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VIRUS A DNA
Replicazione nucleare e citoplasmaticaHEPADNAVIRUS
Replicazione nucleare
Replicazione citoplasmatica POXVIRUS
- DNAss = Parvovirus- DNAds = Adenovirus - Herpesvirus
1. DNA lineare
2. DNAds circolare = Poliomavirus e Papillomavirus
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TRASCRIZIONE DEI VIRUS A DNA
Nucleare utilizzano la RNA pol II cellulare (ecc. POXVIRUS)
POXVIRUS: Utilizzano enzimi presenti nel core del virus. Trascritti senza introni. Assenza di splicing
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Adenovirus
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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)
Aggiunta di catene di poli A (100-200 residui di adenina) al 3’ e cap metilato al 5’
Trascrizione di geni su filamenti diversi di DNA (es: SV40 = early e late su filamenti opposti)
Possibilità di mRNA policistronici con introni Splicing intranucleare
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Genomi compatti: presenza di ORF differentitrascrizione da segmenti di DNA con polarità differente
Es schema genoma papova
SV4050% in una direzione 50% nell’altra
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TRASCRIZIONE DEI VIRUS A DNA
Replicazione del DNA
- Organizzazione temporale :
mRNA precoci (EARLY) Proteine non-strutturali
mRNA tardivi (LATE) Proteine strutturali
Trascrizione in 2 tempi (es.ADENOVIRUS)
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TRASCRIZIONE NEI VIRUS A DNA
- Organizzazione temporale (in 3 tempi) :
mRNA precoci
* Utilizzano fattori di trascrizione virali (-TIF, nel virione) e cellulari (NF-B)
Precoci immediati* (CHX insensibili)
Precoci ritardati (CHX sensibili)
mRNA tardivi
Replicazione del DNA
HERPESVIRUS
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Parvovirus - Papillomavirus-Poliomavirus: DNA pol cellulare
Adenovirus - Herpesvirus: DNA pol virale
> velocità> errori
Target per antivirali
REPLICAZIONE del DNA VIRALE
SEMICONSERVATIVA con vari intermedi di replicazione
(acyclovir)
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REPLICAZIONE VIRUS a DNA
: i genomi presentano regioni ORI
siti di legame per proteine (Ori recognition proteins)
sequenze ricche di AT: facilitano lo srotolamento del DNA
sequenze dentro o vicino a regioni di controllo trascrizionalesiti di legame per fattori trascrizionali e proteine con funzione di enhancer , virali e/o cellulari (aumento dell’efficienza di replicazione)
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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 DNAil problema dei terminali
3’ 5’
5’ 3’5’ 3’
3’ 5’
5’5’
DNA polimerasi (cellulare o virale)
Rimozione di primers
3’ 5’
DNA polimerasi (cellulare o virale)
3’ 5’
perdita dei terminali
Tutte le DNA polimerasi non sono in grado di replicare il DNA a partire da uno stampo a ssDNA.
DNAss
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Ridondanza terminale:
presenza di “terminal repeats” (TR)
Sequenze identiche
……...e di “inverted terminal repeats” (ITR) (genoma di Poxvirus, Parvovirus ed Herpesvirus).
3’5’
3’ 5’
a b c
a’ b’ c’
c’ b’ a’
c b a
La lunghezza dei ITR varia da 20 a 150 residui nucleotidici.Nei Poxvirus è di oltre 10.000 basi (> 5% del genoma)
(genoma di Adenovirus)
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3’5’
3’ 5’
a b c
a’ b’ c’
c’ b’ a’
c b a
melt and annealing
5’ 3’ 3’ 5’abc
a’b’c’
a’b’c’
abc
+ -
Le sequenze terminali sono necessarie per la replicazione del GENOMA VIRALE
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adenoviruslegame covalentecon proteine
poxviruscross-linking
circolarizzazione
hepesvirus
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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)
ORI = sequenza unica
* Poliomavirus, Papillomavirus
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ITR ITRsequenze genomiche 3’ 5’
sequenze palindromiche formazione di strutture hairpin
3’ 5’
115-145 n
Le sequenze ITR dei PARVOVIRUS
DNAss
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Replicazione Hepadnavirus
genoma dsDNA (circolare incompleto)
m RNA
pregenoma a RNA
P (RT/RNasi H)
retrotrascrizione
nel nucleo
episomale
sintetizzati dalla pol II cellulare
nel citoplasma
RNA: RNA/DNA:DNA/DNA
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VIRUS A RNA
Replicazione citoplasmatica
Replicazione nucleare ORTHMYXOVIRUS e RETROVIRUS
-polarità positiva-polarita negativa
1. RNA lineare ss
2. RNAds = Reovirus
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non utilizzano PRIMERS
REPLICAZIONE dei virus a RNA
RNA polimerasi RNA-dipendenti (RpRd)
> velocità assenza di proof-reading
Caratteristica delle RNA polimerasi RNA dipendenti
Resistenti a sostanze che inibiscono le RNA polimerasi DNA-dipendenti (Actinomicina D)
(la trascrizione e/o replicazione dell’ RNA inizia all’estremità della molecola lineare)
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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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3’ 5’
mRNA provvisti di sequenze cap e poly A
Sequenze EIS
- più molecole di RNA (genoma segmentato)
ogni segmento codifica per un mRNA virus influenzale
- singola molecola di RNA
VSV
21IRES di POLIOVIRUS
Struttura secondaria della sequenza IRES (Internal Ribosome Entry Site) presente al 5’ del RNA genomico.Necessaria per la funzione del genoma come mRNA .
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RNA (+)
poliproteina
RpRd
IRRNA (-)
RNA (+)
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RNA (-)
RpRd
IRRNA (+)
RNA (-)
mRNA
RpRd veicolata dal virione
RhabdovirusParamyxovirus Orthomyxovirus
Mononegavirales
mRNA monocistronici
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Virus a RNA ambisenso “RNA subgenomici”
RNA subgenomici: Togavirus, Bunyavirus
proteasi virali e cellulari
proteasi (nsP2)codificata dal virus
(subgenomic promoter)
proteine strutturali del virione
genoma
RpRd
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Retrovirus : ssRNA (+)
genoma ssRNA(+) (diploide)
vRNA
RT/RNase H (con funzioni IN)
DNA Integrato nel genoma della cellula ospite (provirus)
sintetizzato dalla pol II cellulare
nel nucleo
nel citoplasma
retrotrascrizione
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MATURAZIONE E LIBERAZIONEDEI VIRUS ANIMALI
1. Assemblaggio del capside (procapside)
2. Formazione del nucleocapside
Virus a DNA nel NUCLEO
Virus a RNA nel CITOPLASMA
3. LIBERAZIONE
LISI
GEMMAZIONE
(ecc. POXVIRUS - HEPADNAVIRUS)
(ecc. ORTHOMYXOVIRUS))
ESOCITOSI
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Assemblaggio e maturazione dei capsidi icosaedrici
POLIOVIRUS
procapside (12 pentoni)
RNA VP0 VP2 + VP4
VP1
VP3 VP0
VP1
VP3 VP0
pentamero
Per vedere questa immagineoccorre QuickTime™ e un
decompressore GIF.Virione
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Assemblaggio e maturazione dei virus animali con capside elicoidale
NP
Paramyxovirus
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acquisizione dell’involucro virale sulle membrane del Golgi o sulle membrane degli endosomi ???
Maturazione e Rilascio degli herpesvirus
il rilascio del virus avviene per esocitosi (via secretoria cellulare)