Ilustracin 1: Estructura e imagen al microscopio electrnico del VIHINDICE1.Introduccin a los virus:...................................................................311qu son? cul es su estructura? Replicacin del virus e infeccin Los ms importantes y peligrosos 2.Evolucin y adaptacin .....................................................................123.Controversia.......................................................................................144.Bibliografa.........................................................................................14QU SON LOS VIRUS?Un VIRUS BIOLGICO se trata de una partcula infecciosa, un organismo que se replica a si mismo en elinterior de las clulas que ataca(clulas animales, vegetales o bacterianas).Podemos decir que no es unorganismo totalmente vivo , ya que si analizamos la definicin de ser vivo nos encontramos con que: nacen,crecen, se reproducen y mueren, de las cuales el virus por si solos solo nacen y mueren, necesitan una clula ala que infectar para crecer y evolucionar. No tienen metabolismo propio, necesitan una clula a la infectar ,son parsitos.1Son realmente pequeos , no se les puede ver sin un microscopio electrnico. El virus ms grande es de igualtamao(mas o menos) que la bacteria ms pequea (300nm). El virus ms pequeo mide tan solo 20 nm(loque mide un simple ribosoma) lo que hace una difcil tarea el estudiarlos.Hay bsicamente tres tipos de virus: virus animal , virus vegetal y virus bacteriano. Esta clasificacin se basaen el tipo de clula a la que el virus tiende a infectar. Esto significa que, por ejemplo, un virus bacterianojams infectara una clula animal o vegetal, cada virus tiene su propio tipo de clula a la que infectar.Tambin tienen diferentes maneras de entrar dentro de la clula a la que quieren infectar.Cmo saben los virus qu tipo de clula tienen que infectar? La respuesta es que todos los virus tienen unasmolculas especiales en su membrana celular que utilizan para identificar las clulas diana. Estas clulastambin poseen unas molculas especiales en su membrana celular, receptores(protenas) que son diferentesmuy diferentes de unas a otras. La interaccin entre la superficie del virus y la de la clula es el paso clavepara una infeccin con xito.Comparacin entre una clula y un virus:Los virus constituyen partculas extremadamente pequeas cuyo tamao vara ms o menos entre 20 y 300nanmetros (nm).Por lo tanto, los virus slo pueden ser observados bajo el microscopio electrnico. Enmuchos casos los virus infectan a la clula hospedera por medio de interaccin directa entre la clula y lapartcula viral, pero en otros casos los virus son transmitidos por medio de un agente animal o vegetal queacta como vector intermediario entre el virus y su hospedero final. Las clulas que hospedan al viruscontienen ambos tipos de cido nucleico (ADN y ARN), mientras que los virus contienen solamente un tipode cido nucleico, el cual ser ADN o ARN segn el tipo de virus en particular. El virus se reproducetotalmente a partir de su material gentico constituido por el cido nucleico, mientras que la clula hospederase reproduce a partir de la suma integral de sus componentes. El virus nunca se origina directamente a partirde un virus preexistente, mientras que toda nueva clula se origina de manera directa de una clula madre. Loscomponentes de un virus son sintetizados en forma independiente y son ensamblados posteriormente paraformar una partcula viral madura. En cambio, el crecimiento de las clulas consiste en un aumento de todossus componentes sin que la clula pierda en ningn momento su integridad. Los virus dependen de la2maquinaria metablica y sinttica presente en la clula hospedera para poder sintetizar el cido nucleico y lasprotenas virales.Historia de los virus:Todos los cientficos dicen que los virus han existido desde los primeros pasos en la tierra. En cambio se creeque los primeros seres vivos eran unicelulares. Conforme pasaban los aos, la vida evolucionaba en seres mascomplejos, vertebrados, plantas... y , por supuesto, los virus han evolucionado tambin , se han ido adaptandoa los cambios en la tierra , como Darwin dijo en su teora de la evolucin. Progresando a una velocidad muyrpida(hablando en termino de evolucin miles o millones de aos) los virus aprendieron como cambiar sumaterial gentico para encontrar nuevas clulas que infectar.El trmino virologa ha sido incorporado al vocabulario durante las ltimas dcadas. La primera