Ciclo de replicación viral
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1 CICLO REPLICATIVO DE LOS VIRUS Extraído de “Principles of Molecular Virology” Alan J. Cann. – 2nd. Edition. Academic Press – 1997. Pedro E. Morán Agosto 2003 Los criterios utilizados para clasificar los virus han variado en la medida que ha cambiado nuestra percepción sobre ellos: Según las enfermedades: Muchas de las primeras civilizaciones, como las del antiguo Egipto y Grecia, sabían de los efectos patogénicos de diferentes virus. Desde esas épocas tenemos descripciones precisas y sorprendentes de enfermedades de humanos, animales y vegetales, aunque la naturaleza del agente responsable de esas calamidades aún no se conocía. El principal problema de establecer una clasificación de los virus sobre la base de esas descripciones, es que diferentes virus producen síntomas similares; por ejemplo, infecciones respiratorias con fiebre pueden ser causadas por diferentes virus. Según la morfología: En la medida que se perfeccionaron las técnicas de análisis y aumentó la lista de virus identificados, fue posible clasificar los virus en función de las características estructurales de la partícula viral, durante las décadas de 1930 a 1950. Si bien esto era un notable avance respecto a las bases de clasificación mencionadas en el punto anterior, aún quedaban dificultades para diferenciar entre virus que son morfológicamente similares pero causan diferentes cuadros clínicos -por ej. los picornavirus-. Durante esta época, la serología fue una importante herramienta para la clasificación viral, y la morfología de la partícula viral sigue siendo un elemento válido para dicha clasificación. Clasificación funcional: En los últimos años se ha puesto mayor énfasis en las estrategias de replicación de los virus . En este punto es importante considerar la composición y estructura del genoma de los virus y los condicionamientos que imponen sobre la replicación. Este enfoque se ha acelerado con el desarrollo de la biología molecular, debido a la importancia central que tiene el genoma viral en esta nueva tecnología. El análisis molecular de los genomas virales permite una identificación rápida e inequívoca de diferentes cepas, además de tener valor predictivo sobre las propiedades de nuevos virus que poseen estructuras genómicas conocidas. En un sentido teleológico, -asumiendo al virus como un organismo inanimado con un propósito consciente-, el objetivo básico de un virus es replicar su información genética. La naturaleza del genoma viral es por lo tanto relevante para determinar qué pasos son necesarios para lograr este objetivo. En realidad, hay una gran cantidad de variaciones que pueden ocurrir en estos procesos, aún en aquellos virus con estructuras genómicas similares. La 2 razón de esto se encuentra en la relación de la compartimentalización nuclear y citoplasmática de la célula eucariota, con la información genética y la capacidad bioquímica del genoma viral. El tipo de célula infectada por el virus tiene un efecto importante en el proceso de replicación. Para los virus con hospedadores eucariotes, el tema es generalmente complejo. Hay muchos ejemplos de virus animales que desarrollan diferentes ciclos replicativos en diferentes tipos celulares. Sin embargo, la capacidad de codificación de los genomas obliga a los virus a elegir una estrategia de replicación. Esta debería ser una que implique una gran seguridad -para el virussobre la célula hospedadora. En algunos casos puede tratarse de un genoma viral pequeño y con la necesidad de codificar sólo la información esencial para unas pocas proteínas, -por ej. los parvovirus-. Por el contrario, los virus con genomas más grandes y complejos –por ej. los poxviruscodifican la mayor parte de la información necesaria para la replicación; y el virus sólo obtiene de la célula la energía necesaria y el sistema de síntesis de macromoléculas, -ej. ribosomas-. Los virus con genoma de RNA, que poseen una RNA polimerasa asociada, no tienen necesidad aparente de ingresar al núcleo de la célula, aunque durante el ciclo de replicación algunos lo hacen, -ej. ortomixovirus, retrovirus etc.