Classe V: RNA a singolo filamento di polarità -

Per descrivere al meglio le caratteristiche dei virus a genoma  RNA a singolo filamento con polarità (-) parliamo dei virus appartenenti alla famiglia Rhabdoviridae. Questi virus sono caratterizzati da avere una forma particolare a proiettile. Essi, come detto, hanno un genoma costituito da una molecola lineare a singolo filamento di RNA con polarità negativa. Il capside è elicoidale e nell'envelope è inserita la glicoproteina G. A livello di famiglia abbiamo i generi lyssavirus (tra cui abbiamo il virus della rabbia che può infettare i mammiferi), ed i vesciculovirus (come il VSV che è il prototipo di questa famiglia e che può infettare oltre ai mammiferi anche insetti e piante, quindi ha uno spettro d'ospite molto ampio). Tutti gli studi su questa famiglia sono stati fatti sul VSV (virus della stomatite vescicolare). Esso possiede un envelope, al di sotto del quale vi è la matrice.  All'interno abbiamo il genoma del virus organizzato in un capside elicoidale grazie al complessamento della proteina N (nucleoproteina). Inoltre troviamo il complesso della RNA polimerasi, formata da due proteine, la P e la L; il complesso nello specifico è formato da quattro proteine P ed una proteina L. Queste proteine sono codificate dal genoma del virus che presenta geni in sequenza, in cui ogni gene è separato dalle sequenze EIS (E=end, I=intergenic, S=start), al fine di codificare per mRNA monocistronici (in poche parole vi è una sorta di pausa tra la trascrizione di un gene ed un altro). Il ciclo di replicazione di questo virus inizia sempre dall'adsorbimento della glicoproteina G che prende contatto con i recettori che, nel VSV, sono dei glicolipidi. Per il virus della rabbia invece il recettore usato è quello dell'acetilcolina a testimonianza dell'effetto patogeno nei confronti del sistema nervoso centrale. Dopo l'adsorbimento abbiamo la penetrazione che avviene attraverso endocitosi. All'interno dell'endosoma, per acidificazione, abbiamo modificazioni della glicoproteina G che acquisisce un potere fusogeno (dato dalla proteina M) che rilascia il capside, associato al complesso della RNA polimerasi, nel citoplasma. Qui il virus comincia a trascrivere gli RNA messaggeri che codificano per varie proteine. Le proteine non glicosilate verranno sintetizzate sui ribosomi liberi mentre le glicoproteine verranno sintetizzate sui ribosomi legati al reticolo endoplasmatico subendo poi le loro modificazioni con aggiunta di glicidi per essere poi esposte sulla membrana plasmatica della cellula. Le proteine non glicosilate verranno quindi sintetizzate sul citoplasma e, tra queste, vi saranno le proteine L e P che formeranno complessi di replicazione. Man mano che la sintesi proteica procede, si accumula la proteina N che si lega ad alcuni filamento (+) nascenti, bloccando la poliadenilazione di mRNA a favore della sintesi di un filamento (+) che costituirà lo stampo per i nuovi genomi virali. Quindi la RNA polimerasi prodotta replicherà il genoma tramite intermedi di replicazione, molecola di RNA a polarità (+), che viene usata come stampo per la sintesi della molecola di RNA a polarità negativa. In generale la trascrizione comincia con il capping dell'mRNA nascente e procede lungo il primo gene (la proteina N). Alla fine del gene la trascrittasi (proteina L) incontra la sequenza intergenica a livello della quale si ferma e aggiunge una coda di A. Quindi l'mRNA viene rilasciato. A causa della maggiore affinità della trascrittasi con la sequenza leader al 3' del genoma, la probabilità di ricominciare a trascrivere dal gene N sono maggiori rispetto a quelle di continuare sullo stampo e trascrivere il gene successivo. Per questo si crea un gradiente di concentrazione proteica: N>P>M>G>L. A questo punto si è pronti per l'assemblaggio dei virioni.
