Virus appunti

 

 

 

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Virus appunti

APPUNTI SUI VIRUS

Breve introduzione. I virus sono parassiti endocellulari obbligati (di animali, piante, batteri, e anche funghi, alghe e protozoi); infatti non possono produrre energia o sintetizzare acidi nucleici e proteine al di fuori di una cellula ospite. Essi possono essere distinti dalle cellule viventi per almeno tre elementi essenziali: 1) la struttura acellulare; 2) la presenza di DNA o di RNA, ma non di entrambi i tipi di acido nucleico, in quasi tutti i virioni (il citomegalovirus umano possiede un genoma formato da DNA e 4 mRNA!); 3) l’incapacità di riprodursi all’esterno di cellule e di compiere la divisione cellulare secondo le modalità che caratterizzano procarioti ed eucarioti.

I virus possiedono un involucro proteico (capside), e, a volte, un involucro lipoproteico (pericapside o peplos o envelope) e presentano in superficie strutture proteiche  (note come antirecettori) che si legano a “specifici” recettori della  cellula ospite (gli antirecettori possono essere proteine del capside o glicoproteine del pericapside, che, a volte, sporgono dal virione, altre volte sono componenti superficiali non evidenti). Il processo di attacco del virione alla superficie della cellula ospite è proprio una conseguenza del legame che si instaura tra recettori specifici posti sulla membrana cellulare e siti specifici per l’adsorbimento (appunto, gli “antirecettori”) posti sulla superficie del capside o dell’envelope (per esempio i peplomeri, noti anche come spicole) del virione. Nei virus influenzali, per esempio, questi siti sono delle macromolecole di natura enzimatica che costituiscono le proiezioni dell’envelope. La corrispondenza recettore-antirecettore è alla base dell’affinità dei virus per particolari tessuti dell’ospite (TROPISMO). E’ sostanzialmente la presenza-assenza di recettori per il virus che determina la PERMISSIVITA’ di una cellula per l’infezione virale. Il termine “permissività” indica la situazione di svolgimento integrale del programma di moltiplicazione di un virus all’interno di una cellula che, proprio in quanto lo permette, viene detta “cellula permissiva”. A causa di mutazioni genetiche, i recettori cellulari possono modificarsi e l’ospite diventa resistente all’infezione.

Per la moltiplicazione virale devono essere prodotte nuove copie del genoma virale (replicazione) e devono essere sintetizzate proteine virus specifiche. I virus devono produrre mRNA (trascrizione) per la sintesi di proteine (o traduzione): pertanto, la trascrizione dei geni virali è una tappa essenziale nella produzione di particelle virali. Le proteine virali possono essere suddivise in due categorie fondamentali: le proteine precoci (sintetizzate subito dopo l’infezione virale, che inibiscono il metabolismo cellulare e contribuiscono a replicare l’acido nucleico virale) e le proteine tardive (sintetizzate verso la fine dell’infezione virale; sono essenzialmente proteine del capside e proteine che regolano le fasi di assemblaggio dei virioni).

L’infezione da parte di un virus sconvolge i meccanismi di regolazione dell’ospite, dal momento che nella cellula infettata, vi è overproduction di acidi nucleici e di proteine virali. In alcuni casi, l’infezione porta alla completa inibizione della sintesi delle macromolecole dell’ospite, anche se il DNA cellulare generalmente non viene degradato (è il caso di virus animali virulenti); per contro, i virus non virulenti possono non interferire con le funzioni biosintetiche dell’ospite; in entrambi i casi, comunque, la regolazione delle funzioni virali rimane sotto il controllo dei virus piuttosto che dell’ospite. 

 

Elementi fondamentali di biologia molecolare (utili per lo studio dei virus)

L’unità funzionale dell’informazione genetica è il GENE. Tutti i microrganismi (compresi i virus) e tutte le forme di vita contengono la loro informazione genetica organizzata in geni. Per quanto concerne i virus, quelli più piccoli sono i Parvovirus ed i Picovirus; essi sono rispettivamente virus a DNA ed a RNA. I Parvovirus hanno un diametro di circa 20-26nm, una molecola di DNA lineare a singolo filamento e solo 3-6 geni (nell’uomo i Parvovirus sono responsabili di patologie, come la quinta malattia, una malattia infettiva esantematica). I Picovirus (responsabili nell’uomo di patologie come la poliomielite, l’epatite A, il raffreddore) sono virus a RNA a singolo filamento positivo, con un diam. di 25-30nm e 6-8 geni. I virus con le dimensioni più elevate sono i Poxvirus (200-250)x(250-400)nm; sono virus a DNA a doppio filamento e contengono 380-420 geni! I Poxvirus sono responsabili di patologie come il vaiolo umano.