revistacientfica dedicada exclusivamente al campo de la virologa: Archives of Virology, empez su publicacin en1939. Sin embargo, los virus han estado acompaando al hombre durante toda su historia y el trmino virustiene muchos siglos de existencia, aunque su uso y connotaciones han variado notablemente a lo largo deltiempo. Se puede decir, en forma un tanto arbitraria, que los orgenes de la disciplina cientfica hoy daconocida como virologa apenas se remontan a las dcadas finales del siglo XIX. Pero considerando aspectosepidemiolgicos y semiolgicos dentro del registro histrico, encontramos que enfermedades como la rabiahan sido descritas y registradas meticulosamente por ms de dos mil aos.El trmino virus se utiliz durante siglos en forma casual como sinnimo de ponzoa o veneno, hasta que afinales del siglo XVIII adquiri claramente el significado de un agente infeccioso, debido a la crecienteadvertencia general de que existen muchas enfermedades contagiosas y transmisibles. La gradual aceptacindel trmino virus en la literatura mdica corri paralela con el desarrollo de los conceptos de infeccin ycontagio, los cuales deben su origen al estudio de una enfermedad tambin de naturaleza viral, pero que, adiferencia de la rabia, ha tenido enorme influencia sobre el curso de la historia social y poltica de lahumanidad: la viruela.Durante los siglos XVII y XVIII ocurrieron en Europa severas epidemias de viruela, posiblemente debidas ala aparicin de nuevas cepas del virus. Mdicos y sabios que testimoniaron estas epidemias pudieron darsecuenta de que algn factor esencial era transmitido de persona a persona y de casa en casa.En 1730, Thomas Fuller public un pequeo libro sobre las fiebres eruptivas (que incluyen la viruela). Ahescribi: "La forma principal y ms comn de contraer las fiebres contagiosas, como la viruela y el sarampin,es por medio de infeccin, o sea, recibiendo a travs del aliento o de los poros de la piel los corpsculosvirosos peculiares a la crianza de dichas enfermedades."Fue sobre el ao 1796 cuando Edwar Jenner , un doctor, descubri uno de los descubrimientos msimportantes, la primera vacuna. Mientras estudiaba medicina decidi investigar el virus de smallpox y cowpox(relacionados con la viruela). Haba algunas infecciones en Inglaterra las cuales causaban nauseas y fiebre.Edwar oy que una joven lechera que haba sido infectada con cowpox fue aparentemente salvada por , a suvez , la infeccin de smallpox. Entonces hizo una horrible y cruda decisin: infecto a su propio hijo concowpox y tras unos das le infecto de nuevo con smallpox , por lo que el hijo nunca lleg a padecer laenfermedad. Haba descubierto la primera vacuna. Impresionado por su descubrimiento , volvi a repetir laexperiencia con un joven llamado James, pero esta vez puso ambos virus a la vez y observ que el chicosufri los efectos del cowpox pero se recuper muy pronto y no sufri ningn efecto del virus de smallpox ,simplemente estaba sano.Una de las aportaciones ms importantes del campo de los virus tuvo lugar en 1956 cuando Crick y Watsonsentaron las bases de construccin de los virus: el cido nucleico que contiene es tan pequeo que debecodificar una pequea cantidad de protenas por lo que la nica manera de construir un virus en estas3condiciones consiste en utilizar una protena vrica muy pequea repetidamente en la construccin de lacpsida, como si fuera un ladrillo. Cada una de estas subunidades se llama capsmero.La segunda aportacin importante fue considerar que para que los capsmeros se empaquetaran de unamanera sencilla deberan de hacerlo de forma simtrica. Encontramos dos tipos de simetras: la icosadrica(cpsidas esfricas) y la helicoidal(cpsidas alargadas).Lo que se consigue con esta simetra es una estructuramuy fuerte formada por muy pocas subunidades.Estructura y fotografa de microscopio elctrico del adenovirus ejemplo donde se puede observar claramentesu simetraCAL ES SU ESTRUCTURA?A)CIDOS NUCLEICOS:El cido nucleico contiene la informacin especfica para modificar la maquinaria de la clula infectada y paradirigirla hacia la produccin de los componentes de las nuevas partculas virales.Los cidos nucleicos son macromolculas constituidas por cadenas de nucletidos, los cuales a su vez estnconstituidos por una base nitrogenada asociada a un azcar del grupo de las pentosas y a uno o ms grupos defosfatos. La base nitrogenada puede derivarse de la purina o de la pirimidina. Las dos bases pricas msimportantes