-. Los DNA virus replican en su mayoría en el núcleo celular; sin embargo algunos , como los poxvirus, han evolucionado hasta poseer la capacidad bioquímica suficiente como para poder replicar en el citoplasma, con mínimos requerimientos de las funciones celulares. CICLO DE REPLICACIÓN VIRAL A los fines prácticos de explicar un prototipo básico de ciclo replicativo, el ciclo de replicación viral puede ser dividido en 7 pasos. Cabe aclarar que estas divisiones son arbitarias. Este esquema de ciclo replicativo se refiere a virus que infectan mamíferos. Cualquiera sea la naturaleza del hospedador, -procariotes, invertebrados, aves o mamíferostodos los virus deben pasar de alguna forma cada uno de estos estadíos a fin de completar exitosamente sus ciclos de replicación. No todos los pasos que se describirán aquí pueden ser detectables como estadíos diferentes para todos los virus, a menudo parecen ocurrir en forma casi simultanea, como si fuesen un único evento. Alguno de estos estadíos han sido estudiados minuciosamente y se conoce gran cantidad de información sobre ellos; otros sin embargo continúan conservando cierto grado de misterio y en algunos casos están virtualmente sin resolver. Debido a que los pasos de la replicación viral que aquí se describen son arbitrarios, y dado que la replicación involucra un ciclo, se debe comenzar el tema en un punto determinado; por lo tanto podríamos considerar la interacción de un virus con la célula hospedadora como el punto inicial del ciclo. 3 1-UNIÓN VIRUS-CÉLULA Técnicamente, la unión de un virus a una célula consiste en una unión específica de una proteína viral de unión (antireceptor) a una molécula celular receptora (receptor). Actualmente se conocen muchos ejemplos de receptores virales: VIRUS RECEPTOR Virus de la inmunodeficiencia Antígeno de diferenciación Felina (Retrovirus) de leucocitos (CD9) Rotavirus porcino del grupo A Ácido siálico Coronavirus bovino Ácido siálico Virus rábico (Rabdovirus) Receptor de Acetilcolina Virus Visna (Retrovirus) Complejo mayor de histocompatibilidad I FUNCIÓN Receptor de señal Carbohidrato Carbohidrato Receptor de señal. molécula tipo inmunoglobulina. La moléculas receptoras sobre las superficies celulares pueden ser proteínas (generalmente glucoproteínas), o residuos de carbohidratos presentes en glucoproteínas o glucolípidos. Las proteínas generalmente presentan alta especificidad como receptores, mientras que los carbohidratos son menos específicos. Algunos virus complejos como los poxvirus y los herpesvirus utilizan más de un receptor, por lo tanto poseen vías alternativas para ingresar a una célula. Los virus de vegetales enfrentan un problema en especial para poder iniciar una infección; la superficie externa de las plantas está compuesta por capas protectoras de pectinas y resinas, además cada célula está rodeada por una gruesa pared de celulosa cubriendo la membrana citoplasmática. Hasta el momento no se conoce ningún virus de vegetales que utilice receptores específicos como los de los virus de mamíferos y bacterias; mas bien dependen de la presencia de una lesión en la pared celular para introducir directamente la partícula viral en la célula. Este hecho se logra por la presencia de vectores asociados a la transmisión del virus -por ej. los artrópodos- o simplemente por el daño mecánico en las células. Esta falta de receptores constituye un problema especial para los virus de plantas, dado que luego de la replicación inicial en una célula se les dificulta la diseminación de la nueva progenie viral en el resto de los tejidos del vegetal. Algunos de los ejemplos de interacción virus-receptor mejor conocidos son los de la familia Picornaviridae: la molécula receptora de uno de los picornavirus de humanos -género rhinovirus-, es la molécula de adhesión intercelular 1 -ICAM-1-, la función normal de esta molécula es unir las células a sustratos adyacentes. Estructuralmente la ICAM-1 es similar a una inmunoglobulina con dominios constantes y variables homólogos a los de los anticuerpos, y es considerada miembro de la superfamilia de las inmunoglobulinas. Para el género poliovirus, el receptor es una proteína integral de membrana, la que también es miembro de la familia de inmunoglobulinas, con un dominio variable y dos constantes. A diferencia del ICAM-1, la función de esta proteína aún es desconocida. 