In tutte le cellule i geni sono composti da acido deossiribonucleico (DNA) (nei virus a RNA i geni sono composti da acido ribonucleico, RNA!! Ma, vedrai, che alcuni virus hanno anche geni formati da DNA). L’informazione contenuta nel DNA è trasferita all’acido ribonucleico (RNA). L’RNA può servire da molecola informazionale di transizione (come messaggero), o può costituire parte attiva del macchinario traduzionale della cellula (traduzione è sinonimo di sintesi proteica, durante la traduzione l’informazione genetica“scritta” nell’mRNA è trasferita in una catena polipetidica). Poiché DNA, RNA e proteine sono macromolecole che nelle loro sequenze contengono informazione biologica, esse sono definite macromolecole informazionali. I processi molecolari che sono alla base del flusso dell’informazione genetica possono essere suddivise in 3 stadi:

• Replicazione. (o duplicazione) La molecola di DNA è una doppia elica costituita da lunghe catene di nucleotidi (come vedremo, alcuni virus hanno, come materiale genetico RNA o DNA a singolo filamento). Durante il processo di replicazione  il materiale genetico di una cellula si duplica, producendo 2 copie identiche della molecola di DNA. Entrambi i filamenti della doppia elica servono come “stampo” per la sintesi di due nuovi filamenti: le due molecole a doppia elica che vengono prodotte sono costituite da un filamento parentale e da uno neosintetizzato (replicazione semiconservativa).  La sintesi dei nuovi filamenti di DNA è catalizzata da enzimi detti DNA polimerasi-DNA dipendenti (esistono diversi tipi di DNA polimerasi).
• Trascrizione. Il DNA partecipa alla sintesi proteica attraverso un intermedio a RNA. Il processo di trasferimento dell’informazione dal DNA all’RNA è definito trascrizione e la molecola di RNA che porta l’informazione è detta mRNA (RNA messaggero). Alcune regioni di DNA non codificano proteine, ma contengono invece l’informazione per altri tipi di RNA, come tRNA (RNA transfer) e rRNA (RNA ribosomale). Si deve, dunque, estendere la definizione di gene in modo da includervi anche le regioni del DNA che codificano questi ultimi tipi di RNA. In sintesi, non esistono solo geni che codificano per catene polipeptidiche e, quindi, per mRNA, ma anche geni per tRNA e rRNA.

La trascrizione dell’informazione genetica da DNA ad RNA è catalizzata da un enzima, la RNA polimerasi-DNA dipendente , che richiede la presenza di DNA come stampo.

• Traduzione. La sequenza di aminoacidi di ogni proteina è determinata dalla specifica sequenza di basi presenti nell’mRNA. In tal modo viene a crearsi una corrispondenza lineare tra la sequenza in basi di un gene e la sequenza di aminoacidi di un polipeptide. Sono necessarie tre basi per codificare un singolo amminoacido; ognuna di queste triplette di basi costituisce un codone. Il codice genetico viene tradotto in proteine da un complesso macchinario di sintesi costituito da ribosomi (che sono a loro volta costituiti da proteine e molecole di rRNA), dai tRNA e da numerosi enzimi.

La duplicazione e la trascrizione sono processi molecolari, catalizzati da specifici enzimi, che avvengono nel nucleo, la traduzione è un processo anch’esso enzimatico che avviene nel citoplasma (a livello dei ribosomi e del RER).

Il trasferimento dell’informazione genetica secondo le 3 tappe viste sopra è un fenomeno condiviso da tutte le cellule ed è indicato come dogma centrale della biologia molecolare (DNAà RNA à proteine). In alcuni virus, il trasferimento dell’informazione genetica durante il processo di moltiplicazione non rispetta  lo schema presentato nel dogma. Per esempio, nel caso in cui il materiale genetico virale sia RNA, questo può fungere direttamente da mRNA (RNA a polarità positiva ) o da RNA codificante (RNA a polarità negativa). Un altro esempio è costituito dai retrovirus (come HIV), nei quali l’RNA funge da stampo per la sintesi di DNA (processo di trascrizione inversa).  

