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7.13:

Retrovírus

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Molecular Biology
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Retroviruses

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A transposição é amplamente utilizada por uma variedade de patógenos para sequestrar o genoma da célula anfitriã. Uma classe de patógenos mortais que usa este processo é chamada de retrovírus. Fora da célula hospedeira, um retrovírus existe como um envelope lipídico, uma concha de proteína do núcleo ou um capsídeo.O capsídeo contem proteínas e enzimas virais, e um genoma do RNA diamérico que codifica três tipos de proteínas principais. O primeiro é um antígeno grupo-específico ou uma proteína do Gag que formam a estrutura do núcleo da partícula viral. O segundo código é definido para as proteínas do envelope que reconhecem recetores específicos de superfície da célula hospedeira e permitem a ligação.Finalmente, inclui genes e proteínas pol codificadoras, incluindo uma enzima transcriptase reversa, uma integrasse, e RNase H.Ao infetar uma célula, o retrovírus funde seu envelope lipídico com a membrana da célula hospedeira. Uma vez dentro da célula, a proteína capsídeo é perdida e a transcriptase reversa viral transcreve o RNA genómico viral em um DNA único que se liga ao viral RNA como um duplex DNA-RNA. Em seguida, RNase H degrada o modelo RNA e a transcriptase reversa sintetiza a fita complementar do DNA, criando um DNA de fita-dupla, cópia do genoma viral conhecido como DNA viral.Em seguida, a integrasse da enzima viral cliva o DNA hospedeiro e anexa o DNA proviral no genoma hospedeiro. Os Retrovírus podem ser classificados como endógenos ou exógenos. Os retrovírus endógenos são não patogênicos, permanecendo na célula como um elemento transponível inofensivo.O genoma humano contém entre 100 e 1, 000 cópias de tais vírus. O segundo grupo, retrovírus exógenos ou exovírus são patógenos. Entram em uma célula e se aproveitam das máquinas de replicação e tradução célula hospedeira, para criar mais cópias do vírus e produzir as proteínas codificadas pelo vírus.Exemplos bem conhecidos destes incluem o vírus da SIDA, leucemia das células T, e Hepatite B.

7.13:

Retrovírus

Os retrovírus e os retrotransposões ambos inserem cópias dos seus elementos genéticos no genoma da célula hospedeira. Assim, os genes virais são passados quando o genoma hospedeiro é replicado ou traduzido. Uma sequência típica de DNA retroviral contém 3-4 genes que codificam as diferentes proteínas necessárias para a sua montagem estrutural e funciona como um parasita molecular. Este DNA é transcrito em um único mRNA, que é muito semelhante em estrutura aos mRNAs convencionais, ou seja, tem um 5’ cap e um terminal 3’ poliadenilado. Assim, o ribossoma da célula hospedeira traduz o mRNA retroviral em uma única cadeia de poliproteínas. Alguns retrovírus usam proteases codificadas por vírus para processar essa cadeia única nas proteínas necessárias para a montagem do virião. O mRNA retroviral é então empacotado em um núcleo com proteínas gag, encapsulado por proteínas do capsídeo. Para a libertação do vírus da célula, uma parte da bicamada lipídica da membrana celular do hospedeiro é comprimida para formar a camada externa do vírus. A partícula de vírus montada é então libertada para continuar o ciclo de infeção.

Os eventos semelhantes à transposição no ciclo de vida dos retrovírus não são coincidência. É proposto que os retrovírus de hoje em dia tenham evoluído do vírus espumoso, uma antiga linha de retrovírus que vivia no oceano. Vertebrados como peixes continham retrotransposões de genes que codificavam proteínas de envelope que capturavam os vírus espumosos.

A estreita relação entre retrotransposões e retrovírus existe ainda hoje. O principal factor de distinção entre os dois é que, embora os retrotransposões possam formar proteínas de capsídeo, eles não podem sintetizar envelopes virais. Portanto, não se formam partículas de vírus maduras, e os retrotransposões não podem ser transferidos horizontalmente de uma célula para outra.

O sequenciamento do genoma humano revelou que 8% do genoma humano contém elementos retrovirais, embora estejam em um estado latente. Estes elementos são considerados “fósseis” de antigos retrovírus e são imensamente úteis na compreensão não só da evolução viral, mas também vertebral.

Suggested Reading

  1. Krebs, Jocelyn E., Elliott S. Goldstein, and Stephen T. Kilpatrick. Lewin's genes X. Jones & Bartlett Publishers, 2009.
  2. Aiewsakun, Pakorn, and Aris Katzourakis. "Marine origin of retroviruses in the early Palaeozoic Era." Nature communications 8 (2017): 13954.