en que los primeros viroides aparecieron en el Mundo RNA de manera que parasitaban a los ribocitos que hubiera en esa época de manera que les aportaran las ribozinas necesarias para reproducirse.

También se cree que los virus han jugado un papel muy importante en la transferencia de genes entre especies distintas. Después de esos viroides sencillos, aparecería virus con RNA también sencillos que evolutivamente fueron seleccionados para traspasar información genética entre protocélulas con genoma RNA. Estos virus RNA pudieron llegar a desarrollarse hasta el punto de que su material genético codificara para generar RNA polimerasas independientes de las protocélulas. Más adelante, alguna enzima con actividad transcriptasa reversa pudo empezar a copiar moléculas en sentido RNA -> DNA y los virus RNA incorporaron el gen que sintetiza esta enzima en su genoma. Al comenzar el mundo DNA/RNA/proteínas, los virus DNA podrían haber surgido como vehículos de intercambio entre los genomas de DNA de los antecesores de LUCA.

Antes nos planteábamos si los virus eran seres vivos. Existen discusiones muy importantes en torno a si los virus son seres vivos o no. El conocimiento que tenemos de ellos es que no deberían ser considerados seres vivos, pero si considerarlos fundamentales para la evolución.

Hay varias cosas que me gustaría tratar en la discusión de este capítulo.

¿Creéis que parece que a la sociedad sólo se transmite la visión “mala” de los virus?  En las noticias se escucha hablar de los virus Ebola, Zika, etc, pero no de cómo se pueden utilizar (reemplazándoles el material genético) para tratar enfermedades.

En este capítulo han salido varios investigadores españoles que han aportado en el campo de los virus, ¿los conocíais?

No me ha quedado claro como es el papel de los virus en la transferencia de genes entre especies como se demuestra del batiburrillo de palabras que he puesto juntas, ¿alguien lo ha entendido mejor y puede explicarlo? ;o))

Por último, ¿sois partidarios de considerar a los virus como seres vivos o no? ¿Por qué?

¡Buena semana!


sábado, 24 de mayo de 2014

Una breve historia de casi todo: 20) Un mundo pequeño


Volver a leer un trocito de “Una breve historia de casi todo” (B. Bryson, 2003) ha sido una gozada. No me había dado cuenta hasta ahora al volver a releer el capitulo 20 “Un mundo pequeño”, de lo mucho que su lectura ha influido en mi pasión por el mundo microbiano y por la divulgación científica. Si uno ve el vídeo TEDx “El asombroso mundo de lo invisible”, se dará cuenta de lo que quiero decir. Os aseguro que no recordaba este capítulo 20 cuando preparé el guión del vídeo, que leí probablemente hace más de seis o siete años. Y hablamos de lo mismo! La misma influencia que causó en mi la lectura, durante los primeros años de mi carrera de Biología, de “Cazadores de microbios” de Paul de Kruif, otro clásico que te cuenta de forma novelada  la apasionante historia de los primeros microbiólogos, la Edad de Oro de la Microbiología: Leeuwenhoek, Spallanzani, Pasteur, Koch, Bruce, Ehrlich y muchos otros. Este libro, y los profesores que tuve durante la carrera, tienen la culpa de que me dedique a esto.

El capítulo “Un mundo pequeño” de Bryson nos introduce en algunas ideas fundamentales del mundo microbiano. Que los microbios están en todas partes, que nosotros mismos somos microbios!, que algunos son capaces de vivir en los ambientes más extremos, que cuando nosotros nos extingamos seguirán aquí, que son necesarios para la salud del planeta, que son muy diversos, mucho más que las plantas y los animales, y que unos pocos, muy pocos comparados con el resto, producen enfermedades (la inmensa mayoría de los microbios son unos buenos tipos!). Pero además, este capítulo tiene una actualidad sorprendente, a pesar de algunos pequeños gazapillos, que le podemos perdonar. Nos cuenta historias que son noticia todos los días, algunas portada de periódicos. Durante estos últimos meses hemos visto en los medios de comunicación noticias sobre el brote de Ébola en Guinea, el coronavirus MERS de Oriente Medio, sobre la búsqueda de una solución para el SIDA, la OMS acaba de publicar una alerta sobre el peligro de la resistencia a los antibióticos (si seguimos así podemos volver a una situación similar a la que había antes del descubrimiento de la penicilina!), y los nuevos virus de la gripe aviar y porcina siguen en el candelero cada año.

