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I genomi dei virus a RNA
Polarità (+)
Polarità (–)
il genoma ha la STESSA polarità degli mRNA
viene direttamente tradotto come un mRNA
il genoma è COMPLEMENTARE (polarità opposta) agli mRNA
il virus utilizza il genoma per trascrivere gli mRNA
il virus deve contenere una trascrittasi (RNA-polimerasi RNA-dipendente) per trascrivere gli mRNA
Doppio filamento (–)/(+)
il virus trascrive gli mRNA messaggeri utilizzato il filamento negativo del genoma. il virus deve contenere una trascrittasi (RNA-polimerasi RNA-dipendente) per trascrivere gli mRNA
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I virus a RNA ds (Reovirus) hanno un capside doppio
Tutti I virus a RNA (-) presentano involucro
Alcuni virus a RNA (+) presentano involucro (Togavirus)
Morfologia dei virus a RNA
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VIRUS a RNA
Svantaggi Le cellule non esprimono costitutivamente gli enzimi necessari
per replicare o trascrivere molecole di RNA (il virus deve codificare la sua propria RNA polimerasi RNA-dipendente: replicasi/trascrittasi)
Vantaggi la RNA polimerasi-RNA dipendente non richiede “primer” (la
trascrizione e/o replicazione dell’ RNA inizia all’estremità della molecola lineare)
i virus ad RNA replicano nel citoplasma eccezioni: virus dell’influenza e retrovirus
la sintesi de novo inizia all’estremità della molecola stampoSintesi 5’ 3’
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La RNA polimerasi RNA-dipendente dei virus a RNA
alcune richiedono come primer: - proteina legata covalentemente al 5’ - strutture cap di derivazione cellulare
Caratteristiche delle RNA polimerasi RNA dipendenti
Resistenti a sostanze che inibiscono le RNA polimerasi DNA-dipendenti (actinomicina D)
RdRP codificata dal virus
può necessitare di proteine accessorie di origine virale o cellulare
non ha funzioni di “editing” (highly error prone), responsabile dell’alto tasso di mutazione e dell’evoluzione dei virus a RNA
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TRASCRIZIONE DEI VIRUS ad RNA
i virus ad RNA non hanno elementi di controllo dell’espressione genica simili a quelli dei virus a DNA
meccanismi differenti per regolare l’espressione dei geni virali
gli mRNA virali devono essere organizzati e tradotti come gli mRNA cellulari
i virus a RNA eucariotici devono avere una struttura genomica che genera mRNA monocistronici
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EnterovirusEnterovirusvirus Polio (1, 2, 3)virus Coxsackie A (1-24) virus Coxsackie B (1-6)
virus ECHO* (1-34)Enterovirus (68-71) Enterovirus 72 (Epatite A)
RhinovirusRhinovirus 120 sierotipi
*Enteric Cytopathogenic Human Orphan
22-30 nmcapside icosaedrico
nudo
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2C e 3AB ancorano la replicasi alle membrane ER
Genoma a RNAss di polarita’ positiva7441 b
vPg clivata da enzimi cellulari: il genoma diventa un mRNA
240 KDa
Replicasi 3D
attive nella forma di precursore
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POLIOVIRUSPVR =
PolioVirus Receptor(Ig-like membrane
glycoprotein)
RHINOVIRUS
ICAM-1 =Adhesion molecule
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Ruolo di VPg nella replicazione del genoma di Poliovirus
3AB (precursore di VPg) ancora vRNA alle membrane del ER
3Cpro processa 3AB VPg
3Dpol lega 3AB
VPg- funge da primer per il processo di elongazione da parte di 3Dpol
Sintesi del filamento (-):
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Poliovirus: regolazione della replicazione del genoma
A. RNA(+) non incapsidato
RNA(+) neoformato = mRNA
B. RNA(+) incapsidatoNon partecipa al processo di replicazione/traduzione
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TogavirusGruppo IV: Virus a RNA (+)
Famiglia Genere Specie Ospite
Togaviridae Alphavirus* Sindbis virus Vertebrati
Rubivirus Rubella virus Vertebrati
Particelle di 80 nmcon capside icosaedrico ed involucro
Genoma a RNAss di polarita’ positiva 11.7 kb simile a mRNA cellulare
(5’cap e 3’poly-A)
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Strategia replicativa del virus Sindbis:“RNA subgenomici”
RNA subgenomici: strategia comune dei virus delle piante a RNA (+) controllo temporale dell’espressione genica virale
proteasi virali e cellulari
proteasi (nsP2)codificata dal virus
(subgenomic promoter)
proteine strutturali del virione
genoma
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Genoma a RNAss di polarita’ positiva
Malattie respiratorie (vie aeree superiori) - Gastroenteriti
E2/S = fusione
E1/M = matriceE = (9-12 kD)
N = nucleoproteina
Envelope (80-220 nm)Capside elicoidale
HE = emagglutinina-esterasi
(solo in alcuni tipi)
HE
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ORDINE Nidovirales
FAMIGLIA Coronaviridae
GENERE Coronavirus
CLASSIFICAZIONE
GROUP IV
15 specie di HCoV note
SARS virus
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Genoma a RNAss di polarita’ positiva 7 x 106 d
Trascrizione di mRNA subgenomici per proteine strutturali con sequenzeidentiche al 3’ e identiche sequenze leader non-tradotte al 5’ (72 nt)
b) Genoma RNAss (+) antigenoma RNAss
Endocitosi ofusione
Gemmazione dal Golgi
Trasporto in vescicolesecretorie
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Genoma RNAss(+)
a) Genoma RNAss (+) polimerasi
a
b
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Genoma a RNAss di polarita’ negativa (17-20 Kb)VIRUS PARAINFLUENZALE
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Terminazione e Ri-iniziazione nelle Regioni Intergeniche
Pol (P+L) inizia la sintesi al terminale 3’
sintesi della sequenza Leaderla Pol si ferma alla sequenza IR
la trascrizione ricomincia al 3’ del gene N
la trascreizione di N mRNA si blocca alle sequenze IR
Pol ricomincia la sintesi al 3’ del gene P
Modello “Start-Stop
“Start-Stop” continua fino alla sintesi dei 5 mRNA virali
L: RdRP. P: recruita L sul templato.
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Sintesi della coda poli-A e del cap: Ruolo delle sequenze EIS
Sintesi di sequenze A7 da U7
Sintesi continua per scivolamento di sequenze poliA (fino a 200A) all’estremità 3’
Terminazione del trascritto
Iniziazione e “capping” del mRNA successivo
dinucleotide NA non copiato
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3’ 5’
Trascrizione polarizzata
mRNA provvisti di sequenze cap e poly A
LP
Sequenze EIS
(mRNA cascade)
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Transizione tra trascrizione e replicazione del genoma dei PARAMYXOVIRUS
bassi livelli di NP: favoriscono la sintesi di mRNA (non incapsidato)
alti livelli di NP: la RpRd continua la sintesi di RNA attraverso le sequenze EIS
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VIRUS PARAINFLUENZALE
Trascrizione vRNA
Trascrizione mRNA
FUSIONE
Assemblaggio egemmazione
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