Malditas estrategias víricas…

Variedad estructural de virus
Tomado de Biología Ne

Los virus tienen dos formas: la intracelular y la extracelular. Nuestra imagen habitual de ellos, con una cápsida proteica que contiene el ácido nucleico, incluso con una membrana rodeando a la cápsida, se corresponde, con la forma extracelular. Es lo que conocemos como virión. Y se trata de una forma inerte. No tiene metabolismo, no ejecuta otra función vital que no sea la relación. Y esta de una manera muy reducida. Se limita a reconocer a su diana, nada más. No incorpora ninguna otra información del exterior.

El virión se puede entender como la forma de viaje del virus. Desde una célula hasta la siguiente. Un viaje que puede durar segundos o años. Quién sabe si siglos o milenios…

Una forma al servicio del viaje que tenga que hacer, pero también al servicio de la entrada en la célula cuando la encuentre, cuando finalice su viaje. Y ahí hay diversidad de estructuras. Hay viriones con cápsidas helicoidales, icosaédricas, complejas (que mezclan la estructura helicoidal y la icosaédrica), con envuelta membranosa y sin ella…

La forma intracelular no tiene cápsida. Se trata de su ácido nucleico desnudo. Pero metabólicamente activo. Capaz de poner en marcha su herencia. Que consiste en apoderarse de la maquinaria celular para la replicación y la síntesis de sus proteínas. O bien, integrarse en el genoma y hacer un uso moderado y prolongado en el tiempo de esa maquinaria celular.

Sin embargo, hay virus que no necesitan del virión para viajar de una célula a otra dentro de un mismo organismo. Porque pueden hacer que la célula infectada se fusione con una célula intacta y así contagiarla. El virión lo reservan para cuando tengan que salir de ese organismo y llegar a otro.

Estrategias víricas
Tomado de Wikipedia

Es asombroso que los virus puedan lograr su plan de vida con tan pocos genes, con genomas tan pequeños. Asombroso e intimidante. Por el daño que nos puede hacer. Asombroso y esperanzador. Por cómo podemos aprovecharlo.

A diferencia de las células, cuya herencia reside en ADN de doble cadena, los virus son mucho más versátiles. Siguiendo las ideas de Baltimore, que para eso fue premio Nobel, nos encontramos varias clases.

Los hay con ADN de doble cadena, sí, la clase I. Que pueden empezar a funcionar en cuanto entran en la célula y encuentran una ARNpol. Pero también los hay con ADN de cadena sencilla. La clase II. Cadena sencilla de lectura directa (ADN+). Incluso uno (el TTV de humanos) de cadena sencilla de hebra molde (ADN-). En cualquier caso, los virus de ADN de cadena sencilla, antes poder empezar a inducir a la célula a que produzca ARN, han de completarse. Porque la ARNpol solo lee ADN de cadena doble.

Pero el material genético de los virus también puede ser ARN. Con una diversidad de estrategias asombrosa.

Con ARN de cadena sencilla de lectura directa (ARN+). Es decir, que pueden ser leídos como ARNm por la célula. Pero como la célula no puede fabricar ARN sin ADN, deben contar con los planos para su propia ARN replicasa (ARNpol dependiente de ARN), que sí puede fabricar ARN a partir de ARN. Pero ese ARN que elabora es el complementario, no el del virus. Queda unido a la ARN replicasa para producir, ahora sí, las cadenas complementarias de la complementaria. Es decir, las cadenas ARN+. Que funcionarán como ARNm y como ARN que incorporar al virión. Es la clase IV.

También hay virus de ARN de cadena sencilla pero con hebra molde (ARN-). Esos tienen que llevar dentro del virión una enzima ya elaborada: una ARN replicasa, como en el caso anterior. Su virión no solo porta ácidos nucleicos, sino una proteína activa, que inyecta a la célula (menos mal que Hersey y Chase no hicieron su experimento con este tipo de virus). Este tipo de virus, al inyectar su ARN-, comienzan a fabricar ARN+. Que usan de dos modos: como ARNm para elaborar las proteínas víricas; como molde para el ARN- que entrará en el virión. Es la clase V.

Pero también hay virus de ARN de cadena doble. Que tienen que llevar su propia ARN replicasa dentro del virión. Una replicasa capaz de producir tanto ARN+, que actuará de ARNm, como ARN-. Que se juntará con el ARN+ para formar cadenas dobles que incorporar al interior de los viriones. Es la clase III.

Finalmente están los retrovirus. La clase VI. Que portan ARN+ pero que, para poder convertirlo en información que la célula pueda manejar, fabrican ADN. Que luego será el encargado de servir de plantilla para los ARNm y los que haya que incluir en el virión. Para eso necesitan una enzima especial, capaz de hacer que la información pase de ARN a ADN: la reversotranscriptasa. Una ADNpol dependiente de ARN. Una enzima que también ha servido para revolucionar la biotecnología.

No te cuento más estrategias para no agobiarte. Pero que sepas que existe una clase VII de virus. Que, aun siendo de ADN de cadena doble, se convierten en ARN para luego, mediante una reversotranscriptasa, volver a elaborar ADN. O los ambivirus, que portan una cadena mixta de ADN y ARN…

Como puedes ver, todo tipo de estrategias para abordar el dogma central de la biología molecular. Desde hacer fluir la información siguiéndolo, hasta hacer que la información vaya a la inversa, pasando por el rodeo de fabricar ARN a partir de ARN. Sin embargo, sea cual sea su estrategia, un virus siempre hará uso de la maquinaria de traducción celular, de sus ribosomas, para que la información que contiene llegue a convertirse en proteínas.

Cómo llegue esa información a manos de los ribosomas es lo que es diverso.

