19 - Los virus ARN de animales y plantas son cuasiespecies
Numerosos trabajos han confirmado la estructura en cuasiespecies de virus ARN de animales y plantas. Nuestro grupo de Madrid ha investigado durante los últimos quince años la naturaleza en cuasiespecies del virus de la fiebre aftosa y sus implicaciones biológicas, en particular el proceso de diversificación antigénica. Paralelamente, el grupo de J.J. Holland en La Jolla abordó estudios de genética del virus de la estomatitis vesicular con conclusiones muy parecidas a las nuestras, a pesar de tratarse de virus con estructura, organización genética y ciclos de replicación muy diferentes.
Los nuevos conceptos sobre genética de ARN derivados de éstos y otros muchos estudios han sido resumidos en varios artículos en los que se han comparado distintos sistemas virales y se han analizado diversas implicaciones biológicas de la estructura en cuasiespecies de los virus ARN.
En el caso extremo de que el virus dependiese de una única secuencia de nucleótidos para ser funcional, cualquier mutación sería letal y la secuencia inicial se mantendría invariable. Las cuasiespecies como tales serían difícilmente identificables ya que los espectros de mutantes consistirían a lo sumo en genomas defectivos, no infecciosos que sólo podrían alcanzar concentraciones medibles por complementación, en el caso de que pudieran replicarse eficazmente con la maquinaria enzimática proporcionada por el virus infeccioso. En el otro caso extremo, e igualmente inverosímil, de que cualquier mutación fuese estrictamente neutral, y por tanto perfectamente tolerada, la identidad de secuencia se disiparía rápidamente pasando por un amplísimo y desorganizado espectro de mutantes. Obviamente esta posibilidad es incompatible con los requerimientos funcionales de los productos virales: los centros activos de enzimas, los puntos de interacción de ARN viral con componentes celulares no admiten tal “difusión” de información.
En la realidad se da una situación intermedia entre las representadas por los extremos mencionados. Existe un amplio rango de tolerancias a mutaciones. Algunas mutaciones casi neutrales serán libremente aceptadas por los genomas virales con mínimas consecuencias para su eficacia biológica. Otras, en cambio, serán profundamente desventajosas o incluso letales y se hallarán en muy baja proporción o ausentes en las poblaciones víricas. En otras palabras, las distribuciones genómicas no son conjuntos aleatorios de genomas sino que son conjuntos organizados. Obviamente, existe un elemento de azar en los mutantes que surgen en cada replicación. La influencia de este elemento aleatorio an la composición de las cuasiespecies será tanto mayor cuanto menor sea el tamaño poblacional replicativo que consideremos. Las cuasiespecies víricas son complejas distribuciones de genomas distintos aunque muy relacionados, que fluctúan de modo aparentemente muy difícil de predecir. La búsqueda de reglas, si las hubiese, que permitan anticipar, al menos en parte, el comportamiento de las cuasiespecies es un importante desafío que tiene planteada la virología poblacional.
Los nuevos conceptos sobre genética de ARN derivados de éstos y otros muchos estudios han sido resumidos en varios artículos en los que se han comparado distintos sistemas virales y se han analizado diversas implicaciones biológicas de la estructura en cuasiespecies de los virus ARN.
En el caso extremo de que el virus dependiese de una única secuencia de nucleótidos para ser funcional, cualquier mutación sería letal y la secuencia inicial se mantendría invariable. Las cuasiespecies como tales serían difícilmente identificables ya que los espectros de mutantes consistirían a lo sumo en genomas defectivos, no infecciosos que sólo podrían alcanzar concentraciones medibles por complementación, en el caso de que pudieran replicarse eficazmente con la maquinaria enzimática proporcionada por el virus infeccioso. En el otro caso extremo, e igualmente inverosímil, de que cualquier mutación fuese estrictamente neutral, y por tanto perfectamente tolerada, la identidad de secuencia se disiparía rápidamente pasando por un amplísimo y desorganizado espectro de mutantes. Obviamente esta posibilidad es incompatible con los requerimientos funcionales de los productos virales: los centros activos de enzimas, los puntos de interacción de ARN viral con componentes celulares no admiten tal “difusión” de información.
En la realidad se da una situación intermedia entre las representadas por los extremos mencionados. Existe un amplio rango de tolerancias a mutaciones. Algunas mutaciones casi neutrales serán libremente aceptadas por los genomas virales con mínimas consecuencias para su eficacia biológica. Otras, en cambio, serán profundamente desventajosas o incluso letales y se hallarán en muy baja proporción o ausentes en las poblaciones víricas. En otras palabras, las distribuciones genómicas no son conjuntos aleatorios de genomas sino que son conjuntos organizados. Obviamente, existe un elemento de azar en los mutantes que surgen en cada replicación. La influencia de este elemento aleatorio an la composición de las cuasiespecies será tanto mayor cuanto menor sea el tamaño poblacional replicativo que consideremos. Las cuasiespecies víricas son complejas distribuciones de genomas distintos aunque muy relacionados, que fluctúan de modo aparentemente muy difícil de predecir. La búsqueda de reglas, si las hubiese, que permitan anticipar, al menos en parte, el comportamiento de las cuasiespecies es un importante desafío que tiene planteada la virología poblacional.
