Retrovirus

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Para una más accesible y menos técnica Introducción a este tema, ver Introducción a los virus.

Retrovirus
Esquema de retrovirus del VIH de la infección celular, producción de virus y virus estructura
Clasificación de virus
Grupo:	Grupo VI (ssRNA-RT)
Orden:	Sin asignar
Familia:	Retroviridae
Géneros
Subfamilia: Orthoretrovirinae Alpharetrovirus Betaretrovirus Por Deltaretrovirus Epsilonretrovirus Gammaretrovirus Lentivirus Subfamilia: Spumaretrovirinae Spumavirus

Retroviridae es un familia de virus envueltos Replica en una célula huésped a través del proceso de transcripción reversa. A retrovirus es una sola hebra sentido positivo Virus de ARN con un intermedio de ADN y, como un parásito obligado, apunta a una célula huésped. Una vez dentro de la célula huésped citoplasma, el virus utiliza sus propias de la transcriptasa reversa enzima para producir DNA desde su RNA genoma: el reverso de la habitual patrón, así retro (al revés). Este nuevo ADN es entonces incorporado en la célula huésped genoma por un integrasa enzima, momento en el que el ADN retroviral se conoce como un provirus. La célula huésped trata entonces el ADN viral como parte de su propia genoma, traducción y transcripción de los genes virales junto con los genes de la célula, produciendo las proteínas que necesitan para armar nuevas copias del virus. Es difícil detectar el virus hasta que ha infectado el host. En ese momento, la infección persistirá indefinidamente.

En la mayoría de los virus, el ADN es transcripción en el RNA, RNA es Texto traducido al en proteína. Sin embargo, retrovirus funcionan diferentemente – su RNA transcripción inversa en el ADN, que se integra en el genoma de la célula huésped (cuando se convierte en un provirus) y luego se somete a la transcripción habitual y procesos traslacionales para expresar los genes llevados por el virus. Por lo tanto, la información contenida en un gen retroviral se utiliza para generar la proteína correspondiente a través de la secuencia: polipéptido → de RNA → ADN → RNA. Este extiende el proceso fundamental identificado por Crick de Francis (un gen-un péptido) en que la secuencia es: péptido → ADN → RNA (las proteínas están hechas de una o más cadena de polipéptido; por ejemplo, la hemoglobina es un péptido de cadena cuatro).

Retrovirus son herramientas valiosas de la investigación en biología molecular y se han utilizado con éxito en sistemas de entrega de genes.

Estructura

Viriones de retrovirus consisten en partículas envueltas alrededor de 100 nm de diámetro. Los viriones contienen dos idénticos monocatenario RNA moléculas de 7 – 10 kilobases en longitud. Aunque los viriones de diversos retrovirus no tienen la misma morfología o biología, todos los componentes del virión son muy similares.

Los componentes del virión principales son:

• Sobres: compuesta por lípidos (obtenidos desde el host membrana plasmática durante el proceso de gemación) y glicoproteína codificada por el gen env. La envolvente retroviral sirve tres funciones distintas: protección contra el medio ambiente extracelular a través de la bicapa lipídica, permitiendo a los retrovirus entrar/salir de las células del huésped a través de tráfico de la membrana endosomal y la capacidad de entrar en las células mediante la fusión de sus membranas.
• RNA: consiste en un dímero ARN. Tiene un tapón en el extremo 5' y una cola de poly(A) en el extremo 3'. El genoma de ARN también tiene terminal cubiertas, que son importantes en la replicación, y regiones internas que codifican virión proteínas para expresión génica. El extremo 5' incluye cuatro regiones, que son R, U5, PBS y L. La región R es una secuencia corta repetida en cada extremo del genoma durante la transcripción reversa para asegurar la correcta transferencia de extremo a extremo en la cadena creciente. U5, por el contrario, es una secuencia única corta entre R y PBS. PBS (sitio de unión del cebador) consta de 18 bases complementarias al extremo 3' del primer tRNA. L región es una región sin traducir del líder que le da la señal para el empaquetado del genoma RNA. El extremo 3' incluye 3 regiones, PPT (zona polypurine), U3 y R. El PPT es una cartilla para la síntesis de ADN hebra plus durante transcripción reversa. U3 es una secuencia entre PPT y R, que sirve como una señal de que el provirus puede utilizar en transcripción. R es la secuencia repetida de terminal en el extremo 3'.
• Proteínas: consisten en las proteínas gag, proteasa (PR), proteínas de pol y env proteínas.
  • Antígeno específico de grupo (gag) las proteínas son los componentes principales de los virus Cápside vírica, que son de 2000-4000 copias por virión.
  • Proteasa se expresa diferentemente en diversos virus. Funciones en las divisiones proteolíticas durante la maduración del virión para hacer las proteínas gag y pol maduritas.
  • Pol las proteínas son responsables de la síntesis de ADN viral y la integración en anfitrión DNA después de la infección.
  • ENV proteínas juegan un papel en la asociación y el ingreso de viriones en la célula huésped. Que poseen una copia funcional de un gen env es lo que hace distinta de retroelementos retrovirus. La capacidad de los retrovirus para enlazar a su célula de host de destino mediante receptores de superficie celular específicos está dada por el componente de superficie (SU) de la proteína Env, mientras que la capacidad de los retrovirus para entrar en la célula mediante fusión de la membrana es impartida por el componente de la membrana de trans membrana anclada (TM). Así la proteína Env es la que permite el retrovirus ser infecciosos.

