La replicación viral es un proceso complejo que sigue pasos básicos como el anclaje, penetración, descapsidación, síntesis de proteínas, replicación del genoma, ensamblaje y liberación. Los virus de ADN generalmente se replican en el núcleo usando enzimas de la célula o propias, mientras que los virus de ARN se replican en el citoplasma. La replicación de ADN es semiconservativa y la de ARN usa un intermediario. Los virus completan su ensamblaje y son liberados a través de la lis

1. REPLICACIÓN Y GENÉTICA VIRAL
D.J. Wise1
and G.R. Carter2
1
Department of Biology, Concord University, Athens, West Virginia, USA.2
Virginia-
Maryland Regional College of Veterinary Medicine, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia,
USA.
Replicación viral
La replicación viral es un proceso muy complejo y variado. La mecánica de la replicación
depende fundamentalmente del tipo de ácido nucleico y de organización genética de cada
virus en particular. A pesar de la variación que existe en las estrategias de replicación,
hay concordancia en varios pasos de la réplica viral. Todos los esquemas de replicación
contienen los siguientes pasos básicos: anclaje, penetración, descapsidación o
desnudamiento (si es necesario), síntesis de proteínas (o expresión genética), replicación
del genoma, ensamblaje (morfogénesis), y liberación.
El anclaje depende de la interacción física entre el virion y la superficie de la célula
hospedera /blanco. Típicamente esta interacción es de tipo receptor-ligando, lo
que determina especificidad de especie o especificidad de tipo celular. Sin el
anclaje la infección viral no puede ocurrir, sin embargo no todos los anclajes
resultan en infección productiva. En otras palabras, el anclaje es necesario pero no
asegura que la replicación va a continuar.
La penetración se refiere a la introducción del ácido nucleico viral dentro de la
célula, a la internalización de la nucleocápside vía endocitosis mediada por
receptores, o a la fusión de la envoltura viral con la membrana plasmática. Como
resultado inmediato, el ácido nucleico (viral) se localiza ya sea en el citosol o
dentro de una vesícula de endocitosis.
La descapsidación o desnudamiento del ácido nucleico de la nucleocápside puede
requerir la participación de proteínas hospederas u otros factores. La
descapsidación es un prerrequisito para la expresión del genoma viral. Después
de la descapsidación, el ácido nucleico viral puede seguir alguna de dos
alternativas: continuar hacia el ciclo de replicación o que una copia de éste se
integre al genoma de la célula hospedera y permanezca quiescente hasta que sea
activado (retrovirus).
En la síntesis de proteínas (expresión genética) se produce ARN mensajero
(ARNm) y éste es traducido a proteínas virales. Independientemente de si el virus
tiene genoma de ADN o de ARN, si es de una sola o de doble cadena,
segmentado o monopartita, el genoma tiene que producir ARNm que puedan ser
reconocidos y traducidos por la maquinaria de la célula hospedera.
Tal como será descrito para cada uno de los grupos virales, hay un mecanismo
único a través del cual la maquinaria de la célula hospedera llega a dedicarse
principalmente a la síntesis de productos virales, y no de productos celulares.
Replicación del genoma: El mecanismo de replicación genómica varía de acuerdo
al tipo de ácido nucleico, su estructura y topología. Para los virus más simples este
proceso lo realizan las enzimas de la célula hospedera; sin embargo la mayoría de
los virus codifican sus propias enzimas de replicación.
La maduración es el ensamblaje de partículas virales completas. La maduración
de virus desnudos es principalmente el ensamblaje del genoma + proteínas de la

