Más allá de las fronteras que delimitan a los seres vivos, se encuentran los virus. Los virus se consideran partículas microscópicas no vivas dado que carecen de los genes necesarios para producir energía y sintetizar proteínas a partir del material genético. Por ello, necesitan de forma obligada la maquinaria de una célula para poder multiplicarse. El material genético de los virus puede ser ADN (3,2-200kb) o ARN (1,7-27kb). Asimismo, los virus son cien veces más pequeños que las bacterias, teniendo un tamaño medio de 30-90nm. Sin embargo, existen cuatro excepciones: los poxvirus (200-400nm), los pandoravirus (<1.000nm), los filovirus como el Ébola (>1.000nm) y los mimivirus (>2.000nm).
Muy recientemente, dentro de los mimivirus, se han descubierto los bautizados como tupanvirus. Hallados en Brasil en condiciones extremas, son unos de los virus gigantes más grandes encontrados hasta la actualidad. Se han descrito dos especies que se han catalogado en función del lugar donde se identificaron: Tupanvirus soda lake y Tupanvirus deep ocean. Son virus capaces de infectar un amplio rango de amebas y protistas, con una longitud media de hasta 2.300nm. Realmente, estos virus gigantes están constituidos por una cápside similar al del resto de mimivirus (~450nm) a la cual se ancla una característica larga cola cilíndrica de longitud variable (~550nm, y hasta alcanzar los 2.300nm como máximo del virión completo).
Asimismo, los tupanvirus poseen el cuarto genoma vírico más grande descrito hasta la fecha (~1.500kb). Estos virus portan ADN como material genético. Por un lado, Tupanvirus soda lake posee un material genético de 1.439.508pb de longitud, en el que se encuentran codificados 1.276 marcos de lectura abiertos (Open Reading Frames, ORFs). Por su parte, Tupanvirus deep ocean posee un genoma ligeramente mayor, de 1.516.267pb de longitud, que codifica información para 1.425 ORFs. Los ORFs son cada una de las partes del genoma, en este caso viral, que pueden ser interpretadas por la maquinaria celular para construir una proteína. Teniendo en cuenta que el virus con el mayor genoma conocido (Pandoravirus salinus, 2.473.870pb) posee 2.556 ORFs, cabría preguntarse acerca de la posición de los tupanvirus en cuanto a complejidad estructural y funcional que resultaría de su extenso genoma.
De hecho, el genoma de los tupanvirus no solo es extraordinariamente largo, sino que también es extraordinariamente rico: los tupanvirus codifican en su genoma el sistema de síntesis de proteínas más completo de todos los virus. La síntesis de proteínas en la célula conlleva, en primer lugar, el proceso de transcripción del ADN: la ARN polimerasa, guiada por factores de transcripción, produce una hebra de ARNm utilizando como molde una de las hebras de ADN. En segundo lugar, sucede el proceso de traducción del ARNm: el ribosoma lee la información de la hebra de ARNm y, mediante el acoplamiento sucesivo de aminoacil-ARNt, sintetiza una cadena de aminoácidos o proteína. Normalmente, los virus poseen mecanismos para adueñarse de estos elementos y utilizarlos en su beneficio, generando réplicas de sí mismos a fin de multiplicarse.
Sin embargo, excepcionalmente, los grandes virus con genomas largos y complejos codifican elementos de transcripción y/o traducción celulares en su propio genoma. La excepción más notable son los tupanvirus. Entre las más de 1.200 proteínas que codifican los tupanvirus, se pueden encontrar múltiples elementos característicos de la traducción celular. El genoma de los tupanvirus contiene genes codificantes de 20 aminoacil ARNt sintetasas, hasta 70 ARNt, y múltiples factores de traducción como 7 factores de iniciación (IF2α, IF2β, IF2γ, IF4e, IF5a, SUI1, IF4a) y otros dos de elongación y terminación (Ef-aef-2 y ERF1, respectivamente). Además, se incluyen proteínas relacionadas con maduración y estabilización de ARNt y ARNm (ARNt nucleotidiltransferasa, ARNt guanililtransferasa, citidina desaminasa, ARN metiltransferasa, poli-A polimerasa) y splicing. También cabe destacar que el genoma de tupanvirus codifica parcialmente ARNr 18S, componente fundamental del ribosoma eucariota.
De esta manera, los tupanvirus poseen un conjunto de genes para la síntesis de proteínas muy completo. De hecho, este sistema es más rico que ciertas arqueas (Nanoarchaeum equitans), bacterias (Candidatus Carsonella ruddii) e incluso eucariotas (Encephalitozoon cuniculi). Esta complejidad genómica, que deriva en una quasi-autosuficiencia para sintetizar proteínas, sumada a la gran longitud y tamaño de genoma, hace reflexionar acerca de si realmente los tupanvirus son partículas no vivas. Sin embargo, estos virus son energéticamente dependientes de las células que infectan, ya que carecen casi por completo de genes involucrados en glucolisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria. Asimismo, no cumplen características fundamentales de los seres vivos como homeostasis, división celular y respuesta a estímulos.
En el caso de los pandoravirus, que también son virus gigantes con genoma complejo, se cumplen igualmente estos aspectos. Inicialmente se propuso que estos virus constituyesen por sí mismos un nuevo cuarto dominio de la vida, a parte de los tres dominios existentes (Bacteria, Eukarya y Archaea). Sin embargo, otra teoría planteó la posibilidad de que los pandoravirus derivasen de células que perdieron los sistemas de producción de energía y síntesis de proteínas por evolución reductiva, convirtiéndose en parásitos obligados. Ambas teorías podrían ser aplicables a los tupanvirus. A pesar de ello, las pruebas existentes no son suficientes para abogar por una u otra. Así, tupanvirus: virus en la frontera de lo vivo.
