Teléfono: +34 629.49.03.05 (Citas concertadas. Envío email previo)

¿QUÉ ES UN GEN? | CAPÍTULO 3
NATURALEZA Y MULTIPLICACIÓN DE LOS VIRUS

Bienvenidos de nuevo. En los dos capítulos anteriores hemos aprendido cómo se originó el universo, cómo se formaron las primeras moléculas y cómo se estructuraron para dar lugar a la vida. Este capítulo está dedicado a mi profesor de virología, el Dr. Villaverde, el cual consiguió despertar en mí la pasión por el estudio de la genómica vírica. Jóvenes y futuros virólogos, en este capítulo os enseñaré el funcionamiento de los virus, sus mecanismos de protección, sus mecanismos de acción y sus puntos débiles, e, iremos más allá, para desentrañar los misterios del mejor sistema de compresión de ficheros que jamás he conocido. Así que podemos decir que aprenderemos de ellos, admirando su destreza, para poder usar estos nuevos conocimientos para seguir investigando y en definitiva conocer cada vez algo mejor el funcionamiento de nuestro maravilloso mundo.


M e gustaría iniciar este capítulo planteando una reflexión. Imaginad que tuvierais un conocimiento ilimitado pero necesitarais un huésped para sobrevivir, imaginad que estuvierais en un mundo hostil (en este caso marino), con condiciones extremadamente difíciles. Y finalmente imaginad que, de repente, un día, las condiciones en tierra firme fueran favorables. ¿Decidme? ¿Qué haríais?

I maginad. Disponemos de la biblioteca genética más grande jamás creada. Existen miles de células, de un tipo u otro, que pueden almacenar, proteger y duplicar su preciado código. El mundo ha cambiado, algunos pequeños virus se han adaptado a las condiciones terrestres y han partido cual exploradores a investigar tierra adentro. Igualmente, pequeñas células han empezado a colonizar los primeros centímetros terrestres. Hasta entonces, la vida se ha combinado a la perfección durante miles de años, cada una de las células marinas ha interaccionado con algún virus. El tiempo ha pasado. Durante miles de años ha existido equilibrio. Pero algo va a cambiar. Es propio de la vida, del ser humano, incluso de los virus, ir más allá de dónde nadie ha llegado. Explorar, avanzar, aun cuando parece que no se puede ir más allá. Así fue como, poco a poco, nuestros amigos los virus vieron una nueva oportunidad de expandir su código. De probar nuevas variantes, nuevos modelos, nuevas aplicaciones, evolución. ¿Pero cómo? ¿Cómo podían evolucionar? ¿Como podrían disponer, dada su naturaleza diminuta, de los cientos de miles de millones de ficheros generados durante millones de años? Pues ingeniaron un plan infalible a la par que magnífico. ¿Lo adivináis? Seguro que sí. Sigamos, queda mucho por aprender. Cuando llegue el momento, volveremos.

P ero vamos a hablar sobre qué es un virus, y para ello volveremos a utilizar los mismos ejemplos que en capítulos anteriores. Podemos decir que un virus es una pequeña aplicación. Sí, una vez más, un programa. Ese programa ocupa aproximadamente unos 1,8 Kilobases (Kb), aunque existen programas de un tamaño mayor. Cuando el virus infecta nuestro sistema operativo (nuestras células) realiza millones de copias de sí mismo. Cuando el número de copias es elevado, ejecuta una parte de su código especializada en escapar de la célula. De ese modo el programa divide su propio código en pequeños ficheros que inserta dentro de una cápsula. Una vez los fragmentos de código ya están encapsulados y protegidos, huye de la célula transportando parte de los ficheros. Cuando esta partícula vírica infecte una célula, esperará hasta que otras partículas víricas vayan añadiendo fragmentos de fichero hasta que, finalmente, el programa o la aplicación sea completamente restaurada. Y vuelta a empezar. Así de fácil. Como veis hemos introducido el concepto de partícula vírica, ¿Qué diferencia existe entre un virus y una partícula vírica (PV)? Pues bien, entendemos por partícula vírica la forma intermedia del virus que se encuentra fuera de la célula cuya función es básicamente la de su propia transmisión de célula a célula.

C omo decíamos, las partículas víricas (PV) contienen fragmentos con distintos ficheros, o parte de ellos, que forman una aplicación o programa. Por si solos no sirven para nada, pero, si consiguen volver a restaurar todos los ficheros de la aplicación, pues se activará y ejecutará el programa que contiene. Recordad, no se considera que los virus estén vivos porqué necesitan usar una célula huésped para multiplicarse. En lugar de crecer, se ensamblan. En lugar de nacer, proceden de secuencias de las que derivan. Y, finalmente, en lugar de morir, se inactivan. Ya podéis saber que una propiedad que caracteriza a la vida es la de poder realizar el proceso de Homeostasis. Es decir, para que exista vida se necesita conseguir una separación física entre el exterior y el interior de un ser vivo, con unas propiedades fisico-químicas distintas entre el exterior y el interior de la célula, ya sean propiedades de temperatura, pH, etc. En teoría el objetivo de todo es conseguir que los enzimas realicen un intercambio de moléculas entre el exterior y el interior y transformar así las sustancias que entran en Energía en forma de la molécula de ATP. Pues bien, lo virus este último punto está claro que NO lo pueden hacer. Por lo tanto, a los virus se les define como unos elementos genéticos que codifican proteínas pero que su organización no llega a ser suficiente como para realizar la homeostasis y, por lo tanto, no llegan al nivel de estructura característica de la vida. Pero, si bien eso es cierto y científicamente exacto, para mi, un virus, en ese punto en el cual infecta la célula y activa su programa, está perfectamente vivo y operativo. Al final, poco importa, vivo, no vivo, es irrelevante. Lo importante es que, digan lo que digan, podemos acabar con ellos. Podemos engañarlos, podemos usar su genética y su increíble capacidad en su contra y, así, curar la enfermedad que provocan. No es magia, es ciencia.

M mmm David, dices que por separado estas partículas víricas no son peligrosas porque solo contienen una parte del código que ejecutará el programa completo. ¿Pero? ¿Entonces? ¿Qué son los virus?

En esta fotografía podemos ver como una mazorca presenta granos distintos, con matices de colores diferentes, que ofrecen tonos ocres, amarillos, marrones, cremas, lilas, morados, rosados, verdosos, azulados, … e incluso algunas de ellas presentan matices del rojo. Son como pequeñas gemas. Aunque parezca increíble, la diferencia en el color de muchos de los alimentos que vemos hoy en día tienen un origen vírico. De algún modo, el genoma de cientos de especies entraron en contacto con algunos genomas víricos y, por azar, ellos o parte del código que dejaron atrás, ha ayudado a generar aun más variabilidad genética gracias a un mecanismo que comentaremos más adelante, la transposición o retrotransposición. Aun quedan muchos capítulos para que lo podáis entender pero, creedme, cuando años atrás buscaba la cura del cáncer, al entender qué era el cáncer, aprendí que los procesos de retrotransposición, en verdad, equivalen a entender la gramática del único lenguaje universal del universo, el código genético. Mi gran hobby.

