Enzimas víricas

    Los virus son microorganismos muy sencillos formados por un ácido nucleico (bien ADN o bien ARN), una cápsula proteica que lo rodea y, en algunas ocasiones, una envoltura membranosa. No tienen metabolismo propio, ya que carecen de las enzimas necesarias para llevarlo a cabo, mientras que la función de replicación la realizan con la “ayuda” de una célula huésped, de la que aprovechan su sistema enzimático. Existen, sin embargo, ciertos tipos de virus que sí tienen enzimas propias que juegan un papel fundamental en algunas etapas del proceso de infección viral. Este proceso presenta algunas diferencias dependiendo de si las células infectadas son procariotas (bacterias) o eucariotas (células animales).

    En el primer caso, los virus, denominados bacteriófagos, empiezan el ciclo de infección fijándose a la bacteria e introduciendo su material genético en ella. Como las bacterias presentan una pared celular, el virus utiliza una enzima propia, la lisozima, que es capaz de perforar esa pared para que penetre el ácido nucleico al interior de la bacteria. Una vez dentro de la célula, el ácido nucleico viral comienza a replicarse y a sintetizar algunas proteínas víricas que necesita. Si el virus tiene ARN como ácido nucleico, su replicación (nuevas copias de ARN) y transcripción (paso a ARNm) necesita de unas polimerasas propias del virus (también llamadas replicasas), ya que las polimerasas de la célula huésped son dependientes de ADN, es decir, sólo son capaces de realizar la replicación y la transcripción a partir de ADN. Además de replicarse y transcribirse, el ADN de algunos virus puede integrarse en el ADN de la célula infectada, como ocurre en la bacteria E. coli cuando es infectada por el bacteriófago lambda. Para que esto ocurra, el virus sintetiza una enzima, denominada integrasa, que permite dicha unión.

    Al igual que los virus que infectan células procariotas, aquellos que lo hacen en eucariotas presentan también algunas enzimas propias. Dentro del grupo de los virus cuyo ácido nucleico es ARN, llamados virus ARN, se puede encontrar una enzima común, la ARN polimerasa, responsable de la síntesis de nuevas cadenas de ARN. Además, de manera más concreta, cada familia presenta otro tipo de enzimas. En la familia de los picornavirus, los virus de la polio son capaces de sintetizar unas proteasas, que descomponen una gran partícula proteica, fabricada por el propio virus, en varias proteínas con diferentes funciones. La familia de los rhabdovirus, cuyo patógeno más destacado es el virus de la rabia, presenta, además de la polimerasa, una ARN metilasa, que añade grupos metilo a secuencias de ARN. Otra de las familias de virus ARN, los ortomixovirus, entre los que se encuentra el virus de la gripe, presenta en su superficie una enzima llamada neuraminidasa, que rompe el ácido siálico, componente de la membrana citoplasmática de la célula huésped, durante el proceso de ensamblaje del virus. También poseen una endonucleasa, que es capaz de cortar fragmentos de ARN. Por último, los reovirus, responsables de infecciones respiratorias y gastrointestinales, presentan una nucleótido fosfohidrolasa, que rompe los nucleótidos por el grupo fosfato, y una ARN metiltransferasa y una guaniltransferasa, que participan en las modificaciones que sufre el ARNm una vez sintetizado.

    Algunos de los virus que tienen ADN como ácido nucleico, los ADN virus, no necesitan enzimas para la replicación y transcripción, ya que aprovechan las polimerasas que tienen las células que infectan, como es el caso de los virus de la familia papovavirus. Sin embargo, la mayoría presentan genes que codifican sus propias enzimas, aunque para ello van a necesitar, en ocasiones, la “colaboración” de las enzimas de las células huésped. Los herpesvirus, causantes de multitud de enfermedades (herpes labial, herpes venéreo, varicela, etc.), sintetizan dos enzimas esenciales para la replicación y la regulación de la expresión de nuevos genes, la ADN polimerasa y la timidina cinasa, utilizando la ARN polimerasa de la célula infectada. En los adenovirus, responsables de infecciones respiratorias leves, la ARN polimerasa de la célula huésped transcribe un gen que codifica una ADN polimerasa viral, que lleva a cabo la replicación del ADN del virus. En el caso de los retrovirus, virus que causan el SIDA y que colaboran en el desarrollo de algunos tipos de cáncer, presentan un tipo de enzima muy importante, la transcriptasa inversa, con tres actividades enzimáticas diferentes: por un lado, realiza la síntesis de ADN utilizando como molde una cadena de ARN (transcripción inversa); por otro, es capaz de sintetizar ADN a partir de otra cadena de ADN (replicación); y, por último, degrada la cadena de ARN en un híbrido ARN:ADN (actividad ribonucleasa).

    Algunas de las enzimas comentadas son el principal objetivo de ciertos tratamientos antivirales. Por ejemplo, una sustancia llamada valopicitabina, que es un potente inhibidor de la ARN polimerasa de los virus, impidiendo su replicación, o el valaciclovir, un fármaco antiherpes cuyo blanco fundamental es la timidina cinasa de los herpesvirus.