Del virión al brote: descifrar cómo se clasifica y replica un virus

Esta sesión aborda la clasificación, la estructura y la replicación vírica mediante un reto clínico relacionado con la investigación inicial de un brote respiratorio. En lugar de memorizar listas de virus, los estudiantes utilizarán evidencias estructurales y genómicas para construir explicaciones y proponer decisiones de comunicación y control. A partir de datos simplificados de laboratorio, analizarán si un agente posee envoltura, qué tipo de ácido nucleico contiene, cómo organiza su genoma y qué etapas requiere para producir nuevos viriones.

El aprendizaje es relevante para Medicina porque la estructura y la estrategia replicativa de un virus se relacionan con su estabilidad ambiental, las vías de transmisión, la respuesta inmunitaria, la selección de pruebas diagnósticas y posibles blancos terapéuticos. Durante la sesión, los estudiantes deberán distinguir entre una clasificación taxonómica y una clasificación basada en el sistema de Baltimore, evitando confundir familia, morfología y tipo de genoma. También interpretarán las fases generales del ciclo replicativo: adsorción, penetración, desnudamiento, síntesis, ensamblaje y liberación.

El reto favorece el razonamiento clínico temprano, la argumentación basada en evidencias, el trabajo colaborativo y la comunicación científica. Al finalizar, cada equipo defenderá una hipótesis sobre el virus del caso y señalará qué información adicional solicitaría antes de tomar decisiones clínicas o epidemiológicas.

• Clasificar virus seleccionados según su tipo de genoma, presencia de envoltura y grupo del sistema de Baltimore, diferenciando estos criterios de la taxonomía viral.
• Relacionar los componentes estructurales del virión con sus funciones en reconocimiento celular, entrada, protección del genoma y liberación.
• Explicar la secuencia general de replicación vírica y las diferencias principales entre virus de ADN, ARN positivo y ARN negativo.
• Analizar evidencias de un caso de brote y argumentar una hipótesis de clasificación y un posible blanco de intervención con base en datos biológicos.

• Una presentación de 6 diapositivas o pizarra digital con esquemas de estructura y ciclo replicativo.
• Un video introductorio de 2 minutos sobre entrada y liberación viral, sin audio obligatorio, por ejemplo, un recurso institucional de virología o HHMI BioInteractive.
• Un caso impreso por equipo con datos del brote y cuatro tarjetas de evidencia.
• Un conjunto de tarjetas de virus modelo por equipo: influenza A, SARS-CoV-2, adenovirus y virus de la hepatitis B.
• Una hoja de trabajo por estudiante con una tabla de clasificación y un diagrama incompleto del ciclo replicativo.
• Una hoja tamaño carta o cartulina por equipo, marcadores y notas adhesivas.
• Proyector, computadora con acceso a internet y cronómetro visible.
• Plataforma de respuesta rápida, como Mentimeter, Kahoot o formulario de Google, para la activación diagnóstica.
• Rúbrica breve de cuatro criterios y ticket de salida impreso o digital.

• Reconocer la diferencia entre ADN y ARN, nucleótidos, sentido de lectura y síntesis de proteínas.
• Identificar estructuras celulares básicas, especialmente membrana plasmática, núcleo, ribosomas, retículo endoplásmico y aparato de Golgi.
• Comprender de forma general los conceptos de receptor celular, transcripción, traducción y expresión génica.
• Haber trabajado previamente los conceptos de infección, respuesta inmunitaria y transmisión de agentes infecciosos.
• Poseer habilidades básicas para interpretar una tabla de datos, elaborar un esquema causal y argumentar utilizando evidencias.

Fase de Inicio

Tiempo estimado: 10 minutos.

Propósito de la sesión: Activar conocimientos previos y presentar un reto médico en el que la clasificación y la estructura viral permitan formular hipótesis sobre la transmisión, el diagnóstico y posibles puntos de intervención.

