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# ¿Qué son los virus? {#WhatVirusAre}

<!--Los virus son nano-organismos y tal vez constituyen un imperio de la vida  {#VSeeds} -->

**¿Genes escapados, células reducidas o las primeras células que se dispersan con “semillas”? **

El debate en torno a si los **virus son o no entidades vivientes (1)** usualmente trae a discusión cuatro preguntas adicionales y relacionadas: **¿Qué es la vida? (2)**, **¿Qué son los virus? (3)**, **¿Forman los virus su propio árbol de la vida? (4)** y **¿Son los virus una clase natural**, semejante por ejemplo a cuando hablamos de primates quienes han evolucionado a partir de un único ancestro, **o es una clase artificial? (5)**. Y aunque pareciese que estas preguntas debiesen responderse en el orden descrito, los resultados de investigación nacen en cualquier dirección, lo que complica aún más presentar una respuesta única a la pregunta inicial.

Existen 3 escenarios diferentes alternativos que proveen respuestas diferentes a las 5 preguntas previamente planteadas (Figura 1). Empezado por el modelo más popular pero más debatido en los últimos años: **los virus son un conjunto de genes parásitos fugados de entidades celulares (3)**, es decir con capacidad de replicarse a sí mismos a expensas de la replicación de un organismo huésped. En esta interpretación, **los virus no son entidades vivas (1)**, pues carecen del **metabolismo celular autónomo y la maquinaria de traducción que produce las proteínas que llevan su propia replicación (2)**, y a diferencia de los parásitos celulares obligados, como algunas bacterias que también dependen de otros organismos para su reproducción y metabolismo, los virus, al descender de genes escapados no han tenido en toda su historia evolutiva la información necesaria para estas funciones, **de hecho por su origen celular carecen de un ancestro único y no representan un único linaje evolutivo (4)**, su evolución es completamente dependiente de la evolución de las células que parásita. Es por esto que los virus **como conjunto de replicadores no son una clase natural** y se agrupan artificialmente o por motivos explicativos por la similitud en su estrategia de propagación mediante viriones (5).

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```{r threehypo, echo=FALSE, fig.cap='Los tres principales escenarios alternativos a las cinco preguntas planteadas al iniciar la discusión del presente segmento. Imagen tomada y modifica de @krupovic2019origin', out.width='80%'}
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```
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## El descubrimiento de los virus gigantes {#gigavir}

Tres descubrimientos recientes han puesto en duda las 5 respuestas del modelo centrado en el virus como genes escapados en vehículos llamados viriones: **(1) El descubrimiento de virus gigantes**, incluso tan grandes como la bacteria *E. coli* (~2um), el caso del enigmático *Pithovirus* (~1.5um) (Figura 2). El cual cuenta con una complejidad genética única e incluso con un tamaño mayor al de bacterias parásitas obligadas (*Mycoplasma pneumoniae* 0.8Mb vs *Pandoravirus* 2.5Mb). (II) La existencia de virus que parasitan otros virus, el caso de los viriofagos, quienes no solo dependen de otros virus para replicarse (como los virus satélite), sino que van más allá y parasitan la fábrica viral o el centro de replicación del virus del cual dependen. 

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```{r sizes, echo=FALSE, fig.cap=' Comparación del tamaño de la estrucutra dispersiva de diversos virus frente a la bacteria *E. coli*, creditos de la imagen a Meletios Verras stock illustration ID: 720441124', out.width='80%'}
knitr::include_graphics('figures/sizes.jpg', dpi = NA)
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(III) La mayor dificultad al modelo de los virus como genes escapados en viriones es la **presencia de genes exclusivos a los virus**, como los genes que codifican las proteínas que forman las cápsides de los viriones o los responsables de la replicación del genoma viral, no obstante un descubrimiento fascinante en esta área ha demostrado que, aunque en su secuencia de ADN en virus de los 3 diferentes dominios (clásicos) de la vida (Bacteria, Arqueas y Eucariotas), NO hay evidencia de un único origen (o un ancestro viral común), esta tarea si es posible desde el punto de vista estructural de las proteínas de la cápside, como lo evidencia el plegamiento de los monómeros de la cápside de: Chlorella virus que infecta eucariotas, El bacteriófago PrD1 y el virus de arqueas termófilas STIV (Figura 3). El genoma de todos los anteriores virus es a base de ADN y de cadena doble, no obstante el dominio estructural llamado “jelly-roll fold” (o pliegue de gelatina) se encuentra en virus de cadena sencilla de ARN y ADN también, sugiriendo una historia evolutiva común (5) e independiente de la vida celular (4).

