100 coses que cal saber dels virus. Daniel Closa
Així, unia el tetraedre amb el foc, el cub amb la terra, l’octaedre amb l’aire i l’icosaedre amb l’aigua, a més del dodecaedre, que lligava directament amb el cosmos.
Amb el pas dels segles, va haver-hi intents, més o menys imaginatius, de lligar aquests sòlids amb fenòmens de la natura. Als humans ens agrada aquesta mena d’especulacions, de manera que s’han buscat correlacions entre els sòlids i els planetes o amb les estructures dels orbitals electrònics. En realitat, a la natura es poden trobar formes relacionades amb aquests elements geomètrics i una de les més espectaculars és la càpsida vírica, la càpsula de proteïnes que envolta el material genètic i que molt sovint constitueix un extraordinari icosaedre.
L’icosaedre, recordem-ho, és un sòlid fet per vint cares triangulars i, per tant, dotze vèrtexs. Si alguna vegada heu jugat a jocs de rol, és probable que hagueu fet servir un dau de vint cares en forma d’icosaedre. Doncs, si heu patit algun refredat, el responsable era un virus amb la càpsida en forma d’icosaedre.
La gràcia és que el virus pot construir la seva càpsida icosaèdrica fent servir només dues proteïnes diferents. Una per fer les cares dels triangles i una per fer els vèrtexs. Alguns virus fins i tot ho aconsegueixen amb una de sola que fa les dues funcions. Això és optimització de recursos i la resta són romanços!
Això va fer que els viròlegs s’haguessin de posar a repassar conceptes de geometria per esbrinar les fórmules que definien els diferents virus. Per exemple, cada cara triangular de la càpsida pot estar feta per un nombre determinat d’unitats de proteïna i ha de tenir contacte amb sis unitats més, mentre que les dels vèrtexs tenen contacte amb cinc unitats. Hi ha virus petits fets amb seixanta unitats, mentre que alguns de més grans en fan servir 720. Moltes peces, però totes construïdes amb una única proteïna.
A la pràctica, vol dir que el virus només necessita fer unes proteïnes amb les càrregues elèctriques disposades de manera que s’atreguin en la forma correcta i l’estructura de la càpsida es formarà per si mateixa quan hi hagi prou unitats fabricades. Una vegada més, els virus optimitzen les coses per no haver de fer gairebé res per part seva.
12 / 100
ESCALES DE CARAGOL PER FER LA CÀPSIDA
L’icosaedre genera unes càpsides víriques ben mones i molt útils de cara a l’empaquetament del material genètic del virus. Però, malgrat que és molt habitual, no és l’única manera que s’han empescat els virus per recobrir-se de proteïnes que els protegeixin. Hi ha una altra manera, encara més senzilla, que han adoptat molts virus dels vegetals. Un sistema que permet guanyar en simplicitat a costa de sacrificar una mica l’optimització de l’espai. Si l’estructura en icosaedre seguia les normes d’un sòlid platònic, aquesta seria la versió vírica d’una escala de caragol. Són les anomenades càpsides en espiral.
Aquest sistema d’empaquetament el que fa és mantenir el genoma del virus, sigui DNA o RNA, ben estirat. Si ens parlen del DNA, de seguida recordem l’estructura en forma de doble hèlix. Això no és perquè la natura tingui una passió per les formes que permeten fer logos bonics a les empreses de biotecnologia, sinó perquè el DNA està fet per peces, anomenades nucleòtids, unides una a continuació de l’altra formant una llarguíssima cadena. El secret és que la manera com s’uneixen no és completament recta, sinó que ho fan en un cert angle, de manera que de mica a mica la cadena va girant sobre si mateixa.
En el cas del DNA és molt evident, ja que, si encarem dues cadenes, obtenim una doble hèlix relativament poc flexible. En el cas de l’RNA, es nota menys perquè és més flexible, però si l’estirem també notarem aquesta tendència a l’espiral.
Doncs la manera com el virus encapsida el genoma és, senzillament, enganxant-hi una proteïna en un punt determinat de la cadena. Una mica més endavant, tornarà a haver-hi el mateix punt, ja que la cadena és feta de nucleòtids units un rere l’altre; per tant, pot posar-hi un altre cop la mateixa proteïna. I, una mica més endavant, tornem-hi!