son la adenina y la guanina. Las tres bases pirimdicas ms importantes son la citosina , el uraciloy la timina. En un ribonucletido el azcar presente es la ribosa mientras que en una desoxirribonucletido elazcar presente es la desoxirribosa. Los nuclesidos son anlogos de los nucletidos, pero carecen de gruposfosfato.4Los cidos nucleicos pueden existir en forma de cadena sencilla o de cadena doble. Generalmente, el cidoribonucleico (ARN) es de cadena sencilla y las bases normalmente presentes son la adenina, la citosina, laguanina y el uracilo. El cido desoxiribonucleico por lo general existe en forma de cadena doble formando lafamosa estructura de doble hlice. En ADN contiene las bases de adenina, guanina, citosina y timina.(figuras ay b)Existen 4 posibles tipos de cido nucleico viral: ADN de cadena sencilla, ADN de cadena doble, ARN decadena sencilla y ARN de cadena doble. Los virus que contienen cualquiera de estos tipo de cido nucleicopueden ser encontrados entre los fagos como en clulas vegetales y animales. El ADN de algunosbacterifagos se caracteriza por contener bases raras que substituyen alguna o algunas bases normalmentepresentes en el ADN. La presencia de estas bases raras permite distinguir con relativa facilidad entre el cidonucleico y aquel correspondiente .La secuencia de nucletidos presentes en las cadenas o bandas de los nucletidos constituye la base del cdigogentico. Cada codn(o letra del cdigo) es definido por una tripleta de nucletidos que, a travs del procesoconocido como traduccin es interpretada como una letra que corresponde a uno de los veinte aminocidosdiferentes que constituyen las protenas. En trminos generales, la secuencia de codones que constituyen ungen codifican la secuencia de aminocidos que constituyen una protena en particular.En los ltimos 10 aos se han desarrollado una variedad de tcnicas y mtodos que permiten determinar lasecuencia de aminocidos en cualquier tipo de cido nucleico. La primera secuencia completa de un ARNviral fue determinada en el fago MS2 en 1976 por el grupo de Walter Fiers . Posteriormente, muchos otrosgenomas virales de mayor tamao y complejidad han sido secuenciados. Una vez que se conoce la secuenciadel genoma viral es posible establecer como estn organizados los genes presentes en el cido nucleico. Losavances de la biologa molecular han permitido determinar la naturaleza de las secuencias de nucletidos queactan como signos de puntuacin en la lectura de la informacin gentica.Los genomas virales resultan ser muy pequeos en comparacin con los genomas de las bacterias ms simples, lo que significa que los virus tienen muy poca capacidad para contener informacin gentica, aunque algunosvirus han desarrollado estrategias para obtener una mxima capacidad de almacenamiento de informacingentica.5Bacterifago MS2B)LA FUNCION PROTECTORA Y MORFOLGICA DE LAS PROTEINAS VIRALES:El anlisis de partculas virales purificadas muestra que estn formadas por entre el 50 y 90% de protena.Sabiendo que los cidos nucleicos son fcilmente fragmentados en solucin podemos deducir que lasprotenas tienen una funcin fundamentalmente un funcin protectora.No es esencial que la cubierta del virus est formada por subunidades idnticas, siempre y cuando los pesosmoleculares combinados de los diferentes tipos de subunidades sean suficientemente pequeos en relacincon el peso molecular de la molcula del cido nucleico viral . La construccin de los virus a partir desubunidades estructurales incrementa la estabilidad gentica del propio virus, ya que al reducirse el tamao delas subunidades estructurales se reduce la posibilidad de que ocurran mutaciones nocivas en el gen quecodifica dicha unidad.El proceso de autoensamble tiene una especial importancia debido a sus implicaciones econmicas y deeficiencia. La fabricacin de unidades es similar a la sntesis de protenas a partir de aminocidos. Estasntesis depende de las instrucciones externas ya que la informacin necesaria para construir los complejosest incluida dentro de los propios componentes individuales. Este mecanismo tiene la ventaja de que puedeser controlado en cada nivel de organizacin. Por ejemplo, las subunidades defectuosas son eliminadasautomticamente durante el proceso de autoensamble, de manera que estructuras complejas son construidascon exactitud y eficiencia. Se puede decir que los mismos principios fisicoqumicos que rigen el desarrollo dela estructura terciaria y cuaternaria de las