Los virus como sistema biologico en sistemas moleculares

Rev.R.Acad.Cienc.Exact.Fís.Nat. (Esp) Vol. 97, N.º 2, pp 223-229, 2003 IV Programa de Promoción de la Cultura Científica y Tecnológica

LOS VIRUS COMO SISTEMA MODELO EN BIOLOGÍA MOLECULAR
M A R G A R I TA S A L A S * * Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa”. Facultad de Ciencias de la U.A.M. Cantoblanco 28049 Madrid

RESUMEN
Los virus han sido y seguirán siendo modelo en BiologíaMolecular. De hecho, el nacimiento de la Genética Molecular surgió a comienzos de los años 50 gracias al estudio de los virus bacterianos, que han servido para descifrar los mecanismos básicos de transferencia de la información genética: los procesos de replicación, transcripción y traducción. En la actualidad, gracias al estudio de los virus, conocemos los distintos mecanismos utilizados para lareplicación del material genético, ya sea éste DNA o RNA, así como el modo específico de iniciación de la replicación viral. La replicación ha resultado ser un proceso mucho más complejo de lo que se pensaba en un principio y en él intervienen, además de la DNA polimerasa replicativa, un gran número de proteínas llamadas accesorias a la DNA polimerasa cuyo conjunto forman lo que se conoce con el nombrede “replisoma”. El estudio de los virus también nos ha permitido profundizar en los mecanismos de control de la expresión génica, con el descubrimiento de proteínas activadoras y represoras que, mediante su unión a secuencias específicas en el DNA, activan o reprimen, respectivamente, la transcripción realizada por la RNA polimerasa. Por otra parte, los virus son excelentes sistemas modelo paraestudiar los procesos de morfogénesis, es decir, cómo se forma una estructura definida a partir

de sus componentes, que en el caso de los virus son mayoritariamente proteínas y ácido nucleico (DNA o RNA). Es relevante señalar el descubrimiento de las llamadas proteínas morfogenéticas, que intervienen en la formación de la partícula viral, pero que finalmente no forman parte del virus maduro.CARACTERÍSTICAS GENERALES DE Ø29
El bacteriófago ø29, que infecta a Bacillus subtilis, es un sistema muy apropiado para su estudio a nivel molecular. Por una parte, es de pequeño tamaño, unas diez veces menor que el fago T4 que infecta a Escherichia coli, y por otra, su partícula es compleja desde el punto de vista estructural, lo que hace que sirva de modelo en estudios de morfogénesis de virus(ver Figura 1).

Figura 1. Fotografía al microscopio electrónico del fago ∅ 29.

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Margarita Salas

Rev.R.Acad.Cienc.Exact.Fís.Nat. (Esp), 2003; 97

El material genético de ø29 es un DNA lineal de doble cadena de tan solo 19.285 pares de bases, con capacidad para codificar a unos 20 genes y otras tantas proteínas. Además, tiene la característica interesante de poseer una proteínaunida covalentemente a los extremos 5’ del DNA del virus. Dicha proteína es el producto del gen 3 viral, y por ello, se la ha denominado p3, aunque más frecuentemente se la conoce con el nombre de proteína terminal o TP (Salas, 1991). Mediante el uso de mutantes letales condicionales, tanto sensibles a temperatura (ts) como sensibles a supresor (sus), se han caracterizado un total de 19 genes que sehan localizado en un mapa genético lineal (Figura 2). Los genes tempranos, que se expresan inmediatamente después de la infección mediante la RNA polimerasa de B. subtilis, que reconoce los llamados promotores tempranos del fago, están localizados en los dos extremos del DNA viral, y codifican a proteínas implicadas en la replicación del DNA de ø29

(p1, p2, p3, p5, p6, p16.7 y p17) y a laproteína p4 que se requiere para la activación de la transcripción tardía del DNA del fago. Los genes tardíos codifican a las proteínas estructurales que forman la partícula viral (p8, p8.5, p9, p10, p11 y p12), a proteínas morfogenéticas (p7, p13 y p16), que se requieren para la morfogénesis del virus pero que no forman parte del virus maduro, y a las proteínas p14 y p15, encargadas de la lisis de...