I genomi dei virus a RNA

1. I genomi dei virus a RNA Polarità (+) il genoma ha la STESSA polarità degli mRNA viene direttamente tradotto come un mRNA Polarità (–) 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

2. Morfologia dei virus a RNA Tutti I virus a RNA (-) presentano involucro Alcuni virus a RNA (+) presentano involucro (Togavirus) I virus a RNA ds (Reovirus) hanno un capside doppio

3. Sintesi 5’ 3’ la sintesi de novo inizia all’estremità della molecola stampo VIRUS a RNA i virus ad RNA replicano nel citoplasma eccezioni: virus dell’influenza e retrovirus 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)

4. Caratteristiche delle RNA polimerasi RNA dipendenti Resistenti a sostanze che inibiscono le RNA polimerasi DNA-dipendenti (actinomicina D) La RNA polimerasi RNA-dipendente dei virus a RNA RdRP codificata dal virus non ha funzioni di “editing” (highly error prone), responsabile dell’alto tasso di mutazione e dell’evoluzione dei virus a RNA può necessitare di proteine accessorie di origine virale o cellulare alcune richiedono come primer: - proteina legata covalentemente al 5’ - strutture cap di derivazione cellulare

5. 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

6. 22-30 nm capside icosaedrico nudo PICORNAVIRUS Enterovirus virus 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) Rhinovirus 120 sierotipi *Enteric Cytopathogenic Human Orphan

7. Genoma a RNAss di polarita’ positiva vPg clivata da enzimi cellulari: il genoma diventa un mRNA 240 KDa 2Ce3AB ancorano lareplicasi alle membraneER PICORNAVIRUS 7441 b attive nella forma di precursore Replicasi 3D

8. RHINOVIRUS ICAM-1 = Adhesion molecule POLIOVIRUS PVR = PolioVirus Receptor (Ig-like membrane glycoprotein)

9. 3Cpro processa 3ABVPg Ruolo di VPg nella replicazione del genoma di Poliovirus Sintesi del filamento (-): • 3AB (precursore di VPg) ancora vRNA alle membrane del ER • 3Dpol lega 3AB • VPg- funge da primer per il processo di elongazione da parte di 3Dpol

10. A.RNA(+)non incapsidato B.RNA(+)incapsidato Non partecipa al processo di replicazione/traduzione RNA(+)neoformato = mRNA Poliovirus: regolazione della replicazione del genoma

11. Togavirus Gruppo IV: Virus a RNA (+) FamigliaGenereSpecie Ospite TogaviridaeAlphavirus*Sindbis virus Vertebrati RubivirusRubella virus Vertebrati Particelle di 80 nm con capside icosaedrico ed involucro Genoma a RNAss di polarita’ positiva 11.7 kb simile a mRNA cellulare (5’cap e 3’poly-A)

12. proteasi (nsP2) codificata dal virus genoma proteasi virali e cellulari proteine strutturali del virione Strategia replicativa del virus Sindbis:“RNA subgenomici” (subgenomic promoter) RNA subgenomici: strategia comune dei virus delle piante a RNA (+) controllo temporale dell’espressione genica virale

13. E2/S= fusione E1/M= matrice E = (9-12 kD) CORONAVIRUS Genoma a RNAss di polarita’ positiva Envelope (80-220 nm) Capside elicoidale HE N = nucleoproteina HE= emagglutinina- esterasi (solo in alcuni tipi) Malattie respiratorie (vie aeree superiori) - Gastroenteriti

14. CLASSIFICAZIONE ORDINE Nidovirales FAMIGLIACoronaviridae GENERE Coronavirus SARS virus GROUP IV 15 specie di HCoV note

15. Trasporto in vescicole secretorie b) Genoma RNAss (+) antigenoma RNAss a) Genoma RNAss (+) polimerasi CORONAVIRUS Genoma a RNAss di polarita’ positiva 7 x 106 d Endocitosi o fusione a Genoma RNAss(+) b Gemmazione dal Golgi Trascrizione di mRNA subgenomici per proteine strutturali con sequenze identiche al 3’ e identiche sequenze leader non-tradotte al 5’ (72 nt)

16. VIRUS PARAINFLUENZALE Genoma a RNAss di polarita’ negativa (17-20 Kb)

17. Terminazione e Ri-iniziazione nelle Regioni Intergeniche Modello “Start-Stop • Pol (P+L) inizia la sintesi al terminale 3’ L: RdRP. P: recruita L sul templato. • sintesi della sequenza Leader • la 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 “Start-Stop” continua fino alla sintesi dei 5 mRNA virali

18. 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

19. SequenzeEIS L P (mRNA cascade) Trascrizione polarizzata 3’ 5’ mRNA provvisti di sequenze cap e poly A

20. 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

21. Trascrizione vRNA Assemblaggio e gemmazione VIRUS PARAINFLUENZALE FUSIONE Trascrizione mRNA