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7.13:

Retrovirus

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Biologia Molecolare
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Retroviruses

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La trasposizione è ampiamente utilizzata da una varietà di patogeni, per dirottare il genoma della cellula ospite. Una classe di patogeni mortali che usa questo processo è chiamata retrovirus. Al di fuori della cellula ospite, un retrovirus esiste come un involucro lipidico, un guscio di proteina di nucleo o un capside.Il capside contiene proteine virali ed enzimi, e un genoma di RNA dimerico che codifica tre tipi principali di proteine. Il primo è un antigene specifico del gruppo o una proteina gag che forma la struttura centrale della particella virale. Il secondo codice é impostato per le proteine involucro che riconoscono specifici recettori di superficie e consentono il legame.Infine, include geni e proteine pol codificanti, incluso un enzima di trascrittasi inversa, un’integrasi e RNasi H.Infettando una cellula, il retrovirus fonde la sua membrana lipidica con la cellula ospite. Una volta all’interno della cellula, il capside proteico viene perso e la trascrittasi inversa virale trascrive l’RNA genomico virale in un DNA a filamento singolo che si lega all’RNA virale come DNA-RNA duplex. In seguito, la RNasi H degrada il modello di RNA e la trascrittasi inversa sintetizza il filamento di DNA complementare, creando un DNA a doppio filamento, copia del genoma virale, noto come DNA provirale.Successivamente, l’enzima virale integrasi scinde il DNA ospite e attacca il DNA provirale nel genoma ospite. I retrovirus possono essere classificati come endogeni o esogeni. I retrovirus endogeni sono non patogeni, e rimangono nella cellula come elemento innocuo trasponibile.Il genoma umano contiene tra 100 e 1, 000 copie di tali virus. Il secondo gruppo, i retrovirus esogeni o gli esovirus sono agenti patogeni. entrano in una cellula ospite e approfittano del suo sistema di replicazione e traduzione per creare altre copie del virus e produrre le proteine codificate dal virus.Esempi ben noti di questi retrovirus, includono il virus dell’AIDS, leucemia a cellule T, e l’epatite B.02:32.070:00 02:33.000:00

7.13:

Retrovirus

Retroviruses and retrotransposons both insert copies of their genetic elements into the genome of the host cell. Thus, the viral genes are passed on when the host genome is replicated or translated. A typical retroviral DNA sequence contains 3-4 genes that encode the different proteins required for its structural assembly and function as a molecular parasite. This DNA is transcribed into a single mRNA, which is very similar in structure to conventional mRNAs, i.e., it is capped at the 5’ terminal and has a polyadenylated 3’ end. Thus, the host cell’s ribosome translates the retroviral mRNA into a single chain of polyproteins. Some retroviruses use virus-encoded proteases to process this single chain into the proteins required for virion assembly. The retroviral mRNA is then packaged into a core with gag proteins, encapsulated by capsid proteins. For the release of the virus from the cell, a part of the host cell membrane's lipid bilayer is pinched off to form the outer shell of the virus. The assembled virus particle is then released to carry on the cycle of infection.

The transposition-like events in the life cycle of retroviruses are not coincidental. Present-day retroviruses are proposed to have evolved from the foamy virus, an ancient line of retroviruses that lived in the ocean. Vertebrates such as fish contained retrotransposons of genes encoding envelope proteins that captured the foamy viruses.

The close relationship between retrotransposons and retroviruses exist even today. The main distinguishing factor between the two is that although retrotransposons can form capsid proteins, they cannot synthesize viral envelopes. Therefore, no mature virus particles are formed, and the retrotransposons cannot be horizontally transferred from one cell to another.

Sequencing the human genome has revealed that 8% of the human genome contains retroviral elements, though they are in a latent state. These elements are considered to be “fossils” of ancient retroviruses and are immensely helpful in understanding not only viral but vertebral evolution as well.

Suggested Reading

  1. Krebs, Jocelyn E., Elliott S. Goldstein, and Stephen T. Kilpatrick. Lewin's genes X. Jones & Bartlett Publishers, 2009.
  2. Aiewsakun, Pakorn, and Aris Katzourakis. "Marine origin of retroviruses in the early Palaeozoic Era." Nature communications 8 (2017): 13954.