Los virus de ARN de doble cadena ( virus dsRNA ) son un grupo polifilético de virus que poseen genomas de doble cadena compuestos de ácido ribonucleico . El genoma de doble cadena es utilizado como plantilla por la ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp) viral para transcribir un ARN de cadena positiva que funciona como ARN mensajero (ARNm) para los ribosomas de la célula huésped , los cuales lo traducen en proteínas virales. El ARN de cadena positiva también puede ser replicado por la RdRp para crear un nuevo genoma viral de doble cadena. [ 1 ]
Una característica distintiva de los virus de ARN bicatenario es su capacidad para llevar a cabo la transcripción de los segmentos de ARN bicatenario dentro de la cápside , y las enzimas necesarias forman parte de la estructura del virión. [ 2 ]
Los virus de ARN de doble cadena se clasifican en dos filos, Duplornaviricota y Pisuviricota (específicamente la clase Duplopiviricetes ), en el reino Orthornavirae y el dominio Riboviria . Los dos filos no comparten un ancestro común de virus de ARN de doble cadena, sino que desarrollaron sus cadenas dobles en dos ocasiones distintas a partir de virus de ARN de cadena positiva . En el sistema de clasificación de Baltimore , los virus de ARN de doble cadena pertenecen al Grupo III. [ 3 ]
Los miembros del grupo de virus varían ampliamente en cuanto a su rango de hospedadores ( animales , plantas , hongos y bacterias ), número de segmentos del genoma (de uno a doce) y organización del virión ( número T , capas de la cápside o torretas). Los virus de ARN de doble cadena incluyen los rotavirus , conocidos mundialmente como una causa común de gastroenteritis en niños pequeños, y el virus de la lengua azul , un patógeno de importancia económica para el ganado vacuno y ovino. La familia Reoviridae es la familia de virus de ARN de doble cadena más grande y diversa en términos de rango de hospedadores. [ 2 ]
Clasificación
Existen dos clados de virus de ARN bicatenario (dsRNA): el filo Duplornaviricota y la clase Duplopiviricetes , perteneciente al filo Pisuviricota . Ambos se incluyen en el reino Orthornavirae, dentro del reino Riboviria . Según el análisis filogenético de la RdRp, los dos clados no comparten un ancestro común de dsRNA, sino que descienden por separado de diferentes virus de ARN monocatenario de sentido positivo. En el sistema de clasificación de Baltimore , que agrupa los virus según su modo de síntesis de ARNm, los virus de dsRNA pertenecen al grupo III. [ 3 ] [ 4 ]
Duplornaviricota
Duplornaviricota contiene la mayoría de los virus de ARN bicatenario, incluidos los reovirus , que infectan una amplia gama de eucariotas, y los cistovirus , que son los únicos virus de ARN bicatenario conocidos que infectan procariotas. Además de la RdRp, los virus de Duplornaviricota también comparten cápsides icosaédricas que contienen 60 homodímeros o heterodímeros de la proteína de la cápside organizados en una red pseudo T=2. El filo se divide en tres clases: Chrymotiviricetes , que contiene principalmente virus fúngicos y protozoarios; Resentoviricetes , que contiene reovirus; y Vidaverviricetes , que contiene cistovirus. [ 3 ] [ 4 ]
Duplopiviricetes
La clase Duplopiviricetes es el segundo clado de virus de ARN bicatenario y pertenece al filo Pisuviricota , que también contiene virus de ARN monocatenario de sentido positivo. Duplopiviricetes contiene principalmente virus de plantas y hongos e incluye las siguientes cuatro familias: Amalgaviridae , Hypoviridae , Partitiviridae y Picobirnaviridae . [ 3 ] [ 4 ]
Notas sobre especies seleccionadas
Reoviridae
Los Reoviridae se clasifican actualmente en nueve géneros . Los genomas de estos virus constan de 10 a 12 segmentos de ARN bicatenario , cada uno de los cuales generalmente codifica una proteína . Los viriones maduros no están envueltos. Sus cápsides, formadas por múltiples proteínas, presentan simetría icosaédrica y se disponen generalmente en capas concéntricas.