Multiplicación

Un retrovirus tiene una membrana que contiene glicoproteínas, que son capaces de unirse a una proteína receptora en una célula huésped. Hay dos hebras de ARN dentro de la célula que tienen tres enzimas; proteasa, transcriptasa reversa e integrasa (1). El primer paso de la replicación es el atascamiento de la glicoproteína de la proteína del receptor (2). Una vez que éstos han sido obligados, degrada la membrana celular, pasando a formar parte de la célula huésped, y los filamentos de RNA y enzimas en la célula (3). Dentro de la célula, la transcriptasa inversa crea una complementaria hebra de ADN de lo retrovirus RNA y el RNA se degrada; Este filamento de la DNA se conoce como cDNA (4). El cDNA entonces se replica, y los dos filamentos forma una unión débil y entrar en el núcleo (5). Una vez en el núcleo, el ADN se integra en las células del anfitrión DNA con la ayuda de la integrasa (6). Esta célula o puede permanecer latente o ARN puede ser sintetizado de la DNA y utilizado para crear las proteínas para un retrovirus nuevo (7). Unidades del ribosoma se utilizan para transcribir el ARNm del virus en las secuencias del aminoácido que se pueden hacer en las proteínas en el retículo endoplasmático rugoso. Este paso hará que las enzimas virales y proteínas de la cápsida (8). El ARN viral se realizará en el núcleo. Estas piezas luego se reúnen y se pellizcan apagado de la membrana celular como un retrovirus nuevo (9).

Cuando los retrovirus han integrado su genoma en el línea germinal, su genoma es pasado a la generación siguiente. Estos retrovirus endógenos (ERV), en contraste con exógena Ahora, hacer 5-8% del genoma humano. La mayoría de las inserciones no tienen ninguna función conocida y se refieren a menudo como"ADN basura". Sin embargo, muchos retrovirus endógenos desempeñan papeles importantes en la biología del anfitrión, tales como el control de la transcripción genética, fusión de la célula durante placentaria desarrollo en el curso de la germinación de una embrióny resistencia a la infección retroviral exógena. Retrovirus endógenos también han recibido especial atención en la investigación de Inmunología-relacionados con patologías, tales como enfermedades autoinmunes como esclerosis múltiple, aunque los retroviruses endógenos todavía no se ha demostrado que para jugar ningún papel causal en esta clase de enfermedad.

Mientras que la transcripción clásico fue pensada para ocurrir solamente de DNA a RNA, de la transcriptasa reversa transcribe el RNA en DNA. El término "retro" en retrovirus se refiere a la inversión (haciendo el DNA del RNA) de la dogma central de la biología molecular. Actividad de la transcriptasa inversa fuera de retrovirus ha sido encontrado en casi todos eucariotas, lo que permite la generación e inserción de nuevas copias de retrotransposones en el genoma del anfitrión. Estas piezas se transcriben por las enzimas del huésped en nuevas moléculas de ARN que entran en el citosol. A continuación, algunas de estas moléculas de RNA se traducen a proteínas virales. Por ejemplo, la mordaza gen se traduce en moléculas de la proteína de la cápside, la Pol gen se traduce en moléculas de transcriptasa inversa y la ENV gen se traduce en moléculas de la proteína. Es importante tener en cuenta que un retrovirus debe "traer" su propia transcriptasa inversa en su Cápside vírica, de lo contrario es incapaz de utilizar las enzimas de la célula infectada para llevar a cabo la tarea, debido a la naturaleza inusual de producir DNA del RNA.