 

 

La replicazione virale

Per la classificazione dei virus secondo il sistema di Baltimore vedi fotocopie date a lezione e illustrate in classe.

 

Desossiribovirus

La classe I e la classe II comprendono desossiribovirus (cioè virus a DNA): la replicazione e la trascrizione avvengono nel NUCLEO (per cui possono usare RNA polimerasi e DNA polimerasi cellulari, dove questi enzimi hanno sede) così come pure l’assemblaggio; nei Poxvirus (desossiribovirus di classe I) la replicazione e l’assemblaggio del nucleocapside avvengono nel citoplasma.

 

Classe I: Virus a DNA a doppio filamento (esempio gli Herpesvirus, gli Adenovirus,  Papillomavirus). (consulta pag 411 del libro di testo per ulteriori chiarimenti, per approfondimenti pag 444)  Gli Herpesvirus (presi come esempio di virus con DNA a doppio filamento) sono un gruppo interessante di desossiribovirus di classe I, il cui capside (con 162 capsomeri) è icosaedrico; hanno envelope (o pericapside), che si forma dalla membrana nucleare della cellula ospite durante la fase di esocitosi del nucleocapside dal nucleo stesso (fig. 15.5). Il genoma consta di una molecola lineare di DNA a doppia elica che contiene 50-100 geni. Immediatamente dopo la spoliazione (o decapsidizzazione), il DNA, rilasciato all’interno del NUCLEO dell’ospite, si circolarizza e viene trascritto dalla RNA polimerasi dell’ospite per formare molecole di mRNA+ che migrano nel citosol e dirigono la sintesi di parecchie proteine precoci, principalmente proteine inibitrici dell’attività biosintetica della cellula ospite, nonché proteine regolatrici  ed enzimi necessari per la replicazione del DNA virale, tra cui una DNA polimerasi DNA dipendente virus-specifica (il cui gene è  contenuto nel genoma virale) Grazie all’azione di tale enzima è possibile replicare il DNA virale, allo scopo di ottenerne più copie.

Le proteine tardive sono essenzialmente proteine del capside e del pericapside. Le proteine del capside si assemblano spontaneamente nel nucleo, mediante un meccanismo di autoassemblaggio. Recentemente, è stato evidenziato che durante l’assemblaggio di virus icosaedrici (come gli herpesvirus), prima si formano “procapsidi” vuoti, in cui in una fase successiva viene inserito l’acido nucleico con una modalità non ancora nota. Il pericapside di natura lipoproteica è formato da un doppio strato fosfolipidico proveniente dalle membrane dell’ospite e da proteine codificate da geni virali. 

Nei Poxvirus (sono virus a DNA a doppio filamento, quindi di classe I, tra essi vi è il virus del vaiolo umano) la sintesi del materiale virale avviene nel citoplasma e per effettuare la trascrizione usano una RNA polimerasi virus-specifica portata dal virus stesso. Il materale genetico dei Poxvirus non si trasferice nel nucleo (dove si trovano gli enzimi della replicazione e della trascrizione utilizzati dalla cellula ospite per duplicare e trascrivere il proprio DNA) Tab 15.2); pertanto, essi possiedono dei propri enzimi, come , appunto, una RNA sintetasi–DNA dipendente propria, usata per la trascrizione dei geni virali. Tra le proteine precoci nei Poxvirus (come anche negli  Herpesvirus) viene prodotta una DNA polimerasi per la replicazione virale.

Per lo studio dei virus di classe I  vedi pag 411 del libro di testo, dove come esempio considera gli Herpesvirus. Nel caso degli Herpesvirus, è chiaramente messo in evidenza che il virus non porta nel proprio capside enzimi virali coinvolti nella replicazione.