4 Dado que se ha podido conocer con alto grado de detalles la estructura de la cápside de un importante número de picornavirus, ha sido posible en los últimos años determinar los componentes virales responsables de la unión al receptor. En la superficie de cada cara triangular de la cápside icosahédrica –capsómero- hay una depresión -una especie de hoyo- denominada CAÑÓN, formada por los bordes de los monómeros VP1, VP2 y VP3, -proteínas características de los picornavirus-. Existen evidencias bioquímicas de drogas inhibidoras que tienen acción sobre esas depresiones y pueden bloquear la unión de los rhinovirus a las células, dado que la interacción entre la partícula viral y la molécula receptora ICAM-1 ocurre en estos CAÑONES. A diferencia de otras áreas de la superficie del virus, los residuos de aminoácidos que conforman la superficie interna del CAÑÓN, son relativamente invariables. Su función antigénica está protegida dado que las moléculas de anticuerpos son demasiado grandes como para poder ubicarse dentro del cañón. Este es un dato importante, ya que cualquier cambio estructural en esta región, aunque permita que el virus pueda evadir una respuesta inmune, produciría una alteración en el mecanismo de unión al receptor. En los poliovirus, en vez de un cañón hay una especie de canal que rodea el vértice de cada pentámero de la cápside. Las regiones -altamente variables- de la cápside, a las que se unen los anticuerpos están localizadas en las prominencias de cada lado del canal, que es demasiado estrecho como para permitir que los anticuerpos se unan a los residuos de aminoácidos localizados en la base.. Estos residuos –invariables- son los que interactúan con el receptor celular. Aún entre la familia Picornaviridae hay variaciones; aunque hay 90 serotipos de rhinovirus que utilizan el ICAM-1 como receptor, otros 10 serotipos utilizan proteínas relacionadas a receptores de lipoproteínas de baja densidad. Otros utilizan factores de adhesión vascular, o como en el caso del virus de la fiebre aftosa utilizan una molécula del tipo de las integrinas. Otro ejemplo de interacción virus-receptor es el del virus de la influenza -virus de la gripe , familia Ortomixoviridae-. La hemaglutinina es una de las proteínas presentes en las espículas de la superficie viral, -la otra proteína es la neuraminidasa-. La hemaglutinina es la responsable de la unión del virus al receptor, ácido siálico, -ácido Nacetil neuramínico- que está presente en una gran cantidad de moléculas glucosiladas. Debido a esto, hay poca especificidad de unión virus-célula, por lo tanto los virus de la influenza pueden unirse a una amplia variedad de tipos celulares -por ejemplo causan aglutinación de glóbulos rojos-, además de unirse a aquellas células en las que causan infección productiva. La neuraminidasa de los ortomixovirus y de los paramixovirus presenta otra característica en esta etapa del ciclo de replicación: en la mayoría de los casos la unión a los receptores celulares es un proceso reversible; si no se produce la penetración del virus a la célula, el virus puede desprenderse de la superficie celular. Algunos virus tienen mecanismos de separación específicos, y la proteína neuraminidasa es uno de estos. La neuraminidasa es una esterasa que cliva –corta- el ácido siálico en cadenas de azúcares. Esto es importante particularmente para el virus de la influenza. Dado que la molécula receptora -ácido siálico- está ampliamente distribuida, el virus tiende a unirse inespecíficamente a una gran variedad de células y a restos celulares. Sin embargo, el desprendimiento de la superficie celular después de haberse unido al receptor, generalmente conduce a cambios en el 5 virus -por ej. pérdida o alteraciones de las proteínas virales de unión-, lo que produce una disminución o pérdida de las posibilidades de subsecuentes uniones a otras células. Así, en el caso del virus de la influenza, el clivage del ácido siálico por la neuraminidasa deja residuos unidos al sitio activo de la hemaglutinina, impidiendo que la molécula se una a otro receptor. En la mayoría de los casos, la presencia -o ausencia- de receptores en la superficie de la célula determina el TROPISMO de un virus, vale decir en que tipo de célula hospedadora es capaz de replicar. Este paso inicial de la replicación -la interacción entre el virus y la célula hospedadora- tiene una gran influencia en la patogénesis del virus y en determinar el curso de una infección viral. En algunos casos se requiere la interacción con más de una proteína para que la partícula viral pueda ingresar a la célula. Un ejemplo de esto es el proceso mediante el cual los adenovirus ingresan a la célula. La acción inicial es la unión de la proteína presente en las fibras del