Medicamentos industriales que han sido diseñados como proteasa y inhibidores de la transcriptasa reversa se hacen tales que de destino sitios específicos y secuencias dentro de sus respectivas enzimas. Sin embargo estos fármacos pueden convertirse rápidamente en ineficaces debido a que el gene secuencias que cifran para la proteasa y la transcriptasa reversa mutar rápidamente. Estos cambios en bases causa codones específicos y con las enzimas para cambiar y así evitar drogas dirigidas a por la pérdida de los sitios que realmente apunta a la droga.

Porque transcripción reversa carece de la habitual corrección de textos de replicación del ADN, un retrovirus muta muy a menudo. Esto permite al virus crecer resistente a la a fármacos antivirales e impide el desarrollo de eficaces vacunas e inhibidores de los retrovirus.

Consiste en una dificultad ante algunos retrovirus, como el retrovirus Moloney, el requisito para que las células se dividen activamente para la transducción. Como resultado, las células como las neuronas son muy resistentes a la infección y transducción de señales por retrovirus. Esto da lugar a una preocupación que mutagénesis de insertional debido a la integración en el anfitrión genoma puede conducir a cáncer o leucemia. Esto es a diferencia de Lentivirus, un género de Retroviridae, que son capaces de integrar su RNA en el genoma de las células del huésped no se dividen.

Transmisión

• Célula a célula
• Líquidos
• Aire, como el Ovino jaagsiekte.

Genes

Genomas de retrovirus comúnmente contienen dichos tres marcos de lectura abierta codifican para proteínas que pueden encontrarse en el virus maduro:

• antígeno específico de grupo (gag) y de núcleo y estructural proteínas del virus;
• polimerasa códigos (pol) de la transcriptasa reversa, proteasa y integrasa;
• sobres (env) codifica para las proteínas de la capa retroviral.

Provirus

Este ADN puede ser incorporado en el genoma del anfitrión como un provirus que se puede pasar encendido a las células de la progenie. El ADN de retrovirus se inserta al azar en el genoma del anfitrión. Debido a esto, puede ser insertado en oncogenes. De esta manera algunos retrovirus pueden convertir células normales en células cancerosas. Algunos provirus permanece latente en la célula durante un largo periodo de tiempo antes de se activa por el cambio en el ambiente celular.

Evolución temprana

Estudios de retroviruses condujeron a la primera síntesis demostrada de la DNA de plantillas del RNA, un modo fundamental para la transferencia de material genético que se produce en ambos eucariotas y procariotas. Se ha especulado que el ARN a los procesos de transcripción de ADN utilizado por retrovirus pudo haber causado primero ADN como material genético. En este modelo, el Hipótesis del mundo del RNA, organismos celulares adoptaron el ADN más químicamente estable cuando retrovirus evolucionaron para crear DNA desde el RNA plantillas.

Terapia génica

Gammaretroviral y lentivirales vectores de para terapia génica han sido desarrollados medie modificación genética estable de células tratadas por integración cromosómica de los genomas de vectores transferido. Esta tecnología es de utilidad no sólo para fines de investigación, sino también para la terapia de gen clínica con el objetivo de la corrección a largo plazo de defectos genéticos, por ejemplo, en células madre y progenitoras. Las partículas retroviral vectores con tropismo por células diana diferentes han sido diseñadas. Gammaretroviral y vectores lentivirales han hasta ahora utilizados en más de 300 ensayos clínicos, abordando las opciones de tratamiento para diversas enfermedades. Mutaciones virales retras se pueden desarrollar para hacer de ratón transgénico modelos para estudiar varios tipos de cáncer y sus modelos metastásicos.

Cáncer

Retrovirus que causan el crecimiento del tumor incluyen Virus del sarcoma de Rous y Virus del tumor mamario del ratón. El cáncer puede ser desencadenado por proto-oncogenes que erróneamente fueron incorporados en el ADN proviral o por la interrupción de la proto-oncogenes celulares. Virus del sarcoma de Rous contiene la gen de la fuente desencadena la formación de tumores. Más tarde se descubrió que un gen similar en las células está implicado en la señalización celular, que era probablemente suprimido con el ADN proviral. Nontransforming virus al azar pueden insertar su ADN en proto-oncogenes, interrumpir la expresión de proteínas que regulan el ciclo celular. El promotor de los provirus ADN también puede causar sobre la expresión de genes reguladores.