Altri virus appartenenti a questa classe sono i virus influenzali. Seppure questi virus hanno un'incidenza di mortalità molto inferiore di altri per la loro grande diffusione nel mondo, mietono ogni anno milioni di vittime. Questi virus hanno una forma rotondeggiante anche se vengono definiti pleiomorfi dato che hanno una morfologia varia e non sempre rotondeggiante. Anche loro sono virus con genoma a RNA a  polarità negativa a singolo filamento che però è segmentato, una strategia di questo virus per rendere possibile la sintesi di RNA monocistronici.  Essendo un virus a polarità negativo, anche questo virus deve avere la sua RNA polimerasi o replicasi o trascrittasi (sinonimi). I   segmenti genomici possono essere 8 o 7 a seconda del tipo di influenza che stiamo considerando. La A (Orthomyxovirus) e B hanno 8 segmenti mentre l'influenza C ha 7 segmenti. Abbiamo quindi diversi virus influenzali. I virus dell'influenza A sono quelli che sono soggetti a maggiori cambiamenti per mutazione che possono, anno dopo anno, reinfettarci. I cambiamenti possono essere minori se rappresentano delle mutazioni puntiformi che derivano da errori della RNA polimerasi virale; si accumulano quindi mutazioni che possono portare ad un cambiamento antigenico soprattutto delle proteine esterne (HA e NA) che sono quelle che vengono riconosciute dall'organismo. Come abbiamo detto, il genoma di questi virus è segmentato ed ogni segmento è racchiuso in un capside elicoidale. La proteina NP forma il nucleocapside e, ad ogni segmento o complesso ribonucleoproteico, è legato un complesso di tre proteine PB1 e PB2 (proteine basiche) e la proteina PA (proteina acida) che forma il complesso della RNA polimerasi del virus. Nel genoma del virus ogni segmento codifica per una proteina, una strategia caratteristica di questo virus. Alla fine del 5' abbiamo sequenze poly U che permettono la formazione della coda di poly A quando l'RNA viene replicato. Ogni segmento codifica per una proteina tranne che per gli ultimi due segmenti in cui vengono fuori due proteine ciascuno per splicing: il segmento 7 da la M1 e M2 mentre l'8 da la sintesi di proteine NS (non strutturali) che hanno un grosso significato per la replicazione del virus. Il virus usa quindi anche meccanismi di splicing, e quindi deve replicare nel nucleo, una delle eccezioni dei virus a RNA. Alle estremità 5' abbiamo corte sequenze che servono per formare la coda di poly A dei messaggeri ma il complesso della RNA polimerasi del virus non ha attività metiltransferasica e quindi non riesce a sintetizzare la sequenza cap, cosa che potrebbe portare alla non traduzione dei messaggeri. Questo porta alla seconda ragione per cui questi virus devono replicare nel nucleo, perché questo virus è in grado di rubare i cap dagli mRNA cellulari che vengono sintetizzati dalla cellula. Di fatto abbiamo che la PB1 è legata al capside del segmento del virus, mentre la PB2 ha un'attività endonucleasica che priva il cap dagli mRNA della cellula che stanno venendo trascritti. Sempre la PB2 forma un legame covalente tra cap e RNA genomico del segmento. Questo cap serve come primer del complesso della RNA polimerasi per trascrivere la copia positiva del segmento negativo di RNA virale. Gli RNA vengono quindi in questo modo forniti di cap. Questo porta ad un ulteriore vantaggio in quanto, rubando i cap cellulari, impedisce agli mRNA cellulari il trasporto e la produzione di tali messaggeri. Quindi ricapitolando il ciclo replicativo, abbiamo innanzitutto l'adesione del virus sulla membrana attraverso il riconoscimento della HA.. Il virus entra in una vescicola endosomiale che subisce acidificazione, che induce cambi conformazionali alla proteina HA che presenta il peptide fusogeno, il quale era ripiegato all'interno del trimero di HA; questo cambio espone il peptide fusogeno che si inserisce nelle membrane dell'endosoma fondendo e rilasciando i vari segmenti. I segmenti sono ricoperti dalla proteina NP che contiene delle sequenze di localizzazione nucleare e quindi essi vengono trasferiti nel nucleo dove avviene la trascrizione; gli mRNA traslocano nel citoplasma e vengono tradotti sui ribosomi liberi per le proteine non glicosilate mentre sui ribosomi del reticolo endoplasmatico per le glicoproteine. Anche in questo caso abbiamo nuove proteine replicative e quindi è possibile fare la replicazione del genoma attraverso la sintesi dei vari segmenti di RNA a polarità positiva che poi, quando rivengono trascritti, danno di nuovo i segmenti del genoma virale: Questi segmenti andranno a posizionarsi sotto la membrana plasmatica nelle zone in cui si sono inserite le glicoproteine e si è inserita la proteina M: quindi, esattamente con lo stesso meccanismo di compattamento delle M, avremo la gemmazione del virus.