Origen y evolución de los virus: hipótesis y mecanismos de evolución viral

Hipótesis sobre el Origen de los Virus

El estudio del origen de los virus es un campo fascinante y complejo en la virología, con diversas teorías que intentan explicar su aparición y evolución. A continuación, se presentan las principales hipótesis:

1. Hipótesis del "Virus Primero"

Esta teoría postula que los primeros hospedadores de los virus serían componentes orgánicos de fumarolas hidrotermales, evolucionando paralelamente a las células. En un mundo de ARN, aparecerían macromoléculas autorreplicativas que darían origen a los virus actuales. Estas moléculas convivirían primero en membranas de fumarolas y luego, al pasar al interior celular, se convertirían en entidades de vida libre. Se sugiere que las células ancestrales, asociadas a paredes minerales, serían las "celdas" donde se originarían los virus ancestrales.

2. Hipótesis Reductiva o Regresiva

Según esta hipótesis, las células parasitaban a otras. Las células parasitarias tenían dos estados: intracelular y extracelular, evolucionando hacia los virus. Se propone que estos provenían de células parasitarias tipo ARN. Esta teoría implica que las células tuvieron que perder maquinaria y capacidad de síntesis energética. Posteriormente, tuvo que aparecer una división de su ciclo de vida con fase intracelular y extracelular. Después, se perderían por completo las características celulares y, en paralelo, se adquiriría un ciclo de vida estrictamente intracelular y extracelular.

3. Hipótesis del Escape o Progresiva

Esta teoría sugiere que se formaron células de ARN y, en un momento determinado, material genético escapó de ellas. Este material desarrolló una capacidad semiautorreplicativa y adquirió la habilidad de parasitar a lo largo de la evolución, convirtiéndose finalmente en virus.

Eucariogénesis Viral

La hipótesis de la eucariogénesis viral propone que un virus ancestral tipo ADN, con capacidad de autorreplicación, infectó a distintos tipos de células de ARN, donde se mantendría como un núcleo independiente del genoma de la célula infectada. Posteriormente, se produjo la incorporación del ARN al genoma viral por transferencia horizontal, transformando el ARN a ADN. Este proceso tuvo que darse en múltiples generaciones, dando lugar a distintos linajes de virus de ADN con diversos genomas. Finalmente, el virus incorporaría todo el ARN de la célula, lo transformaría a ADN, formando lo que hoy conocemos como el núcleo celular. Esta hipótesis está apoyada por datos moleculares y la presencia de enzimas mitocondriales que presentan un origen viral, sugiriendo que las mitocondrias podrían ser un provirus integrado en el genoma de una proteobacteria.

Mecanismos de Evolución Viral

La evolución de los virus se produce gracias a la coevolución con su hospedador y/o por su capacidad de infectar a otros hospedadores.

La evolución viral es extremadamente rápida debido a una tasa de generación muy veloz, una alta producción de progenie y una elevada tasa de mutación. La tasa de mutación en virus de ARN es significativamente mayor que en virus de ADN, ya que los virus de ARN carecen de mecanismos de corrección de errores. Una tasa de mutación excesivamente alta puede producir la pérdida de información vital y el virus tendería a desaparecer; si la tasa es demasiado baja, no puede producir suficiente variabilidad para sobrevivir. El equilibrio se logra cuando las tasas de mutación se aproximan al umbral de error.

Dos mecanismos de evolución que dependen del tipo de virus, la alta tasa de mutación y la alta tasa de producción de progenie, son:

• Coevolución:
  • Ventaja: El hospedador es capaz de sobrevivir al virus y, por lo tanto, el virus también sobrevive.
  • Desventaja: Una alta virulencia puede llevar a la muerte del hospedador y, consecuentemente, a la muerte del virus. Asimismo, si la virulencia es demasiado baja, el virus muere. El equilibrio mantiene la estabilidad entre ambos.
• Múltiples Hospedadores:
  • Ventaja: El virus es capaz de cambiar de hospedador si la infección en uno es excesiva.
  • Desventaja: Los virus no pueden optimizar sus estrategias vitales para todas las situaciones, lo que puede limitar su eficiencia en cada hospedador específico.