Ortoreovirus
Los ortoreovirus ( reovirus ) son los miembros prototípicos de la familia de virus Reoviridae y representan a los miembros con estructura en torre, que comprenden aproximadamente la mitad de los géneros. Al igual que otros miembros de la familia, los reovirus no tienen envoltura y se caracterizan por cápsides concéntricas que encapsulan un genoma de ARN bicatenario segmentado . En particular, el reovirus tiene ocho proteínas estructurales y diez segmentos de ARN bicatenario. Una serie de pasos de desensamblaje y cambios conformacionales acompañan la entrada celular y la replicación. Se conocen estructuras de alta resolución para casi todas las proteínas del reovirus de mamíferos (MRV), que es el genotipo mejor estudiado. La criomicroscopía electrónica ( crio-EM) y la cristalografía de rayos X han proporcionado abundante información estructural sobre dos cepas específicas de MRV, el tipo 1 Lang (T1L) y el tipo 3 Dearing (T3D). [ 5 ]
Cipovirus
Los virus de la poliedrosis citoplasmática (CPV) forman el género Cypovirus de la familia Reoviridae . Los CPV se clasifican en 14 especies según los perfiles de migración electroforética de sus segmentos genómicos. Cypovirus tiene una sola cápside, similar al núcleo interno del ortoreovirus. CPV exhibe una notable estabilidad de la cápside y es totalmente capaz de transcribir y procesar ARN endógeno. Los plegamientos generales de las proteínas CPV son similares a los de otros reovirus. Sin embargo, las proteínas CPV tienen dominios de inserción y estructuras únicas que contribuyen a sus extensas interacciones intermoleculares. La proteína torreta de CPV contiene dos dominios metilasa con un plegamiento sándwich de par hélice /lámina β/par hélice altamente conservado , pero carece del solapamiento de barril β presente en el ortoreovirus λ2 . El apilamiento de dominios funcionales de proteínas en forma de torreta y la presencia de constricciones y espículas A a lo largo de la vía de liberación del ARNm indican un mecanismo que utiliza poros y canales para regular los pasos altamente coordinados de la transcripción, el procesamiento y la liberación del ARN. [ 6 ]
Rotavirus
El rotavirus es la causa más común de gastroenteritis aguda en lactantes y niños pequeños en todo el mundo. Este virus contiene un genoma de ARN bicatenario (dsRNA) y pertenece a la familia Reoviridae . El genoma del rotavirus consta de once segmentos de dsRNA. Cada segmento del genoma codifica una proteína, con la excepción del segmento 11, que codifica dos. De las doce proteínas, seis son estructurales y seis no estructurales. [ 7 ] Es un virus de ARN bicatenario sin envoltura. Cuando al menos dos genomas de rotavirus están presentes en una célula huésped, los segmentos del genoma pueden sufrir reordenamiento para formar virus descendientes con nuevas combinaciones genéticas, [ 8 ] o pueden sufrir recombinación homóloga intragénica. [ 9 ] Algunos linajes patógenos de rotavirus que infectan a los humanos parecen haber evolucionado a través de múltiples eventos de reordenamiento entre especies. [ 10 ] La recombinación homóloga intragénica también parece ser un impulsor significativo de la diversidad y evolución del rotavirus. [ 9 ] La recombinación intragénica puede ocurrir cuando la ARN polimerasa dependiente de ARN VP1 replica parte de una cadena molde antes de cambiar a otra. [ 9 ]
Virus de la lengua azul
Los miembros del género Orbivirus, pertenecientes a la familia Reoviridae, son virus transmitidos por artrópodos y responsables de una alta morbilidad y mortalidad en rumiantes . El virus de la lengua azul (BTV), que causa enfermedades en el ganado ( ovejas , cabras y vacas ), ha estado a la vanguardia de los estudios moleculares durante las últimas tres décadas y actualmente representa el orbivirus mejor comprendido a nivel molecular y estructural. El BTV, al igual que otros miembros de la familia, es un virus complejo sin envoltura, con siete proteínas estructurales y un genoma de ARN compuesto por 10 segmentos de ARN bicatenario de diversos tamaños. [ 11 ] [ 12 ]
Fitoreovirus
Los fitoreovirus son reovirus sin estructura en forma de torreta que constituyen importantes patógenos agrícolas, especialmente en Asia. Un miembro de esta familia, el virus del enanismo del arroz (RDV), ha sido estudiado exhaustivamente mediante criomicroscopía electrónica y cristalografía de rayos X. A partir de estos análisis, se han derivado modelos atómicos de las proteínas de la cápside y un modelo plausible para su ensamblaje. Si bien las proteínas estructurales del RDV no comparten similitud de secuencia con otras proteínas, sus plegamientos y la estructura general de la cápside son similares a los de otros Reoviridae . [ 13 ]