Fig 1: dsDNA(+/-) è una di molecola di DNA virale a doppia elica la cui trascrizione (con produzione di un mRNA a partire dal DNA) è coinvolge una RNA polimerasi cellulare. La traduzione o sintesi proteica avviene nel citoplasma della cellula ospite. L’mRNA+ è complementare al filamento – del DNA; infatti, esso è stato sintetizzato usando come stampo il filamento – del DNA; ovviamente, la sua sequenza nucleotidica sarà uguale a quella del filamento + di DNA. La replicazione avviene grazie ad una DNA polimerasi virale, che è tra le “proteine precoci”. Tale DNA polimerasi DNA dipendente duplica il dsDNA, in modo semiconservativo. Alcuni desossiribovirus per la propria replicazione possono usare una DNA polimerasi cellulare.

I virus di classe I non portano nel proprio capside enzimi coinvolti nella duplicazione o nella trascrizione del materiale genetico virale. 

*La trascrizione avviene nel nucleo

**La sintesi delle proteine virali sia precoci che tardive avviene a livello dei ribosomi del citosol della cellula ospite

*** Le molecole dsDNA saranno impacchettate nel capside per formare nuovi virioni (nel citoplasma)

 

Classe II: Virus a DNA a singolo filamento (DNA lineare) (come i Parvovirus, con capside a simmetria icosaedrica, sprovvisti di envelope,  patologie principali: gastroenterite, quinta malattia).

Il genoma dei Parvovirus è così piccolo (4800 basi) che non codifica alcun enzima replicativo, e, naturalmente, tali virus non hanno neanche nel capside enzimi coinvolti nella replicazione virale, per cui essi devono usare necessariamente gli enzimi della cellula ospite per tutti i processi biosintetici. A volte dipendono per la replicazione da virus helper (come gli Adenovirus): questi ultimi infettano contemporaneamente ad alcuni Parvovirus la cellula ospite e forniscono al virus dipendente le funzioni che esso non possiede. Il DNA virale si replica soltanto nel NUCLEO durante la fase S del ciclo cellulare, durante la quale la cellula ospite replica il proprio DNA. Anche la trascrizione e l’assemblaggio avvengono nel nucleo (se vuoi ulteriori chiarimenti sui Parvovirus consulta pag 451 del libro di testo).

 

                                       

 

Fig2 ssDNA (ssDNA- è il DNA virale a singolo strand che dopo l’infezione è trasferito nel nucleo dell’ospite). Dal momento che l’RNA polimerasi per sintetizzare mRNA usa come stampo solo dsDNA (double strand DNA o DNA bicatenario), è necessario che venga prodotto il filamento di DNA complementare a quello virale. Tale dsDNA è prodotto dalla DNA polimerasi nucleare dell’ospite (che usa come stampo l’ssDNA- del virus). Pertanto, tali virus, per la loro moltiplicazione, richiedono un intermedio di dsDNA, utilizzato come stampo per la trascrizione (ossia per la produzione di mRNA+). L’intermedio di DNA bicatenario viene usato anche per produrre molecole di ssDNA-, che verranno usate per formare nuovi virioni durante la fase nucleare di assemblaggio. I filamenti di DNA+ verranno scartati. (Lanciotti; Tinti)

I virioni (completi di nucleocapside) verranno liberati in seguito a lisi cellulare.

 

Precisazione per lo studente:  alcuni testi considerano il DNA dei Parvovirus a polarità positiva (il Brock, per esempio; per cui su alcune fotocopie datevi a  lezione potreste trovare tale incongruenza); il vostro testo e altri lo considerano a polarità negativa e noi ci atterremo al libro di testo! (Tinti)

 

 

 

RIBOVIRUS

Nei Ribovirus (virus a RNA dalla classe III alla VII) la replicazione e la trascrizione dell’acido nucleico virale avvengono nel CITOPLASMA (un discorso a parte meritano gli Orthomixovirus e i Retrovirus; tra gli Orthomixovirus sono inclusi i virus influenzali che prenderemo in seguito come esempio di virus a RNA a polarità negativa) (tab 15.2). Nei Ribovirus anche l’assemblaggio dei virioni avviene nel citoplasma dell’ospite.