virus a una proteína -no identificada- en la superficie celular. Sin embargo esto no es suficiente, para la entrada del virus se requiere un paso más que consiste en la unión de la proteína viral –pentona- a una vitronectina; esta proteína no es un receptor para los adenovirus, sino que es un factor complementario que se requiere para la penetración viral. En algunos casos, la unión a receptores específicos puede ser reemplazada por interacciones no específicas o inapropiadas entre la partícula viral y la célula. Es posible que la partícula viral pueda ingresar “accidentalmente” a la célula mediante procesos como la pinocitosis o fagocitosis . Sin embargo sin la presencia de alguna forma de interacción física que mantenga al virus en estrecho contacto con la superficie celular, la frecuencia con la que ocurre este hecho accidental es muy baja. También puede ocurrir que algunas partículas virales, cubiertas con anticuerpos, se unan a moléculas receptoras para el Fc dispuestas sobre la superficie de monocitos y otras células sanguíneas, y de esta forma ingresan a la célula. Este fenómeno se ha observado en algunos casos donde la presencia de anticuerpos anti-virales ha dado como resultado una potenciación en el mecanismo del ingreso de las partículas virales a la célula y un incremento en la patogenicidad, en vez de producir la neutralización viral como cabría esperar. 2-INGRESO A LA CÉLULA La penetración a la célula blanco ocurre normalmente en un tiempo muy breve luego de la unión del virus al receptor en la superficie celular. A diferencia del proceso anterior, el ingreso a la célula es generalmente un proceso dependiente de energía, esto significa que la célula debe estar metabolicamente activa . En este paso hay tres mecanismos involucrados: 1) TRANSLOCACIÓN: La partícula viral atraviesa la membrana citoplasmática. Este proceso es poco frecuente en los virus y no está completamente entendido. Puede estar 6 mediado por proteínas de la cápside viral y receptores específicos de membrana. 2) ENDOCITOSIS: El virus ingresa en vacuolas intracelulares. Este es probablemente el mecanismo de ingreso más común en los virus. No se necesita de la presencia de proteínas virales específicas -excepto de aquellas involucradas en la unión al receptorpero si es necesaria la formación de vesículas endocíticas en la membrana celular y la posterior internalización de estas. Este mecanismo involucra un cambio de pH en el endosoma para liberar posteriormente el genoma del virus dentro del citoplasma. 3) FUSIÓN: Sólo ocurre con los virus envueltos. En este proceso ocurre una fusión de la envoltura viral con la membrana celular, ya sea directamente en la superficie celular o en una vesícula citoplasmática luego de la endocitosis. La fusión requiere de la presencia de una proteína de fusión específica en la envoltura del virus -por ejemplo la hemaglutinina en el virus de la influenza o las glucoproteínas de transmembrana en los retrovirus-. Estas proteínas promueven la unión de las membranas del virus y de la célula, esto resulta en la liberación de la nucleocápside directamente en el citoplasma. Este proceso no es dependiente pH. El proceso de endocitosis es casi universal en las células animales; se forman vesículas en la membrana plasmática, las que posteriormente son englobadas e internalizadas al citoplasma. La vida media de estas vesículas es muy breve, en pocos segundos la mayoría se fusionan con endosomas liberando su contenido en esas vesículas más grandes. Hasta este momento cualquier virus contenido en estas estructuras, aún está separado del citoplasma por una bicapa lipídica , por lo tanto no se puede decir estrictamente que ha ingresado en la célula. Posteriormente, los endosomas se fusionan con los lisosomas, el ambiente interno se vuelve progresivamente más hostil, se acidifica en la medida que el pH desciende y aumenta la concentración de enzimas degradativas . Esto significa que el virus debe liberarse de la vesícula e ingresar al citoplasma antes de ser degradado. Hay una serie de mecanismos por los cuales esto ocurre, incluyendo la fusión de membranas. La liberación de la partícula viral desde el endosoma y su pasaje al citoplasma están conectados estrechamente -y a menudo imposible de separar- del proceso de liberación de las estructuras, liberación del genoma -. 