Lez3-4

VIRUS A DNA
Replicazione nucleare
1.
2.
DNA lineare
DNAss = Parvovirus
DNAds = Adenovirus - Herpesvirus
DNAds circolare = Poliomavirus e Papillomavirus
Replicazione citoplasmatica
POXVIRUS
Replicazione nucleare e citoplasmatica
HEPADNAVIRUS
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TRASCRIZIONE DEI VIRUS A DNA
Nucleare
utilizzano la RNA pol II cellulare (ecc. POXVIRUS)
QuickTi me™ e un
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Adenovirus
POXVIRUS: Utilizzano enzimi presenti nel core del virus.
Trascritti senza introni. Assenza di splicing
2
TRASCRIZIONE DEI VIRUS A DNA
Proteine virali regolano l’interazione di fattori trascrizionali
cellulari con sequenze promoter o enhancer al 5’ dei geni
virali (es: HSV-1= VP16)
Trascrizione di geni su filamenti diversi di DNA (es: SV40 =
early e late su filamenti opposti)
Possibilità di mRNA policistronici con introni
Splicing intranucleare
Aggiunta di catene di poli A (100-200 residui di adenina) al 3’
e cap metilato al 5’
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Genomi compatti:
presenza di ORF differenti
trascrizione da segmenti di DNA con polarità differente
Es schema genoma papova
SV40
50% in una direzione
50% nell’altra
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TRASCRIZIONE DEI VIRUS A DNA
- Organizzazione temporale :
mRNA precoci (EARLY)
Proteine non-strutturali
Replicazione del DNA
mRNA tardivi (LATE)
Trascrizione in 2 tempi (es.ADENOVIRUS)
Proteine
strutturali
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TRASCRIZIONE NEI VIRUS A DNA
HERPESVIRUS
- Organizzazione temporale (in 3 tempi) :
Precoci immediati* (CHX insensibili)
mRNA precoci
Precoci ritardati (CHX sensibili)
Replicazione del DNA
mRNA tardivi
* Utilizzano fattori di trascrizione virali (a-TIF, nel virione) e cellulari (NF-kB)
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REPLICAZIONE del DNA VIRALE
SEMICONSERVATIVA con vari intermedi di replicazione
Parvovirus - Papillomavirus-Poliomavirus: DNA pol cellulare
Adenovirus - Herpesvirus: DNA pol virale
> velocità
> errori
Target per antivirali
(acyclovir)
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REPLICAZIONE VIRUS a DNA
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: i genomi presentano regioni ORI
sequenze ricche di AT: facilitano lo srotolamento del DNA
siti di legame per proteine (Ori recognition proteins)
sequenze dentro o vicino a regioni di controllo trascrizionale
siti di legame per fattori trascrizionali e proteine con funzione di
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enhancer , virali e/o cellulari (aumento dell’efficienza di replicazione)
Replicazione del genoma dei virus a DNA :
le proteine di riconoscimento della regione ORI
Tutti i virus a DNA codificanore almeno una proteina per iniziare la
replicazione del genoma
lega la regione ORI del genoma virale.
il legame della/e proteine tende a distorcere la regione ORI
La distorzione della regione ORI facilita il reclutamento di proteine
(virali o celluleri) ad attività di elicasi ATP-dipendente che permette
lo srotolamento del DNA virale
I virus più grandi codificano la DNA polimerasi ed altre proteine
necessarie per la replicazione del genoma
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REPLICAZIONE DEI GENOMI LINEARI A DNA
il problema dei terminali
Tutte le DNA polimerasi non sono in grado di replicare il DNA a partire da
uno stampo a ssDNA.
DNAss
5’
5’
3’
3’
5’
3’
5’
DNA polimerasi (cellulare o virale)
5’
3’
5’
Rimozione di primers
3’
3’
5’
DNA polimerasi (cellulare o virale)
5’
perdita dei terminali
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Ridondanza terminale:
presenza di “terminal repeats” (TR)
(genoma di Adenovirus)
Sequenze identiche
……...e di “inverted terminal repeats” (ITR) (genoma di Poxvirus, Parvoviru
ed Herpesvirus).
5’
3’
a b c
c’ b’ a’
a’ b’ c’
c b a
3’
5’
La lunghezza dei ITR varia da 20 a 150 residui nucleotidici.
Nei Poxvirus è di oltre 10.000 basi (> 5% del genoma)
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5’
3’
a b c
c’ b’ a’
a’ b’ c’
c b a
3’
5’
melt and annealing
a
b
c
5’
+
3’
a’
b’
c’
3’
a’
b’
c’
5’
a
b
c
-
12
Le sequenze terminali sono necessarie per la replicazione del GENOMA VIRALE
cross-linking
poxvirus
circolarizzazione
hepesvirus
legame covalente
con proteine
adenovirus
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Genomi a DNA circolare*
sito di origine della replicazione (ORI)
la replicazione del DNA è
bidirezionale (replicazione a Theta)

