Quasispecies: from molecular Darwinism to viral diseases

• Autores: Esteban Domingo Solans
• Localización: Contributions to Science, ISSN-e 1575-6343, Vol. 5, Nº. 2, 2009, págs. 161-168
• Idioma: inglés
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • English

    The microbial world offers the most direct evidence of natural selection, the central concept of Darwins theory. The evidence of the extraordinary biological diversity on the molecular level, and its parallelism to morphological diversity observed by Darwin, has continued to increase until our days.

    It affects all types of organisms and the parasites they contain, including viruses. Some experimental designs with RNA viruses have allowed us to dissect the basic processes of biological evolution: genetic variation, competition and selection. The population dynamics that characterizes RNA viruses is known as quasispecies dynamics, which refers to a theory of the origin of life developed four decades ago, which proposes that the first elements equipped with autonomous replication were constructed, approximately 4000 million years ago, from small molecules, equal or similar to the RNA we know today. These primitive molecules were able to evolve thanks to the continuous production of erroneous copies, as we observe in the current RNA viruses. Today, quasispecies dynamics allows viruses to survive in the organisms they parasite and respond to selective pressures that attempt to stop their multiplication (components of the immune system, drugs, etc.) Among RNA viruses there are well-known human pathogens such as the virus that causes AIDS, the viruses associated to the different forms of hepatitis, and different emerging and reemerging viruses, so the implications of the dynamics of quasispecies for the control of viral diseases are very clear. Research has established that within viral populations there are interactions between components of the same quasispecies, which behave/operate as a selection unit. This observation represents a fundamental change with regard to what was thought a few years ago, in the sense that the behavior of viruses is not necessarily predictable by the behavior of the individual genomes that make up a population. This has several theoretical, as well as medical, implications.

  • català

    El món microbià ofereix les proves més directes de selección natural, el concepte central del pensament de Darwin. Les evidències de l'extraordinària diversitat biològica en l'àmbit molecular, el paral·lel a la diversitat morfològica observada per Darwin, no ha deixat d'augmentar fins als nostres dies. Afecta tot tipus d'organismes i els paràsits que contenen, fins i tot els virus. Alguns dissenys experimentals amb els virus RNA han permès dissecar els processos bàsics de l'evolució biològica: variació genètica, competició i selecció. La dinàmica poblacional que caracteritza els virus amb RNA es coneix amb el nom de dinàmica de quasiespècies, terme que es refereix a una teoria de l'origen de la vida desenvolupada fa quatre dècades, la qual proposa que els primers objectes dotats de replicació autònoma es van construir, fa aproximadament quatre mil milions d'anys, a partir de molècules petites, iguals o similars al RNA que coneixem actualment. Aquestes molècules primitives van poder evolucionar gràcies a la contínua producció de còpies errònies, tal com observem en els virus RNA actuals. Avui dia, la dinàmica de quasiespècies permet als virus sobreviure als organismes que parasiten i respondre a les pressions selectives que n'intenten frenar la multiplicació (components del sistema immune, drogues, etc.). Entre els virus RNA, s'hi troben patògens humans tan notables com el virus que causa la sida, els virus associats a diverses formes d'hepatitis i diferents virus emergents i reemergents, de manera que les implicacions de la dinàmica de quasiespècies per al control de malalties víriques són molt clares. Algunes investigacions han establert que dins de les poblacions de virus hi ha interaccions entre els components de la mateixa quasiespècie, la qual es comporta com una «unitat de selecció». Aquesta observació representa un canvi fonamental respecte al que es pensava fa pocs anys, en el sentit que el comportament dels virus no és necessàriament predictible pel comportament de les genomes individuals que componen una població. Això té diverses implicacions tant teòriques com mèdiques.