E n el capítulo 1 os explicamos que al código genético se le aplican un conjunto de reglas que definen cómo se interpretará una secuencia. Pues bien, los virus son los hackers más increíblemente evolucionados y potencialmente peligrosos que os podáis imaginar. ¿Porqué? Pues porque su pequeño tamaño les confiere una capacidad que ningún otro ser posee, la capacidad de evolucionar a gran velocidad. Cuando esto sucede, el genoma vírico y el código genético supera lo que a mi me gusta llamar el horizonte de sucesos genético, también llamado horizonte de eventos, y el código genético junto con el genoma para el que codifica se convierte en una singularidad. Veréis, los seres vivos pueden ser calificados de singulares si presentan ciertos rasgos, ya sea físicos o en su forma de ser, que los distinga claramente del resto de los individuos de su especie o de su entorno. Una singularidad en el carácter de una persona o un animal puede ser algo que lo diferencia del resto, generalmente algo positivo, que lo vuelve especial y atrae la atención de los demás. La idea de singularidad se emplea de manera específica en diversos contextos. En el campo de la física, se llama singularidad espacio-temporal a la región del espacio-tiempo en la que no es posible determinar magnitudes físicas vinculadas a los campos gravitatorios.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spacetime_curvature.png#files

Analogía bidimensional de la distorsión del espacio-tiempo debido a un objeto de gran masa. El espacio-tiempo es el modelo matemático que combina el espacio y el tiempo en un único continuo como dos conceptos inseparablemente relacionados. En este continuo espacio-temporal se representan todos los sucesos físicos del Universo, de acuerdo con la teoría de la relatividad y otras teorías físicas. De acuerdo a las teorías de la relatividad de Einstein, el tiempo no puede estar separado de las tres dimensiones espaciales, sino que al igual que ellas, este depende del estado de movimiento del observador. El trabajo de Minkowski probó la utilidad de considerar el tiempo como un ente matemático único y continuo se puede entender desde una perspectiva pseudoeuclidiana, la cual considera al Universo como un "espacio de cuatro dimensiones" formado por tres dimensiones espaciales físicas observables y por una "cuarta dimensión" temporal.

L a singularidad matemática, por su parte, se vincula a las funciones. Hay funciones que evidencian un comportamiento inusual al asignarles ciertos valores a las variables independientes: en estos casos, se habla de la singularidad de la función. En física, en relatividad general, el horizonte de sucesos se refiere a una hiper-superficie frontera del espacio-tiempo, tal que los eventos a un lado de ella no pueden afectar a un observador situado al otro lado. Me explicaré mejor. Os daré un ejemplo. La luz emitida desde dentro del horizonte de eventos jamás podría alcanzar a un observador situado fuera, pero un observador dentro podría observar los sucesos del exterior. Como decíamos, existen diversos tipos de horizontes de eventos, y estos pueden aparecer en diversas circunstancias. Una de ellas particularmente importante sucede en presencia de agujeros negros, aunque este no es el único tipo de horizonte de eventos posibles, existiendo además horizontes de Cauchy, horizontes de Killing, horizontes de partícula u horizontes cosmológicos. Todo suceso actual o pasado situado tras el horizonte de eventos, no forma parte del universo observable actual (aunque puede ser visible en el futuro cuando las señales luminosas procedentes de ellos alcancen nuestra posición futura).

En su vagar por el espacio la Tierra se encuentra acompañada por la Luna, su satélite natural cuatro veces más pequeño. Debido a que la Tierra gira sobre sí misma, vemos salir el Sol cada día por el Este y ponerse hacia el Oeste cada 24 horas aproximadamente. La Tierra se traslada en torno al Sol completando su órbita en un año y su eje de rotación está inclinado en 23,7º con respecto al plano de su órbita. Esto produce que la cantidad de luz solar que recibe no esté uniformemente distribuida creando las cuatro estaciones que conocemos. La Luna gira alrededor de la Tierra mostrando siempre la misma cara cada 29 días aproximadamente, lo que coincide con su movimiento de rotación sobre su propio eje. El área iluminada por el Sol que vemos varía según pasan los días. La masa que poseen la Luna y el Sol ejercen una fuerza de atracción sobre la Tierra; este tirón hace que los líquidos de la superficie se desplacen en el sentido de la fuerza y lo mismo sucede con la parte sólida, dejando atrás el líquido de la superficie, es decir, las mareas.

P ues bien. Después de todo esto que os he explicado tenéis que saber que nuestro código génetico, es decir, el genoma en sí mismo, también se comporta como una singularidad. Como veremos, cualquier secuencia genética también podría ser interptetada o considerada como un espacio de cuatro dimensiones. Me explico, cualquier genoma, del organismo que sea, posee un tamaño en nucleótidos, una posición relativa, una composición nucleotídica y, finalmente, una estructura tridimensional. Todas ellas variables que pueden ir modificándose a lo largo del tiempo. ¿Como? Pues exactamente lo que acabo de decir. Si analizáramos un genoma vírico, es decir, su secuencia, desde un punto de vista temporal, veríamos que la secuencia en sí está "viva". Cuando una partícula vírica consigue infectar una célula, la secuencia del virus va evolucionando mediante mutaciones hasta alcanzar la siguiente secuencia biológicamente viable. Esta secuencia puede ser distinta respecto a la inicial tanto en su tamaño y composición como en su estructura tridimensional. Al mismo tiempo, otras partículas víricas habrán evolucionado independientemente o, por otro lado, otras, aún conservarán su secuencia inicial. A escala temporal vírica, al cabo de unos pocos días "humanos", hasta las secuencias más improbables, casi imposibles, se habrán generado. Cuando se han creado todos los fragmentos del genoma vírico que representan todas las opciones posibles, es decir, cuando las variables se vuelven infinitas, decimos que el genoma vírico ha superado el horizonte de eventos. Lo curioso en sí, es que si secuenciamos el virus mediante un secuenciador automático capilar, veremos solamente una secuencia. ¿Por qué? Pues porqué la cantidad de estas "otras" secuencias es tan diminuta hasta que no se vuelven funcionales que son casi imperceptibles hasta para un secuenciador automático de ADN. Eso sí, ahí están y cuando las mutaciones que contienen aporten una herramienta importante al virus, incrementarán su número de copias y se volverá la secuencia consenso mayoritaria. ¡ Sigamos !

By Girish Khera, Scientific  Citomegalo (http://www.scientificanimations.com/) [Public domain], via Wikimedia Commons

En esta fotografía podemos ver la sección transversal de un virus del dengue mostrando sus componentes estructurales. Si os fijáis, en el centro de la partícula de nuestra izquierda, podemos ver, en el lugar más seguro de toda la partícula, el material genético del virus, en este caso, un virus de ARN o ácido ribonucleico (Genomic RNA). A medida que nos alejamos del núcleo del virus podemos ver distintas capas que protegen su información genética. Primero una cápside de proteínas (Capsid Protein) protegen físicamente el núcleo y sirven de escudo frente a los invasores. Más allá, otra capa de Proteína M (M Protein) también actúa de centinela y, aun más allá, en el exterior, unas proteínas llamadas dímero E (E Dimer) se encargarán de realizar funciones específicas del virus. Ya sean de ataque, vigilancia o de defensa.

U na anotación. Chicos, en una sola gota de agua pueden haber más de 1.000.000.000.000 partículas víricas, ¡en una sola gota! Es decir, que en un momento concreto existen millones de secuencias copiándose de forma frenética usando el sistema de replicación de su huésped. ¿Pero? ¿Que os explicamos? ¿Es perfecto nuestro sistema de replicación celular? No verdad. ¿Por qué? Pues porque la imperfección en nuestro proceso de copia y replicación del ADN ha sido la clave para la generación de mutaciones que, de vez en cuando, han dado lugar a la evolución. Pues ahí reside el gran problema. Como los virus usan nuestro sistema de replicación, es inevitable que se creen espontáneamente nuevas mutaciones en cada una de las copias nuevas del virus. En nuestro caso no suele ser relevante puesto que nuestro genoma es muy grande pero, en los virus, esas pequeñas mutaciones les pueden proporcionar grandes e increíbles nuevas habilidades. Su nivel de compresión y la estructura de sus genes hacen que casi cualquier mutación afecta de uno modo u otro a la forma de funcionar del virus. Hay que comentar que normalmente estas mutaciones darán lugar a virus en mal estado que no serán viables pero aunque un 1% de las copias sean viables, al existir tantos virus en una única célula, un 1% ya serán suficientes como para evolucionar hasta su siguiente forma biológica viable. ¿Increíble o no? En serio, ¿qué pensáis de este sistema casi infalible? ¿Os parece ingenioso? ¡ Pues aún no habéis visto nada ... acabamos de empezar ... sigamos !

