Descrizione del genoma dei retrovirus

Name: Virologia molecolare
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Author: Simone Pisu

Ricoperto dalla proteina nucleocapsidica, il genoma è formato da due identiche copie di RNA. Ognuna di queste copie è costituita da una molecola RNA lineare a polarità positiva e il contenuto, l’informazione genetica, è dato da 7 fino a 10 kilobasi. Caratteristica del genoma è quella di avere all’estremità 5’ un Cap e all’estremità 3’ una coda di poli(A), quindi le due estremità hanno caratteristiche del tutto sovrapponibili a quelli che sono i messaggeri della cellula ospite.
In tutti i retrovirus sono almeno presenti tre geni: il gene gag, il gene pol ed il gene env.

Gag: questa sigla sta per ”antigene gruppo specifico”, è responsabile della sintesi delle proteine strutturali interne, cioè la proteina matrice al di sotto dell’envelope, la proteina nucleocapsidica che riveste l’RNA genomico, e infine la proteina CA che forma il capside, che può essere icosaedrico o conico a seconda del retrovirus considerato.

Pol: è responsabile dell’informazione che porta alla sintesi delle tre proteine che troviamo in una particella virale, la proteasi, che porta alla formazione di particelle virali complete, mature e funzionanti, RT che sintetizza la trascrittasi inversa, e IN per integrasi. Quindi pol depositario dell’informazione genetica delle tre attività enzimatiche che troviamo nel core virale.

Env: sta per “envelope”; l’informazione di questo gene porta alla sintesi delle due proteine, che poi sono proteine glicosilate: la proteina SU con localizzazione superficiale e la proteina transmembrana TM.

Quindi tre geni indispensabili, bastano solo questi tre geni perché un retrovirus possa intraprendere un ciclo replicativo.

I retrovirus che esamineremo saranno HTLV-1 come virus a trasmissione materno – fetale, e poi l’HIV come esempio di virus trasmesso per via sessuale. Vedremo, esaminando l’HTLV-1 e l’HIV che, in aggiunta a questi tre geni base di tutti i retrovirus, ne possiedono anche degli altri.

Vediamo nei dettagli quali altre sequenze ribonucleoproteiche sono presenti nel genoma dei retrovirus. All’estremità 5’ è presente un Cap, seguito da una sequenza R, che troviamo identica (ossia è una sequenza ripetuta) all’estremità opposta 3’. Tornando all’estremità 5’, subito dopo la sequenza R, troviamo una sequenza U5, U sta per “unica”: questa sequenza è esclusivamente presente nelle vicinanze del 5’ dell’RNA genomico dei retrovirus. Dopo la sequenza U5 c’è la zona PBS, che è il sito di binding del primer (sito di legame del primer). Su questo genoma funziona la trascrittasi inversa, che ha necessità di un primer, rappresentato da una molecola di RNA transfer che si lega in questo punto siglato PBS. Questo transfer è un costituente della particella virale. Quando si replica all’interno della cellula ospite il retrovirus incorpora nella particella virale che si sta formando, un transfer della cellula, questo passaggio è importante perché consentirà al virus, quando andrà ad infettare un’altra cellula, di realizzare il processo di trascrizione, il transfer si lega al PBS e questo è il punto di inizio del processo di retrotrascrizione. Subito dopo il PBS abbiamo una regione di splicing, poi i tre geni gag, pol ed env e poi ci spostiamo verso l’estremità 3’, anche qui un segnale 3’ di splicing e poi una sequenza ppt, che vuol dire tratto polipurinico, ossia un tratto dell’RNA ricco di basi puriniche, seguito da una sequenza unica dell’estremità 3’, la sequenza U3. Accanto a questa regione troviamo la sequenza R, che è la sequenza direttamente ripetuta della sequenza R all’estremità 5’. Per concludere la descrizione del genoma, è presente una coda di poli(A). A dispetto del Cap e di una coda di poli(A), questo RNA a polarità positiva non funge da messaggero.