3-PÉRDIDA DE ENVOLTURAS (LIBERACIÓN DEL GENOMA) En este paso la cápside es parcial o totalmente removida dejando expuesto el genoma viral, generalmente en forma de complejo nucleoproteico. Este paso es uno de los estadíos de la replicación viral que menos ha sido investigado hasta el momento, por lo tanto la información disponible es relativamente escasa. La remoción de la envoltura viral que ocurre durante la fusión de las membranas, forma parte de este proceso de liberación del genoma. La fusión entre las envolturas virales y las membranas endosómicas se produce por la acción de proteínas virales de fusión. 7 Estas generalmente son activadas por la aparición de un dominio de fusión -oculto hasta ese momento- como consecuencia de cambios conformacionales en la proteína, inducidos por el descenso del pH en la vesícula. El proceso inicial de pérdida de envolturas puede ocurrir dentro del endosoma -producido por el cambio del pH- o directamente en el citoplasma. Ciertos productos químicos, como monesina, nigericina o cationes como cloroquina y amonio pueden utilizarse para bloquear la acidificación de las vesículas, por lo tanto interfieren en el paso de liberación del genoma, cuando dicho proceso se produce dentro del endosoma. La endocitosis puede resultar un proceso peligroso para los virus, pues si permanecen demasiado tiempo dentro de la vesícula pueden ser dañados en forma irreversible por la acidificación o por las enzimas lisosómicas. Algunos virus pueden controlar este proceso, por ejemplo la proteína M2 del virus de la influenza es un canal de membrana, que permite la entradas de iones hidrógeno en la nucleocápside, facilitando la pérdida de las envolturas. Esta proteína M2 es multifuncional y cumple también un rol en la maduración del virus. El resultado de la pérdida de las envolturas depende de la estructura y la composición química de la nucleocápside; estos dos factores determinan el siguiente paso del ciclo de replicación. En las cápsides de herpesvirus y adenovirus se producen cambios estructurales luego de la penetración a la célula, de todos modos permanecen intactas durante un largo período. Estas cápsides contienen secuencias que inducen la unión al citoesqueleto, y ésta interacción permite el transporte de la cápside completa hasta el núcleo de la célula. La pérdida de envolturas se produce en los poros de la membrana nuclear, de esta manera la nucleocápside ingresa al núcleo. En los reovirus y poxvirus no ocurre una pérdida de envolturas completa, y muchas de las reacciones de replicación del genoma son catalizadas por enzimas codificadas por el virus, dentro de partículas citoplasmáticas. 4-REPLICACIÓN DEL GENOMA Y EXPRESIÓN GENÉTICA La estrategia de replicación de un virus depende de la naturaleza de su material genético. En este aspecto los virus pueden ser divididos en siete grupos -clasificación de Baltimore –1971-. El control de la expresión génica determina el desarrollo del curso de una infección viral (aguda, crónica, persistente o latente). VIRUS DE CLASE I Virus de DNA de doble cadena. Esta clase puede subdividirse en dos grupos: a) Replicación exclusivamente nuclear. La replicación de estos virus es dependiente en gran medida de factores celulares. -Flias. Herpesviridae, Adenoviridae, Poliomaviridae, Papilomaviridaeb) Replicación citoplasmática. Estos virus han evolucionado y adquirido los factores necesarios para la transcripción y replicación de sus genomas; poseen una RNA polimerasa DNA dependiente asociada al virión, por lo tanto son bastante independientes de la maquinaria celular. -Flias. Poxviridae y Asfarviridae- 8 VIRUS DE CLASE II Virus de DNA de cadena simple. La replicación ocurre en el núcleo, involucra la formación de una doble cadena de DNA intermediaria, que sirve como templado (molde) para la síntesis del nuevo DNA de cadena simple. -Flias. Parvoviridae y Circoviridae- VIRUS DE CLASE III Virus de RNA de cadena doble. Estos virus tienen genoma segmentado, cada segmento es transcripto por separado para producir mRNAs monocistrónicos individuales. -Flias. Reoviridae y Birnaviridae- VIRUS DE CLASE IV Virus de RNA simple de sentido positivo. Estos virus pueden dividirse en dos grupos: a) Orden nidovirales: Producen mRNAs monocistrónicos subgenómicos, unidos en su extremo 3’ -Flias. Coronaviridae y Arteriviridaeb) Virus con mRNAs policistrónicos : El genoma (RNA +) forma el mRNA, el cual es traducido luego de la infección, resultando en la síntesis de una poliproteína, la que es posteriormente