Si alguna vegada heu pujat per les escales de caragol de la Sagrada Família, o per les d’un castell antic, haureu notat que tots els esglaons estan fets amb pedres de la mateixa forma. Ampla per un costat i molt estreta per l’altre, de manera que les parts estretes s’encavalquen al centre i es forma l’escala. Doncs amb les càpsides helicoidals dels virus trobem la mateixa estructura. Al centre hi ha, estirada, la molècula de DNA o RNA, que té unides grapats de còpies d’una única proteïna que va embolcallant-la formant una espiral protectora que la recobreix.
El sistema és encara més senzill que les càpsides icosaèdriques, però el virus ha d’adoptar una forma rígida i allargada. Una estructura més vulnerable al trencament i més complicada de moure. De tota manera, tampoc no és gaire greu, ja que els virus només es mouen arrossegats pels fluids biològics i aquesta estructura és freqüent en vegetals, que són uns organismes amb uns moviments dels fluids interns més aviat lents.
13 / 100
COM DESPLAÇAR-TE SENSE MOURE’T
Una conseqüència de la simplicitat estructural dels virus és que no tenen sistema de locomoció. La majoria de microbis disposen d’algun mecanisme per generar moviment, sigui per estructures semblants a una cua, anomenades flagels, o per petits “pèls”, anomenats cilis, que bateguen rítmicament i els ajuden a desplaçar-se com si nedessin. Però els virus no tenen res de tot això, de manera que en general el seu desplaçament és passiu. És a dir, que van allà on els porti el corrent.
En el cas dels virus, el corrent pot ser l’aire, l’aigua, la sang, la limfa, el líquid intersticial dels teixits, els mocs, la femta, la saba de les plantes, la saliva o qualsevol substrat on estiguin.
De tota manera, amb el temps es va veure que una certa capacitat de moviment, essencialment per anar movent-se des d’una cèl·lula fins a la veïna, sí que poden tenir. No és un mecanisme per fer grans distàncies, però els permet anar escampant la infecció sense presses. Això és especialment important en els virus dels vegetals, ja que els moviments de fluids dins les plantes són molt més lents que els que tenen lloc en el cos dels animals. El virus pot ser arrossegat per la saba fins a les cèl·lules que infectarà, però han trobat la manera d’anar passant d’una cèl·lula a la veïna gràcies a unes “proteïnes de moviment”.
En realitat, el nom és una mica enganyós, ja que el que fan aquestes proteïnes no és moure el virus, sinó el seu material genètic. És més senzill entrar dins d’una cèl·lula i anar passant el DNA o l’RNA del virus fins a la cèl·lula veïna que no pas construir nous virus, sortir i esperar que la saba els porti fins a les cèl·lules del costat. Per fer-ho, el virus fa que la planta fabriqui unes proteïnes que envolten l’RNA i que s’enganxen a uns filaments que tenen les plantes per connectar cèl·lules entre elles a través d’uns porus. En realitat, el virus no es mou, sinó que es limita, una vegada més, a aprofitar el sistema de transport entre cèl·lules de la planta.
En el cas de virus d’animals, també s’ha detectat una altra estratègia per generar una mica de desplaçament per la superfície de les cèl·lules. Això s’ha vist, per exemple, en el virus de la grip. Aquest té dues proteïnes a la superfície: una anomenada N i l’altra, H, que s’uneixen a proteïnes de la superfície de la cèl·lula. En principi, són el sistema per adherir-se i finalment entrar a dins per començar a infectar, però també li permeten moure’s per damunt.
Per fer-ho, simplement s’uneix amb una de les dues proteïnes i tot seguit s’uneix amb la segona i es deixa anar de la primera. Com si fos una bola rodant per sobre d’un velcro, el virus pot anar rodant canviant la unió d’una proteïna a l’altra. No és un sistema gaire eficient ni presenta cap direcció determinada, però, si hi ha molts virus, a la llarga algun anirà a petar a la cèl·lula del costat.