protenas son causa de la organizacin de las cpsides virales.Las suspensiones de virus pueden ser mantenidas en el laboratorio durante un largo periodo lo que significaque tienen una estructura estable. Una condicin necesaria para lograr la estabilidad de cualquier estructuraconsiste en que la estructura se encuentre en su estado de mnima energa libre , lo que consiguenestableciendo un mximo nmero de uniones entre las subunidades que constituyen dicha estructura. Debido aque las subunidades de la cubierta viral son relativamente asimtricas, se requiere que estn dispuestas enforma simtrica para que pueda formarse el mayor nmero de uniones entre dichas subunidades. Existe unnmero limitado de formas que permiten el ensamble simtrico desubunidades asimtricas.6C)VIRUS FILAMENTOSOS:Una posible forma de generar una estructura simtrica a partir de componentes asimtricos como las protenasconsiste en distribuir las protenas alrededor de una circunferencia de manera q formen discos. Un ejemplo devirus filamentosos est dado por el virus del mosaico del tabaco(VMT). Si lo estudiamos detalladamente sepuede observar que las subunidades no estn dispuestas en forma de anillos sino en forma helicoidal. Estoresulta lgico ya que el ARN del VMT tiene una forma helicoidal por lo que al disponer las subunidades enforma helicoidal es posible formar el mayor nmero de uniones entre las subunidades de protena y el cidonucleico.Esquema de la estructura del VTMD) VIRUS ESFERICOS:Otro tipo de estructura se trata de disponer las subunidades de protena alrededor de los vrtices o caras de uncuerpo con simetra cbica como el icosaedro, constituido a partir de 20 tringulos equilteros. Este tipo dedistribucin representa una de las pocas formas en las que objetos asimtricos pueden estar de forma simtricaen una superficie esfrica. Varios de los virus esfricos tienes ms de 60 subunidades de protenas. Este tipo7de estructura tiene un mnimo de energa libre, lo cual explica en parte la abundancia de los virus con simetraicosadrica.Organizacin de las subunidades de protena en la cpside del adenovirusE)VIRUS CON MAS DE UN TIPO DE SUBUNIDAD:Los adenovirus estn formados por 1500 subunidades de protena organizadas de forma que forman 240hexmeros y 12 pentmeros, y en cada vrtice del virus se proyecta una fibra de protena. Se sabe que lasfibras, los pentmeros y hexmeros estn constituidos por diferentes tipos de protenas.8Ilustracin 2 Imagen de un reovirus animalF) VIRUS CON ENVOLTURA:Muchos de los virus animales ms grandes y unos cuantos de plantas y bacterias estn envueltos por unacubierta membranosa(75 amstrons). Esta envoltura se deriva en gran parte de las membranas de la clulahospedadora y puede ser degradada por medio del tratamiento con detergentes o solventes orgnicos como elter(ya que dicha membrana esta formada por una bicapa de lpidos) ocasionando as la prdida de laefectividad del virus. Los virus de la influenza son representativos de los virus animales con envoltura. Laestructura de la nucleocpside del virus de la influenza es de tipo helicoidal. Cada uno de los diferentes virusde la influenza codifica al menos 4 diferentes protenas que son ensambladas en el virin, dando origen a lasdiferentes estructuras virales.Algunos virus con envoltura tienen nucleocpsides icosadricas. Particularmente los virus de ARN causantesde los tumores (retrovirus) tienen una nucleoprotena que est superenrollada en forma de una esfera huecarodeada por la envoltura, la cual se deriva de la membrana celular y es modificada por la insercin deglicoprotenas especficas del virus.9G) VIRUS CON MORFOLOGA DE CABEZA Y COLA:Este tipo de morfologa slo ha sido encontrada en cierto tipo de bacterifagos y est directamente relacionadacon la forma en que tales virus infectan a sus bacterias hospedadoras. A pesar de su complejidad estructural,los principios que gobiernan el ensamble de estos fagos son similares a los descritos en relacin con otrosvirus cuya arquitectura es ms sencilla. Las cabezas tienen normalmente una simetra osadrica mientras quelas colas tienen una simetra helicoidal.H) PRINCIPIO DE AUTOENSAMBLE:Los virus son capaces de auto ensamblarse sin la participacin de ningn factor organizador externo. Esto esposible debido a la formacin de un gran nmero de uniones dbiles cuando los componentes del virus soncolocados en la configuracin adecuada por medio de movimientos al azar propiciados por factorestermodinmicos. Por ejemplo, si