Ciclo de retrovírus: 9 fatos que você deve saber

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Retrovírus

A retrovírus são a classe de vírus que possuem RNA como genoma e podem inserir seu genoma no DNA do hospedeiro, esta etapa é crucial para o ciclo de vida de um retrovírus ou do ciclo de retrovírus portanto, mudando o genoma da célula hospedeira. Depois de entrar no citoplasma do hospedeiro, o retrovírus sintetiza cDNA a partir de RNA genômico usando sua enzima transcriptase reversa. Este processo é incomum e reverso do processo normal de transcrição, portanto Transcrição reversa. O vírus é conhecido como retrovírus (retro significa “para trás”). O cDNA formado no processo de transcrição reversa é integrado ao genoma da célula hospedeira com uma enzima conhecida como integrase.

Após essa etapa, o DNA retroviral é conhecido como pró-vírus. O provírus agora faz parte do genoma da célula hospedeira. Ele sofre replicação, transcrição e tradução e o DNA da célula hospedeira. O provírus é capaz de produzir e montar novas cópias do vírus seguindo o ciclo do retrovírus.

Os retrovírus são classificados em três subfamílias:

  • Oncoretrovírus: estes são os vírus oncogênicos que causam vários tipos de câncer.
  • Lentivírus são comumente conhecidos como retrovírus lentos que causam imunodeficiências em vários organismos.
  • Spumavírus também são conhecidos como vírus espumosos e não causam doenças.

Algumas doenças graves causadas por retrovírus em humanos e outros animais incluem:

  • Câncer em camundongos é causado pelo vírus da leucemia murina (MLV)
  • Várias doenças em humanos são causadas por vírus linfotrópicos T humanos (HTLVs)
  • A síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS) é causada pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV)

Provírus

É um genoma viral integrado ao DNA da célula hospedeira. Semelhante ao caso dos bacteriófagos, os provírus são freqüentemente chamados de profagos. Mas, a ligeira diferença entre o provírus e o profago é que mesmo que a célula hospedeira esteja em condição de estresse, um provírus não se separa (extirpa) do genoma do hospedeiro, ao contrário de um profago. 

Um provírus pode existir no estado de um elemento viral endógeno inativo ou pode sofrer replicação. Os elementos virais endógenos inativos não se replicam até que o processo de replicação do genoma da célula hospedeira comece. Todas as células-filhas do hospedeiro infectado conterão o provírus. O estado inativo pode durar muitas gerações da célula hospedeira. O retrovírus endógeno sempre permanece no estado de provírus. Este processo de multiplicação do vírus é conhecido como reprodução lisogênica.

A integração do genoma viral no DNA da célula hospedeira geralmente resulta em uma infecção produtiva ou latente.

Infecção produtiva: o provírus começa a transcrever o mRNA para produzir novas cópias do vírus sequestrando a maquinaria celular do hospedeiro. Um aumento nas cópias do vírus dentro do hospedeiro célula resulta na lise de sua membrana celular. As partículas virais são liberadas após a lise da célula hospedeira. Eles podem infectar as outras células vizinhas do corpo hospedeiro.

Infecção latente: o provírus permanece transcricionalmente silencioso na maior parte do tempo. Porém, o provírus se torna transcricionalmente ativo com a mudança nas condições ambientais e de saúde do hospedeiro. A mudança resulta na troca de infecção latente para infecção produtiva.

Quase 8% do genoma humano compreende provírus e retrovírus endógenos herdados. Vários vírus procarióticos também integram o genoma em seu hospedeiro procariótico célula como eucariótica vírus. Os provírus procarióticos geralmente se replicam quando toda a cromossomo replica.

Retrovírus vs. provírus

As principais diferenças entre provírus e retrovírus são as seguintes:

Provírus

  • É um genoma viral integrado ao genoma do hospedeiro
  • É uma fase de replicação do vírus
  • Eles não contêm enzima transcriptase reversa

Retrovírus

  • É um vírus de RNA que tem a capacidade de sintetizar cDNA a partir de RNA pelo processo de transcrição reversa
  • Eles são vírus de RNA de fita simples
  • Eles contêm uma enzima conhecida como transcriptase reversa
ciclo de retrovírus
Figura (ciclo do retrovírus): Ciclo de vida do retrovírus
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hiv_gross.png

Ciclo de retrovírus

O ciclo de vida ou replicação de retrovírus é único em comparação com outros organismos. O ciclo de replicação do retrovírus é concluído nas seguintes fases:

Infecção: os retrovírus entram em contato com o hospedeiro e infectam as células normais do corpo hospedeiro.Internalização: o genoma de RNA do retrovírus entra no citoplasma da célula hospedeira.

