Envoltura membranosa de los virus

La cubierta exterior de un virus puede ser una cápside proteica o una envoltura membranosa:

Inicialmente se pensó que la cubierta externa de los virus estaba formada por un sólo tipo de molécula proteica. Se creía que las infecciones víricas empezaban por la separación del cromosoma vírico (su ácido nucleico) de la cubierta proteica, y que a continuación se producía la replicación del cromosoma dentro de la célula huésped, generándose muchas copias idénticas. Después de la síntesis de nuevas copias de la envoltura proteica específica del virus sobre moléculas de RNA mensajero codificadas por el virus, podía producirse la formación de partículas víricas hijas mediante el ensamblaje espontáneo de esta cubierta proteica rodeando los cromosomas víricos hijos (Figura 6-71).

Ahora se sabe que estas ideas sobresimplifican extraordinariamente la diversidad de ciclos vitales víricos que existen. Por ejemplo, la proteína de cubierta que rodea el ácido nucleico de la mayoría de los virus (la cápside) contiene más de un tipo de cadena polipeptídica, a menudo dispuesta en varias capas. En muchos virus, además, la cápside proteica está recubierta a su vez por una membrana formada por una bicapa lipídica que contiene proteínas. Muchos de estos virus recubiertos adquieren su envoltura durante el proceso de brote de la membrana plasmática (Figura 01). Este proceso de gemación permite a las partículas víricas abandonar la célula sin romper la membrana plasmática y, por lo tanto, sin matar a la célula. Los virus utilizan la maquinaria de tráfico intracelular de sus células huéspedes Todos los virus tienen una cantidad limitada de ácido nucleico en su genoma, por lo que han de parasitar procesos de la célula huésped para la mayoría de las etapas de su producción. De hecho, debido a que habitualmente los productos víricos se sintetizan en grandes cantidades durante la infección y debido también a que durante su ciclo vital los virus siguen una rota secuencial a través de los compartimientos de la célula huésped, las células infectadas por virus se han utilizado como importantes modelos para trazar las rutas de

Fig. 01

Fig. 02 Ciclo vital del virus Semliki forest. El virus parasita la célula huésped para la mayor parte de sus procesos biosintéticos.

transporte intracelular y para estudiar qué reacciones biosintéticas esenciales están comparomentalizadas en las células eucariotas. Los virus recubiertos que afectan a las células animales, en los cuales el genoma está incluido en una membrana de bicapa lipídica, han utilizado la compartimentalización de la célula hasta un grado especialmente preciso. Seguir el ciclo vital de un virus recubierto es hacer un "tour" a través de la célula. Un ejemplo bien estudiado es el virus Semliki forest, que consiste en un genoma de cadena sencilla de ARN rodeado por una cápside formado por una envoltura eicosaédrica (20 caras) dispuesta de forma regular y compuesta por muchas copias de una proteína (denominada proteína C). La nucleocápside (genoma + cápside) está rodeada por una bicapa lipídica situada muy cerca, que contiene únicamente tres tipos de cadenas polipeptídicas, codificadas por el ARN vírico. Estas proteínas de envoltura forman heterotrímeros situados en la bicapa lipídica y que interactúan con la proteína C de la nucleocápside, uniendo la membrana con la nucleocápside. Las zonas glucosiladas de las proteínas de envoltura siempre están situadas en el exterior de la hicapa lipídica, y cada trímero forma una "espina " que al

microscopio electrónico se ve sobresaliendo de la superficie del virus.

La infección se inicia cuando una proteína de envoltura del virus se une a una proteína de una célula normal que actúa como su receptor en la membrana plasmática de la célula huésped. Entonces el virus utiliza el proceso endocítico normal de la célula para entrar en ella mediante endocitosis mediada por receptor, y es liberado a los endosomas vecinos. Sin embargo, en lugar de ser transferido desde los endosomas a los lisosomas, el virus se escapa de los endosomas gracias a las propiedades especiales de una de sus proteínas de envoltura. Al pH ácido del endosoma esta proteína hace que la envoltura vírica se fusione con la membrana del endosoma, liberando la nucleocápside desnuda en el citoplasma. La nucleocápside pierde su cubierta en el citoplasma, liberando el ARN vírico, que entonces es traducido por los ribosomas de la célula huésped produciendo una ARN polimerasa codificada por el virus. Esta enzima, a su vez, produce muchas copias del ARN vírico, algunas de las cuales actúan como moléculas de ARNm dirigiendo la síntesis de proteínas estructurales del virus-la proteína C de la cápside y las tres proteínas de la envoltura.

Las proteínas de la cápside y de la envoltura, recién sintetizadas, siguen vías separadas a través del citoplasma. Las proteínas de la envoltura, como las proteínas de la membrana plasmática de la célula huésped, son sintetizadas en los ribosomas que se hallan unidos al ER rugoso; por el contrario, la proteína de la cápside, como las proteínas citosólicas de la célula, se sintetiza por ribosomas que no se hallan urudos a membrana. Las proteínas recién sintetizadas de la cápside se unen al RNA vírico recientemente replicado, formando nuevas nucleocápsides. Las proteínas de la envoltura, por el contrario, son insertadas en la membrana del ER, donde son glucosiladas, transportadas hasta el complejo de Golgi y liberadas a la membrana plasmática (Figura 02).

Finalmente las nucleocápsides víricas y las proteínas de la envoltura se encuentran en la membrana plasmática. Como resultado de una interacción específica con un grupo de proteínas de envoltura, la nucleocápside forma una gema cuya envoltura contiene proteínas de envoltura embebidas en lípidos de la célula huésped. Por último, la gema se libera, de forma que aparece un nuevo virus independiente de la célula. E1 agrupamiento de las proteínas de la envoltura mientras se ensamblan alrededor de la nucleocápside durante la gemación vírica hace que las proteínas plasmáticas de la célula huésped queden excluidas de la partícula vírica final.