Ejercicio resuelto de Virus · Biología · 2023

La COVID-19 es una patología provocada por un tipo de Coronavirus. Las empresas farmacéuticas Pfizer-BioNTech y Moderna generaron en 2020 vacunas basadas en la tecnología del ARNm. [2 puntos]



a) Teniendo como referencia la imagen de la izquierda, explique cuál es el fundamento de esta vacuna.

b) ¿Qué molécula está representada en el panel E (de color gris)? Explique cuál es su estructura.

c) El ciclo vital del virus que provoca la COVID-19 es lítico. Defina ciclo lítico y explique su principal diferencia con el ciclo lisogénico.

d) El SARS-Cov-2 es un ribovirus con envoltura. Describa, tomando como ejemplo el panel A, cada una de las partes de la estructura de este tipo de virus.

$\textbf{a) Teniendo como referencia la imagen de la izquierda, explique cuál es el fundamento de esta vacuna.}$

El fundamento consiste en administrar, en lugar del virus o de sus proteínas, la molécula de ARN mensajero que codifica la proteína S o espícula del virus (panel A). Ese ARNm se encapsula en nanopartículas lipídicas que lo protegen de las nucleasas y le permiten atravesar la membrana celular (panel B), y así formulado se inyecta (panel C).

Una vez dentro de nuestras células, los ribosomas traducen ese ARNm y fabrican la proteína S (panel D), que se expone en la superficie celular y actúa como antígeno. El sistema inmunitario la reconoce como extraña y desencadena una respuesta específica: los linfocitos B se transforman en células plasmáticas y producen anticuerpos contra ella (panel E), que en una infección posterior neutralizarán al virus impidiéndole unirse a sus receptores (panel F). Además se generan linfocitos de memoria.

Se trata, por tanto, de una inmunización artificial activa. Conviene señalar que el ARNm no entra en el núcleo ni se integra en nuestro ADN, y que se degrada en poco tiempo.

$\textbf{b) ¿Qué molécula está representada en el panel E (de color gris)? Explique cuál es su estructura.}$

Es un anticuerpo o inmunoglobulina.

Es una glucoproteína con forma de Y formada por cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas pesadas, largas, y dos cadenas ligeras, cortas, unidas entre sí por puentes disulfuro. Cada cadena posee una región variable, en el extremo de los brazos, y una región constante.

Las regiones variables de una cadena pesada y una ligera constituyen el parátopo o centro de unión al antígeno, de modo que cada anticuerpo tiene dos lugares de unión idénticos (los blobs verdes de la figura representan el antígeno unido). Por hidrólisis con papaína la molécula se separa en dos fragmentos Fab, que reconocen el antígeno, y un fragmento Fc, que determina la clase de inmunoglobulina y permite su unión a células y al complemento.

$\textbf{c) El ciclo vital del virus que provoca la COVID-19 es lítico. Defina ciclo lítico y explique su principal diferencia con el ciclo lisogénico.}$

El ciclo lítico o virulento es aquel en el que el virus, tras fijarse a la célula y penetrar en ella, toma el control de su maquinaria, replica su ácido nucleico y sintetiza sus proteínas, ensambla nuevos viriones y finalmente lisa la célula para liberarlos. Es un ciclo rápido que siempre acaba con la muerte de la célula hospedadora.

En el ciclo lisogénico, en cambio, el ácido nucleico vírico se integra en el material genético de la célula en forma de provirus o profago y se replica pasivamente con él cada vez que la célula se divide, sin destruirla y sin producir viriones. La célula transmite el provirus a su descendencia, y solo cuando un estímulo lo induce (radiación, agentes químicos) el provirus se escinde y entra en ciclo lítico. La diferencia principal es, por tanto, que el lítico destruye la célula de inmediato y el lisogénico permanece latente en ella.

$\textbf{d) El SARS-Cov-2 es un ribovirus con envoltura. Describa, tomando como ejemplo el panel A, cada una de las partes de la estructura de este tipo de virus.}$

De dentro afuera se distinguen tres partes.

El ácido nucleico, en este caso una molécula de ARN monocatenario de polaridad positiva (de ahí lo de ribovirus), que constituye el genoma y lleva la información para fabricar nuevos virus.

La cápsida, formada por la repetición de subunidades proteicas o capsómeros que envuelven y protegen al ácido nucleico; en los coronavirus la proteína de la nucleocápside se asocia al ARN dando una nucleocápside helicoidal.

La envoltura, una bicapa lipídica que el virus toma de las membranas de la célula que lo produjo y en la que se insertan glucoproteínas propias. Entre ellas destaca la proteína S o espícula, las prolongaciones en forma de maza que le dan el aspecto de corona y que son las que reconocen el receptor ACE2 de la célula y permiten la entrada del virus.