La maggior parte dei virus a RNA è provvista di materiale genetico costituito da ssRNA. La sequenza di basi del filamento di RNA contenuto nel capsde può essere identica all’mRNA virale: il filamento è detto a polarità positiva. In questo caso, l’RNA virale funge direttamente da mRNA, e, dunque, si lega ai ribosomi per la sintesi proteica. IL genoma costituito dall’RNA, invece, può essere complementare all’mRNA virale:si parla di RNA a polarità negativa. Nei virus a RNA negativo, l’RNA non può legarsi ai ribosomi ma deve essere trascritto in un filamento di RNA complementare positivo. In genere, il filamento di RNA virale positivo è dotato di un cap di 7-metil guanosina all’estremità 5’ e di una sequenza di poliA all’estremità 3’ (vedi libro di biochimica per ulteriori chiarimenti riguardanti la coda di poli A o il cap, che caratterizzano gli mRNA eucariotici; infatti, sul libro di biochimica vi descrive gli mRNA eucariotici); pertanto, il filamento di RNA+ può dirigere immediatamente le sintesi proteica dopo essere penetrato nella cellula.

I poliovirus, il virus del mosaico del tabacco ed il virus HIV sono esempi di virus a RNA+ (HIV è un retrovirus); i virus della rabbia, del morbillo, dell’influenza sono esempi di virus a RNA-.

 

Classe IV: Virus a RNA a singolo filamento positivo (per ulteriori chiarimenti consultare pag 413 e pag 455 § 19.6)  Anticipiamo l’analisi dei virus di classe IV in quanto, essendo stati studiati meglio dai virologi, ci consentono di comprendere le altre classi di Ribovirus. I virus della classeIV hanno un unico filamento lineare con la stessa polarità dell’mRNA. L’RNA virale funge perciò da messaggero senza che vi sia bisogno della trascrizione del genoma virale; in questi virus non è infatti presente una trascrittasi. La TRASCRITTASI è un enzima (polimerasi RNA-dipendente) che è in grado di trascrivere l’RNA virale in molecole di mRNA. La trascrittasi è un enzima in grado trascrivere sia ssRNA che dsRNA (vedi figg. 4-5) I Picornavirus (coinvolti in patologie come raffreddore, poliomielite, disturbi intestinali di origine virale) sono un ottimo esempio di virus a RNA+; sono i virioni più piccoli tra i ribovirus, sprovvisti di envelope. Il sito di replicazione e di assemblaggio dei virioni è nel citoplasma della cellula infettata; i virioni maturi vengono liberati per lisi dell’ospite. Una volta che il genoma del virus è penetrato nella cellula ospite, esso lo usa come un mRNA gigante; questo si associa ai ribosomi per formare un polisoma (un polisoma è un complesso costituito da svariati ribosomi con un mRNA). I ribosomi della  cellula ospite sintetizzano un enorme peptide che poi viene scisso e processato da enzimi (proteasi) codificati sia dalla cellula ospite sia dal virus per formare i polipeptidi appropriati. Nelle fasi iniziali il processamento è a carico di proteasi cellulari. Poiché la cellula ospite è priva di enzimi in grado di replicare l’RNA a partire da altro RNA (la cellula ospite ha enzimi solo per replicare il DNA!), tra le proteine precoci virali vi è una REPLICASI (o RNA polimerasi RNA-dipendente virus-specifica) che viene usata per produrre un filamento di RNA-, complementare all’RNA+ virale. Ad opera della replicasi virale, sono prodotte molecole RNA+ (sullo stampo dell’RNA-) che vengono usate sia per costituire il genoma  di nuovi virus che nuove molecole di RNA+, da usare come mRNA. Nel capside del virus non sono, dunque, contenuti enzimi replicativi virus-specifici, ma la replicasi è prodotta a partire dall’mRNA virale, subito dopo l’infezione.

 

 

Fig 3 Classe IV. L’RNA, essendo a configurazione positiva, funge direttamente da mRNA. La replicasi virale, una volta prodotta, sintetizza filamenti – (complementari ai filamenti +) e poi li usa come stampo per produrre nuovi RNA+. I filamenti + così prodotti possono essere o tradotti (in quanto agiscono da mRNA) o possono essere impacchettati come genoma dei nuovi virioni.

*Proteine precoci e proteine tardive.

** La  Replicasi sul libro di Tinti è chiamata RNA sintetasi RNA-dipendente (quindi potete usarle come sinonimi). Tieni conto che a replicasi è, comunque, una RNA polimerasi, in grado di replicare il materiale genetico quando quest’ultimo è una molecola di RNA e non di DNA.