Virus Saccharomyces cerevisiae LA
El virus LA dsRNA de la levadura Saccharomyces cerevisiae posee un único segmento genómico de 4,6 kb que codifica su proteína de cápside principal, Gag (76 kDa), y una proteína de fusión Gag-Pol (180 kDa) formada por un cambio de marco de lectura ribosómico de -1. LA puede sustentar la replicación y encapsidación , en partículas virales separadas, de cualquiera de varios dsRNA satélite, denominados dsRNA M, cada uno de los cuales codifica una toxina proteica secretada (la toxina asesina) e inmunidad a dicha toxina. LA y M se transmiten de célula a célula mediante la mezcla citoplasmática que ocurre durante el proceso de apareamiento. Ninguno de los dos se libera naturalmente de la célula ni ingresa a ella por otros mecanismos, pero la alta frecuencia de apareamiento de levaduras en la naturaleza resulta en la amplia distribución de estos virus en aislamientos naturales. Además, las similitudes estructurales y funcionales con los virus dsRNA de mamíferos han hecho útil considerar a estas entidades como virus. [ 14 ]
Virus de la enfermedad infecciosa de la bolsa de Fabricio
El virus de la enfermedad infecciosa de la bolsa de Fabricio (IBDV) es el miembro mejor caracterizado de la familia Birnaviridae . Estos virus tienen genomas de ARN bicatenario bipartitos encerrados en cápsides icosaédricas monocapa con geometría T = 13l. El IBDV comparte estrategias funcionales y características estructurales con muchos otros virus de ARN bicatenario icosaédricos, excepto que carece del núcleo T = 1 (o pseudo T = 2) común a los Reoviridae , Cystoviridae y Totiviridae . La proteína de la cápside del IBDV exhibe dominios estructurales que muestran homología con los de las proteínas de la cápside de algunos virus de ARN monocatenario de sentido positivo, como los nodavirus y tetravirus , así como con la proteína de la envoltura de la cápside T = 13 de los Reoviridae . La envoltura T = 13 de la cápside del IBDV está formada por trímeros de VP2, una proteína generada por la eliminación del dominio C-terminal de su precursor, pVP2. El recorte de pVP2 se realiza en partículas inmaduras como parte del proceso de maduración. La otra proteína estructural principal, VP3, es un componente multifuncional ubicado bajo la envoltura T = 13 que influye en el polimorfismo estructural inherente de pVP2. La ARN polimerasa dependiente de ARN codificada por el virus , VP1, se incorpora a la cápside a través de su asociación con VP3. VP3 también interactúa extensamente con el genoma de ARN bicatenario viral. [ 15 ]
Bacteriófago Φ6
El bacteriófago Φ6 pertenece a la familia Cystoviridae . Infecta bacterias del género Pseudomonas (típicamente P. syringae , patógena para plantas ). Posee un genoma de ARN bicatenario segmentado en tres partes, con una longitud total de aproximadamente 13,5 kb. Φ6 y sus parientes tienen una membrana lipídica alrededor de su nucleocápside, una característica poco común entre los bacteriófagos . Es un fago lítico, aunque en ciertas circunstancias se ha observado un retraso en la lisis que puede describirse como un "estado portador". [ 16 ]
Antivirales
Dado que las células no producen ARN de doble cadena durante el metabolismo normal de los ácidos nucleicos , la selección natural ha favorecido la evolución de enzimas que destruyen el ARN de doble cadena al contacto. La clase más conocida de este tipo de enzimas es Dicer . Se espera que se puedan sintetizar antivirales de amplio espectro que aprovechen esta vulnerabilidad de los virus de ARN de doble cadena. [ 17 ]
Véase también
Referencias
- ↑ "Replicación de virus de ARN de doble cadena" . ViralZone . Instituto Suizo de Bioinformática . Consultado el 6 de agosto de 2020 .
- 1 2 3 4 Koonin EV, Dolja VV, Krupovic M, Varsani A, Wolf YI, Yutin N, Zerbini M, Kuhn JH (18 de octubre de 2019). "Crear un marco megataxonómico, que abarque todos los rangos taxonómicos principales, para el reino Riboviria" (docx) . Comité Internacional de Taxonomía de Virus (ICTV) . Recuperado el 15 de agosto de 2020 .
- ^ Wolf YI , Kazlauskas D, Iranzo J, Lucia-Sanz A, Kuhn JH, Krupovic M, Dolja VV, Kooning EV (27 de noviembre de 2018). "Orígenes y evolución del viroma de ARN global" . mBio . 9 (6) e02329-18. doi : 10.1128/mBio.02329-18 . PMC 6282212 . PMID 30482837 .