se trata al VMT con una solucin concentrada de urea, ocurre unadescomposicin del virus en subunidades de protena en presencia del ARN viral, las macromolculas seagregan en forma espontnea dando origen a partculas virales infecciosas. En cambio, cuando se omite elARN viral durante el proceso de repolimerizacin, se obtienen cilindros de protena. stos cilindros son10menos estables que la partcula viral completa, lo que seala la importancia del cido nucleico en laestabilizacin de la estructura viral.El auto ensamble resulta econmico para los virus, pues no requieren de informacin gentica especfica paralograrlo, y adems proporciona un mtodo sencillo y eficiente para eliminar subunidades defectuosasproducidas durante la replicacin de los componentes virales.REPLICACIN DE LOS VIRUSLos virus slo se multiplican en clulas vivientes ya que sta debe proporcionar al virus la energa y lamaquinaria de sntesis, los precursores de bajo peso molecular para la sntesis de las protenas virales y de loscidos nucleicos. El cido nucleico viral es el que da la informacin gentica para cifrar todas lasmacromolculas especficas virales de una forma altamente organizada.Una de sus caractersticas es que despus de su interaccin con la clula el virin(virus completo) infectantese desintegra y pierde la infecciosidad . Esta fase se le llama periodo de eclipse y termina con la formacin delas primeras partculas virales descendientes infecciosas. En algunos casos , tan pronto como el cido nucleicoviral entra en la clula husped, el metabolismo celular es completamente dirigido exclusivamente a la sntesisde nuevas partculas virales. En otros casos, los procesos metablicos de la clula infectada no se alteransignificativamente aunque la clula sintetiza protenas y cidos nucleicos virales. Aunque los detalles varande un grupo a otro hay un esquema de los ciclos de replicacin general:1) Fijacin, penetracin y prdida de la cubierta:La primera etapa de la infeccin viral es la interaccin de un virin con un sitio receptor especfico de lasuperficie celular. Las molculas receptoras difieren para los distintos virus, y son en algunos casos protenasy en otros oligosacridos. Es probable que cada clula susceptible posea al menos 100000 sitios receptorespara un virus dado.Despus de la fijacin, la partcula viral entra en la clula. Esta etapa se conoce como penetracin ofagocitosis. Durante esta etapa se produce la prdida de la cubierta , ocurre durante la penetracin o justodespus. Esta prdida es la separacin fsica del cido nucleico a partir de los componentes estructuralesexternos del virus. En este momento se pierde la infecciosidad del virus original.2)Sntesis de los componentes virales:El aspecto esencial de la replicacin viral consiste en que deben transcribirse los ARNm especficos del cidonucleico viral para que se exprese y duplique con xito la informacin gentica. Una vez que se logra estaetapa, los virus recurren a los componentes de la clula para traducir el ARNm. Existen vas diferentes segnla estructura del cido nucleico viral. Algunos virus posees ARN polimerasas que sintetizan a los ARNm, alos que llamamos virus de tira negativa ya que su genoma se ARN de una sola tira es complementaria a la delARNm el cual se designa de tira positiva por convenio. Se sintetizan protenas virales tempranas poco despusde la infeccin y aparecen protenas tardas slo durante la fase tarda del proceso infeccioso, una vez ocurridola sntesis del ADN viral. Puede activarse o no genes tempranos cuando se elaboran los productos tardos.11Adems de estos controles temporales existen tambin controles cuantitativos puesto que no se elaboran todaslas protenas virales en las mismas cantidades. Las protenas especficas del virus pueden regular la extensinde la trascripcin del genoma o la traduccin del ARNm viral.Un sistema viral (adenovirus) revel por primera vez el fenmeno de procesamiento de ARNm que se llama"empalme", por el que se generan las secuencias de ARNm que codifican una protena determinada a partir desecuencias separadas del modelo, con empalme de las secuencias no codificadoras intermedias de latrascripcin.Se encuentra la variacin ms amplia en las estrategias de la expresin gentica entre los virus que contienenARN. Algunos viriones poseen polimerasas (ortomixovirus, reovirus); otros sistemas emplean mensajessubgenmicos generados a veces por empalme (ortomixovirus, retrovirus); por ltimo, algunos virussintetizan grandes precursores