Activación de conocimientos previos: “Semáforo virológico” — 3 minutos

• Docente: Proyecta tres afirmaciones y solicita que cada estudiante responda individualmente con verde: “de acuerdo”, amarillo: “no estoy seguro” o rojo: “en desacuerdo”. Las afirmaciones son: “Todos los virus con envoltura son más resistentes en el ambiente”; “Un virus de ARN positivo puede utilizar directamente su genoma como ARN mensajero”; “La cápside y la envoltura son estructuras equivalentes”.
• Estudiantes: Responden mediante Mentimeter, tarjetas de colores o levantando la mano y anotan una justificación de una frase para una de sus respuestas.
• Docente: No corrige todavía todas las respuestas. Selecciona una respuesta contrastante y pregunta: “¿Qué evidencia necesitaríamos para sostener esta afirmación?”.

Motivación y enganche: caso detonador — 4 minutos

Docente: Presenta el siguiente escenario: “En una residencia universitaria aparecen 18 casos de fiebre, tos y malestar en cuatro días. El agente no ha sido identificado. Una muestra presenta partículas de aproximadamente 100 nm, una membrana externa con glicoproteínas y un genoma de ARN. El equipo de salud debe decidir qué información solicitar y qué etapa del ciclo viral podría constituir un blanco de intervención”.

• Docente pregunta: “¿Qué podemos inferir con estos datos y qué no podemos inferir todavía?” y “¿Por qué saber si el virus tiene envoltura modifica nuestras hipótesis sobre estabilidad y transmisión?”.
• Estudiantes: Conversan en parejas durante un minuto y comparten una inferencia y una duda.

Contextualización — 3 minutos

Docente: Explica que los profesionales de Medicina interpretan informes de laboratorio, resultados de pruebas moleculares y fichas epidemiológicas; por ello, necesitan conectar la arquitectura viral con el ciclo replicativo sin confundir una hipótesis inicial con un diagnóstico confirmado. Indica el reto: “En equipos, deberán clasificar el agente del caso, reconstruir su ciclo de replicación y defender un punto de intervención sustentado en evidencias”.

Estudiantes: Registran en la hoja de trabajo la pregunta guía: ¿Cómo puede la estructura y el tipo de genoma de un virus orientar la interpretación de un brote y la selección de un blanco de intervención?

Fase de Desarrollo

Tiempo estimado: 40 minutos.

Presentación del contenido: El docente introduce el contenido mediante preguntas y esquemas, no mediante una exposición extensa. Dibuja un virión con genoma, cápside, tegumento opcional, envoltura y proteínas de superficie. Precisa que la cápside protege el genoma y participa en la entrega; la envoltura lipídica deriva de membranas celulares y contiene proteínas virales; y no todos los virus poseen envoltura. Después contrasta la taxonomía formal con el sistema de Baltimore: este último agrupa los virus según el tipo de genoma y la ruta necesaria para generar ARN mensajero. Se enfatiza que el ARN positivo puede funcionar como mensajero, mientras que el ARN negativo requiere una ARN polimerasa dependiente de ARN; los virus de ADN generalmente necesitan transcribir ARN mensajero, con excepciones y estrategias particulares.

Actividad 1. “Clasificación con evidencia” — 12 minutos

Objetivo específico: Clasificar virus según genoma, envoltura y grupo de Baltimore; contribuye a los objetivos 1 y 4.

• Docente: Forma equipos de tres o cuatro estudiantes y entrega las tarjetas de influenza A, SARS-CoV-2, adenovirus y virus de la hepatitis B, junto con una tabla que contiene las columnas: ácido nucleico, estructura, envoltura, grupo de Baltimore y evidencia.
• Docente dice: “No completen la tabla por memoria aislada. Para cada decisión, escriban qué dato de la tarjeta la justifica. Si existe una duda, señálenla y formulen la pregunta que resolvería la incertidumbre”.
• Estudiantes: Ordenan las tarjetas, consultan el esquema de Baltimore proporcionado y completan la tabla. Deben incluir, por ejemplo, que influenza A es ARN monocatenario negativo y envuelto; SARS-CoV-2 es ARN monocatenario positivo y envuelto; adenovirus es ADN bicatenario no envuelto; y hepatitis B es un virus de ADN parcialmente bicatenario con transcriptasa reversa.
• Docente: Recorre los equipos y pregunta: “¿Qué diferencia hay entre decir ‘virus envuelto’ y decir ‘virus de la familia Orthomyxoviridae’?” y “¿Qué paso adicional necesita un genoma de ARN negativo antes de producir proteínas?”.
• Producto: Tabla comparativa completada y una justificación escrita para cada clasificación.