2. cápside para formar la nucleocápside. Esto ocurre espontáneamente a través de
interacciones proteína-proteína y proteína-ácido nucleico. En la maduración de los
viriones envueltos, la nucleocápside adquiere una envoltura externa formada por
membranas de la célula hospedera (membrana nuclear, de aparato de Golgi, de
retículo endoplásmico o de membrana plasmática), la cual contiene una bicapa
lipídica de origen celular con proteínas codificadas por el virus. La membrana es
adquirida a través de un proceso conocido como protrusión de yemas.
Liberación de los viriones. En el caso de los virus desnudos o sin envoltura, son
liberados miles de viriones progenie a través de la muerte y la lisis celular. En el
caso de los virus envueltos los viriones progenie son liberados por protrusión de
yemas hacia el exterior de la célula. Este proceso no necesariamente provoca la
muerte celular, aunque algunos virus envueltos también pueden ser liberados a
través de lisis celular.
Replicación de virus de ADN
En general, los virus de ADN se replican dentro del núcleo. Son excepciones los
virus de la viruela y los iridovirus (virus de insectos y de peces), que usan
"fábricas" citoplásmicas.
Aquellos virus de ADN que se multiplican dentro del núcleo utilizan la polimerasa
ARN dependiente de ADN del hospedero para la transcripción. La mayoría de los
virus de viruela y de los iridovirus tienen transcriptasas codificadas por el virion
que les permite replicarse en el citoplasma.
La replicación del ADN viral es semiconservativa y simétrica, con replicación de
ambas cadenas. En los virus con ADN de doble cadena (ADNds) como los
adenovirus, la replicación de ambas cadenas hijas no necesariamente sigue el
mismo mecanismo.
Las polimerasas del hospedero pueden estar involucradas en la replicación de
genomas de tamaño pequeño a moderado (papilomavirus, poliomavirus), mientras
que los virus con genomas grandes generalmente codifican para sus propias
polimerasas (adenovirus, herpesvirus y virus de viruela).
La maduración de los virus de ADN, con excepción de los virus de viruela e
iridovirus, ocurre en el núcleo.
Las proteínas estructurales son transportadas desde el citoplasma hasta el núcleo,
donde interactúan unas con otras y con el genoma viral, ensamblando la cápside
que rodea al ácido nucleico.
Los virus envueltos completan su maduración por protrusión de yemas a través de
la membrana nuclear (iridovirus) o de la membrana plasmática.
Replicación de virus ADN de doble cadena
Estos incluyen las siguientes familias virales asociadas con animales: Asfarviridae,
Poxviridae, Iridoviridae, Herpesviridae, Poliomaviridae, Papillomaviridae, y la Adenoviridae
(Figure 3.1).
El tamaño de los genomas varía desde 5 - 8 kb (Polyomaviridae) hasta más de
300 kb ( Poxviridae e Iridoviridae).
En general la replicación se lleva a cabo en el núcleo por enzimas del hospedero
(para virus pequeños como polioma y papilomavirus) o por replicasas codificadas
por el virus (adenovirus, herpesvirus). La replicación de virus de viruela y de

3. algunos iridovirus se lleva a cabo en el citoplasma, provocando la formación de
cuerpos de inclusión que contienen las enzimas necesarias de origen viral
asociadas con la replicación, como las polimerasas de ADN dependientes de ADN
viral.
El ADN de cadena doble (ADNds) puede estar en forma circular, lineal, permutada
circularmente o lineal con extremos cerrados covalentemente.
Los genomas circulares pequeños se replican bidireccionalmente de manera
similar a los plásmidos. Se postula que la replicación del ADN de los poliomavirus
(cerrado, circular y de doble cadena) se lleva a cabo mediante un "mecanismo de
manivela" que incluye endonucleasa y ligasa. La endonucleasa "corta" una
cadena, permitiendo que se replique una región pequeña, y luego el corte es
reparado por una ligasa.
Figura 3-1. Esquema general de la replicación de virus de ADN de cadena doble. Para ver
una magnificación oprima la figura
Replicación de virus ARN
La replicación de la mayoría de los virus ARN ocurre estrictamente en el
citoplasma de las células y es independiente de la maquinaria nuclear. Son
excepciones los ortomixovirus (bunyavirus), que requieren factores de
transcripción de ADN del hospedero; y los retrovirus, que se replican vía un
intermediario de ADN.
El anclaje es una interacción electrostática entre los viriones y los receptores
celulares específicos.
Los virus entran entonces por endocitosis mediada por receptores o por fusión con
la membrana celular o con la vesícula endocítica (virus envueltos).
La descapsidación ocurre en el citoplasma o durante el paso a través de la
membrana celular (translocación), como parece que es el caso de los picornavirus.
Sin embargo el ARN de los reovirus, nunca se descapsida completamente, pero
permanece en centros virales durante la expresión genética y la replicación.
El genoma de algunos virus ARN es una sola molécula de ARN (monopartita); en
otros el genoma está segmentado (multipartita).

4. El ARN de algunos virus animales funciona como ARNm (sentido +) y puede ser
traducido directamente, mientras que el genoma de otros es antisense (sentido -) y
debe ser transcrito primero a ARN+ por una polimerasa ARN dependiente
codificada por el virus (transcriptasa).
Los retrovirus tienen la enzima transcriptasa reversa (ADN polimerasa
dependiente de ARN) que permite la formación de un intermediario de ADNds
(ADN provirus), el cual se incorpora al genoma del hospedero, y posteriormente es
transcrito en ARNm por la ARN polimerasa ADN dependiente del hospedero.
En general, la replicación del ARN viral es semiconservativa y se lleva a cabo vía
un intermediario replicativo (R1). El R1 consiste en ARN viral parental que sirve
como molde para la transcripción de muchas cadenas de ARN, que eventualmente
se "desprenden" y sirven como molde para la síntesis de ARN viral.
La replicación del ARN de doble cadena de los reovirus es conservadora y
asimétrica; solo una de las cadenas se replica, a diferencia del ADN de doble
cadena. El proceso de replicación requiere ARN polimerasas dependientes de
ARN (replicasas) que son codificadas por el virus.
La maduración ocurre en el citoplasma con la asociación de ARN viral con las
proteínas de la cápside, formando la nucleocápside. Los virus envueltos terminan
su maduración por protrusión de yemas a través del retículo endoplásmico, el
aparato de Golgi o la membrana plasmática.