Clasificación

Filogenia de los retrovirus

Exógena

Estos son virus que contienen RNA infecciosos que se transmiten de persona a persona.

Aquí se incluyen los siguientes géneros:

• Género Alpharetrovirus; especie: Virus de la leucosis aviar; otros incluyen Virus del sarcoma de Rous
• Género Betaretrovirus; especie: Virus del tumor mamario del ratón
• Género Gammaretrovirus; especie: Virus de la leucemia murina; otros incluyen Virus de la leucemia felina
• Género Por Deltaretrovirus; especie: Virus de la leucemia bovina; otros incluyen el cáncer-que causan Virus T-linfotrópico humano
• Género Epsilonretrovirus; especie: Virus del sarcoma cutáneo Leucomas
• Género Lentivirus; especie: Virus de inmunodeficiencia humana 1; otros incluyen Simian, Felino virus de la inmunodeficiencia
• Género Spumavirus; especie: Virus espumoso de los simios

Anteriormente estos fueron divididos en tres subfamilias (Oncovirinae, Lentivirinae, y Spumavirinae), pero ahora se dividen en dos: Orthoretrovirinae y Spumaretrovirinae. El término oncovirus ahora se utiliza comúnmente para describir un virus causantes de cáncer.

Retrovirus fueron en 2 grupos de la Clasificación de virus #Baltimore clasificación.

Grupo VI virus

Todos los miembros de Grupo VI uso virally codificado de la transcriptasa reversa, una RNA polimerasa dependiente de ADN, para producir ADN de genoma inicial virión RNA. Este ADN a menudo se integra en el genoma del anfitrión, como en el caso de los retrovirus y pseudoviruses, donde se replican y transcripción por el anfitrión.

Grupo VI incluye:

• Familia Metaviridae
• Familia Pseudoviridae
• Familia Retroviridae — Retroviruses, por ejemplo, VIH

Grupo VII virus

Ambas familias en Grupo VII tienen genomas de ADN dentro de las partículas del virus invasor. El genoma de ADN se transcribe en ambos ARNm, para el uso como una transcripción de la síntesis de proteínas y RNA genómico previamente, para su uso como la plantilla durante la replicación del genoma. Virally codificado de la transcriptasa reversa utiliza el RNA genómico previamente como una plantilla para la creación de la DNA genomic.

Grupo VII incluye:

• Familia Hepadnaviridae — p. ej. Virus de la hepatitis B
• Familia Caulimoviridae — p. ej. Virus del mosaico del coliflor

Endógena

Artículo principal: Retrovirus endógeno

Retrovirus endógenos no están formalmente incluidos en este sistema de clasificación y se clasifican ampliamente en tres clases, sobre la base de parentesco a géneros exógenos:

• Clase I son más similares a la gammaretroviruses
• Clase II son más similares a la betaretroviruses y alpharetroviruses
• Clase III son más similares a los espumavirus.

Tratamiento

Medicamentos antirretrovirales son medicamentos para el tratamiento de la infección por retrovirus, sobre todo VIH. Diferentes clases de fármacos antirretrovirales actúan en diferentes etapas de la VIH ciclo de vida. Combinación de varias drogas de antiretroviral (típicamente tres o cuatro) es conocida como terapia anti-retroviral altamente activa (HAART).

Tratamiento de retrovirus veterinarios

Virus de la leucemia felina y Virus de la inmunodeficiencia felina las infecciones se tratan con productos biológicos, incluyendo el único inmunomodulador autorizado actualmente para su venta en los Estados Unidos, Modulador inmune de la T-célula del linfocito (LTCI).

Acoplamientos externos

• ViralZone A Instituto Suizo de Bioinformática recursos para las familias todo virales, información general moleculares y epidemiológicos (seguir enlaces para "transcripción de retro virus")
• Animación de retrovirus (Requerida flash)
• Retrovirología Revista científica
• Capítulo del ciclo de vida de retrovirus De Kimball Biología (páginas de libros de texto de biología en línea)
• Ataúd, John M; Hughes, Stephen H; Varmus, E de Harold, Ed. (1997). Retrovirus. Laboratorio de Cold Spring Harbor. ISBN0-87969-571-4. NBK19376.
• Espectro, Michael (03 de diciembre de 2007). "anales de la ciencia: sorpresa de Darwin". El Yorker nuevo.

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