Los rotavirus constituyen un género de la familia Reoviridae que contienen un genoma segmentado de ARN de doble cadena. Es un virus no-envuelto que mide 70 nm de diámetro. El nombre de rotavirus viene del latín rota que significa rueda -por su semejanza a una rueda de carreta al ser observado en el microscopio electrónico-. El virión de rotavirus tiene una estructura formada por tres capas concéntricas de proteínas que encierran al genoma, constituido por 11 segmentos de ARN de doble cadena (ARNdc). El genoma presenta patrones característicos para cada tipo de cepa (humana o animal), cuando los segmentos son separados por electroforesis en geles de poliacrilamida y son llamados electroferotipos. La posibilidad de distinguir aislados de rotavirus por electroforesis ha sido muy utilizada en estudios de epidemiología molecular, así como estudios de epidemias y de brotes de infecciones nosocomiales ⁶¹. La naturaleza segmentada del genoma de rotavirus ha constituido la base fundamental para el estudio de las propiedades moleculares de las proteínas virales, su caracterización y sus funciones⁶². También constituye la base del mecanismo más común de evolución del rotavirus, denominado rearreglo génico o "shift" (intercambio de genes entre cepas) y es la base para el desarrollo de la primera vacuna que ha salido al mercado y de otras en desarrollo ^63,64.

Cada segmento es un gen y codifica para una proteína, 6 proteínas estructurales y 5 no estructurales. La proteína ubicada en la capa intermedia (VP6) presenta características antigénicas que permiten la clasificación del rotavirus en 7 grupos (A hasta el G) que son indistinguibles al microscopio electrónico pero se diferencian antigénicamente por la técnica de Elisa. Los grupos de rotavirus A, B y C han sido encontrados en humanos y animales y los grupos D, E, F y G infectan solamente a los animales (pollos y cochinos), pero el grupo A es el más común y el de mayor importancia epidemiológica. A su vez, este grupo se clasifica en dos sub-grupos (I y II) que coinciden con dos tipos de patrones de migración electroforética de sus genes (patrón corto y largo) confirmados por estudios de hibridación molecular de ARN ⁶⁵. Estos estudios ratificaron la existencia de 2 grandes familias de acuerdo a su homología genética:

1. La familia de virus parecidas a las cepas prototipos o estándar DS-1 (sub-grupo I).
2. La familia de virus parecidas a las cepas prototipos Wa (sub-grupo II).

En la capa más externa se encuentran las proteínas VP4 y VP7 que tienen actividad neutralizante y definen la clasificación binaria de los rotavirus del grupo A en serotipos y genotipos. Hasta el presente se han determinado 14 serotipos G (por glicoproteína) y 21 genotipos P (por proteasa), de los cuales 10 serotipos G y 7 genotipos P son humanos ^66-68.

La distribución mundial de los serotipos G y genotipos P muestra un número limitado de combinaciones asociadas a diarrea: G1P8; G2P4; G3P8, G4P8, G1,2,3,4P6 y G1P9. Una revisión de trabajos publicados sobre la frecuencia de los tipos G y P determinados por pruebas de neutralización, Elisa y PCR, en distintos lugares del mundo reportan al tipo G1P8 (53%) como el más frecuente, le siguen el G4P8 (14%), el G2P4 (11%), G3P8 (5%), G3P9 y G1P9 (1%), G1P6 – G2P6 – G3P6 –G4P6 (1%) y las combinaciones G1P4, G9P8, G1P3, G3P3 con frecuencia menor de 1% ⁶⁹. Este estudio apoya el concepto de las 2 grandes familias de rotavirus: P4 con el serotipo G2 (DS-1) y P8 con los serotipos G1,G3 y G4 (Wa). En Venezuela, un estudio realizado para determinar el serotipo G de cepas recolectadas durante 11 años mostró la siguiente frecuencia: G1(20%), G2(10%), G3(25%) y G4(15%) ⁷⁰.

Aunque existe una diversidad genética (polimorfismo) en las cepas aisladas del ambiente, más del 80% de las cepas estudiadas pertenecen a los serotipos G1P8, G2P4, G3P8 y G4P8 ^69,71-77. Sin embargo, estudios realizados recientemente en EE.UU, Brasil, India, Bangladesh y Malawi, indican la aparición de nuevos serotipos G con relativa importancia. Por ejemplo, en EE.UU se detectó 7% de G9 ⁷⁷, en Brasil se encontró 25% de G5, 16% de G10 y 4% de G8 ⁷³, y en la India, se encontró 24% de G9P6 ⁶⁹. Además, el serotipo G9 ha sido encontrado con una frecuencia considerable en países desarrollados los que implica la importancia epidemiológica creciente de un quinto serotipo⁷⁸. Estos hechos revelan la existencia, cada vez mayor, de una gran variabilidad genética que, indudablemente, podrían tener relevancia en el desarrollo de una vacuna contra el rotavirus ⁷⁹.