In sintesi: l’enzima replicasi permette la sintesi di RNA a partire da una molecola di RNA, pertanto, è possibile ottenere più copie del genoma virale di partenza.

 

 

Classe III: Virus a RNA a doppio filamento (dsRNA +/-) (per chiarimenti pag 414 e pag 453 del libro di testo)

Un esempio sono i Reovirus (coinvolti in patologie gastrointestinali). Per questi virus, così come pure per quelli a RNA a doppio filamento (dsRNA), la situazione è più complessa rispetto a quelli di classe IV, in quanto l’RNA virale non può essere usato direttamente per la traduzione; pertanto, devono sintetizzare mRNA+. Nel capside, oltre al materiale genetico, è contenuta una RNA polimerasi-RNA dipendente (o trascrittasi RNA-dipendente) che viene introdotta nella cellula ospite insieme al dsRNA virale e permette la trascrizione del dsRNA nel citoplasma della cellula ospite. Nelle prime fasi dell’infezione, la trascrizione del dsRNA è catalizzata dalla trascrittasi associata al virus; successivamente, una nuova trascrittasi codificata dal virus, tra le proteine precoci, prosegue la trascrizione. Questo enzima usa come stampo uno dei due filamenti del dsRNA, precisamente il filamento negativo; si ottengono filamenti di RNA+ che possono essere usati come messaggeri virali o anche come intermedi replicativi (in quest’ultimo caso i filamenti di ssRNA+  sono usati per produrre RNA- complementari; i filamenti RNA+ ed RNA- formeranno un RNA bicatenario). Per formare RNA (+/-), interviene una replicasi codificata a partire da un gene virale che è appunto in grado di convertire l’ssRNA in un RNA a doppio filamento. Se confronti le Figg 3 e 4, puoi notare che la replicasi virale, in entrambi i casi, espleta questa funzione.

 

* Enzima presente nel capside e neosintetizzato

 

Classe V:Virus a RNA a singolo filamento a polarità negativa (per ulteriori chiarimenti pag 414-415 e pAG 464, §19.7)

Un esempio sono i virus influenzali, quelli del morbillo e della parotite.

In particolare, verranno presi come esempio i virus influenzali (Influenzavirus). I virioni influenzali hanno un capside a simmetria elicoidale di 9-5nm di diametro. Il capside elicoidale è provvisto di envelope. L’infezione ha inizio con l’attacco dei virioni alle cellule sensibili: avviene una reazione specifica tra gli antirecettori pericapsidici e i recettori glicoproteici localizzati sulla membrana delle cellule dell’ospite. Dopo l’adsorbimento, la membrana dell’envelope si fonde con quella plasmatica ed il nucleocapside entra nella cellula ospite (tale sequenza di eventi è illustrata a pag 467, Fig 19.32, del libro di testo), con successiva degradazione idrolitica del capside; in seguito alla spoliazione, si ha la liberazione nel citoplasma della cellula ospite del genoma virale e di una TRASCRITTASI virus-specifica (contenuta nel capside)  che verrà usata durante la trascrizione. La trascrizione e la duplicazione del genoma virale avvengono nel NUCLEO (ricorda: nei ribovirus avvengono nel citoplasma), mentre la sintesi delle proteine è citoplasmatica. Il genoma virale entra nel nucleo della cellula ospite, nel  quale fa il suo ingresso anche la trascrittasi virale. La trascrittasi (o RNA sintetasi-RNA dipendente), è una RNA polimerasi usata per produrre filamenti ssRNA+ (complementari al ssRNA- virale), i quali vengono usati come RNA messaggeri, diretti verso i ribosomi citoplasmatici. Tra le proteine precoci vi è l’enzima REPLICASI, che entra nel nucleo, e, usando come stampo il filamento parentale di RNA(-), catalizza la formazione di un filamento complementare di RNA+; la replicasi virale converte l’ssRNA in un dsRNA, detto forma replicativa (ti ricordo che era presente anche durante la moltiplicazione dei virus a RNA a polarità positiva). Il filamento appropriato di questo intermedio dirige la sintesi di nuovi genomi virali ad RNA(-). Naturalmente, devi considerare che la replicazione è governata dal principio della complementarietà. Il filamento genomico parentale dirige la sintesi di un filamento complementare, che poi funge da stampo per la sintesi di nuovi genomi virali discendenti.