clivada para formar las proteínas maduras. Algunas delas familias producen mRNA subgenómicos. -Flias. Picornaviridae, Caliciviridae, Flaviviridae, Togaviridae y Astroviridae- VIRUS DE CLASE V Virus de RNA simple negativo. Los genomas de estos virus pueden dividirse en dos grupos: a) Genomas segmentados : El primer paso en la replicación es la transcripción del genoma (RNA-) por acción de la RNA polimerasa RNA dependiente, asociada al virión; esta enzima produce un mRNA monocistrónico, que sirve como molde para la replicación del genoma. Algunos de estos virus poseen un RNA ambisentido. -Flias. Ortomixoviridae, Bunyaviridae y Arenaviridaeb) Genoma no segmentado -Orden mononegavirales- . La transcripción se realiza como en el caso anterior, la RNA polimerasa viral produce un mRNA monocistrónico de la misma longitud del genoma viral. -Flias. Paramixoviridae, Rabdoviridae, Filoviridae y Bornaviridae- VIRUS DE CLASE VI Virus de RNA simple positivo diploide con una forma DNA intermediaria. No puede actuar directamente como mRNA, sino que sirve como molde para la síntesis de DNA por acción de la enzima viral Transcriptasa reversa. -Flia. Retroviridae- 9 VIRUS DE CLASE VII Virus de DNA doble cadena, circular e incompleto con una forma RNA intermediaria. Estos virus también utilizan la Transcriptasa reversa, pero a diferencia de los anteriores esta transcripción ocurre en la partícula viral durante la maduración. Cuando infectan una célula la primera acción es completar la cadena de DNA incompleta, luego se produce la transcripción. -Flía. Hepadnaviridae- 5-ENSAMBLE Este paso consta de la unión de todos los componentes necesarios para la formación de la estructura básica de la partícula viral en un determinado sitio de la célula. El sitio del ensamble depende del lugar de replicación del virus y del mecanismo por el cual el virus es liberado de la célula, estos eventos varían para los diferentes virus. Por ejemplo, los picornavirus, poxvirus y reovirus se ensamblan en el citoplasma, mientras que los adenovirus, herpesvirus y parvovirus lo hacen en el núcleo. Al igual que con los primeros estadíos de la replicación, no siempre es posible identificar el ensamble, la maduración y liberación de los virus como fases distintas y absolutamente delimitadas. El sitio del ensamble tiene una gran influencia sobre todos esos procesos. En la mayoría de los casos, las membranas celulares son utilizadas como lugar de anclaje de las proteínas virales, y esto es lo que inicia el proceso de ensamble. Aparentemente cuando los niveles intracelulares de proteínas virales y moléculas de genomas llegan a un punto crítico de concentración, se dispara -por un mecanismo no muy bien conocido- el proceso de ensamble. Muchos virus producen altos niveles de concentración de componentes estructurales dentro de compartimentos subcelulares, estos se conocen como CUERPOS DE INCLUSIÓN. Estos cuerpos de inclusión son una característica común de los últimos estadíos de la infección celular. El tamaño y ubicación de estas inclusiones en las células infectadas, -visibles con microscopio óptico- son generalmente características de algunos virus en particular: por ejemplo la infección con el virus de la rabia resulta en la formación de grandes inclusiones citoplasmáticas -perinucleares-, denominadas Corpúsculos de Negri. La concentración de componentes de la estructura viral en un sitio determinado puede ser potenciada por la interacción de proteínas asociadas a membranas. Este mecanismo es particularmente importante en el caso de los virus envueltos, que son liberados de la célula por GEMACIÓN. En algunos casos la formación de la partícula viral puede ser un proceso relativamente simple, dirigido sólo por la interacción entre las subunidades estructurales de la cápside y controlado por las reglas de la simetría. Otras veces, el ensamble resulta un proceso complejo, de varios pasos, que involucra proteínas estructurales del virus y otras proteínas, celulares y codificadas por el virus, que actúan como molde para guiar el ensamble del virión. La encapsidación del genoma viral puede ocurrir en los primeros pasos del ensamble -por ej. los virus con simetría helicoidal ensamblan su cápside alrededor del genoma-, o en los últimos estadíos cuando el genoma es “empaquetado” dentro de una “caparazón” proteica casi completa. 