Un nuevo análisis respalda la hipótesis de que los virus son entidades vivientes que comparten una larga historia evolutiva con las células, informan los investigadores. El estudio ofrece el primer método confiable para rastrear la evolución viral a una época en que ni los virus ni las células existían en las formas reconocidashoy, dicen los investigadores.
Los nuevos hallazgos aparecen en la revista Avances científicos .
Hasta ahora, los virus han sido difíciles de clasificar, dijeron Gustavo Caetano-Anollés, profesor de ciencias de cultivos de la Universidad de Illinois y profesor del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, quien dirigió el nuevo análisis con el estudiante graduado Arshan Nasir.El Comité Internacional de Taxonomía de Virus reconoció siete órdenes de virus, en función de sus formas y tamaños, estructura genética y medios de reproducción.
"Bajo esta clasificación, las familias virales que pertenecen al mismo orden probablemente se han separado de un virus ancestral común", escribieron los autores. "Sin embargo, solo 26 de 104 familias virales han sido asignadas a un orden, y las relaciones evolutivasde la mayoría de ellos siguen sin estar claros "
Parte de la confusión proviene de la abundancia y diversidad de virus. Hasta ahora se han identificado y secuenciado menos de 4,900 virus, aunque los científicos estiman que hay más de un millón de especies virales. Muchos virus son pequeños, significativamente más pequeños que las bacteriasu otros microbios, y contienen solo un puñado de genes. Otros, como los mimivirus recientemente descubiertos, son enormes, con genomas más grandes que los de algunas bacterias.
El nuevo estudio se centró en el vasto repertorio de estructuras de proteínas, llamadas "pliegues", que están codificadas en los genomas de todas las células y virus. Los pliegues son los componentes estructurales de las proteínas, dándoles sus formas tridimensionales complejas.Al comparar estructuras de pliegues a través de diferentes ramas del árbol de la vida, los investigadores pueden reconstruir las historias evolutivas de los pliegues y de los organismos cuyos genomas los codifican.
Los investigadores optaron por analizar los pliegues de proteínas porque las secuencias que codifican genomas virales están sujetas a cambios rápidos; sus altas tasas de mutación pueden oscurecer las señales evolutivas profundas, dijo Caetano-Anollés. Los pliegues de proteínas son mejores marcadores de eventos antiguos debido a que son tridimensionaleslas estructuras se pueden mantener incluso cuando las secuencias que las codifican comienzan a cambiar.
Hoy, muchos virus, incluidos los que causan enfermedades, se hacen cargo de la maquinaria de construcción de proteínas de las células huésped para hacer copias de sí mismos que luego se pueden propagar a otras células. Los virus a menudo insertan su propio material genético en el ADN de sus células.de hecho, los restos de antiguas infiltraciones virales son ahora características permanentes de los genomas de la mayoría de los organismos celulares, incluidos los humanos. Esta habilidad para mover el material genético puede ser evidencia del papel principal de los virus como "propagadores de la diversidad", Caetano-Dijo Anollés.
Los investigadores analizaron todos los pliegues conocidos en 5.080 organismos que representan cada rama del árbol de la vida, incluidos 3.460 virus. Mediante métodos avanzados de bioinformática, identificaron 442 pliegues de proteínas que se comparten entre células y virus, y 66 que son exclusivos devirus
"Esto le dice que puede construir un árbol de la vida, porque ha encontrado una multitud de características en los virus que tienen todas las propiedades que tienen las células", dijo Caetano-Anollés. "Los virus también tienen componentes únicos además de los componentesque se comparten con las celdas "
De hecho, el análisis reveló secuencias genéticas en virus que no se ven en las células, dijo Caetano-Anollés. Esto contradice una hipótesis de que los virus capturaron todo su material genético de las células. Este y otros hallazgos también respaldan la idea de que los virusson "creadores de novedad", dijo.
Usando los datos de plegamiento de proteínas disponibles en las bases de datos en línea, Nasir y Caetano-Anollés usaron métodos computacionales para construir árboles de la vida que incluían virus.
Los datos sugieren que "los virus se originaron en múltiples células antiguas ... y coexistieron con los ancestros de las células modernas", escribieron los investigadores. Estas células antiguas probablemente contenían genomas de ARN segmentados, dijo Caetano-Anollés.
Los datos también sugieren que en algún momento de su historia evolutiva, poco después de que surgiera la vida celular moderna, la mayoría de los virus adquirieron la capacidad de encapsularse en capas proteicas que protegían sus cargas genéticas, permitiéndoles pasar parte de su ciclo de vida fuera deCaetano-Anollés dijo que las células huésped se diseminan y se pliegan.
"Estas cápsides se volvieron cada vez más sofisticadas con el tiempo, permitiendo que los virus se vuelvan infecciosos para las células que previamente los habían resistido", dijo Nasir. "Esta es la característica distintiva del parasitismo".
Algunos científicos han argumentado que los virus son entidades no vivas, fragmentos de ADN y ARN desprendidos por la vida celular. Señalan el hecho de que los virus no pueden replicarse reproducirse fuera de las células huésped y dependen de la construcción de proteínas de las célulasmaquinaria para funcionar. Pero mucha evidencia apoya la idea de que los virus no son tan diferentes de otras entidades vivientes, dijo Caetano-Anollés.
"Muchos organismos requieren que otros organismos vivan, incluidas las bacterias que viven dentro de las células y los hongos que participan en relaciones parasitarias obligatorias; dependen de sus anfitriones para completar su ciclo de vida", dijo. "Y esto es lo que hacen los virus."
El descubrimiento de los mimivirus gigantes a principios de la década de 2000 desafió las ideas tradicionales sobre la naturaleza de los virus, dijo Caetano-Anollés.
"Estos virus gigantes no eran el pequeño virus Ébola, que tiene solo siete genes. Estos son masivos en tamaño y masivos en repertorio genómico", dijo. "Algunos son tan grandes físicamente y con genomas que son tan grandes o más grandes quebacterias que son parásitas "
Algunos virus gigantes también tienen genes para proteínas que son esenciales para la traducción, el proceso mediante el cual las células leen secuencias de genes para construir proteínas, dijo Caetano-Anollés. La falta de maquinaria de traducción en los virus se citó una vez como una justificación para clasificarlos comono vivo, dijo.
"Esto ya no existe", dijo Caetano-Anollés. "Los virus ahora merecen un lugar en el árbol de la vida. Obviamente, los virus tienen mucho más de lo que alguna vez pensamos".
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Materiales proporcionados por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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