Actividad 2. “Construir el ciclo replicativo” — 14 minutos

Objetivo específico: Relacionar estructura y replicación vírica; contribuye a los objetivos 2 y 3.

• Docente: Entrega tarjetas con las etapas adsorción, penetración, desnudamiento, síntesis de proteínas y genoma, ensamblaje, maduración y liberación, además de tarjetas con “receptor”, “cápside”, “polimerasa”, “ribosoma” y “gemación o lisis”.
• Docente dice: “Construyan un flujo causal para un virus de ARN negativo. Unan cada etapa con el componente que la hace posible y marquen con un asterisco el paso que cambiaría en un virus de ARN positivo”.
• Estudiantes: Organizan las tarjetas sobre una hoja, añaden flechas y escriben una frase explicativa debajo de cada etapa. Luego modifican el esquema para un virus de ARN positivo.
• Docente pregunta: “¿Por qué el receptor determina el tropismo?”, “¿Qué ocurriría si una célula no pudiera liberar viriones?” y “¿Por qué un virus de ARN negativo debe llevar o producir una polimerasa funcional?”.
• Producto: Diagrama comparativo de dos ciclos replicativos y explicación oral de 60 segundos.

Actividad 3. Reto ABR: “Informe para el comité de brote” — 14 minutos

Objetivo específico: Analizar datos, argumentar una hipótesis de clasificación y proponer un blanco de intervención; contribuye a los objetivos 1, 2, 3 y 4.

• Docente: Entrega el caso completo: “La partícula tiene envoltura lipídica, glicoproteínas de superficie, genoma de ARN monocatenario y la muestra pierde infectividad después de tratamiento con detergente. La secuenciación preliminar identifica regiones compatibles con una polimerasa dependiente de ARN, pero aún no define el sentido del genoma”.
• Docente dice: “Elaboren en una hoja un informe de cuatro apartados: clasificación probable, estructura relevante, ciclo replicativo propuesto y un punto de intervención. Incluyan dos evidencias y una limitación de su hipótesis”.
• Estudiantes: Discuten si la evidencia es compatible con un virus de ARN positivo o negativo, identifican qué dato falta para distinguirlos y proponen un blanco como unión al receptor, fusión de membranas, polimerasa o liberación.
• Docente: Solicita que cada equipo exponga en 60 segundos. Después pregunta a dos equipos con conclusiones diferentes: “¿Qué evidencia respalda su explicación?” y “¿Qué resultado experimental podría refutarla?”.
• Producto: Miniinforme y defensa oral breve. Se acepta más de una hipótesis si está adecuadamente argumentada.

Diferenciación y transiciones

Para quienes necesitan apoyo: se proporciona un banco visual de conceptos, un ejemplo resuelto de adsorción y una tabla con opciones de respuesta. El docente puede ofrecer la frase marco: “La evidencia ___ sugiere ___ porque ___”. Se permite explicar oralmente antes de escribir.

Para quienes terminan antes: deben comparar el blanco de intervención elegido con un blanco alternativo y explicar una posible limitación terapéutica o de resistencia viral.

Transición: El docente conecta la actividad 1 con la 2 diciendo: “Clasificar el genoma solo es útil si podemos predecir qué debe ocurrir dentro de la célula”. Antes del reto final añade: “Ahora usarán esa relación entre estructura y ciclo para tomar una decisión defendible ante un problema médico”.

Fase de Cierre

Tiempo estimado: 10 minutos.

Síntesis colectiva — 4 minutos

Docente: Dibuja tres columnas en la pizarra: “Clasificación”, “Estructura” y “Replicación”. Solicita a cada equipo una contribución de máximo 20 segundos. Organiza las respuestas como una cadena: tipo de genoma → necesidad de polimerasa o estrategia de expresión → estructura y entrada → síntesis y ensamblaje → liberación.

Estudiantes: Comparan sus esquemas con la síntesis colectiva y corrigen en otro color una idea incompleta o incorrecta. El docente destaca que envoltura, cápside y genoma responden a criterios distintos y que Baltimore describe la ruta hacia el ARN mensajero.

