9.10C: Genoma de ARN retrovírico

Objetivos de aprendizaje

• Descubre las características de los genomas retrovirales

El retroviral mientras que en la cápside viral consiste en un ARN dímero. Tiene una tapa en el extremo 5′ y una cola de poli (A) en el extremo 3'. El genoma del ARN también tiene regiones terminales no codificantes, que son importantes en la replicación, y regiones internas que codifican proteínas de virión para la expresión génica.

El extremo 5' incluye cuatro regiones, que son R, U5, PBS y L.

• La región R es una secuencia corta repetida en cada extremo del genoma durante la transcripción inversa con el fin de asegurar una correcta transferencia de extremo a extremo en la cadena de crecimiento.
• U5, por otro lado, es una secuencia corta única entre R y PBS.
• PBS (sitio de unión al cebador) consiste en 18 bases complementarias al extremo 3' del cebador de ARNt, que suministra un grupo 'OH para iniciar la transcripción inversa.
• La región L es una región líder no traducida que da la señal para el empaquetamiento del ARN genómico.

El extremo 3' incluye 3 regiones, que son PPT (tracto de polipurina), U3 y R.

• PPT (o PP), tracto de polipurina es el cebador para la síntesis de ADN de cadena positiva durante la transcripción inversa.
• U3 es una secuencia entre PPT y R, la cual tiene señal que provirus puede usar en la transcripción.
• R es la secuencia repetida terminal en el extremo 3', la misma que la R (es decir, la región repetida del extremo 5').

Entre la región 5' y 3' se encuentra la región que codifica la proteína del retrovirus, que consiste en proteínas gag, proteasa (PR), proteínas pol y proteínas env. Las proteínas Gag son componentes principales de la cápside viral, que son alrededor de 2,000-4.000 copias por virión. La proteasa se expresa de manera diferente en diferentes virus. Funciona en escisiones proteolíticas durante la maduración del virión para producir proteínas gag y pol maduras. Las proteínas Pol, como la transcriptasa inversa (RT), son responsables de la síntesis del ADN viral y de la integración en el ADN del huésped después de la infección. Finalmente, las proteínas env juegan un papel en la asociación y entrada del virión en la célula hospedadora. Poseer una copia funcional de un gen env es lo que hace que los retrovirus sean distintos de los retroelementos. El gen env cumple tres funciones distintas: permitir que el retrovirus entre y salga de las células hospedadoras a través del tráfico de membrana endosómica, la protección del ambiente extracelular a través de la bicapa lipídica y la capacidad de ingresar a las células. La capacidad del retrovirus para unirse a su célula huésped diana utilizando receptores específicos de la superficie celular viene dada por el componente de superficie (SU) del env, mientras que la capacidad del retrovirus para ingresar a la célula a través de la fusión de membrana es impartida por el componente transmembrana anclado a la membrana (TM). Así, la proteína env es lo que permite que el retrovirus sea infeccioso.

Por favor refiérase a la figura, en ella se ven todos los elementos de un genoma retroviral y cómo interactúan para contribuir a la transcripción inversa retroviral e integración.

Figura: Genoma retroviral: A través del mecanismo de transcripción inversa por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), vemos cuáles son los diferentes elementos genómicos de un retrovirus. La transcripción inversa ocurre en el citoplasma de la célula hospedadora. En este proceso, el ARNmc viral es transcrito por la transcriptasa inversa viral (RT) en ADN bicatenario. La transcripción inversa tiene lugar en dirección 5'→3'. El ARNt (“hoja de trébol”) se hibrida con PBS y proporciona un grupo -OH para el inicio de la transcripción inversa. 1) Se forma ADN complementario (ADNc). 2) La plantilla en el híbrido ARN:ADN se degrada por el dominio ARNasa H de la transcriptasa inversa 3) ADN:ARNt se transfiere a la extremo 3' del molde. 4) Se lleva a cabo la síntesis de la primera cadena. 5) El resto del ARNmc viral se degrada por la ARNasa H, excepto por el sitio PP. 6) La síntesis de la segunda cadena de ADNss se inicia desde el extremo 3' del molde. El ARNt es necesario para la síntesis de PBS complementario 7) El ARNt se degrada 8) PBS del molde. la segunda cadena se hibrida con el PBS complementario en la primera cadena.9) La síntesis de ambas cadenas se completa con la función de ADN Polmerasa de la transcriptasa inversa. Ambos extremos de ADNbc tienen secuencias U3-R-U5, las llamadas secuencias de repetición terminal larga (3'LTR y 5'LTR, respectivamente). Las LTR median la integración del ADN retroviral en otra región del huésped genome.Key: U3 — región promotora, U5 — sitio de reconocimiento para integrasa viral; PBS — sitio de unión a cebador; PP — sección de polipurina (tracto polipurina); gag, pol y env. Los colores marcan secuencias complementarias.

Puntos Clave

• Los extremos de un retrovirus, tanto el 5' como el 3', contienen muchos elementos necesarios para el ciclo de vida retroviral, incluyendo las regiones denominadas R, U5, PBS, PPT y U3.
• Entre los extremos 5' y 3' está la región codificante de proteína que incluye las regiones codificantes gag, pol y env.
• La clave de los atributos únicos de un retrovirus es la región pol, que codifica una transcriptasa inversa (RT), la RT es la enzima que toma la forma de ARN del genoma del retrovirus y se convierte en ADN, cuya forma de ADN puede integrarse en el genoma del huésped.

Términos Clave

• proteasa: Enzima que corta o escinde proteínas.
• cápside: La cubierta proteica externa de un virus.