I Retrovirus

Prima di descrivere il ciclo replicativo di questo virus, che appartiene alla famiglia dei Retroviridae, vediamo quali sono le caratteristiche, i momenti salienti dei virus appartenenti a questa famiglia. Sono virus che comprendono diversi generi: in tutto sette. Di questi i primi cinque sono indicati con lettere dell'alfabeto da α a ε, e sono tutti virus caratterizzati dal fatto di essere oncogeni negli animali. Gli altri due generi sono rappresentati dai Lentivirus, di cui fa parte il virus dell'immunodeficienza acquisita, l'HIV, responsabile dell'AIDS, e poi gli Spumavirus, che invece hanno come ospite la scimmia che però non sono causa di nessuna malattia. I Lentivirus sono chiamati così perché danno luogo a malattie con una progressione estremamente lenta; invece il nome degli Spumavirus deriva dal fatto che, coltivati in colture cellulari, danno un caratteristico effetto citopatico schiumoso. 

È possibile vedere da questa tabella come molti sono gli ospiti che i retrovirus sono in grado di infettare: dai polli ai roditori, alle scimmie, ai felini. Tra i virus del primo gruppo, quelli che sono nominati dalla lettera alfa alla lettera epsilon, troviamo il virus della leucemia umana a cellule T, ed è questo l'unico retrovirus implicato nell'insorgenza di una forma tumorale, che come vedremo riguarda l'ospite.
Che cos'hanno di veramente peculiare i retrovirus che li distaccano notevolmente da tutti gli altri virus che hanno un genoma ad RNA? Gli RNA virus che abbiamo fino ad ora esaminato come arrivavano alla sintesi dei messaggeri virali? Gli RNA a polarità positiva prendendo contatto diretto coi ribosomi, e quindi il genoma è immediatamente tradotto una volta che arriva nel citoplasma della cellula; gli RNA a polarità negativa hanno risolto il problema della sintesi dei messaggeri avendo quale costituente della particella virale una RNA polimerasi RNA dipendente, questo genoma a polarità negativa nel citoplasma, grazie al fatto di avere a disposizione questa attività enzimatica che la cellula non gli può mettere a disposizione, il virus riesce a copiare il genoma a polarità negativa arrivando alla sintesi dei messaggeri. In maniera molto bizzarra, i retrovirus si discostano da questo schema di replicazione. Questo avviene perché questi virus, grazie alle presenza nella particella virale di una trascrittasi inversa, copiano il loro genoma, costituito da un RNA a singolo filamento, in un DNA bicatenario che si integra nel cromosoma della cellula ospite. Arrivati a questo punto, come arriverà alla sintesi dei propri messaggeri? Molto semplicemente il DNA virale integrato, riconosciuto dalla RNA polimerasi II della cellula, sarà copiato perché si abbia così la produzione di RNA messaggeri virus – specifici.

Caratteristiche di una particella di retrovirus

Descriviamo ora, per caratteri generali, quella che è una particella di un retrovirus. Si tratta di particella dotate di envelope, un diametro di circa 100 nm, all'interno dell'envelope è presente un capside, che può essere come in questo caso icosaedrico; nel caso di altri retrovirus (lo vedremo come esempio nell'HIV) questo capside ha una forma conica. Altra cosa fondamentale il capside racchiude il genoma formato da RNA, e questo RNA è associato a delle proteine ad attività enzimatica; tra queste un ruolo fondamentale è rappresentato dalla trascrittasi inversa. Andando ad osservare una particella di retrovirus nei maggiori dettagli, vediamo che nella struttura più superficiale rappresentata dall'envelope, sono localizzate due glicoproteine: di queste due, quella che protrude verso l'esterno è indicata come proteina di superficie (SU), alla quale è assegnato il compito di riconoscere i recettori presenti sulla cellula ospite. La proteina SU è collegata con una proteina più interna, la proteina indicata in figura come TM che vuol dire transmembrana, è una proteina che attraversa il doppio film lipidico e vedremo svolgere un ruolo importante sia nel completare l'adsorbimento, ma soprattutto nel consentire la liberazione delle porzioni più interne della particella virale nel citoplasma della cellula ospite. Quindi envelope con due glicoproteine, una più superficiale SU legata ad una proteina di transmembrana. Subito al di sotto dell'envelope ci sono queste sferette verde pallido, sono le proteine di matrice. Ancora più all'interno un capside, in questo caso icosaedrico, che è formato dalla proteina CA; questo capside contiene il genoma. C'è una peculiarità unica dei retrovirus: nei virus che abbiamo fino ad oggi esaminato il genoma era presente in un'unica copia, i retrovirus hanno invece un genoma diploide, due identiche molecole di RNA a polarità positiva, che però non fungono da messaggero, ma sono invece stampo per il funzionamento della trascrittasi inversa. Ma la trascrittasi inversa non è l'unica attività enzimatica che troviamo nel core virale, ce ne sono altre due che vedremo svolgere un ruolo determinante nel ciclo replicativo: l'integrasi, che ha la funzione, una volta che il genoma è stato convertito in DNA bicatenario, di integrarlo nel DNA dell'ospite; la terza attività enzimatica è invece la proteasi, le proteine virali vengono sintetizzate in un primo momento in una forma non funzionale, sotto forma di polipeptidi, il compito della proteasi è di clivare questi polipeptidi per arrivare quindi alla sintesi di proteine virali che siano funzionanti. Abbiamo visto l'envelope con due glicoproteine; la proteina MA di matrice che racchiudono il capside formato dalla proteina CA; ancora più internamente la proteina nucleocapsidica NC che riveste i due genomi ad RNA che caratterizzano le particelle dei retrovirus. Oltre al nucleocapside il core virale contiene tre differenti attività enzimatiche: la trascrittasi inversa, la proteasi e l'integrasi.