Reflexión metacognitiva y retroalimentación — 3 minutos

Docente: Entrega un ticket de salida y revisa rápidamente dos respuestas de cada equipo para ofrecer retroalimentación inmediata. Las preguntas exactas son:

• “Si un virus posee ARN monocatenario negativo, ¿qué evento debe ocurrir antes de la traducción y qué componente viral lo permite?”
• “¿Qué evidencia del caso utilizaste para inferir que el virus es envuelto y qué consecuencia funcional tiene esa característica?”
• “¿Qué parte de tu explicación cambiarías si se demostrara que el genoma es ARN positivo? Justifica el cambio”.

Estudiantes: Responden individualmente y señalan con un símbolo el objetivo que consideran logrado y el que requiere mayor estudio. El docente corrige de inmediato errores críticos, como afirmar que la envoltura contiene el genoma o que todos los virus de ARN tienen la misma estrategia replicativa.

Transferencia y tarea — 3 minutos

Docente: Relaciona lo aprendido con la interpretación de pruebas moleculares, el diseño de antivirales, la estabilidad de partículas en superficies y la selección de medidas de prevención. Plantea la tarea: “Elijan un virus clínicamente relevante y elaboren una ficha de una página con genoma, grupo de Baltimore, estructura, receptor o vía de entrada, etapas principales de replicación y un blanco diagnóstico o terapéutico. Cada afirmación debe incluir una fuente académica”.

Estudiantes: Anotan la tarea y responden oralmente: “¿Qué dato estructural o replicativo consultarían primero al estudiar un nuevo virus?”.

Tipo y momentos de evaluación

• Diagnóstica, en el inicio, minuto 0 al 3: respuestas del “Semáforo virológico” y justificaciones iniciales. Permite detectar confusiones sobre envoltura, cápside y ARN positivo.
• Formativa, en el desarrollo, minutos 10 al 26: observación de la tabla comparativa y del diagrama replicativo; el docente formula preguntas guía y corrige errores durante el trabajo.
• Formativa y de desempeño, en el reto ABR, minutos 26 al 40: valoración del miniinforme y de la defensa oral del comité de brote.
• De cierre, minutos 56 al 60: ticket de salida individual para comprobar transferencia y comprensión conceptual.

Criterios de evaluación

• Clasificación fundamentada: identifica correctamente tipo de genoma, envoltura y grupo de Baltimore, y diferencia estos criterios de la taxonomía. Vinculado al objetivo 1.
• Relación estructura-función: explica la función de cápside, envoltura, glicoproteínas y polimerasas en el proceso infeccioso. Vinculado al objetivo 2.
• Secuencia replicativa: ordena correctamente adsorción, entrada, desnudamiento, síntesis, ensamblaje y liberación, señalando diferencias entre ARN positivo y negativo. Vinculado al objetivo 3.
• Argumentación basada en evidencias: utiliza al menos dos datos del caso, explicita una limitación y propone un blanco de intervención coherente. Vinculado al objetivo 4.

Instrumentos y evidencias

• Lista de cotejo del docente: verifica la tabla de clasificación, el uso de evidencias y la participación equitativa.
• Rúbrica breve de 4 criterios: valora cada criterio en una escala de 1 a 4 durante el miniinforme y la defensa oral.
• Observación directa: registra las preguntas formuladas, la corrección del razonamiento y la colaboración en el equipo.
• Autoevaluación: el estudiante identifica en el ticket de salida un objetivo logrado y uno pendiente.
• Evidencias concretas: tabla comparativa de virus, diagrama de replicación, miniinforme del caso, defensa oral y respuestas individuales del ticket de salida.

Rúbrica resumida

• 4 — Logro destacado: clasifica y explica con precisión, relaciona estructura y ciclo, y argumenta con evidencias y limitaciones.
• 3 — Logro esperado: presenta una explicación mayormente correcta, con una imprecisión menor que no afecta la conclusión.
• 2 — En desarrollo: reconoce algunos elementos, pero confunde criterios de clasificación o establece relaciones causales incompletas.
• 1 — Inicial: enumera conceptos sin conexión con el caso o formula conclusiones sin evidencia biológica.