- ↑ Dryden KA, Coombs KM, Yeager M (2008). "Cap. 1: La estructura de los ortoreovirus" . Patton 2008. Caister Academic Press. págs. 3–. ISBN 9781904455219.
- ^ Z. Hong Zhou (2008). "Cap. 2: Cipovirus" . Pattón 2008 . Prensa académica Caister. págs.27– . ISBN 9781904455219.
- ^ Xiaofang Jiang, Crawford SE, Estes MK, Prasad BV (2008). "Capítulo 3: Estructura del rotavirus" . Pattón 2008 . Prensa académica Caister. págs.45– . ISBN 9781904455219.
- ↑ Jere KC, Chaguza C, Bar-Zeev N, Lowe J, Peno C, Kumwenda B, Nakagomi O, Tate JE, Parashar UD, Heyderman RS, French N, Cunliffe NA, Iturriza-Gomara M. Surgimiento de rotavirus recombinantes G1P[8] de doble y triple gen con una estructura similar a DS-1 tras la introducción de la vacuna contra el rotavirus en Malawi. J Virol. 17 de enero de 2018;92(3). pii: e01246-17. doi: 10.1128/JVI.01246-17. Impreso el 1 de febrero de 2018. PMID 29142125
- 1 2 3 Hoxie I, Dennehy JJ. La recombinación intragénica influye en la diversidad y evolución del rotavirus. Virus Evol. 13 de enero de 2020;6(1):vez059. doi: 10.1093/ve/vez059. Publicación electrónica: enero de 2020. PMID 31949920
- ↑ Thanh HD, Tran VT, Lim I, Kim W. Surgimiento de rotavirus humanos G2P[4] en la era posterior a la vacunación en Corea del Sur: huellas de múltiples eventos de reordenamiento interespecífico. Thanh HD, Tran VT, Lim I, Kim W. Sci Rep. 16 de abril de 2018;8(1):6011. doi: 10.1038/s41598-018-24511-y. PMID 29662148
- ↑ Roy P (2008). "Estructura y función del virus de la lengua azul y sus proteínas" . Virus de ARN bicatenario segmentado: estructura y biología molecular . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-21-9.
- ↑ Mettenleiter T, Sobrino F, eds. (2008). Virus animales: biología molecular . Académico Caister. ISBN 978-1-904455-22-6.
- ↑ Baker ML, Z. Hong Zhou, Wah Chiu (2008). "Cap. 5: Estructuras de los fitoreovirus" . Patton 2008. Caister Academic Press. págs. 89–. ISBN 9781904455219.
- ↑ Wickner, et al. (2008). "El virus de ARN bicatenario LA de la levadura se asemeja a los núcleos de los virus de ARN bicatenario de mamíferos" . Virus de ARN bicatenario segmentado: estructura y biología molecular . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-21-9.
- ↑ Castón JR, Rodríguez JF, Carrascosa JL (2008). «Virus de la enfermedad infecciosa de la bolsa (IBDV): un virus de ARN bicatenario segmentado con una cápside T=13 que carece de un núcleo T=1» . Patton 2008. Caister Academic Press. pp. 133–. ISBN 9781904455219.
- ↑ Koivunen MR, Sarin LP, Bamford DH (2008). "Cap. 14: Perspectivas sobre la estructura y función de la ARN polimerasa dependiente de ARN del bacteriófago de ARN bicatenario Φ6" . Patton 2008. Caister Academic Press. págs. 239–. ISBN 9781904455219.
- ↑ Rider TH, Zook CE, Boettcher TL, Wick ST, Pancoast JS, Zusman BD (2011). Sambhara S (ed.). "Terapias antivirales de amplio espectro" . PLoS ONE . 6 (7) e22572. Bibcode : 2011PLoSO...622572R . doi : 10.1371/journal.pone.0022572 . PMC 3144912. PMID 21818340. ... un nuevo enfoque antiviral de amplio espectro, denominado Oligomerizador de Caspasa Activada por ARN de
Doble Cadena (dsRNA) (DRACO)...
Bibliografía
- Patton JT, ed. (2008). Virus de ARN bicatenario segmentado: estructura y biología molecular . Caister Academic. ISBN 978-1-904455-21-9.
- Virus de ARN de doble cadena
- Virología animal
- Biología molecular
- virus de ARN