Lo que se sabe de la estructura de
SARS-CoV-2 y cómo se replica.
Actualizado el 22 de marzo de 2021
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Al igual que otros coronavirus, el SARS-CoV-2 tiene una envoltura esférica de la que sobresalen espículas que parecen espigas, lo que le da la apariencia de una corona. De ahí proviene el nombre “coronavirus”, derivado del latín corona, que significa lo mismo en español.
Dentro de la envoltura se encuentra una única hebra larga de ARN, una molécula genética similar en estructura al ADN, que es el portador de la información hereditaria en todos los organismos vivos. Sin embargo, los virus —que no siempre se consideran organismos vivos— pueden tener ADN o ARN como material genético. El SARS-CoV-2 y todos los coronavirus conocidos son virus de ARN. De hecho, el ARN del SARS-CoV-2 tiene una estructura de doble hélice en algunas regiones, similar a la del ADN.
El ARN está enrollado dentro de una cápside, una estructura tubular formada por proteínas, que a su vez está empaquetada firmemente dentro de la envoltura viral. (En el diagrama mostrado arriba, el diámetro de la hélice de la cápside está representado a escala, pero en realidad está más compactado de lo que se ilustra). El ARN contiene toda la información necesaria para ensamblar nuevas copias del virus.
Mecanismo de entrada y replicación
La espícula del virus está formada por proteínas y su función principal es unirse a una enzima específica llamada ACE2, que actúa como un ACE2 en la superficie de ciertos tipos de células de mamíferos. Normalmente, este receptor interactúa con otra enzima, ACE, para regular los niveles de ciertas moléculas involucradas en el control de la presión arterial.
La unión de la espícula al receptor ACE2 funciona de manera similar a una llave que encaja en una cerradura, desencadenando un proceso que permite la fusión del virus con la membrana celular. En este proceso intervienen otras enzimas, como TMPRSS2 y, posiblemente, furina, que escinden la espícula y liberan estructuras moleculares que facilitan la fusión de la envoltura viral con la membrana celular. Esto abre un canal a través del cual el ARN viral ingresa en la célula.
El virus solo puede replicarse dentro de una célula huésped, donde secuestra su maquinaria molecular para producir nuevas copias de sí mismo. El ARN viral contiene instrucciones codificadas en su secuencia de nucleótidos (representados por colores en el diagrama de ARN mostrado arriba). Estas instrucciones funcionan como un manual para la producción de nuevos virus.
Normalmente, una célula humana utiliza su propio ARN mensajero (ARNm) para traducir las instrucciones contenidas en su ADN y sintetizar las proteínas necesarias para su funcionamiento. (Cada conjunto de tres nucleótidos en el ADN o ARN corresponde a un aminoácido, la unidad básica de las proteínas). Sin embargo, el ARN del virus se inserta en la célula y “secuestra” los ribosomas, que son estructuras encargadas de ensamblar proteínas. Así, en lugar de fabricar proteínas celulares, los ribosomas comienzan a producir proteínas virales, tanto aquellas que forman la estructura del virus como las enzimas necesarias para su replicación.
Una de las enzimas clave en este proceso es la ARN polimerasa, que copia el ARN viral para generar nuevas copias del virus. Esta animación muestra cómo la polimerasa lleva a cabo la replicación del ARN. (En la animación, la cadena de ARN azul representa la secuencia original, mientras que la cadena roja representa la nueva copia).
La envoltura del virus
La envoltura del SARS-CoV-2 está compuesta por una bicapa lipídica, similar a la membrana de una célula animal (membrana celular). (Este tipo de estructura molecular puede ser fácilmente destruida con jabón). Sin embargo, a diferencia de las demás estructuras virales, la envoltura no es producida directamente por el virus. En cambio, se adquiere de la membrana de un orgánulo celular cuando las nuevas copias del ARN viral, ya recubiertas con proteínas de la cápside, se envuelven en ella.
Cuando el ensamblaje de los nuevos virus se completa, estos son liberados de la célula mediante un proceso conocido como gemación, saliendo a través de la membrana celular para infectar otras células.
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©2021 Dr. Michael Herrera