Es probable que nuevas ediciones del libro incluyan los avances que la metagenómica (la secuenciación y análisis de genomas completos) está aportando al estudio de nuestros microbios (el microbioma) y su relación con nuestra salud, las recientes revisiones del árbol de la vida de Woese, o el descubrimiento de los virus gigantes, los Mimivirus. Pero de lo que no cabe duda es de que la lectura de “Un mundo pequeño” nos abre la puerta a ese mundo invisible que muchos ignoran y ni se imaginan la influencia que tiene en nuestra vida diaria. Gracias por compartir esta experiencia!

Ignacio López-Goñi (microBIO)

Comentario por Manuel Sánchez (su muy recomendable blog es Curiosidades de la Microbiología)

Lo primero comentar que a mi el libro de Bryson me gustó mucho y que considero que es una auténtica pasada que una persona que reconoce al principio que tiene una escasa formación científica se ponga las pilas y consiga escribir algo así. Ya me gustaría a mí tener ese nivel. Pero voy a ejercer un poco de abogado del diablo.

Dicho esto, creo que una de las principales debilidades es que muchas de las referencias que usa son de artículos de divulgación científica y en algunas ocasiones se ve que en la fuente original no han hilado fino (se citan artículos de The Economist para hablar de microbios). En otros que se ve que hay una determinada obra que le ha gustado mucho y entonces se centra mucho en ella.

En el caso del capítulo 20 dedicado a los microorganismos una de las cosas que le lastra es que se deja llevar por el libro de Margulys y Sagan "Microcosmos". Los procesos de transferencia horizontal en bacterias son muy importantes, pero lo de la "charca genética" ya era una exageración en el momento en el que se escribió la "Breve historia".

Luego tiene algunos "gazapillos" como por ejemplo decir que Bacillus marismortui (actualmente Sallibacilus marismortui) es un halófilo extremo (aguanta 35% sal) cuando en realidad es un halófilo moderado (aguanta 10% de sal). Aunque más divertido es el de Deinococcus radiodurans. Resulta que un párrafo antes también lo nombra pero con su denominación antigua: Micrococcus radiophilus. Por cierto, hay un gazapo gordo cuando dice que vive "atracándose del plutonio". Eso es totalmente falso (es lo malo de utilizar un National Geographic de 1993 como fuente bibliográfica para un libro del 2003).

Hay otros "gazapos" que como microbiólogo me chirrían. Por ejemplo cuando habla que los hongos tienen "raíz". Yo recuerdo que en el instituto ya nos hablaban de que no eran raíces aunque lo pareciesen. Otro es cuando dice que la diferencia entre arqueas y bacterias se reduce al tipo de lípidos y a la ausencia de peptidoglicano, justo cuando en el capítulo anterior ha estado hablando del ADN, el ARN, los ribosomas, la transcripción y la traducción

Y para acabar apuntar algunas cosas del tema de virus. Lo de que los virus solo "pueden sobrevivir unas pocas horas fuera de un cuerpo anfitrión" es un error de bulto. En el caso del virus de la viruela se sabía desde 1965 que podía permanecer activo en las costras secas por al menos 13 años. También me sorprende que no diga que el virus de la gripe es un virus aviar y que diga que el virus del SIDA estuvo inactivo durante 20 años porque simplemente no se habían descrito casos antes de 1980


Pero en conjunto creo que las virtudes del libro de Bryson sobrepasan con creces a los pequeños defectos y errores que contiene.