By F.P. Williams, U.S. EPA (http://www.epa.gov/microbes/rota.html) [Public domain], via Wikimedia Commons

Imagen obtenida mediante microscopia electrónica de un rotavirus. La barra mide 100 nm. Chicos, recordad, el nanómetro (nm) es la unidad de longitud que equivale a una mil millonésima parte de un metro (1 nm = 10−9 m = 0,000000001 m) o a la millonésima parte de un milímetro (1 nm = 0,000001 mm). Comúnmente se utiliza para medir la longitud de onda de la radiación ultravioleta, radiación infrarroja y la luz. Recientemente la unidad ha cobrado notoriedad en el estudio de la nanotecnología, área que estudia materiales que poseen dimensiones de unos pocos nanómetros. El símbolo del nanómetro es nm.

Como acabamos de comentar, los virus usan nuestra maquinaria celular, nuestros ribosomas, nuestros enzimas, etc. Con lo cual, podemos asegurar que al utilizarla para copiar su código genético nuestros enzimas se equivocan, una y otra vez. Nuestro sistema de replicación se equivocará al copiar el genoma del virus, de media, una mutación cada 400 pares de bases aproximadamente. Es decir, que si un virus tiene un genoma de 1.600 pares de bases (1,6 Kb) dividido en, por ejemplo, dos partículas víricas de 800 pares de bases, cada partícula vírica contendrá como mínimo una mutación y, por lo tanto, cada copia del programa será distinta a la anterior. He aquí el poder de los virus, la capacidad de adaptarse casi a cualquier cosa. Son tantos y cambian tan rápido que, queramos o no, si no aprendemos a hackear su sistema, seguirán replicando su programa una y otra vez, año tras año, generación tras generación. Al igual que nosotros, los virus solo quieren perpetuar el código genético que les permite vivir. Luego, no somos tan distintos, ¿o sí? Pues bien, de momento os anticipo que sus archivos o ficheros funcionan exactamente igual que los nuestros. También se identifican con nombres y también se estructuran en carpetas o directorios. La aplicación para la que codifican usará esos ficheros, los que necesita para poder funcionar. Los virus también necesitan ficheros importantes mientras que, otros, sencillamente sirven para hacer funcionar una opción específica o una habilidad que quizá algún dia podrían necesitar.

Antes de seguir, visualiza el vídeo: los virus

R ecordad. Al principio del capítulo os explicamos que en virología definimos a los virus como parásitos estrictos que se multiplican dentro de una célula huésped y que tienen una fase extracelular en la que los llamamos partículas víricas (PV) o viriones. Algunos virus muy pero que muy pequeños son capaces de incluir todo su código genético en una única partícula vírica (PV) pero, normalmente, si el tamaño del genoma del virus es grande, necesitará estrategias para poder transportar todo su código desde una célula infectada hasta otra sana. Una estrategia muy útil se basa en transportar el genoma de forma fragmentada (dividida) como, por ejemplo, el virus de la gripe. El genoma del virus de la gripe está fragmentado en 8 segmentos de RNA que forman el genoma entero del virus. Los distintos segmentos se distribuyen en distintas partículas víricas que deberán infectar todas a la vez para poder replicarse dentro de la célula huésped. Por lo tanto, recordad, un virión es una partícula vírica mientras que un virus es el conjunto de viriones o partículas víricas.

By YK Times, translated to spanish by Rage against [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.php) or CC BY-SA 4.0-3.0-2.5-2.0-1.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0-3.0-2.5-2.0-1.0)], via Wikimedia Commons

A modo de ejemplo, en la imagen superior podemos ver la invasión y replicación del virus de la gripe en una célula huésped. Inicialmente, un virión se une a la membrana de la célula huésped a través de una proteína vírica llamada HA1 y entra en el citoplasma mediante endocitosis mediada por receptor (PASO 1), formando así un endosoma. Posteriormente, una proteína vírica (HA2) promueve la fusión entre la envoltura del virus y la membrana del endosoma. Una proteína de la envoltura del virus llamada M2 actúa como un canal iónico haciendo con ello que el interior del virión sea más ácido. Como resultado, la proteína M1 se disocia de la nucleocápside y los virus se trasladan al núcleo (PASO 2) a través de la interacción entre nucleopreoteínas y la maquinaria de transporte celular. En el núcleo, los complejos de polimerasa viral transcriben (PASO 3a) y replican (PASO 3b) los RNAs virales. El procesamiento postraduccional de las nuevas proteínas víricas HA, NA y M2 incluye el transporte a través del aparato de Golgi a la membrana celular (PASO 5b) y la transferencia de ARN mensajero al citoplasma (PASO 4). Ahora, NEP, una proteína de exportación nuclear, se mueve al núcleo (PASO 5a) donde se le unen copias recién sintetizadas de los RNAs virales. Las nucleocápsidas recién formadas emigran al citoplasma en un proceso dependiente de NEP y finalmente interactúan vía M1 con una región de la membrana celular en la que HA, NA y M2 se han insertado (PASO 6). Finalmente, los viriones recién sintetizados brotan de células infectadas (PASO 7). NA destruye el resto de ácido siálico de los receptores celulares liberando así los viriones de la progenie.

By Dibujo original (:Image:Hiv gross german.png) de Daniel Beyer. Adaptado por Luis Fernández García. [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons

E n la figura anterior os mostramos un ejemplo de la estructura del virus del HIV, un retrovirus que se integra. ¿Integra? Disculpad. Veréis, algunos virus como el del HIV son capaces de infectar nuestras células pero, una vez allí, usan una estrategia extremadamente inteligente. A veces, cuando un virus del HIV consigue conquistar una célula puede elegir entre dos opciones. Cuando el virus no encuentra unas condiciones favorables puede decidir actuar como normalmente lo hacen y secuestrar la maquinaria celular, replicarse indiscriminadamente y acabar destruyendo a su huésped para liberar un número muy importante de copias que infectarán otras células. Ahora bien, este virus, el HIV, ha aprendido a copiar su código genético DENTRO de nuestro código genético. Es decir, en lugar de decidir replicarse por si mismo, decide introducirse sigilosamente en nuestro código genético y se queda allí. Quieto. Silencioso. Esperando. ¿Esperando? Pues si. Veréis, ahora que forma parte de nuestro genoma, sin hacer nada, será copiado junto con nuestro código genética en cada nueva célula que surja a partir de la que infecto. Además, cuando él quiera, si las defensas del huésped se debilitan o existen condiciones ambientales que lo activen, de repente, saldrá de nuestro genoma y volverá a incrementar su número de copias de forma exponencial. Pero, lo más increíble de todo, es que, durante días, semanas, meses o años, estará allí, en nuestro genoma, sin que absolutamente nadie ni nada sepa que existe. Además, en este caso en particular tampoco nos ayuda que nuestro cuerpo lo detecte porqué infecta justamente nuestras células de defensa y, por desgracia, al atacarlo a él nos atacamos a nosotros mismos. Como veis, la sabiduría evolutiva no tiene límites. Nos llevan millones de años de ventaja y nosotros, hasta ahora, no disponíamos de herramientas para eliminarlos de nuestro cuerpo. Ahora bien, por fin, gracias a la biotecnología, podemos estudiarlos y aprender de ellos para, más tarde, modificarlos y usarlos para curar enfermedades mucho más importantes. ¿Como? Pues si. Actualmente podemos usar un virus para curar enfermedades. Sencillamente se trata de substituir parte de su información genética por información que nosotros hemos programado y, si se hace bien, hará exactamente aquello para lo que se le ha programado. ¿Peligroso? Si. ¿Tanto como para no usar este potencial? Espero que no. Un gran conocimiento conlleva una gran responsabilidad pero creo que la humanidad será capaz de evolucionar y entender que, de algún modo, es nuestro destino. Y, cuando lo entendamos, cuando estemos preparados para la responsabilidad que conlleva, se nos revelará el auténtico objetivo del ser humano. Algo que solo el hombre puede hacer. Cuidar y responsabilizarse de toda la vida en la Tierra y en el resto del universo. Gracias a los conocimientos que adquiramos de los genomas podremos llegar a colonizar el universo pero, si no dejamos de destruir especies y ecosistemas, ese regalo que se nos ha concedido, se desvanecerá para siempre. Jamás volveremos a disponer de esta oportunidad. Cuando una especies desaparece, también lo hacen sus virus y todos aquellos microorganismos que viven gracias a él. Pequeños alumnos, futuros genios, no dejéis que eso suceda. Depende de vosotros. Pues bien, ahora ha llegado el momento que nos tomemos un descanso y podamos ver un vídeo que creo que os ayudará a entender a los virus. Espero que os guste.