poli protenicos que se someten a procesamiento y segmentacin para generarlos productos gnicos finales (picornavirus, retrovirus).La extensin a la que las enzimas especficas del virus participan en estos procesos vara de un grupo a otro.En general, los virus de mayor tamao (herpesvirus, poxvirus) son ms independientes de las funcionescelulares que los virus de menor tamao. Esta es una razn de que los virus de mayor tamao sean mssensibles a la quimioterapia antiviral, porque se dispone de ms procesos especficos de los virus comoblancos de la accin farmacolgica.Los sitios intracelulares en los que ocurren los diferentes acontecimientos de la replicacin viral, varan de ungrupo a otro. Es posible plantear algunas generalizaciones. La protena viral se sintetiza en el citoplasma,sobre los poliribosomas compuestos por ARNm especfico del virus y ribosomas de la clula husped. ElADN viral suele replicarse en el ncleo. El ARN genmico viral se duplica generalmente en el citoplasmacelular, aunque hay excepciones.3)Morfognesis y liberacin:Los genomas virales recin sintetizados y los polipptidos de la cpside se ensamblan para formar los virusdescendientes. Las cpsides icosadricas pueden condensarse en ausencia de cido nucleico, en tanto que lasnucleocpsides de los virus de simetra helicoidal no pueden formarse sin ARN viral. No existen mecanismosespeciales para la liberacin de virus carentes de cubierta; las clulas infectadas acaban por experimentar lisisy liberar las partculas virales.Los virus cubiertos maduran por un proceso de gemacin. Se insertan glucoprotenas de cubierta especficadel virus en las membranas celulares y, a continuacin, las nucleocpsides hacen gemacin a travs de lamembrana a nivel de estos sitios modificados y, al hacerlo as, adquieren su cubierta.Los virus cubiertos no son infecciosos hasta que han adquirido sus cubiertas.La maduracin viral es a veces un proceso ineficaz. Como resultado de los profundos efectos dainos de lareplicacin viral, se desarrollan por ltimo efectos citopticos celulares y la clula muere. Sin embargo, haycasos en que el virus no lesiona a la clula y se producen infecciones persistentes y prolongadas.12EVOLUCIONCuando se empieza a hablar de evolucin es importante tener en cuenta que este trmino se utiliza parareferirse al cambio en la composicin gentica de una poblacin de organismos. Esto puede ocurrir por lacombinacin de:Seleccin natural: si unos individuos con ciertos genes son ms capaces de producir descendientes mejoradaptados que aquellos que no los tienen, la frecuencia de estos genes aumentar. Es una forma simple deexpresar la seleccin natural segn Darwin en trminos de alteracin de los genes , aunque este no supieranada sobre su existencia. La seleccin natural surge de las diferentes formas de mortalidad y fecundacin. Ciertos genotipos tienen ms xito que otros a la hora de sobrevivir al final del periodo de reproduccin. Elimpacto que causa la seleccin de la muerte se puede observar en cualquier momento desde la formacin delun nuevo cigoto hasta el final del periodo de fertilidad del organismo. La seleccin de la mortalidad es otraforma simple de describir el criterio de Darwin: supervivencia.Ciertos fenotipos pueden contribuir de forma desproporcionada en el gen de la siguientegeneracin produciendo un nmero elevado de descendientes. Esta seleccin relacionada con la fecundacinesta otra manera de describir otro criterio de conveniencia descrito por Darwin: tamao de la descendencia.En cada uno de estos ejemplos de seleccin natural ciertos fenotipos son mejores que otros a la hora detransmitir sus genes a la siguiente generacin , por lo que son ms convenientes. Esto tiene comoconsecuencia el cambio gradual en las frecuencias del gen en la poblacin.Efecto fundador: si una poblacin empieza a partir de unos pocos individuos los cuales poseen un determinado alelo , este alelo se encontrar en la mayora de los descendientes.Impulso gentico: un alelo aumenta o disminuye en frecuencia simplemente por azar. No todos losindividuos de una poblacin tendrn descendencia y no todos los padres producirn el mismo nmero dedescendientes. De repente la poblacin entera puede convertirse homocigtica para un alelo y de la mismaforma, puede desaparecer. Probablemente el organismos ms simple que se conocen son los organismos monomoleculares que consistenen una simple molcula de ARN. Sus ancestros fueron un virus bacteriano llamado QB (beta). Como todos