Terminazione della sintesi di DNA a
180o da ORI (congiunzione delle forche
di replicazione)

* Poliomavirus, Papillomavirus
ORI = sequenza unica
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Le sequenze ITR dei PARVOVIRUS
DNAss
3’ ITR
sequenze genomiche
ITR
5’
115-145 n
3’
5’
sequenze palindromiche
formazione di strutture hairpin
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Replicazione Hepadnavirus
nel nucleo
genoma
dsDNA (circolare incompleto)
episomale
m RNA
sintetizzati dalla pol II cellulare
pregenoma a RNA
nel citoplasma
P (RT/RNasi H)
retrotrascrizione
RNA: RNA/DNA:DNA/DNA
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VIRUS A RNA
Replicazione citoplasmatica
1.
RNA lineare ss
-polarità positiva
-polarita negativa
2.
RNAds = Reovirus
Replicazione nucleare
ORTHMYXOVIRUS e RETROVIRUS
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REPLICAZIONE dei virus a RNA
RNA polimerasi RNA-dipendenti (RpRd)
non utilizzano PRIMERS
(la trascrizione e/o replicazione dell’ RNA
inizia all’estremità della molecola lineare)
> velocità
assenza di proof-reading
 Caratteristica delle RNA polimerasi RNA dipendenti
Resistenti a sostanze che inibiscono le RNA polimerasi DNAdipendenti (Actinomicina D)
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TRASCRIZIONE di VIRUS a 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
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- più molecole di RNA (genoma segmentato)
ogni segmento codifica per un mRNA
virus influenzale
- singola molecola di RNA
Sequenze EIS
VSV
3’
5’
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mRNA provvisti di sequenze cap e poly A
Struttura secondaria della sequenza IRES
(Internal Ribosome Entry Site) presente al 5’ del
RNA genomico.
Necessaria per la funzione del genoma come
mRNA .
IRES di POLIOVIRUS
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RNA (+)
IR
RNA (-)
RNA (+)
poliproteina
RpRd
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Rhabdovirus
Mononegavirales Paramyxovirus
Orthomyxovirus
RNA (-)
IR
RNA (+)
RNA (-)
RpRd
veicolata dal virione
mRNA
mRNA
monocistronici
RpRd
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Virus a RNA ambisenso
“RNA subgenomici”
proteasi (nsP2)
codificata dal virus
genoma
RpRd
(subgenomic
promoter)
proteasi virali e cellulari
RNA subgenomici: Togavirus, Bunyavirus
proteine
strutturali
del virione
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Retrovirus : ssRNA (+)
nel citoplasma
genoma
ssRNA(+) (diploide)
RT/RNase H (con funzioni IN)
retrotrascrizione
nel nucleo
DNA
vRNA
Integrato nel genoma della cellula
ospite (provirus)
sintetizzato dalla pol II cellulare
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MATURAZIONE E LIBERAZIONE
DEI VIRUS ANIMALI
1. Assemblaggio del capside (procapside)
2. Formazione del nucleocapside
Virus a DNA
nel NUCLEO (ecc. POXVIRUS - HEPADNAVIRUS)
Virus a RNA
nel CITOPLASMA (ecc. ORTHOMYXOVIRUS))
LISI
3. LIBERAZIONE
GEMMAZIONE
ESOCITOSI
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Assemblaggio e maturazione dei capsidi icosaedrici
VP3
VP3 VP0
VP1
VP0
POLIOVIRUS
VP1
pentamero
procapside (12 pentoni)
RNA
VP0
Virione
VP2 + VP4
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Assemblaggio e maturazione dei virus animali con
capside elicoidale
NP
Paramyxovirus
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Maturazione e Rilascio degli herpesvirus
acquisizione dell’involucro virale sulle membrane del Golgi o sulle membrane degli endosomi ?
il rilascio del virus avviene per esocitosi (via secretoria
cellulare)
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