Antes de seguir, visualiza el vídeo: Ciclo vital del VIH

Un momento, espera, espera, espera. ¿Nos estás diciendo que los virus pueden infectar un huésped, escapar a sus defensas, insertar su genoma y parte de sus enzimas en la célula huésped, tomar el control del panel de control de la célula, secuestrar literalmente a sus operarios, usar su maquinaria, crear un ejército, montar una auténtica armada y, aún así, seguir a sus anchas por nuestro cuerpo? Pues sí jóvenes aprendices, pues sí. Así de dura es la virología y esa es la razón por la cual, hoy en día, con toda nuestra tecnología, ciencia, conocimientos, pese a todo, no existen antivíricos para la mayor parte de enfermedades víricas. ¡¡¡ STOP !!! Chicos, tranquilos, de verdad, el mundo ha cambiado, la genética y la biotecnología, por fin, nos facilitan herramientas que, por primera vez, nos permitirán acabar de una vez por todas con la mayor parte de los virus conocidos. De verdad, hemos mejorado muchísimo y nuestros centros de investigación poseen nuevas plataformas tecnológicas capaces de secuenciar y leer el código genético de cualquier virus en pocas horas. Otras compañías, en este caso, las compañías farmacéuticas, disponen de conocimientos y personal como para iniciar una producción estandarizada de casi cualquier vacuna.

S igamos. Como recordaréis, en el primer capítulo os comenté que, al igual que en vuestros ordenadores o teléfonos móviles, existían cientos de programas maliciosos (virus), que querían infectar nuestro cuerpo y podían usar todo tipo de artimañ̃as para engañ̃ar a nuestro antivirus al que llamamos sistema inmunológico. El sistema inmunológico, como cualquier antivirus, escanea nuestro cuerpo hasta reconocer patrones con potencial malicioso. Es decir, nuestro sistema inmunológico buscará patrones de proteínas de las cápsulas víricas con las que interactuará e intentará detener. Si eso no sucede, otros mecanismos moleculares serán llamados a ayudar a las células y, si aún así no pueden contener el ataque, nuestro cuerpo, sabio como el que más, enviará una señal a la célula para que, ella misma, se autodestruya. Una vez más, por el bien de las demás. Así de grande es nuestro cuerpo y por eso le debemos el máximo de los respetos. Incluso a nivel celular, nuestro cuerpo, renuncia a su existencia para proteger el resto de células y, en último término, nuestra vida. Es espectacular. Más adelante os contaré cómo lo hace pero, de momento, sigamos hablando de los virus y como funcionan. Como siempre, si os parece, empezaremos hablando del modo en que los dividimos. ¿Como los diferenciamos? ¿Como sabemos que existen? ¿Cuando se descubrieron? ¿Cuando llegaron?

L a forma más sencilla de diferenciar un virus es utilizar su morfología. Existen virus filamentosos, virus icosaédricos y virus complejos. Para clasificar un virus también podemos comparar el tamaño de su genoma, es decir, el número de bases nucleotídicas que forman su código genético. Como hemos comentado, existe una gran cantidad de virus distintos con un tamaño de genoma variable. Aun así, los Picornavirus son una de las familias de virus con el genoma más pequeño y el tamaño de sus partículas víricas no hacen más que unos 20 nanometros de diámetro. En el extremo contrario podríamos encontrar, por ejemplo, a los Poxvirus, una de las especies de virus con el genoma de mayor tamaño. Para que os hagáis una idea, cada partícula vírica de poxvirus puede hacer hasta 400 nanómetros de diámetro, imaginad, casi 20 veces más.

P

erdonad, a veces os digo que el genoma es de mayor tamaño pero, como hemos explicado, aunque el genoma sea mayor, sus partículas víricas no tendrían porqué serlo, pero, lógicamente, los virus con un genoma mayor también dividen sus ficheros en partículas víricas más grandes, básicamente, para no dividir su código en demasiados fragmentos. Aún así, recordad, a veces me puedo equivocar o expresar algo de forma que no me entendáis. Si es así, escribid en facebook o twitter y modificaremos el capítulo. A veces lo haré adrede y a veces no. ¡¡¡ Lo hago para saber si estáis atentos !!! Hemos aprendido mucho desde que inauguramos el primer capítulo, me gusta saber que hay alumnos a los que les gustan nuestros capítulos y estaremos felices de escribir de los temas que más os preocupen o interesen. Es vuestro libro, no lo olvidéis. Aquí, vosotros sois los protagonistas.

P ara mi, sinceramente, la mejor forma de dividir un virus es a través de su código genético. Más allá de la secuencia concreta, si queremos, podemos dividir los virus en dos grandes grupos. El primer grupo estaría formado por los virus que transmiten su código genético usando como ácido nucleico el ADN. En segundo lugar, y no menos importante, están los virus que transmiten su código usando como ácido nucleico el ARN. Además, recordad, no existe, hasta donde yo se, ningún virus que use jamás las dos formas en la misma partícula vírica, ¡¡¡ jamás !!! Otro tema es que, muy probablemente, al infectar a su huésped pueda transformar su secuencia de ADN a ARN o viceversa, pero, como nosotros, eso lo hace para copiar su código. Una vez que lo ha creado, lo transmitirá en forma de ADN o ARN, pero no lo dos. Como veis, primera regla de la virología. Quizá sencilla, pero empezamos a encontrar el primer patrón. ¡¡¡ Todo no vale y siempre hay un patrón !!! Sigamos.

En cuanto a la morfología, podemos dividir una partícula vírica en una cápside (formada por proteínas codificadas por el genoma vírico) y una membrana o envoltura (formada por una bicapa lipídica que procede de la membrana nuclear o la membrana citoplasmática de la célula huésped). Si lo pensáis, los virus son muy listos. Me explicaré. Primero construyen una cápsula con sus proteínas preferidas para proteger su código genético y, justo después, añaden en la parte más exterior (la que nuestro sistema inmunológico puede reconocer), una membrana de lípidos exactamente igual a la nuestra, de echo, exactamente la nuestra. Eh ahí porqué a nuestro cuerpo le cuesta tanto diferenciar entre una célula propia o un virus o partícula vírica ... básicamente porque se confunden ... y creen que se trata de una célula suya. Es decir, en algunos casos, nuestro sistema inmunitario, nuestro antivirus, es incapaz de detectar la presencia de los virus porque se han camuflado usando un disfraz muy ingenioso construido a partir de nuestras propias membranas celulares. ¿Interesante verdad? ¿Por qué? Pues porque si un virus es capaz de colonizar nuestras células es porqué está programado para hacerlo. Es más, nuestro cuerpo está programado para interaccionar con ese virus y, de algún modo, incluso a nivel genético, nuestro cuerpo, le permite entrar. ¿Por qué? Bueno, tengo mi teoría pero os la contaré en un capítulo especial dedicado solamente a las secuencias genéticas que los virus necesitan para hackearnos. ¿Como? Pues eso, como os conté, algunas personas tienen mutaciones que en principio no deberían de servir para nada ni tan siquiera molestar pero, con la secuenciación masiva de genes, hemos descubierto que esas mutaciones protegen a los huespedes, personas como tu y como yo, de ser infectadas. ¿Por qué? Pues porque el virus necesita sí o sí que esa secuencia humana, en este caso, sea exactamente la que necesita y, si alguna de las letras ha sido modificada, él, no puede hacer nada más que desaparecer. Así de fácil es acabar con un virus para siempre. Una simple letra en nuestro código genético es capaz de hacernos inmunes al SIDA, a la hepatitis o a la viruela. Así de fácil.