Transcrição reversa: no anfitrião citoplasma celular, ocorre o processo de transcrição reversa. O cDNA é produzido a partir do genoma do RNA viral com a ajuda de uma enzima conhecida como transcriptase reversa, e o processo é conhecido como transcrição reversa.

O cDNA é então feito entrar no núcleo da célula hospedeira através do complexo de poro nuclear.

Integração: o cDNA (DNA viral) agora se integra ao genoma da célula hospedeira com a ajuda de uma enzima conhecida como integrase

Expressão gênica viral: genes virais são então transcritos para formar mRNA, que mais tarde sofre tradução para produzir proteínas virais.

Liberação de partículas virais: as partículas virais são então liberadas da célula hospedeira pela ruptura da membrana celular da célula hospedeira (fase lítica). 

A infecção se espalha: as partículas virais liberadas das células hospedeiras infectam então as células hospedeiras vizinhas. 

RNA viral

O RNA também contém informações genéticas semelhantes ao DNA. Vários vírus (especificamente retrovírus) contêm genoma de RNA e são frequentemente considerados vírus de RNA. Seus genomas de RNA se traduzem para codificar uma variedade de proteínas. Algumas dessas proteínas estão frequentemente envolvidas na replicação, transcrição e transcrição reversa do genoma do RNA viral. Algumas das proteínas protegem o RNA / genoma viral quando a partícula viral entra em contato com o hospedeiro. Viróides são patógenos compostos apenas de moléculas de RNA; eles são replicados dentro do corpo da planta hospedeira com a ajuda da RNA polimerase da célula vegetal. Os viróides não codificam para nenhuma proteína.

Os RNAs são a biomacromolécula crucial presente nos retrovírus. Eles geralmente estão envolvidos na síntese de proteínas e carregam a informação genética de DNA fora do núcleo essencial para a manutenção.  

O material genético do HIV consiste em

O HIV (vírus da imunodeficiência humana) é um retrovírus que causa a AIDS (síndrome da imunodeficiência adquirida) que falha no sistema imunológico do corpo. A condição da AIDS torna nosso corpo mais suscetível a infecções patogênicas e até mesmo responsável pelo prognóstico de diversos tipos de câncer. O HIV é um retrovírus e pertence à família Retroviridae. É chamado de retrovírus porque, ao contrário de todos os outros vírus, eles armazenam suas informações genéticas em RNA em vez de DNA e, com a ajuda de uma enzima conhecida como transcriptase reversa, fazem uma cópia do cDNA (DNA complementar) de seu genoma de RNA como assim que eles entram na célula hospedeira.

Eles adquirem maquinaria celular hospedeira para sintetizar ou reproduzir partículas virais. O HIV tem duas cópias do RNA de fita simples de sentido positivo (+ ssRNA) como seu genoma envolvido por um capsídeo cônico de proteínas. Além disso, o HIV contém enzimas como integrase, ribonuclease, protease e transcriptase reversa, que são necessárias para desenvolver retrovírus. 

Estréia do HIV
Figura (ciclo do retrovírus): genoma e estrutura do HIV
"Estrutura do Virion HIV”(CC BY 2.0) por NIAID

Os vírus de RNA requerem seu próprio suprimento de certas enzimas porque

Os retrovírus (vírus de RNA) contêm RNA como seu material genético ou genoma. Em contraste, as células do corpo hospedeiro contêm DNA como seu genoma. Para integrar o genoma no DNA da célula hospedeira, o retrovírus sintetiza o cDNA de seu genoma de RNA por transcrição reversa. A enzima transcriptase reversa está envolvida neste processo e precisa de um RNA molde para sintetizar o cDNA. Para sintetizar cDNA a partir de RNA, os retrovírus carregam suas próprias enzimas para replicação e recombinação do genoma viral com o DNA da célula hospedeira, pois o DNA da célula hospedeira não possui genes para tais enzimas.

Teminismo

É uma teoria baseada na transcrição reversa (ocorre principalmente no ciclo dos retrovírus). Teminismo é usado para explicar que o RNA também pode atuar como um molde para a formação de cDNA. O processo começa assim que o retrovírus entra no corpo do hospedeiro. O processo de transcrição reversa opera no citoplasma das células hospedeiras. O RNA do retrovírus entra no complexo nucleo-proteína. O processo de transcrição reversa produz um duplex de DNA linear com repetições terminais longas (LTRs), comumente conhecidas como duplicações terminais. As duplicações terminais não estão presentes no genoma do RNA retroviral.

