Origen y evolución de los virus
Al estudiar el origen de los virus, hay que considerar previamente que los virus son agentes infecciosos acelulares que infectan células y producen viriones para difundir genes entre sus huéspedes; por lo que en su origen se debe considerar la interacción entre el virus y su huésped. Igualmente destaca que la mayoría de las proteínas virales no tienen homólogos en las células modernas, en contradicción con la visión tradicional de los virus como los «ladrones de genes celulares». Esto sugiere que los genes virales básicamente tienen su origen durante la multiplicación de los genomas virales, o provendrían de linajes celulares ahora extintos (ya que algunas proteínas virales específicas están presentes en virus que infectan a los miembros de los tres dominios de la vida, lo que sugiere que los virus son en realidad muy antiguos en la historia de la vida). En particular, los análisis estructurales de proteínas de la cápside han revelado que al menos dos tipos de viriones se habrían originado de manera independiente antes que LUCA (el Último antepasado común universal de la vida celular). Aunque recientemente se han propuesto varias hipótesis para explicar el origen de los virus, sigue sin explicarse completamente la aparición de viriones como mecanismo específico para la difusión de genes.
El autoensamblaje de los virus dentro de las células igualmente tiene implicaciones para el estudio del origen de la vida, pues refuerza las hipótesis de que la vida podría haber comenzado en forma de moléculas orgánicas autoensamblantes,
Los avances en la caracterización de los virus a nivel molecular sugieren que los virus coevolucionan con sus organismos huéspedes, debido a que los virus son parásitos intracelulares extremos y, por lo tanto, requieren de la supervivencia del huésped para poder asegurar su propia supervivencia. (Es interesante notar en este punto que cuando un virus se multiplica en su huésped natural, tiende a no causar una enfermedad en él, o causa una enfermedad leve y limitada en la mayoría de los casos. Varios de los virus conocidos producen enfermedades graves solo cuando infectan organismos diferentes de sus huéspedes naturales. Lo anterior sugiere que buena parte de los virus asociados con la producción de enfermedades son virus que están en proceso de adaptación a un nuevo tipo de huésped y que, una vez lograda esta, la estrategia del virus consistirá en perpetuarse y propagarse sin afectar al organismo huésped).
Se pueden hallar virus dondequiera que haya organismos vivos, y probablemente existan desde la aparición de las primeras células. Pero, puesto que no fosilizan, no tenemos certeza de ello, de ahí que se puedan considerar especulaciones lo que se hace en disciplinas como la paleovirología. A este fin se utilizan diferentes técnicas y ensayos de biología molecular. Estas técnicas dependen de la disponibilidad de ADN o ARN vírico antiguo, pero desgraciadamente la mayoría de los virus que se han preservado y almacenado en laboratorios tienen menos de 90 años.
No obstante, existen los elementos virales endógenos que son secuencias virales integradas al genoma de las células que pueden interpretarse como «fósiles virales». Los virus retrotranscritos y la mayoría de los virus de ADN tienen una enzima llamada integrasa que les permite integrar sus ácidos nucleicos en el genoma de las células huéspedes y que posteriormente estos se conviertan en transposones. Ejemplos son los retrovirus endógenos que se derivaron de infecciones virales que atacaron a los primeros mamíferos con antigüedades de más de 180 millones de años y están asociados a la formación de la placenta en los placentarios. Otro ejemplo son los provirus que son secuencias virales que pueden encontrarse en cualquier organismo celular. Estudios de elementos virales endógenos en insectos sugieren que los virus ya infectaban a los insectos hace más de 300 millones de años. También la superfamilia de transposones de ADN eucariotas polintones, los plásmidos mitocondriales (plásmidos inactivos que se encuentran en las mitocondrias), los plásmidos de levaduras (citoplasmáticos) pudieron haberse originado de infecciones virales que atacaron a los antepasados de los eucariotas y por tanto podrían considerarse como fósiles virales. Estas secuencias pueden tener más de 2000 millones de años de acuerdo con la estimación de la eucariogénesis. Otro ejemplo de elementos virales endógenos son los retrotransposones LTR de las familias Bel, Ty1-copia y Ty2-copia que se originaron de infecciones causadas por los virus retrotranscritos.