¿Entendéis ahora porque en muchas películas buscan a una persona, normalmente a un niño, con unos anticuerpos o con una particularidad en su genoma que le ha conferido la resistencia a un determinado virus o enfermedad? Es exactamente por eso. Porque muchos de nosotros poseemos mutaciones que nos confieren poderes extraordinarios, capacidades únicas, inmunidad casi a cualquier mal o enfermedad. No todos, pero sí algunos. Y, lo más importante de todo, si encontramos a esa persona, podemos secuenciar sus genes a partir de su saliva, leer su genoma y buscar qué le hace tan especial. Cuando lo encontramos, gracias a la biotecnología, somos capaces de duplicar el gen de interés en un laboratorio y producir la proteína para la que codifica. Esa proteína es el fármaco que podéis encontrar en las farmacias. Una molécula, una proteína, un enzima, todos ellos, la misma cosa. Algo que un organismo ha producido gracias a un gen y que el hombre a descubierto mediante el estudio, el análisis y el método científico. Abrid vuestros ojos, quizá la cura de algo está justo ante vuestras ojos y no lo sabéis. Nunca se sabe los misterios que puede contener un genoma, sus proteínas, sus herramientas, sus aplicaciones, ... cuanto potencial guardado en nosotros, los seres vivos ... ¿Entendéis por qué es tan importante conservar todas las especies vivas de este planeta? ¡¡¡ Sin excepción !!! ¿Lo entendéis ahora? Cualquier especie animal, vegetal, bacteriana, un simple protozó, incluso un virus menor como el que provoca el resfriado, puede contener una mutación que, sin querelo, cure a un organismo del cáncer o de cualquier otra enfermedad. Por favor, ayudad a conservar las especies. Son el legado de nuestros ancestros, de toda la vida que ha sobrevivido en la tierra, el libro de la vida, la prueba de nuestra existencia. No dejéis que se pierda ese conocimiento. Cada organismo del planeta es esperanza. Incluso cuando desde nuestra visión humana, no lo parezca. Cada letra, cada frase, cada parágrafo, programa, aplicación, complemento, todo, por malo o peligroso que parezca, es conocimiento en estado puro. Ayudadnos a proteger la vida, nuestro código, nuestro futuro. La diversidad es importante, incluso cuando no somos conscientes. No uséis insecticidas peligrosos. No contaminéis los ríos y mares. Ahora que sabemos que el código existe y su potencial, perdonad, pero creo que debemos usar nuestro capacidad superior, en comparación con el resto de especies del planeta, para copiar y salvaguardar ese manuscrito. Ese es nuestro verdadero destino, el destino de la humanidad. En realidad, es la mayor de las responsabilidades. Algún día lo entenderéis.

C hicos, a continuación os mostraré cómo los virus interaccionan con las células huéspedes pero, en definitiva, lo que tenéis que recordar es que los virus, básicamente, parasitan de la célula huésped el ATP, es decir, ¡¡¡ nuestra energía !!! Como ellos no poseen las herramientas necesarias para crear ATP pues parasitan el sistema de síntesis de proteínas de la célula huésped para conseguir el control. Normalmente los enzimas esenciales de replicación virica (ficheros imprescindibles) están codificados por genes víricos que él mismo transporta pero, a menudo, utiliza co-factores (ayudantes) de la célula huésped. Aun así, existen virus que sí que pueden construir sus propios enzimas. Estos enzímas víricos normalmente intervienen en la sintesis de precursores del DNA vírico.

A continuació́n os mostramos una tabla donde se muestran los 4 tipos de infecciones virales existentes.

Tipos de infecciones virales

Nombre Descripción
Infección Lítica Productiva Producción de partículas víricas (PV) que pueden salir fuera de la célula huésped. Normalmente acaban "matando" a la célula huésped por procesos de lisis celular.
Infección Persistente Producción de PV que pueden salir de la célula huésped sin lisis celular. La célula se convierte en una fábrica de virus con una producción regular de partículas víricas.
Infección Latente Se asemeja a la lisogenia en bacterias . Este tipo de infección se da en células eucariotas. No se observa una producción de PV. Las células infectadas no sufren ningún efecto citopático celular. Estos virus normalmente se encuentran integrados y en situaciones de estrés se pueden reactivar. Si esto sucede, se inicia una infección productiva con la consecuente producción de PV. Un ejemplo típico de un virus que realiza este tipo de infecciones en humano es el virus del Herpes.
Infección Oncogénica Los virus realizan una transformación celular . No hay infección productiva, es decir, no se detectan partículas víricas. Solamente existe un proceso de transformación celular en el que vemos como el virus está integrado dentro del genoma de la célula huésped. Cabe destacar que los virus no siempre están en la forma transformadora, es decir, depende del tipo celular que infecten pueden realizar una infección productiva o una infección transformadora. Este tipo de virus actúan sobre el ciclo celular dando lugar a una proliferación celular descontrolada.

E xisten muchos ejemplos de enfermedades causadas por virus. Por ejemplo, el virus de Epstein-Bar da lugar al cáncer de Burkitt. El virus del xarampión provoca una enfermedad suave, el virus del HIV actualmente ha provocado una pandemia, el virus de la Hepatitis C se extiende por todo el mundo y el virus del Ébola causa brotes pero no se extiende. En este último caso, la enfermedad está causada por una respuesta inmune muy elevada provocada por nuestro sistema inmulógico. Como veis, dentro de los virus podemos encontrar casos muy distintos.

Q eridos alumnos. Dejadme que os cuente algo, para mi, lo más importante de todo el capítulo. Veréis, haceros una pregunta. ¿Existen virus animales que NO causen una enfermedad? Claro, es difícil de responder puesto que si estos virus existen NO han sido identificados. Evidentemente, esto sucede porqué solamente conocemos los virus por las enfermedades que causan. Ahora bien, os anticipo que hace años se encontró una cepa del virus de la Hepatitis C que NO causaba enfermedad. Es decir, ¡¡¡ EXISTEN !!! Lo que sucede es que los virus conocidos son la punta del iceberg.

By Created by Uwe Kils (iceberg) and User:Wiska Bodo (sky). [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons

L os icebergs son masas de hielo gigantes y muy duras. Aparenta ser no muy grande porque sobresale del agua sólo la octava parte de su volumen total pero, de hecho, pueden alcanzar dimensiones enormes. A modo de ejemplo, en la imagen superior podemos ver un fotomontaje de cómo se ve un iceberg de hielo entero bajo el agua.

C omo decía, solamente conocemos a los virus "malos" porqué causan las enfermedades que identificamos e intentamos curar. ¿Pero ...? Y el resto de virus ... ¿Qué capacidades, poderes, misterios podrían esconder? ¿Os imagináis? Por eso me apasionan los virus, porqué creo que en ellos, en los "buenos", reside el potencial de curarnos a todos. Para siempre. Sencillamente tenemos que buscarlos, identificarlos, entenderlos y coexistir. Llevamos haciéndolo miles de años pero la avaricia humana a liberado a algunos virus "malos". Al destruir las selvas, los ríos, los mares, la Tierra ... se defiende del único modo que puede. ¿Lo veis, verdad? Es su modo de decir, humanos, estamos aquí. Vigilad. Respetad la vida y ella os respetará. Destruid las selvas, los ríos, los mares, y, la vida, se defenderá. Y así es. Devolvamos la tierra a la vida y ella nos devolverá el favor. La vida es un equilibrio y la humanidad el verdadero virus que amenaza una tregua que se alcanzó hace miles de años. Aún siendo nuestra responsabilidad la de acabar con los virus "malos", por favor, no olvidéis que, quizá ..., aquí ..., los malos ...., somos nosotros y no ellos. No lo se, pero cuando reflexiono sobre lo que le estamos haciendo al planeta, a los animales, a los árboles, ..., de algún modo, creo que la vida usa a los virus para protegerse. Para comunicarse con nosotros de la forma en que puede hacerlo. Quizá no sea así o quizá así sea, el tiempo y la ciencia dirá. Solo quería compartir estos pensamientos con vosotros. ¿Por dónde íbamos?