De acordo com o dogma central:

DNA -> mRNA -> Proteína

O DNA codifica o mRNA pelo processo de transcrição, e esse mRNA codifica posteriormente a proteína pelo processo de tradução.

O teminismo é a única exceção conhecida do dogma central exibido pelos retrovírus. Os vírus que contêm o genoma de RNA passam por uma fase em seu ciclo de vida. Seu RNA é usado como molde para sintetizar DNA pela enzima ação da transcriptase reversa. Sua capacidade de realizar a transcrição reversa é frequentemente utilizada no campo da biologia molecular.

teminismo 1
Figura (ciclo do retrovírus): Teminismo é a única exceção do dogma central https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Extended_Central_Dogma_with_Enzymes.jpg

Enzimas de RNA

Enzimas de RNA (Ribozimas) são as moléculas de RNA que exibem a capacidade de catalisar várias reações de vias bioquímicas. A enzima RNA facilita a reação, como o Splicing de RNA (uma modificação pós-tradução em eucariotos). No ano de 1982, foi revelado pela primeira vez que o RNA atua como um bio-catalisador como as enzimas, e também atua como material genético. Isso foi ainda apoiado com a hipótese do mundo do RNA, que sugere a importância do RNA na evolução dos sistemas pré-bióticos de replicação autônoma (auto-replicantes).

As ribozimas também estão envolvidas na formação de ligações peptídicas, ligando e clivando o complexo de DNA e RNA. Enzimas de RNA estão envolvidos na ligação do RNA ribossômico (rRNA) da grande subunidade do ribossomo com os aminoácidos durante a tradução e a síntese de proteínas. As enzimas de RNA também estão envolvidas na biossíntese de tRNA (RNA de transferência) e na replicação de vírus. Ribozima hairpin, leadzyme, VSribozyme e ribozimas martelo são comuns exemplos de enzimas de RNA.

Ribozima 1
Figura (ciclo do retrovírus): ação catalítica da ribozima
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ribozyme.jpg

Conclusões

Este artigo cobre os aspectos do ciclo de vida retroviral e a diferença entre provírus e retrovírus. Para saber mais sobre retrovírus e transcriptase reversa, clique aqui

Perguntas Frequentes:

T1. O que torna o processo de transcriptase reversa menos preciso e sujeito a erros. Existe alguma maneira de torná-lo mais preciso?

Responda: Visto que a transcriptase reversa não tem a capacidade de revisar o produto polimerizado, o processo de transcrição reversa está muito sujeito a erros. A transcriptase reversa projetada pode resolver o problema de erros.

2º trimestre. A transcriptase reversa não é usada pela célula normal no ser humano

Responda: Nosso corpo possui um tipo específico de transcriptase reversa conhecida como telomerase, responsável pela síntese do DNA telomérico. 

Q3. Alguém sabe como um retrovírus como o HIV pode fazer dsDNA a partir de moléculas 2 + ssRNA e uma transcriptase reversa

Responda: os retrovírus são caracterizados pela presença da transcriptase reversa da enzima e do genoma do RNA. Eles produzem dsDNA a partir de ssRNA com a ajuda da transcriptase reversa da enzima e, em seguida, integram seu genoma no genoma do hospedeiro. Em seguida, o genoma retroviral integrado (provírus) transcreve e traduz com as partículas virais (ciclo do retrovírus). 

Q4. Quando a transcriptase reversa lê o RNA, ela lê de 3 ′ a 5 ′

Responda: a transcriptase reversa se liga à extremidade 5 'do molde de RNA. Ele sintetiza DNA na direção 5 '-> 3'.

Mas lê o modelo de RNA na direção 3 '-> 5'.

Q5. Uma transcriptase reversa pode transcrever um mRNA em DNA

Responda: Sim, ele pode sintetizar DNA a partir de mRNA. Especificamente, a transcriptase reversa é freqüentemente usada para construir bibliotecas de cDNA a partir de modelos de mRNA.

Q6. Quais vírus são retrovírus

Responda: Os vírus que contêm RNA como genoma são conhecidos como retrovírus. 

Q7. A ribozima é uma proteína

Responda: As ribozimas são moléculas de RNA e, em alguns casos, podem variar de acordo com os complexos RNA-proteína. Os ribossomos são cataliticamente ativos.

Q8. As infecções por retrovírus são sempre incuráveis ​​e letais? 

Responda: espumavírus (uma classe de retrovírus) não causam doenças. Nem todas as infecções retrovirais são letais. 

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