Hipótesis sobre el origen de los virus
Existen tres hipótesis clásicas sobre el origen de los virus:
- Hipótesis de la reducción (también conocida como «hipótesis de la degeneración» o «hipótesis del reduccionismo»): es posible que los virus fueran, al principio, pequeñas células que parasitaban a otras más grandes. A lo largo del tiempo, estos precursores de los virus fueron perdiendo los genes que no necesitaban a causa de su parasitismo. Las bacterias Rickettsia y Chlamydia son células vivientes que, como los virus, solo pueden reproducirse dentro de células huésped. El ejemplo de estas bacterias parece apoyar esta hipótesis, pues es probable que su dependencia del parasitismo haya causado la pérdida de los genes que les permitían sobrevivir fuera de una célula.
- Hipótesis del escape (también llamada «hipótesis del nomadismo», «hipótesis del vagabundeo» o «hipótesis del origen molecular-celular»): los virus podrían haber evolucionado a partir de fragmentos de ADN o ARN que «escaparon» de los genes de sus huéspedes u organismos estrechamente emparentados. El material genético fugitivo podría haber provenido de transposones o retrotransposones (fragmentos de ADN que pueden moverse entre las células). Estos son moléculas de ADN que se multiplican y se mueven a diferentes posiciones en el interior de los genes de la célula. Antiguamente llamados «genes saltarines», son ejemplos de elementos genéticos móviles y podrían ser el origen de algunos virus. Los transposones fueron descubiertos en 1950 por Barbara McClintock a partir de sus estudios en maíz.
- Hipótesis del virus primero (también llamada «hipótesis virocetrica», «hipótesis de la coevolución»): los virus podrían haber aparecido antes que las células en la Tierra formándose a partir de complejas moléculas de proteínas y ácidos nucleicos, y habrían sido dependientes de la vida celular durante muchos millones de años. En la actualidad existen otros seres biológicos similares a los virus que pueden representar estados evolutivos intermedios. Por una parte, los viroides; son moléculas de ARN que no se clasifican como virus porque carecen de envoltura proteica. Se les llama también agentes subvíricos. Los viroides son importantes patógenos de las plantas. No codifican proteínas, pero interactúan con la célula huésped y la utilizan para multiplicarse y producir sus proteínas. El virus de la hepatitis D de los humanos tiene un genoma de ARN similar al de los viroides, pero su envoltorio proteico deriva del virus de la hepatitis B y no puede producir uno propio. Por lo tanto, es un virus defectuoso que no puede multiplicarse sin la ayuda del virus de la hepatitis B. Se aprovecha, por así decirlo, de otro tipo de virus. Es similar el caso de los virus satélite, los cuales infectan a células que están ya parasitadas por otro virus, el cual se convierte en su «ayudante» (helper). Un ejemplo es el virófago sputnik, dependiente del mimivirus (un virus muy grande), el cual infecta al protozoo Acanthamoeba castellanii. Los plásmidos compuestos por moléculas de ADN circular son entidades acelulares similares a los virus que se replican y evolucionan, pero a diferencia de los virus y los otros agentes mencionados que son patógenos, los plásmidos no son infecciosos y no forman parte del genoma del huésped. Se replican independientemente del genoma y se transmiten entre huéspedes. Los plásmidos están presentes en las bacterias, arqueas y levaduras y pueden hacer que las bacterias se vuelvan resistentes a los antibióticos o que se vuelvan patógenas.
Ninguna de estas hipótesis se consideraba plenamente aceptada, por ejemplo la hipótesis de la reducción no explicaba por qué los virus no se parecen en nada a los parásitos celulares, la hipótesis del escape no explica el origen de las cápsides y las envolturas víricas y la hipótesis del virus primero no explica por qué los virus dependen de un huésped celular para su replicación. Un factor que impide identificar a los antepasados virales es la transferencia horizontal de genes, porque los virus y los organismos celulares pudieron intercambiar genes durante la evolución. Según las investigaciones científicas la hipótesis más plausible para el origen de los virus es un híbrido entre la hipótesis del virus primero y el escape.
Fuente: Wikipedia