losvirus QB es un parsito que vive entrando y explotando los rganos infectados. La clula a la que infecta elQB es Escherichia coli , la bacteria intestinal humana comn que ha sido mundialmente usada parainvestigaciones en microbiologa y biologa molecular. Las infecciones con xito de una clula E.coli resultaen la lisis de sta y la liberacin de entre 5000 y 10000 partculas virales.Cada partcula viral contiene una molcula de ARN con un peso molecular de alrededor de 1.5 x 10^6 daltonso lo que es lo mismo unos 4500 nucletidos. El ARN es cubierto con una cubierta proteica que esta formadade 180 molculas de una coat protein con un peso molecular de 13700 daltons.13Con el estudio detallado del ARN QB descubrimos que contiene el mensaje para una proteina dereplicacin(replicasa)de unos 65,000 daltons lo que requiere una informacin de secuenciacin del 40 % de lalongitud de la molcula de ARN QB. Solo uno de los 4 pptidos que forman la replicasa sera sintetizado delmensaje QB. El pptido de la replicasa QB debe ser capaz de reconocer y unir los otros tres pptidos yhacerles ensamblarse a una enzima que lleva a cabo una reaccin , la replicacin del ARN que normalmenteno ocurre en la clula hospedada.Este proceso es una de las fases claves en lo que se refiere a evolucin ya que si hay algn error y se insertaun nucletido incorrecto en la molcula de ARN que se est sintetizando este error se denominar mutacinque ser replicada por la replicasa in futuras sntesis. La molcula no tendr ninguna copia de la secuenciacorrecta por lo que no se puede deshacer el error.Se han establecido algunas medidas de tasa de mutacin de replicacin para QB y se ha encontrado que hayalrededor de un error cada 10000 nucletidos incorporados. Se trata de una tasa mucho mas alta que la queencontramos en la replicacin del ADN ya que este tiene un sistema que revisa la secuencia y corrige suserrores. Una de las consecuencias que tiene esta alta tasa de mutacin es que es prcticamente imposibleencontrar un poblacin de ARN QB en la que todos sus molculas tengan secuencias idnticas. Habr unavariacin natural en la poblacin.Una forma que me parece interesante de exponer cmo se lleva a cabo la evolucin en la naturaleza son losexperimentos llevados a cabo por Sol Spiegelman en 1967 de la Universidad de Ilinois:Lo primero que hicieron fue aislar una gran cantidad de replicasa de bacteria infectada con QB. Prepararonuna serie de tubos en los que echaron replicasa , ATP , CTP , GTP y UTP (los 4 nucletidos necesarios parasu sntesis) y determinadas sales , pH etc y por ltimo un poco de ARN QB . A continuacin cogieron unamuestra del nuevo ARN sintetizado y lo utilizaron para infectar E.coli. Este crece y produce normal ,partculas de virus inefectivas. Haban creado un medio artificial para el crecimiento y replicacin del QB.Ms tarde , continuaron con otro experimento un poco ms elaborado. Prepararon una serie de 75 tubos con lapreparacin anterior . El primer tubo fue inoculado con algo de ARN QB y tras 20 minutos una muestra deste fue utilizado para inocular el segundo tubo , tras 20 minutos , una muestra del segundo tubo se utilizpara inocular el tercero y as sucesivamente. El periodo de crecimiento fue reducido a 10 minutos tras los 30primeros tubos y a 5 minutos tras 53.Despus de la quinta transferencia el ARN que haba sido sintetizado era incapaz de realizar una infeccin conxito.En el tubo 75 el ARN que haba sido sintetizado tena un peso molecular de 170000 daltons (500 nucletidos)o lo que es lo mismo 1/9 del ARN QB original. La tasa total de sntesis de ARN (nmero de nucletidosincorporados al ARN por unidad de tiempo) era 2,6 veces la tasas original en el primer tubo , por lo que latasa de generacin de nuevas molculas de ARN era ms de 20 veces la tasa original.La explicacin es que cuando estos organismos se encontraron en un nuevo medio que era diferente, muchoms simple que el medio en el que se encontraban dentro del la clula E.coli , hubo una adaptacin a estenuevo medio. En otras palabras, evolucin se llev acabo en un experimento de laboratorio. Este organismo seencontr en un medio mucho ms simple donde no era necesario ser capaz de replicarse. En este nuevo mediola supervivencia dependa de la habilidad para reproducirse rpidamente antes de la nueva transferencia. Laseleccin natural caus la evolucin de una poblacin de organismos que eran ms pequeos y ms rpidosreproducindose porque se haban deshecho de las partes de las