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```{r jellyroll, echo=FALSE, fig.cap='Desde el punto de vista estructural de las proteínas de la cápside los virus parecen compartir un ancestro común, como lo evidencia el plegamiento de los monómeros de la cápside de: Chlorella virus que infecta eucariotas, El bacteriófago PrD1 y el virus de arqueas termófilas STIV, tomado de @raoult2008redefining', out.width='80%'}
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```
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## La perspectiva virocelular {#virocelula}

El modelo de reducción evolutiva sugiere que los virus representan un linaje evolutivo propio con características moleculares exclusivas y cuya historia evolutiva en el tiempo no se ha registrado en el ADN, pero si se evidencia en los plegamientos 3D de las proteínas que componen la cápside, los virus representarían una forma de vida propia derivada de un ancestro celular común, y por ende serían **manifestaciones vivas (1)** en forma de **parásitos obligados (3)** que precisamente roban la maquinaria de traducción de células mientras las parasitan. Este modelo se diferencia del escenario virus primero, en tanto que abarca solo aquellos virus a los que es posible rastrear una ancestría común, en cierto sentido el modelo de reducción evolutiva requiere el modelo de genes escapados para explicar ciertas familias virales atípicas o que carecen los plegamientos proteicos tipo “jelly-roll fold”.En cambio, el modelo de virus primero no requiere qué estos hayan tenido alguna vez en la historia capacidad auto-replicativa autónoma ni la maquinaria de traducción para ser considerados vivos, sin embargo, la carencia de estas propiedades en el escenario del mundo de ARN no parece ser una anomalía. En esta narrativa lo que identifica a los virus como organismos vivos con un linaje único es la capacidad compartida de compactar y dispersar a manera de "semillas", **los viriones o partículas virales (VP)**, que almacenan el material genético necesario para tomar el control de células que codifican ribosomas, que a su vez portan un porcentaje de material genético adicional del cual los virus son capaces de controlar. De esta manera sí una célula con ribosomas es transformada, de allí germinaría la naturaleza celular de los virus, las **virocélulas**. En caso tal que la nueva entidad es aún reproductivamente viable, el consorció se denominaría **ribo-virocélula**, conceptos que serán abordados en mayor detalle posteriormente. En esta perspectiva el genoma de un virus está distribuido tanto en la semilla como en la célula huésped.

A manera de analogía Jean-Michel Claverie y Chantal Abergel proponen un cambio de perspectiva del ciclo de vida de los virus comparando su ciclo de vida con el de un mamífero capaz de leer y comprender estas letras, el humano,  al igual que los virus, el ser humano emplea una estrategia dispersiva para heredar su genoma, los gametos (espermatozoides y óvulos), que son incapaces de sobrevivir autónomamente y que no portan la totalidad del genoma humano, sin embargo una vez dada la fecundación e implantación en un organismo huésped, inicia el programa de desarrollo de un organismo humano. Los gametos, en tanto son análogos a los viriones, son tan solo vehículos de un genoma parcial y compactado, más no son el organismo humano (Figura 4). 

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```{r analogy, echo=FALSE, fig.cap='A manera de analogía @claverie2010mimivirus proponen un cambio de perspectiva del ciclo de vida de los virus, en el que al igual que en los humanos, existen etapas dispersivas en su ciclo de vida las cuales no son el enfoque a la hora de estudiar la fisología humana.', out.width='80%'}
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Compartenos tus respuestas en torno a estas preguntas [aquí](https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=145223737202449&id=107088044349352). ¿Consideran que es hora de replantearse el escenario de genes fugados?, ¿Cómo explicar con el modelo de reducción la existencia de virus excepcionales? ¿múltiples orígenes?, O pensamos en los virus como entidades complejas que inventaron la reproducción por medio de “semillas”.