Antes de seguir visualiza este video: La vida. Interior de una célula

B ien, después de haber visto el vídeo podemos deducir que una enfermedad vírica es el daño que causa un virus a la célula huésped, normalmente, vía infecciones productivas que acaban destruyendo a un tipo celular determinado causando una disfunción. Aún así, recordad el vídeo, la enfermedad también puede ser debida a una respuesta anormal del Sistema Inmunitario como, por ejemplo, en el caso del virus del Ébola.

By =(Credit: NIAID/RML) [Public domain], via Wikimedia Commons

Bacteria Staphylococcus aureus escapando de la destrucción por células blancas humanas

I mportante. Los virus contienen un genoma que puede ser muy simple (por ejemplo 2 únicos genes) o muy complejos (por ejemplo, el Poxvirus o vírus de la viruela). Como hemos aprendido, las etapas del ciclo vírico clasificarán el genoma del virus (proteínas codificadoras). Estas proteínas codificadoras intervendrán en el proceso de replicación y ensamblado de la partícula vírica. Normalmente, los genes que codifican para este tipo de proteínas se encuentran en distintas regiones del genoma vírico, lo que facilita enormemente la clasificación del genoma simplificando la clasificación de sus genes en dos tipos. El primer tipo de genes virales se conoce como "Genes Estructurales" y se caracterizan por codificar para las proteínas de la partícula vírica (cápside y envuelta). Las proteínas de la envuelta migrarán hacia la membrana de la célula huésped dónde permanecerán hasta la salida de las partículas virales, momento en el cual, se las llevarán. El segundo tipo de genes virales se conocen como "Genes NO Estructurales" y son aquellos genes que formaran proteínas que actuaran cuando el ácido nucleico entre en la célula huésped como, por ejemplo, proteínas de replicación vírica.

L a función de las proteínas estructurales es la de proteger el ácido nucleico frente a posibles DNasas o RNasas, es decir, proteínas que destruyen el DNA o el RNA. Además, las proteínas estructurales también intervienen en el reconocimiento específico de un receptor de la célula huésped. Es decir, gracias a estas proteínas hay una perfecta selección de la célula huésped. Sin ellas, el virus, está perdido. Además, también existen proteínas estructurales cuya función es la de transportar el material genético del virus hasta el núcleo celular de la célula huésped. ¡¡¡ Importante !!! Los virus también deben pagar un coste por tener proteínas estructurales. Es decir, para fabricar este tipo de proteínas necesitan un elevado consumo de síntesis proteíca (aunque normalmente usan a la célula huésped). Si lo pensáis, para ellos, es un riesgo. ¡¡¡ Son estas proteínas estructurales las que nuestro sistema inmunológico detecta !!! A estas proteínas que nuestro cuerpo detecta las llamamos proteínas antigénicas. Es muy sencillo. Pensad. ¿Tuvisteis el virus de la varicela de pequeños? ¡¡¡ A que sí !!! ¿La habéis vuelto a tener? ¡¡¡ No !!! ¿Por qué? Pues porque nuestro cuerpo al matar al virus de la varicela fabrica anticuerpos (proteínas defensoras de nuestro cuerpo) que detectarán al virus de la varicela cuantas veces nos vuelva a infectar, pero ..., está vez, acabarán con él de forma inmediata. Jamás volverá a ser un peligro para nosotros porqué nuestro cuerpo ha adquirido defensas contra él. ¡¡¡ Increíble verdad !!! Por eso es mejor que el virus de la varicela nos infecte de pequeños, porqué nuestras defensas de jóvenes son increíbles y, a medida que envejecemos, pues claro, se "cansan" y no vuelven a ser tan buenas como de pequeñines. Recordad, los genes que codifican para proteínas estructurales se expresan hacia el final del ciclo del virus. A estos genes, se les conoce también por genes late o tardíos.

L a función de las proteínas NO estructurales es la de realizar la replicación del ácido nucleico del virus. Es decir, las proteínas no estructurales serán enzimas (proteínas) que replicarán el ADN o ARN del virus o que ayudarán a infectar al virus durante las primeras fases de infección. Algunas proteínas NO estructurales ya estarán presentes en la cápside del virus en el momento de infección mientras otras se formarán a partir de los genes NO estructurales. No olvidéis que toda proteína, estructural o no, está codificada en algún lugar del genoma vírico. Siempre. Recordad que los genes que codifican para proteínas NO estructurales también serán muy importantes porque son los responsables de la replicación del virus, es decir, estos genes crearán replicasas (proteínas que replican) que copiaran el DNA o el RNA del virus. Además, también hay genes NO estructurales que codifican para proteínas que actuarán en la regulación de la expresión génica del virus. Otras, muy ingeniosas, serán las encargadas de parar la maquinaria de la célula huésped (a poder ser, sin que se note). También habrá genes que codificarán para proteínas cuya arriesgada misión será la de inhibir o detener por completo la apoptosis de la célula infectada. ¿Como? Pues que al inhibir la apoptosis (también conocida como muerte celular programada) el virus se asegura que su huésped vivirá el tiempo suficiente como para que su plan tenga éxito. Finalmente, algunos genes NO estructurales también codificarán para proteínas cuya función será la de procesar otras proteínas o precursores. Es decir, proteínas inacabadas que serán modificadas justo en el momento en el que deban realizar su misión. Ni antes, ni después. Evidentemente, todas estas proteínas NO estructurales suelen estar presentes en la cápside vírica y, si alguna de ellas no se ha formado correctamente, impedirá posteriormente que el virión pueda infectar eficientemente. Una de las proteínas NO estructurales más importanes que me gustaría destacar es la Retrotranscriptasa (RT) de los Retrovirus cuya función es la de transformar una cadena simple ssRNA a una cadena doble dsDNA. Como la retrotranscriptasa entrará junto con la cápside vírica, podrá iniciar su misión de forma inmediata en cuanto se produzca la infección. Recordad prometedores jovenes científicos, cuando estudiéis un virus para curar una enfermedad, si encontráis una proteína estructural dentro de la cápside vírica, es porqué esa proteína es necesaria justo después de que el genoma vírico entre dentro de la célula huesped. Son proteínas que se necesitan incluso antes de que el virus inicie su ciclo vírico y son los primeros genes víricos en expresarse. Por esa razón se les conoce como genes early o genes tempranos. Si gracias a un fármaco, conseguimos bloquear alguno de estos genes, el virus no podrá iniciar su ciclo vírico y desaparecerá.

V eréis. Personalmente, me gusta comparar a los virus biológicos con otro tipo de virus igual de importantes pero que los hemos creado nosotros, los humanos. En Internet existen un montón de "programas" malintencionados creados por personas. Pensad en esto, Robert Mueller, Director del FBI, en marzo del 2012 dijo: "Solo existen dos tipos de compañías, las que ya han sido atacadas y las que lo serán". Es decir, aunque se implementen todo tipo de contramedidas siempre va a existir la posibilidad de ser atacado o infectado por alguno de estos virus. Curiosamente, los virus informáticos también van evolucionando de manera vertiginosa. No voy a daros una clase de virología informática pero, lo que sí haré, será hablar de algunas de las funcionalidades que pueden incluir. Recordad, ahora pasamos al mundo de la informática pero, como siempre digo, a veces, ambos mundos coexisten y se asemejan enormemente. Durante el trascurso del presente capítulo hablaremos de los virus y amenazas informáticas y en la segunda parte de este capítulo volveremos a los virus biológicos. Creo que es muy importante conocer este tipo de amenazas porque vuestros dispositivos informáticos contienen información personal que también debe ser protegida. De ahí que quiera dedicar el resto del capítulo a hablaros de otros virus que también me apasionan, en este caso, pequeñas aplicaciones que pueden infectar cualquier dispositivo digital que usemos.

