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Elemento de embalaje psi retroviral

El elemento de empaquetamiento retroviral psi , también conocido como señal de empaquetamiento de ARN Ψ , es un elemento de ARN cis-activo identificado en los genomas de los ret...

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El elemento de empaquetamiento retroviral psi , también conocido como señal de empaquetamiento de ARN Ψ , es un elemento de ARN cis-activo identificado en los genomas de los retrovirus Virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) [ 1 ] y Virus de la inmunodeficiencia símica (VIS). [ 2 ] Está involucrado en la regulación del proceso esencial de empaquetamiento del genoma de ARN retroviral en la cápside viral durante la replicación. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] El virión final contiene un dímero de dos copias idénticas no empalmadas del genoma viral.

Representación 3D que incluye el elemento de empaquetamiento psi retroviral. Se trata de un modelo de estructura de ARN en solución del sitio de iniciación de la dimerización del VIH-1 en el dímero de bucle de apareamiento. [ 7 ]

En el VIH, el elemento psi tiene una longitud de entre 80 y 150 nucleótidos y se encuentra en el extremo 5' del genoma, justo antes del codón de iniciación gag . [ 8 ] Tiene una estructura secundaria conocida compuesta por cuatro horquillas llamadas SL1 a SL4 (SL significa tallo-bucle ) que están conectadas por enlaces relativamente cortos. Los cuatro tallos-bucles son importantes para el empaquetamiento del genoma y cada uno de los tallos-bucles SL1, [ 8 ] SL2, [ 9 ] SL3 [ 10 ] [ 11 ] y SL4 [ 12 ] se ha expresado de forma independiente y se ha caracterizado estructuralmente.

El bucle del tallo 1 (SL1) (también conocido como HIV-1_DIS) consiste en una estructura de horquilla conservada con una secuencia de bucle palindrómico que fue predicha y confirmada por mutagénesis. [ 13 ] Este bucle palindrómico se conoce como el sitio primario de iniciación del dímero (DIS), ya que se cree que promueve la dimerización del genoma viral a través de la formación de un intermedio de "dímero besador". [ 14 ] La estructura Rfam mostrada se basa en un modelo de covariación.

Se ha demostrado que SL1 puede proporcionar un sitio de unión secundario para la proteína viral Rev. [ 15 ] La proteína Rev es una proteína reguladora esencial del VIH que aumenta la estabilidad y el transporte del ARN viral no empalmado. [ 16 ]

El bucle-tallo 2 (SL2) (también conocido como HIV-1 SD) consiste en un bucle-tallo altamente conservado de 19 nt que, según se ha demostrado mediante mutagénesis, modula la eficiencia del empalme de los ARNm del VIH-1. [ 17 ]

El bucle-tallo 3 (SL3) consiste en un bucle-tallo de 14 nt altamente conservado, cuya predicción y confirmación se realizaron mediante mutagénesis y detección por espectrometría de masas (MS3D). El SL3 del VIH-1 es suficiente por sí solo para inducir la formación de partículas similares a virus a partir de ARN heterólogo, pero su eliminación no elimina la encapsidación . [ 17 ]

El bucle-tallo 4 (SL4) consiste en un bucle-tallo de 14 nt altamente conservado que se encuentra justo después del codón de inicio gag . La estructura fue confirmada por mutagénesis y tiene detección por RMN y espectrometría de masas (MS3D). [ 17 ] También puede tener funciones codificantes y no codificantes .

