Caratteristiche di replicazione virale, ciclo di replicazione virale, esempio (HIV)

IL Replicazione virale È il modo in cui diversi tipi di virus si moltiplicano all'interno delle cellule che invadono. Queste entità di DNA o RNA hanno molte strategie diverse per reclutare strutture interne cellulari e usarle per produrre copie di se stessi.

La "funzione" biologica di qualsiasi tipo di replicazione virale è quella di generare nuovi genomi e proteine ​​virali in quantità sufficienti per garantire la propagazione del genoma virale che ha invaso la cellula.

Passaggi di replicazione virale (Fonte: Alejandro Porto [CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Tutti i virus conosciuti fino ad oggi hanno bisogno di enzimi cellulari per la moltiplicazione, poiché non hanno i loro enzimi che consentono loro di replicare e riprodurre da soli.

Le molecole virali sono in grado di invadere praticamente qualsiasi tipo di cellula sulla biosfera.

Per questo motivo, l'umanità ha diretto molte risorse e sforzi per comprendere non solo il funzionamento dei virus, ma la replicazione virale, poiché questo processo è la chiave per il controllo adeguato di tutte le malattie che sono il prodotto di un'infezione di un'infezione virale origine.

I virus devono raggiungere l'interno delle cellule e, per questo, devono lanciare meccanismi specializzati per "deridere" le difese endogene dei loro ospiti. Una volta all'interno degli individui che "colonizzano", devono essere in grado di entrare nelle loro cellule e replicare il loro genoma e proteine.

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Caratteristiche

La replicazione virale presenta importanti variazioni in ciascuna specie di virus; Inoltre, la stessa specie può ospitare sierotipi diversi, "quasiespecie" e virus con grandi modifiche nella sua sequenza genomica.

Il genoma del virus può essere composto da acidi nucleici come DNA, RNA o entrambi, banda semplice o doppia. Queste molecole possono anche essere trovate in una forma circolare e lineare, come "ganci per capelli" (Tornante), tra l'altro.

Prodotto della grande variazione nella struttura dei virus Esiste una grande diversità di strategie e meccanismi per eseguire la replicazione. Tuttavia, alcuni passi più o meno generali sono condivisi tra tutte le specie.

Ciclo di replicazione virale

Fonte immagine: nessun autore leggibile da macchina fornita. Guaguaguagua ipotizzato (basato su reclami di copyright). [Dominio pubblico]

Generalmente il ciclo generale di replicazione virale include 6 o 7 passaggi, che sono:

1- adsorbimento o unione cellulare,

2- penetrazione o ammissione alla cellula

3- Rilascio del genoma

4- Replicazione del genoma

5- Assemblaggio

6- maturato

7- Lysis o Geming Release

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Adsorbimento o unione cellulare

I virus attualmente hanno nella loro struttura una proteina o una molecola nota come antirrecettore, che si lega a una o più macromolecole nella membrana esterna della cellula in cui desiderano entrare. Queste molecole sono generalmente glicoproteine ​​o lipidi.

Le glicoproteine ​​o i lipidi della membrana esterna della cellula "bianca" sono noti come recettori e virus aderiscono o fissati da interazioni covalenti a questi recettori usando la loro molecola di proteina o antirecettore.

Penetrazione o ammissione alla cellula

Una volta che un virus si lega alla membrana esterna della cellula attraverso la giunzione ricevente-antirecettore, può entrare nella cellula attraverso tre meccanismi: endocitosi, fusione con la membrana cellulare o traslocazione.

Quando l'ingresso si verifica per endocitosi, la cellula crea una piccola fessura in una regione specifica della membrana, proprio dove il virus è collegato. Le forme cellulari, quindi, una specie di cistifellea attorno alla particella virale, che è interiorizzata e, una volta all'interno, disintegrato, rilasciando il virus nel citosol.

L'endocitosi è forse il meccanismo di ingresso più frequente per i virus, poiché le cellule interiorizzano le vescicole costantemente in risposta a diversi stimoli interni ed esterni e con diversi scopi funzionali.

La fusione con la membrana cellulare è un meccanismo che solo i virus avvolti da una copertura protettiva chiamata Capside possono eseguire. Durante questo processo, i componenti capside si fondono con la membrana cellulare e l'interno del capside viene rilasciato nel citosol.