La infección puede producirse utilizando múltiples técnicas, pero, mayormente, suele llevarse a cabo mediante el envió de correos con adjunto malicioso. Otra estrategia realmente eficiente es conseguir que el usuario visite webs o descargue aplicaciones que parecen legítimas pero que NO lo son. De ese modo, el hacker consigue engañar a la víctima. Estos, entre otros, son algunos de los métodos más utilizados para hackear vuestros ordenadores, teléfonos móviles, tablets y servidores.

Cuando la víctima ya ha sido infectada el virus, o "malware", tiene vía libre para proseguir. Su misión dependerá de las funcionalidades incorporadas al virus. Normalmente las funcionalidades más utilizadas van desde el robo de contraseñas guardadas en las aplicacions instaladas como el navegador, hasta la captura de las pulsaciones del teclado o la modificación de las páginas del banco para conseguir acceso a tus cuentas bancarias. En definitiva, cualquier acción que se les pase por la cabeza a los malos. Los hackers incluso consiguen utilizar tu propio ordenador para infectar otros sistemas de la misma red, descargar otros programas e instalarlos. En muchas ocasiones estos ordenadores infectados pasan a formar parte de una red de sistemas controlados mediante un servidor central, es lo que se conoce como "botnet" - red de bots - y un bot no es otra cosa que un ordenador controlado. Estas redes se utilizan para múltiples fines pero uno de los más ingeniosos es su uso para ataques de denegación de servicio distribuido (DDOS - Distributed Denial Of Service). Estos consisten en saturar los servidores haciendo que todos los sistemas infectados envíen multitud de tráfico hacia el objetivo del ataque. De esta manera se evita el acceso a los usuarios legítimos. Hay que tener en cuenta que estamos hablando de ordenadores pero se pueden infectar todo dispositivo electrónico conectado a Internet, es decir, vuestros routers, lámparas, frigoríficos, coches, teléfonos, etc.

En nuestros ordenadores, el malware más extendido según el informe "Cisco 2014 Annual Security Report" son los troyanos. Los troyanos son programas que parecen legítimos pero contienen también funcionalidades maliciosas. El segundo tipo de infección más extendida es el el adware que consiste en programas que inyectan publicidad en vuestros dispositivos.

By Malware_statics_2011-03-16-es.svg: Kizar derivative work: Kizar (Malware_statics_2011-03-16-es.svg) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons

Malware por categorías el 16 de marzo de 2011 (Panda Security).

A modo de ejemplo, hace relativamente poco se descubrió un nuevo malware, al que llamaron "badBios", el cual se comunicaba utilizando ultrasonidos, ondas de sonido que el ser humana no puede oír. De este modo, la transmisión del malware se hace a través de los altavoces y se registra a través del micrófono a corta distancia entre sistemas no conectados entre si. Veréis, esto me llamó la curiosidad porqué conozco a científicos que están estudiando el efecto de la música sobre la activación de virus biológicos (los retrotransposones) que, no se sabe como y porqué, responden a ciertos tipos de música iniciando unos mecanismos que darán lugar a la mudanza física del retrotransposón de un lugar del genoma a otro ... Es decir, que al escuchar cierto tipo de música o melodía, no se sabe porqué, deciden mudarse de lugar y desplazan su secuencia de ADN cientos o miles de pares de bases. ¿Porqué lo hacen? Ni idea, ¿pero ... a que es increíble? Creo que no son conceptos tan distintos ...

C omo lo considero importante, a continuación, os explicaré brevemente dos de las tipologias de malware más extendida en Internet, aunque existen muchas más tal y como nos indica Kaspersky en su lista de tipos de malware. Una vez más, si no queréis que vuestros ordenadores se infecten, debéis empezar por conocer y entender a los virus, esta vez, informáticos. Pero, para el caso, es lo mismo. Si entendéis la importancia y relevancia de mantener vuestros ordenadores y móviles "limpios" y actualizados - vacunados -, entenderéis perfectamente quan importante es también mantener a vuestro cuerpo sano y fuerte. Es lo mismo.

Bien, como os dije, el primer tipo de malware del que os hablaré son los gusanos (worms). Estos son pequeños programas que tienen la capacidad de replicarse a sí mismos dentro de otros programas sin conocimiento por parte del usuario. Incluso en algunos casos pueden aprovecharse de fallos en otros sistemas y utilizar la primera infección para saltar a la siguiente, es decir, se auto-replican. El último caso más mediático ha sido el del malware llamado "wannacry", el cual se extendió por múltiples empresas de múltiples países. Como veremos más adelante, podemos encontrar virus biológicos que se parecen más al concepto de "virus" informático y otros virus biológicos que se parecerán muchísimo más al concepto de "gusano". Ciertos virus biológicos, así como los informáticos, necesitan que su huésped ejecute alguna función o comando para poderse activar mientras que otros virus pueden ejecutarse y replicarse de manera automática. Evidentemente estas tipologías me las estoy inventando para vosotros, ¡¡¡ los más pequeños !!! Nadie usa, hasta donde yo se, los virus informáticos para clasificar a los biológicos pero, en este cuento, lo haremos así. El segundo tipo de malware realmente peligroso son los llamados Trojan horse o troyanos. El nombre de este ataque se remonta a la historia clásica del Caballo de Troya. Es decir, la historia dónde un enorme caballo de madera fue usado por los griegos para introducirse sin ser vistos en la ciudad de Troya durante la guerra.

Giovanni Domenico Tiepolo [Public domain], via Wikimedia Commons

La entrada del caballo en Troya, pintura de Giovanni Domenico Tiepolo, 1773. Galería Nacional de Londres.

Como se puede apreciar en el lienzo, los griegos dejaron este caballo en la puerta de la ciudad y los residentes, pensando que era un regalo, lo introdujeron dentro de la ciudad de Troya. Ahora bien, durante la noche, varios soldados que se escondían dentro del caballo salieron de él matando a los centinelas de la ciudad y permitiendo abrir las puertas de Troya. Unos pocos soldados escondidos dentro del caballo de Troya fueron suficientes para abrir la puerta por la que entraría el poderoso ejército que se encontraba en el exterior de la ciudad. Así de ingenioso fue el plan que permitió la caída definitiva de Troya. Un troyano electrónico se basa en el mismo concepto y se trata de un programa que, a priori, parece un programa lícito, es decir, legal. Ahora bien, cuando lo ejecutamos, descarga malware en el móvil o ordenador de manera transparente para el usuario. Pues ¿cómo no? ¡¡¡ Os enseñaré algunos virus biológicos que hacen exactamente lo mismo !!! En el caso de algunos virus biológicos, por ejemplo, pueden dejar que sean devorados (fagocitados) por los macrófagos y, una vez dentro del macrófago, se liberan y se apoderan de la célula que previamente pretendía acabar con él. Lo curioso del caso es que, una vez más, podremos usar a los virus informáticos para clasificar a los biológicos.

Como ya os he comentado, existen muchos más tipos en función de su misión u objetivo. Que, al final, se pueden agrupar en ciertas familias o tipos de malware con funcionalidades similares.

A ntes de volver al mundo de la biología, permitidme que usemos una vez más un ejemplo informático para explicaros, brevemente, los pasos que necesita realizar un virus para atacar a una página Web. Después lo compararemos con un virus real, biológico, e intentaremos aprender de ambos. Veréis, para comprender bien este tipo de ataques debemos de conocer simplificadamente la arquitectura de una aplicación Web. Una aplicación web sencilla se compone de tres capas o niveles.