       

*Enzima associato al virus (cioè presente nel capside virale); ** Enzima prodotto dopo l’infezione della cellula ospite

 

Classe VI: i Retrovirus (consultare fotocopia data a lezione e pag 477 del libro di testo).

I retrovirus possiedono un genoma a ssRNA, precisamente 2 molecole di RNA a polarità positiva, che non sono in grado di legarsi ai ribosomi dell’ospite per produrre proteine. Essi differiscono dagli altri virus ad RNA in quanto sintetizzano mRNA e replicano il proprio genoma mediante intermedi di DNA. Il virus ha nel proprio capside una DNA polimerasi RNA-dipendente, o trascrittasi inversa o retrotrascrittasi (RT, reverse transcriptase), che copia il genoma a RNA (+) per formare una copia di DNA negativo. E’ interessante che il virus rechi nel proprio capside un RNA (tRNA) che serve da innesco per la sintesi dell’acido nucleico. La trasformazione dell’RNA in DNA avviene in due fasi. Nella prima fase la RT copia l’RNA+ per formare un ibrido RNA-DNA. Poi il componente ribonucleasi H della RT degrada il filamento RNA+ nell’ibrido per lasciare il filamento DNA-. Dopo aver sintetizzato il filamento DNA-, la RT lo copia per produrre un DNA a doppio filamento detto DNA provirale,che  capace di dirigere la sintesi di mRNA e di nuove copie del genoma a RNA+ del virione. La riproduzione del retrovirus è notevole anche sotto altri aspetti. Dopo che è stato prodotto il DNA provirale, questo viene convertito in una forma circolare e integrato, con l’ausilio di un’integrasi virale (contenuta nel capside e rilasciata al momento dell’infezione), nel DNA delle cellula ospite. I prodotti del virus si formano soltanto dopo l’integrazione. Talvolta questi virus integrati sono capaci di trasformare le cellule ospiti in cellule tumorali. Nella figura è riportato il ciclo replicativi del virus HIV.

 

Fig. 6 Retrovirus (classe VI) . *RT=retrotrascrittasi virale (è una DNA polimerasi RNA dipendente), contenuta nel capside.  **  Ribonucleasi, componente della RT, che rimuove il filamento d RNA(+) dall’ibrido; il dsDNA+/- è inserito nel genoma dell’ospite ad opera di un’integrasi virale, che catalizza l’inserzione del genoma virale nel genoma dell’ospite; una volta inserito il dsDNA virale può essere trascritto dalla RNA polimerasi dell’ospite, per produrre mRNA  e RNA virale (da inserire nei nuovi virioni).

 

 

CLASSE VII. Virus a DNA a doppio filamento che si replica attraverso un intermedio a RNA Gli Hepadnavirus sono i virus a DNA con un notevole epatotropismo (in poche parole, le cellule epatiche sono le loro cellule targets!!!), come il virus dell’epatite B dell’uomo. Tali virus hanno un capside icosaedrico (provvisti di envelope), all’interno del quale è contenuto, oltre al materiale genetico, una DNA polimerasi-RNA-dipendente (trascrittasi inversa o retrotrascrittasi). Per la trascrizione (che avviene nel nucleo della cellula ospite) essi utilizzano la RNA polimerasi cellulare. Per la replicazione, hanno un intermedio a RNA+. L’RNA+, prodotto durante la trascrizione dalla RNA polimerasi cellulare, agisce da stampo per la retrotrascrittasi (penetrata nella cellula al momento dell’infezione, insieme al dsDNA virale), che produce un ibridoRNA+/DNA- (il filamento di DNA- complementare all?RNA+); in un fase successiva l’RNA+ è degradato (probabilmente da una ribonucleasi associata alla retrotrascrittasi) ed il filamento di DNA- è usato come stampo per produrre il filamento complementare di DNA+. Con questo meccanismo vengono prodotte più copie di dsDNA che vengono durante la fase di assemblaggio virale.

 

Fig.7 Virus di classe VII. E’ costituita da virus che hanno DNA a doppio filamento ma si replicano attraverso un intermedio a RNA.

 

 

Fonte: http://www.istvas.it/APPUNTI%20Sui%20Virus.doc

Sito web da visitare: http://www.istvas.it/

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