La traslocazione raramente è stata documentata e non è completamente compresa. Tuttavia, è noto che il virus aderisce a una macromolecola di ricezione sulla superficie della membrana ed è interiorizzato mediante l'intertolazione tra i componenti della membrana cellulare.

Rilascio del genoma

Questo processo è il meno compreso e forse il meno studiato nella replicazione virale. Nello stesso viene rimosso il capside, lasciando il genoma del virus esposto con le nucleoproteine ​​associate.

È stato ipotizzato che l'involucro del genoma del virus sia unito alla cistifellea errata. Inoltre, si pensa che questa fase di replicazione sia attivata da un fattore interno della cellula come il pH o il cambiamento nella concentrazione di elettroliti, ecc.

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Replicazione del genoma virale

I processi di replicazione del genoma virale sono molto variabili tra ciascuna specie di virus; In effetti, i virus sono classificati in 7 classi diverse in base al tipo di acido nucleico che costituisce il suo genoma.

Come regola generale, la maggior parte dei virus del DNA produce la loro replicazione all'interno del nucleo delle cellule che invadono, mentre la maggior parte dei virus dell'RNA viene replicata in citosol.

Alcuni virus del DNA a banda singola (un fila.

Altri virus RNA a doppia banda sintetizzano il loro genoma attraverso segmenti e una volta che tutti i segmenti sono sintetizzati, sono assemblati nel citosol a cellule ospiti. Qualche genoma.

Una volta tradotto l'RNA della polimerasi, inizia la replicazione di più copie del genoma virale. Questo enzima può generare messaggeri ARNS per produrre proteine ​​che darà origine a virus capside e altri componenti.

Assemblaggio

Una volta che sono state sintetizzate più copie del genoma del virus e tutti i componenti capsidi, tutte sono dirette a un sito cellulare specifico come il nucleo o il citoplasma, dove sono assemblati come virus maturi.

Molti autori non riconoscono l'assemblaggio, la matura e la lisi come processi separati nel ciclo di vita dei virus, poiché molte volte questi processi si verificano consecutivamente quando la concentrazione delle parti e il genoma del virus all'interno dell'interno cellulare è molto elevata.

Maturo

Durante questa fase il virus diventa "contagioso"; cioè, si verificano proteine ​​capside mature o conformazionali che trasformano la struttura iniziale in particelle in grado di infettare altre cellule.

Alcuni virus maturano le loro strutture all'interno delle cellule che infettano, altri lo fanno solo dopo aver causato la lisi cellulare.

Rilascio di lisi o geming

Nella maggior parte dei virus, la liberazione si verifica per lisi o geming. Nella lisi, la cellula rompe e rilascia tutto il suo contenuto nell'ambiente extracellulare, in modo che i virus assemblati e maturi possano viaggiare liberamente fino a trovare un'altra cellula a cui infettare.

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Il rilascio di geminazione è specifico per i virus che hanno una confezione lipidica e proteica. Questi passano attraverso la membrana plasmatica che formano una sorta di vescicole intracellulari.

Esempio di replicazione virale (HIV)

Ciclo di replicazione virale dell'HIV. Fonte: JMhachn [CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Il virus dell'immunodeficienza umana, meglio noto come HIV, è uno dei virus che ha causato il maggior numero di morti umane nel mondo. È un virus dell'RNA che colpisce direttamente un tipo di globuli bianchi chiamati linfociti CD4.

La fissazione del virus viene eseguita attraverso il riconoscimento e l'unione delle proteine ​​capside del virus con proteine ​​della membrana cellulare dei linfociti CD4. Successivamente, il capside si fusi con la membrana cellulare e il contenuto di virus viene svuotato all'interno.

Nel citoplasma, l'RNA viene trascritto inversamente e forma due bande di DNA complementari. La molecola di DNA a doppia banda è integrata nel genoma delle cellule ospiti, in questo caso il linfocita CD4.

Essendo parte delle informazioni genetiche della cellula, il DNA di origine virale viene trascritto e tradotto come qualsiasi filamento di DNA genomico di linfociti.

Una volta che tutti i componenti del virus si sono verificati nel citosol, le particelle virali vengono assemblate ed espulse sul mezzo extracellulare attraverso il geming. Si formano diverse centinaia di migliaia di dossi, che, se liberati, danno origine a particelle di HIV mature.

Riferimenti

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