Reino, un concepto taxonómico que no termino de creerme

Anidamiento de categorías taxonómicas
Peter Halasz

Reino es una categoría taxonómica (si no recuerdas lo que es eso, pásate por “Ciao a la taxonomía” y por “La taxonomía no es aburrida (no mucho)“). Y es una categoría de alto nivel. O sea, que engloba a otras, que tiene dentro a otras, que es más grande que ellas.

¿Quiénes son esas categorías taxonómicas que están dentro de reino? En orden descendente, Phylum (o Filo), Clase, Orden, Familia, Género, Especie. Digo en orden descendente porque si reino contiene varios phylums, entonces phylum contiene varias clases, clase varios órdenes, y así sucesivamente. Como cajas dentro de cajas dentro de cajas…

De todas ellas, la única que me creo, y no del todo, es la de especie. Que, estoy seguro, es la única que te resulta verdaderamente familiar. En la tele, en la prensa, en la radio, en conversaciones con amigos y amigas has oído hablar de especies. Especie en peligro de extinción, especie cultivable, especie introducida, especie invasora, especie exótica, especie patógena, especie domesticada… No es nada habitual que se hable de géneros, y menos de familias, órdenes…

La especie, te lo recuerdo, era todo el conjunto de individuos que podían aparearse entre sí y tener descendencia fértil. O sea, son de la misma especie todos aquellos que pueden tener nietos al aparearse (o lo que es lo mismo, hijos que tengan hijos).

Te decía que especie me la creo (más o menos). Pero género me lo creo menos. Género es un conjunto de especies que tienen un antepasado común cercano y distinto a otros géneros. Ese grupo lo veo más artificial, la verdad. Es cuestión de gustos decidir qué especies se quedan fuera y cuáles entran. Porque si quiero que una especie se quede fuera, sólo tengo que buscar un antepasado común más cercano, que ella no tenga. Y si lo que quiero es lo contrario, incluir a otra, pues justo lo opuesto, localizar a un antepasado común más antiguo y que sí sea compartido.

Y si género no me lo creo, no te cuento ya familia, jejejeje… ¿Adivinas? Cuanto mayor es la categoría, menos me la creo. Porque cada una se puede abrir o cerrar a nuevos candidatos a conveniencia. ¡Ojo! Que no digo yo que la taxonomía esté mal, no. La taxonomía es un mecanismo para agrupar especies a conveniencia y que cuenten un relato, el relato de su historia, de su pasado. Y los géneros o las familias las hago unas más grandes que otras para así relacionar mejor las especies y comprender mejor los pasados de los seres vivos.

El reino animal, por ejemplo, tengo dificultades para creérmelo. En el hubo desde individuos unicelulares como Dictyostelium (te lo contaba en “Dicty, para los amigos“) hasta elefantes. ¿Realmente es lógico este reino? ¿Es lo mismo un ser vivo unicelular, que no ha inventado la muerte, que otro pluriceluar, que sí? (Si quieres, consulta “La muerte no es obligatoria, pero sí útil” y “Otra idea más sobre el envejecimiento“). ¡Tienen estrategias radicalmente distintas! Por eso surgió el reino Protista, para separar esos individuos que una vez estuvieron juntos pero eran tan diferentes. Pero aún permanecen unidos, en el mismo reino, organismos tan distintos como nematodos y elefantes.

También tengo dificultades con aplicar la misma idea de reino a grupos de seres vivos distintos ¿O es lo mismo el reino vegetal que el animal? Resulta que en el reino vegetal la hibridación entre especies (que dos especies distintas puedan tener descendencia) es bastante más que frecuente. O la reproducción monoparental, en la que la planta ha tenido un único progenitor (no tiene un “papá” y una “mamá”, no, sino sólo uno de ellos). En el reino animal esos dos fenómenos no son frecuentes. Y cuando se dan, es entre los organismos más sencillos. ¿Es posible llamar de igual modo (reino) a una agrupación de especies como los vegetales, y también reino a una agrupación de especies como las animales, siendo cada una de ellas muy distinta de la otra? ¿O habría que inventarse una taxonomía para vegetales y otra para animales (yo creo que sí…)?

Árbol evolutivo ARN 16s
Stephen Abedon

No te cuento cuando hablamos de bacterias. En ese nombre caben células que, aparentemente, son muy parecidas entre sí. Pequeñitas ellas. Pero resulta que dentro de bacterias hay dos grandes grupos: eubacteria y archaea. Entre ellas hay una distancia filogenética enorme (te recuerdo que la distancia filogenética es el tiempo atrás que hay que remontarse para encontrar un antepasado común). Mucho mayor que entre vegetales y animales. ¡Y sólo están juntas porque se parece superficialmente! Pero cuando rascas un poco, cuando miras con más detalle, resulta que son muy, muy, muy distintas. Ni tienen los mismos ribosomas ni tienen la misma pared bacteriana, ni el mismo metabolismo. ¡Sólo tienen el mismo aspecto!

Y claro, tú dirás: “Es que tampoco es cosa de entrar en detalles tan novedosos en la ciencia aprendida en la escuela”. Bueno, si te parece novedosa esta idea de que hay bacterias más diferentes entre sí que una lechuga y tú, pues te comento que surgió en 1970, y que culminó en 1990 con un artículo ya histórico, propuesto por Woese, Kandler y Wheelis. No, no es nada nueva. Es más, en la escuela debería haberse tenido en cuenta mucho antes. Porque ayuda a entender que la taxonomía es una ciencia variable y muy subjetiva. Una ciencia todavía muy afectada por ideas creacionistas. Una ciencia en la que todo parece hecho a la medida del ser humano.

No, creo que reino no es una buena idea. No por igual y no para todos los grupos. Me gusta más el concepto de que hay tres dominios: archaea, eubacteria y eucarya. Quizá haya que ir abandonando la idea de reino.