10 6- MADURACIÓN Este es el estadío del ciclo replicativo en el cual el virus se hace infeccioso. La maduración generalmente incluye cambios estructurales en la partícula viral, estos cambios pueden ser el resultado de cortes específicos de proteínas de la cápside para formar productos maduros, o de cambios conformacionales en las proteínas durante el ensamble. Estos eventos conducen frecuentemente a cambios estructurales sustanciales en la cápside, por ej. las diferencias de antigenicidad entre la partícula viral incompleta y la madura. Las proteasas virales frecuentemente están involucradas en la maduración, aunque en algunos casos pueden actuar enzimas celulares o una mezcla de enzimas celulares y virales. Ciertamente hay un cierto riesgo en la participación de enzimas proteolíticas celulares en este proceso, dado que la falta de especificidad sobre el sustrato podría ocasionar fácilmente la completa degradación de las proteínas de la cápside. Sin embargo las proteasas codificadas por el virus, en general son altamente específicas para determinadas secuencias de aminoácidos y estructuras; frecuentemente sólo cortan una unión peptídica en particular en una estructura proteica grande y compleja como la cápside. Además, en cierta forma son controladas al ser empaquetadas dentro de la partícula viral durante el ensamble y sólo se activan cuando toman contacto con las secuencias específicas para la conformación de la cápside, por ejemplo al localizarse en un sitio hidrofóbico o por cambios de pH o concentración de determinados iones dentro de la cápside. Las proteasas de los retrovirus son un buen ejemplo de enzimas involucradas en la maduración, que están bajo este tipo de control. El core de los retrovirus está compuesto por proteínas codificadas por el gen gag y la proteasa es empaquetada en el core antes de la liberación de la célula por gemación. En algún momento del proceso de gemación, la proteasa corta los precursores de la proteína gag en productos maduros -proteínas de la càpside, nucleocàpside y matriz de la partícula viral madura-. Para algunos virus el ensamble y la maduración ocurren dentro de la célula y son procesos inseparables, mientras que para otros la maduración puede ocurrir sólo después de la liberación de la partícula viral. De todos modos, y en cualquiera de los casos, el proceso de maduración prepara al virus para la infección de nuevas células. 7-LIBERACIÓN Los virus en general pueden liberarse de la célula mediante dos tipos de mecanismos: lisis y gemación. Para los virus líticos -la mayoría de los virus desnudos-, la liberación es un proceso simple: la célula infectada se rompe y libera las partículas virales. En el caso de los virus que se liberan por gemación, estos adquieren su envoltura lipídica y las proteínas asociadas en el momento en que pasan a través de la membrana plasmática o de vesículas intracelulares. La liberación de los virus por esta vía puede resultar altamente perjudicial para la célula -por ej.en el caso de paramixovirus, rabdovirus, togavirus- o no -por ej. retrovirus-; de todos modos en cualquiera de los casos el proceso es controlado por el virus: la interacción física de las proteínas 11 de la cápside sobre la superficie interna de la membrana celular fuerza a la partícula viral a pasar a través de dicha membrana. El ensamble, la maduración y liberación son generalmente procesos simultáneos en los virus que se liberan por gemación. El tipo de membrana a través de la cual geman los virus depende del tipo de virus, por ej. puede ser a través de la membrana celular como en el caso de los retrovirus y togavirus, a través de la membrana citoplasmática -ortomixovirus, coronavirus, bunyavirus, rabdovirus, hepadnavirus- o a través de la membrana nuclear como en los herpesvirus. En resumen, la replicación de los virus implica tres procesos básicos: a) El inicio de la infección. b) La replicación y expresión del genoma. c) La liberación del virión maduro desde la célula infectada. El estudio en detalle de cada uno de estos procesos, muestra que existen muchas diferencias entre los ciclos replicativos de los diferentes virus. Estas diferencias están determinadas por la biología de la célula hospedadora y la naturaleza del genoma viral. De todos modos, a los fines prácticos de estudiar el proceso de replicación viral, es posible hacerlo desde una visión general tomando como esquema los tres procesos básicos mencionados, que en una u otra forma son cumplidos por todos los tipos de virus.