Referencias

  1. ↑ Lever A, Gottlinger H, Haseltine W, Sodroski J (1989). "Identificación de una secuencia necesaria para el empaquetamiento eficiente del ARN del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 en viriones" . J Virol . 63 (9): 4085–4087 . doi : 10.1128/JVI.63.9.4085-4087.1989 . PMC 251012. PMID 2760989 .  
  2. ↑ Strappe PM, Greatorex J, Thomas J, Biswas P, McCann E, Lever AM (2003). "La señal de empaquetamiento del virus de la inmunodeficiencia símica se encuentra corriente arriba del principal donante de empalme a una distancia del sitio de la tapa del ARN similar a la de los virus de la inmunodeficiencia humana tipos 1 y 2" . J Gen Virol . 84 (9): 2423–2430 . doi : 10.1099/vir.0.19185-0 . PMID 12917463 . 
  3. ↑ McBride MS, Panganiban AT (1997). "Dependencia posicional de horquillas funcionales importantes para la encapsidación del ARN del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 in vivo" . J. Virol . 71 (3): 2050–2058 . doi : 10.1128/JVI.71.3.2050-2058.1997 . PMC 191293. PMID 9032337 .  
  4. ↑ McBride MS, Schwartz MD, Panganiban AT (1997). "Encapsidación eficiente de vectores del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 y caracterización adicional de los elementos cis necesarios para la encapsidación" . J. Virol . 71 (6): 4544– 4554. doi : 10.1128/JVI.71.6.4544-4554.1997 . PMC 191676. PMID 9151848 .  
  5. ↑ McBride MS, Panganiban AT (1996). "El sitio de encapsidación del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 es un elemento de ARN multipartito compuesto por estructuras funcionales en horquilla" . J. Virol . 70 (5): 2963– 2973. doi : 10.1128/JVI.70.5.2963-2973.1996 . PMC 190155. PMID 8627772 .  
  6. ↑ Lever AM (2007). "Empaquetamiento del ARN del VIH-1". VIH-1: Biología molecular y patogénesis. Mecanismos virales, segunda edición . Avances en farmacología. Vol. 55. págs. 1-32 . doi : 10.1016/S1054-3589(07)55001-5 . ISBN   978-0-12-373610-9. PMID 17586311 . 
  7. ↑ Baba S, Takahashi K, Noguchi S, Takaku H, Koyanagi Y, Yamamoto N, Kawai G (2005). "Estructuras de ARN en solución del sitio de iniciación de la dimerización del VIH-1 en los dímeros de bucle de apareamiento y dúplex extendido". J Biochem . 138 (5): 583– 592. doi : 10.1093/jb/mvi158 . PMID 16272570 . 
  8. 1 2 Lawrence DC, Stover CC, Noznitsky J, Wu Z, Summers MF (2003). "Estructura del tallo y la protuberancia intactos del bucle del tallo SL1 del ARN psi del VIH-1". J. Mol. Biol . 326 (2): 529– 542. doi : 10.1016/S0022-2836(02)01305-0 . PMID 12559920 . 
  9. ↑ Amarasinghe GK, De Guzman RN, Turner RB, Chancellor KJ, Wu ZR, Summers MF (2000). "Estructura por RMN de la proteína de la nucleocápside del VIH-1 unida al bucle de tallo SL2 de la señal de empaquetamiento del ARN psi. Implicaciones para el reconocimiento del genoma". J. Mol. Biol . 301 (2): 491– 511. doi : 10.1006/jmbi.2000.3979 . PMID 10926523 . 
  10. ↑Zeffman A, Hassard S, Varani G, Lever A (2000). "The major HIV-1 packaging signal is an extended bulged stem loop whose structure is altered on interaction with the Gag polyprotein". J Mol Biol. 297 (4): 877–893. doi:10.1006/jmbi.2000.3611. PMID 10736224.
  11. ↑Pappalardo L, Kerwood DJ, Pelczer I, Borer PN (1998). "Three-dimensional folding of an RNA hairpin required for packaging HIV-1". J. Mol. Biol. 282 (4): 801–818. doi:10.1006/jmbi.1998.2046. PMID 9743628.
  12. ↑Kerwood DJ, Cavaluzzi MJ, Borer PN (2001). "Structure of SL4 RNA from the HIV-1 packaging signal". Biochemistry. 40 (48): 14518–14529. doi:10.1021/bi0111909. PMID 11724565.
  13. ↑Berkhout, B; Van Wamel, JL (1996). "Role of the DIS hairpin in replication of human immunodeficiency virus type 1". Journal of Virology. 70 (10): 6723–6732. doi:10.1128/JVI.70.10.6723-6732.1996. PMC 190715. PMID 8794309.
  14. ↑Skripkin, E.; Paillart, J. C.; Marquet, R.; Ehresmann, B.; Ehresmann, C. (1994). "Identification of the primary site of the human immunodeficiency virus type 1 RNA dimerization in vitro". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (11): 4945–4949. Bibcode:1994PNAS...91.4945S. doi:10.1073/pnas.91.11.4945. PMC 43906. PMID 8197162.
  15. ↑Gallego J, Greatorex J, Zhang H, et al. (2003). "Rev binds specifically to a purine loop in the SL1 region of the HIV-1 leader RNA". J. Biol. Chem. 278 (41): 40385–40391. doi:10.1074/jbc.M301041200. PMID 12851400.
  16. ↑ Felber, BK; Hadzopoulou-Cladaras, M.; Cladaras, C.; Copeland, T.; Pavlakis, GN (1989). "La proteína Rev del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 afecta la estabilidad y el transporte del ARNm viral" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 86 (5): 1495– 1499. Bibcode : 1989PNAS...86.1495F . doi : 10.1073/pnas.86.5.1495 . PMC 286723. PMID 2784208 .  
  17. 1 2 3 Abbink, TEM; Berkhout, B. (2007). "La estructura del ARN modula la eficiencia del empalme en el principal donador de empalme del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1" . Journal of Virology . 82 (6): 3090– 3098. doi : 10.1128/JVI.01479-07 . PMC 2258995. PMID 18160437 .  
  • Página de HIV-1_DIS en Rfam
  • Página para HIV-1_SD en Rfam
  • Página para el VIH-1 SL3 en Rfam
  • Página para VIH-1 SL4 en Rfam