molculas innecesarias. Los supervivientesfueron las molculas que contenan solo la secuencia de ARN que era esencial para una interaccin rpida yeficaz con la replicasa para hacer ms ARN.14Es importante notar que , aunque es una situacin muy artificial , la seleccin que estaba ocurriendo fueseleccin natural y no lo que es llamado seleccin artificial. Las molculas de ARN estn siendoseleccionadas por su habilidad para interaccionar con los componentes esenciales de su medio, en este caso ,con la replicasa.Variando las condiciones del experimento , diferentes resultados respecto a la evolucin pueden ser obtenidos:En vez de reducir el tiempo de crecimiento entre transferencias , el tamao del inculo (inoculum) fuereducido , lo que provoc la aislamiento de una deformacin de molculas de ARN que pudieronreproducirse incluso si una molcula de ARN era transferida a un nuevo tubo. Entonces es posiblecrear un clon de molculas de ARN casi idnticas. Reduciendo la cantidad de CTP en los tubos se produce una deformacin que es capaz de reproducirserpidamente pero tiene relativamente bajo contenido en citidina. Incluyendo un antibitico que interfiere con la replicacin , y resistencia del anticuerpo se produce denuevo una deformacin. Cada experimento con un medio diferente result en la evolucin de unas molculas de Arn especialmenteadaptadas a este medio. Todas tenan mas o menos el mismo tamao. Estudios ms avanzados descubrieronnuevos mtodos para generar ARN incluso ms pequeo con 200 nucletidos solamente.El proceso de evolucin que se lleva a cabo en este medio tan simple es exactamente anlogo a la evolucinen organismos mayores. Cada molcula de ARN juega una posicin anloga a esta de un organismo en unapoblacin de organismos mayores. Cada molcula de ARN es un organismo , un organismo monocelular.Comparten dos propiedades fundamentales con todas las criaturas que normalmente consideramosorganismos:En el medio al que se adaptan, pueden replicarse ellos mismo. Obtienen de su medio los materiales y laenerga libre necesaria para su replicacin. Hacen errores durante la replicacin (mutaciones) y estas mutaciones son heredadas. Estas dos condiciones son suficientes para que ocurra la seleccin natural , si alguna de estas mutacionesafecta la conveniencia del organismo, su habilidad para sobrevivir y replicarse. Esto no significanecesariamente que la poblacin evolucionar. Si el organismo en la poblacin ya est adaptado a un mediodeterminado , la seleccin natural actuara simplemente para eliminar mutaciones para que el estado deadaptacin se mantenga.COTROVERSIAAdaptacin no significa ms que el resultado de la seleccin natural. Esto ha causado mucha controversia,frecuentemente se argumenta que la idea entera de seleccin natural es solamente una razn circular (cclica)sin ningn sentido. Este sentimiento ha llevado a intentos de igualar la adaptacin a una propiedad ms de losorganismos. Quizs las ideas ms intrigantes has sido esas basadas en la idea de que el estado de mayoradaptacin debera ser definible en trminos termodinmicos. Un modelo termodinmico resulta una ideaatractiva ya que admite la idea que la directividad dada por la segunda ley de termodinmica puede serextendida a la evolucin biolgica. Ninguno de estos intentos ha tenido xito. Probablemente tenemos queaceptar el hecho de que la idea de seleccin natural no tiene un valor deductivo. No podemos utilizar laexistencia de la seleccin natural para predecir las caractersticas de los organismos que llegarn comoresultado de la evolucin por seleccin natural. Lo mejor que podemos hacer es mirar hacia la poblacin ,entender su funcionamiento y predecir que organismos individuales en la poblacin parecen ser los mejoradaptados al medio y por lo tanto , los que ms posibilidades tienen de sobrevivir en futuras generaciones.BIBLIOGRAFA15http://biblioteca.redescolar.ilce.edu.mx/html/ciente.htm http://www.cat.cc.md.us/courses/bio141/lecguide/unit2/viruses/rep.html http://web.uct.ac.za/depts/mmi/stannard/emimages.html http://www.bio.puc.cl/cursos/bio288/clase4.htm http://www.cnb.uam.es/~cnbprot/BOSS99/ http://danival.org/notasvir/virus/vir_160_virrepli.html http://www.noble.org/virusevolution/abstracts/LinChao.htm http://www.rkm.com.au/VIRUS/index.html http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/jairo/celular/cell2.htm http://www.biopsicologia.net/n3.php4 http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/P/Polymorphisms.html#GeneticDrift 816