Ejercicios: Virus, viroides y priones

Expón tres razones por las que los virus no se consideran seres vivos según los criterios clásicos (organización celular, metabolismo y reproducción) y una razón por la que el debate sigue abierto.

Describe la estructura básica de un virus (genoma, cápsida y, en algunos, envoltura) y explica la diferencia entre un virus desnudo y un virus envuelto, con un ejemplo de cada uno.

¿Qué son los viroides y qué son los priones? Indica a qué organismos infectan los primeros y cita una enfermedad humana o animal causada por priones.

Explica qué es un bacteriófago, describe su estructura (cabeza con el genoma, cola y fibras de fijación) e indica cuál es su «presa» y por qué cada fago infecta solo a ciertas bacterias.

Diferencia los virus con genoma de ADN de los de ARN, y pon un ejemplo de enfermedad causada por cada tipo (herpes o viruela frente a gripe, sarampión o COVID-19), indicando qué implica para su variabilidad.

¿Qué es una vacuna y cómo «entrena» al sistema inmunitario sin provocar la enfermedad? Cita dos tipos de vacunas (atenuadas, inactivadas, de subunidades, de ARN mensajero) y explica en qué se diferencian.

Explica qué es la especificidad de hospedador de un virus (¿por qué el virus del mosaico del tabaco no nos infecta?) y qué barreras debe saltar un virus para infectar a una especie distinta (receptores, maquinaria celular).

Nombra tres vías de transmisión de virus (respiratoria, fecal-oral, sexual o sanguínea, por vectores como mosquitos) con un ejemplo de enfermedad para cada una, e indica una medida de prevención específica de cada vía.

Describe el ciclo lítico y el ciclo lisogénico de un bacteriófago, indicando en qué se diferencian y qué consecuencia tiene para la bacteria que el fago entre en latencia.

Observa la estructura del virus de la imagen. a) Explica la función de las estructuras 1, 2 y 4 durante la infección de una célula. b) Razona por qué la estructura 3 hace a este tipo de virus especialmente sensible al jabón y a las soluciones alcohólicas. c) ¿Se puede saber solo con la imagen si su genoma es ADN o ARN? Justifica tu respuesta.

El enfoque «una sola salud» (one health) entiende la salud humana, la de los animales y la del medioambiente como un único sistema conectado. Explícalo a partir de las zoonosis víricas: pon dos ejemplos (rabia, gripe aviar o COVID-19) y razona cómo la deforestación, la ganadería intensiva y el comercio de fauna favorecen que un virus salte de una especie animal al ser humano.

Ordena y describe las fases del ciclo de replicación de un virus (adsorción, penetración, replicación y síntesis, ensamblaje, liberación), e indica en qué pasos pueden actuar los fármacos antivirales (bloqueo de la entrada, inhibición de la polimerasa o de la proteasa).

La gripe cambia de dos maneras. Diferencia la deriva antigénica (mutaciones puntuales anuales) del cambio o salto antigénico (recombinación entre virus, origen de las pandemias), y razona por qué la gripe aviar y la porcina se vigilan como posibles fuentes de nuevos virus pandémicos.

Las vacunas de ARN mensajero se estrenaron masivamente con la COVID-19. Explica cómo funcionan (instrucción temporal para que nuestras células fabriquen el antígeno), qué ventaja de rapidez de diseño ofrecen y por qué es falso que puedan modificar nuestro ADN (¿dónde actúa el ARNm y qué vida media tiene?).

El virus del papiloma humano (VPH) puede causar cáncer de cuello de útero y otros tumores. Explica cómo un virus puede favorecer el cáncer (alteración del control del ciclo celular por sus proteínas), por qué tarda años en aparecer y por qué la vacunación de adolescentes —chicos y chicas— es una vacuna contra el cáncer.

El VIH infecta a los linfocitos T CD4. Explica por qué la destrucción de esas células desorganiza todo el sistema inmunitario, qué es el sida (la fase final sin tratamiento) y por qué los antirretrovirales convierten la infección en una enfermedad crónica controlada pero no la curan (reservorios de virus latente).

El número básico de reproducción $R_0$ de un virus es el número medio de contagios que causa cada infectado en una población susceptible. Explica qué significa que $R_0$ sea mayor o menor que $1$, y razona cómo actúan sobre él la vacunación y las medidas de distanciamiento para controlar una epidemia.

Los virus de ARN mutan con mucha más frecuencia que los de ADN. Explica por qué (fíjate en la corrección de errores de sus polimerasas) y relaciónalo con la necesidad de actualizar cada año la vacuna de la gripe frente a la durabilidad de otras vacunas.

Los priones son proteínas mal plegadas capaces de inducir el mismo plegamiento defectuoso en las proteínas normales. Explica cómo pueden «multiplicarse» sin ácido nucleico, qué desafío supusieron para el dogma central de la biología molecular y por qué son tan difíciles de inactivar.

La inmunidad de grupo protege también a quien no puede vacunarse. a) Con un virus de $R_0 = 3$, calcula la fracción mínima de población inmune necesaria ($1 - 1/R_0$) y explica el razonamiento que hay detrás de esa fórmula. b) Analiza qué ocurre cuando la cobertura vacunal cae por debajo de ese umbral, con el ejemplo de los brotes de sarampión en países que lo tenían eliminado. c) Discute los argumentos éticos a favor y en contra de la vacunación obligatoria.

La viruela es la única enfermedad humana erradicada (1980). a) Analiza qué características la hicieron erradicable: sin reservorio animal, síntomas visibles que facilitan detectar casos, vacuna estable y efectiva. b) Razona por qué la poliomielitis o el sarampión, pese a décadas de campañas, resisten aún (¿qué les falta o les sobra?). c) Valora si la erradicación debería ser el objetivo de toda vacuna o solo de algunas.

Los virus emergentes saltan de la fauna salvaje al ser humano. a) Reconstruye la cadena ecológica de un salto tipo Nipah o Ébola: deforestación o agricultura intensiva → cambio en las poblaciones de murciélagos → contacto con animales domésticos → infección humana. b) Explica qué es la vigilancia genómica de virus en fauna y por qué es una inversión en prevención. c) Argumenta por qué conservar hábitats es también una política de salud pública (enfoque «una sola salud»).

Los viroides son solo ARN circular desnudo de unos pocos cientos de nucleótidos, sin cápsida ni proteínas propias, y causan enfermedades graves en plantas. a) Razona qué funciones vitales delegan por completo en la célula hospedadora (replicación, movimiento). b) Explica cómo pueden causar daño codificando tan poco (interferencia con el ARN de la planta). c) Comenta por qué se les considera posibles «fósiles moleculares» del mundo de ARN anterior a las células.

Dentro de un mismo paciente, un virus como el VIH o el coronavirus genera una nube de variantes (cuasiespecies). a) Explica cómo actúa la selección natural sobre esa nube cuando llega un antiviral (¿qué variantes sobreviven?). b) Razona por qué los tratamientos anti-VIH usan combinaciones de varios fármacos a la vez (¿qué probabilidad hay de que una variante resista a tres?). c) Relaciona la alta tasa de mutación de los virus de ARN con la dificultad de diseñar vacunas duraderas frente a ellos.