By No machine-readable author provided. Master Will assumed (based on copyright claims). [Public domain], via Wikimedia Commons

Este gráfico de la arquitectura en tres capas fue creado en Microsoft Visio 2003 para ayudar a entender gráficamente y mas fácilmente este tema. Muestro gráficamente ejemplos de cada tipo de capa. Este gráfico es del ingeniero de sistemas William Fernando.

L a primera capa o nivel de una página Web se llama capa de Presentación o Interfaz del Usuario. Esta capa o nivel es el que gestiona la interacción entre la aplicación web y el usuario para que sea fácil y agradable interactuar. En el caso de las páginas Web, los programas encargados de interactuar con esta capa son los navegadores Web. En biología, el estudio y análisis de esta capa o nivel sería muy similar al estudio y análisis del proteóma o la proteómica. Es decir, del mismo modo que el navegador muestra la expresión final del código - la página web -, en biología, la expresión final del código genético es la suma de proteínas de una célula o, lo que es lo mismo, el proteóma. Esta sería nuestra primera capa o nivel biológicamente hablando.

L a segunda capa o nivel se conoce como Lógica de Aplicación o Capa de Negocio y en esta capa nos encontramos con la lógica que gestiona las interacciones del usuario y otras fuentes. Esta capa está formada por servidores y programas que el usuario final nunca llega a ver pero que son de vital importancia para el correcto funcionamiento de la aplicación Web. Para que nos entendamos, y simplificando un poco, esta capa a nivel virtual sería el conjunto de aplicaciones que permiten, por ejemplo, gestionar el acceso a tus correos electrónicos, la subida de ficheros, su descarga, en definitiva, la gestión de las diferentes funcionalidades de una página Web. En nuestro mundo, el biológico, esta capa se correspondería con el transcriptoma. Es decir, como siempre os he contado, la suma de tránscritos o mRNAs de la célula son la activación real y tangible de las aplicaciones que se están ejecutando. Como os explicaré en un capítulo sobre los distintos tipos de RNAs, además de los transcritos que codifican para los genes, existen una infinidad de RNAs de pequeño tamaño cuya función es tan o más importante que el propio gen. Son pequeñas aplicaciones (algunas de entre 9 y 17 pares de bases) sin las que los genes no pueden funcionar correctamente. Por lo tanto, al conjunto de RNAs, llamado transcriptoma, podría ser perfectamente interpretado como la segunda capa de una página Web. Recordad, el transcriptóma se correspondería con la segunda capa biológica y, el transcriptoma se define como la suma de TODOS los tránscritos (RNAs) de una célula determinada en un momento dado. Es como la fotografía genética de una célula en un momento justo. Evidentemente, esa fotografía va a cambiar en unos instantes pero, en ese momento, esos son los ficheros con los que cuenta la célula para funcionar.

F inalmente, la tercera capa o nivel se conoce como Capa de Datos y es la capa o nivel dónde tenemos las fuentes de información primarias, es decir, donde se guarda la información. Recordad, ésta lógica de negocio se puede almacenar en diferentes dispositivos con distintos tamaños. Es decir, podemos guardar información en un pendrive, en un disco duro extraíble, en una tarjeta microSD, en un ordenador, etc, en función del tamaño de los ficheros que queramos guardar. Los dispositivos pequeños suelen ser portátiles y fáciles de copiar y transportar mientras que, los dispositivos de gran almacenaje, no se suelen transportar y copiarlos necesita más tiempo porqué contienen muchísima más información. Como algunos habréis imaginado, en biología, a esta tercera capa o nivel la llamamos el Genoma y es la suma de genes almacenados en los servidores biológicos o cromosomas. Como sabéis, en biología, a la suma de todos los genes de una especie se la conoce como genoma y sería la tercera capa o nivel que forma una aplicación Web o biológica, miradlo como más os guste y apasione. Evidentemente, estas tres capas se encuentran conectadas entre sí. El usuario interactúa desde la Web mediante un navegador, como por ejemplo Chrome, Explorer o Mozilla Firefox, qué interactúa con el servidor Web y con la lógica de negocio para recibir y enviar información. En resumen, cada capa o nivel será un punto de ataque por los distintos programas malintencionados.

No os perdáis la segunda parte de este capítulo dónde continuaremos nuestra aventura en busca del primer gen. Os esperamos en el siguiente capítulo llamado, ¿QUÉ ES UN GEN? | SISTEMA NERVIOSO | FISIOLOGÍA ANIMAL. Deseamos que os haya gustado y no olvidéis preguntar todas vuestras dudas en nuestro Facebook. Allí́ estaremos para responder. Muchas gracias a todos.

Marisa Larramona - Editora

Licenciada en Biotecnología (1999-2003) por la Universidad Autónoma de Barcelona, obtuvo el DEA en la misma especialidad en el año 2007. Realizó su trabajo de investigación en el campo de los genes moduladores del proceso de litiasis de la cistina en el IRO (Institut de Recerca Ongologica) del Hospital Universitario de Bellvitge.

Dr David Gallardo - Escritor

Nacido en 1981 en Castellar del Vallès, España. Forma parte de la segunda promoción de licenciados en Biotecnología de la UAB. Dr. en Producción Animal, realizó su trabajo de investigador en el campo de la mejora genética animal.

Blog educativo | Aprende con nosotros | Más capítulos

¿QUÉ ES UN GEN? | CAPÍTULO 4
SISTEMA NERVIOSO | FISIOLOGÍA ANIMAL
Dr. David Gallardo
IniciativaBiotec  |  14 Agosto, 2018

La fisiología (del griego physis, naturaleza, y logos, conocimiento, estudio) es la ciencia que estudia las funciones de los seres multicelulares (vivos). Es una de las ciencias más antiguas del mundo. Muchos de los aspectos de la fisiología humana están íntimamente relacionadas con la fisiología animal, en donde mucha de la información hoy disponible ha sido conseguida gracias a la experimentación animal, pero sobre todo gracias a las autopsias. La anatomía y fisiología son campos de estudio estrechamente relacionados en donde la primera hace hincapié en el conocimiento de la forma mientras que la segunda pone interés en el estudio de la función de cada parte del cuerpo, siendo ambas áreas de vital importancia en el conocimiento médico general. Si quiero enseñaros a modificar el genoma humano para curar todas las enfermedades, primero, deberemos aprender como funciona nuestro cuerpo y el del resto de seres vivos del planeta. No os preocupéis, yo jamás fui listo o inteligente y, aun así, lo acabé entendiendo. Os aseguro que saber cómo funciona el cuerpo humano, sus músculos, sus neuronas, su corazón, es algo apasionante. Somos tan especiales ...

¿QUÉ ES UN GEN? | CAPÍTULO 5
CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS
Dr. David Gallardo
IniciativaBiotec  |  15 Agosto, 2018

Queridos lectores, si habéis llegado hasta el segundo capítulo dedicado a los virus ya habréis visto que realmente son maravillosos y, quizá, empecéis a entender mi pasión por ellos. En este segundo capítulo os enseñaré como se clasifican los virus y, lo que es más importante, cómo han aprendido a transformar su genoma adaptándolo a un sinfín de escenarios. Sobretodo me gustaría que vierais la increíble variabilidad que contienen. Recordad que en los virus está la clave de la evolución, de nuestro futuro y, además, también poseen la capacidad para curar el cáncer, el alzheimer y cualquier otra enfermedad que conlleve reescribir el código genético de un paciente. Recordad que los virus poseen genes únicos capaces de realizar procesos imposibles para el resto de organismos. Ellos inventaron las normas genéticas y ellos, y solo ellos, pueden enseñarnos a hackear el código genético sin causar mal alguno. ¿No me creéis? Dadme tiempo ...

CONTÁCTANOS

Para cualquier información adicional contacta con nosotros. Introduce tus datos
y te responderemos lo antes posible

Tu mensaje se ha enviado correctamente!