SARSr-CoV
SARSr-CoV Virus del SARS-CoV viriones vistos por microscopía electrónica de barrido . Síndrome respiratorio agudo severo Coronavirus ( SARSr-CoV )SARSr-CoV ( acrónimo de coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo ) es el nombre científico oficial de la especie de coronavirus que causa síndromes respiratorios agudos graves como el SARS 2003 o Covid-19 . Las diferentes variantes de este coronavirus infectan a humanos, murciélagos y otros mamíferos . Es un virus de ARN monocatenario de sentido positivo y envuelto que ingresa a su célula huésped al unirse al receptor ACE2 . Es miembro del género Betacoronavirus y del subgénero Sarbecovirus , que es diferente al del coronavirus causante del MERS .
Dos cepas de SARSr-CoV han causado brotes de enfermedades respiratorias graves en humanos: SARS-CoV , que provocó un brote de síndrome respiratorio agudo severo (SARS) entre 2002 y 2003, y SARS-CoV-2 , que desde finales de 2019 ha provocado una pandemia de enfermedad coronavirus 2019 (Covid-19). Hay cientos de otras cepas de SARSr-CoV, que se sabe que infectan única especie no humana: los murciélagos son un importante reservorio de muchas cepas de SARSr-CoV, y varias cepas se han identificado en ellos. Palma civetas , que fueron la probables antepasados del SARS-CoV.
El SARSr-CoV fue una de las muchas especies virales identificadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 2016 como una causa probable de un brote futuro en un nuevo plan elaborado después del brote de Ébola para la investigación y el desarrollo urgente de pruebas de detección , vacunas y Drogas . La predicción se hizo realidad con la pandemia de Covid-19 .
La especie viral de coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo es un miembro del género Betacoronavirus y el subgénero Sarbecovirus (subgrupo B) de la familia Coronaviridae y la subfamilia Orthocoronavirinae . Sarbecoviruses, a diferencia de embecoviruses o alphacoronaviruses , tienen un solo papain- como proteinasa (PLpro) en lugar de las dos de la ORF1 de lectura abierta marco. Se determinó que el SARSr-CoV era una separación temprana de beta-coronavirus basada en un conjunto de dominios conservados que comparte con el grupo.
Los murciélagos son el principal reservorio de SARSr-CoV. El virus ha evolucionado conjuntamente en el reservorio huésped de los murciélagos durante un largo período de tiempo. Solo recientemente las cepas de SARSr-CoV se han convertido en humanos, como en el caso de las cepas de SARS-CoV y SARS-CoV-2 . Estas dos cepas de un solo ancestro pasaron a los humanos por separado: el SARS-CoV-2 no es un descendiente directo del SARS-CoV.
El SARSr-CoV es un virus de ARN monocatenario con envoltura de polaridad positiva. Su genoma es de alrededor de 30 kb , uno de los más grandes entre los virus de ARN. Tiene 14 marcos de lectura abiertos (ORF), algunos de los cuales se superponen. El genoma tiene una tapa en su extremo 5 ' y una cola poliadenilada en su extremo 3'. Hay 265 nucleótidos en la 5'UTR y 342 nucleótidos en la 3'UTR .
La tapa y la cola poliadenilado permiten que el genoma de ARN a ser directamente traducida por el de célula huésped ribosoma . El SARSr-CoV es similar a otros coronavirus en que su expresión genómica comienza con la traducción por los ribosomas de la célula huésped de sus dos ORF grandes, 1a y 1b, los cuales producen poliproteínas .
Función de las proteínas del genoma del SARS-CoV (orf1a a orf9b) | |
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Proteína | Función |
orf1a, orf1b |
Poliproteína replicasa / transcriptasa (pp1ab) ( proteínas no estructurales ) |
orf2 |
Proteína de pico (S) , unión y entrada de virus ( proteína estructural ) |
orf3a | Interactúa con las proteínas estructurales S, E, M; Actividad de los canales de iones ; Regula el aumento de citocinas y quimiocinas como IL-8 y RANTES; Regula al alza NF-κB y JNK; Induce la apoptosis y la detención del ciclo celular , a través de Caspasa 8 y -9 , y por Bax , p53 y p38 ( MAP quinasa ) |
orf3b | Regula el aumento de citocinas y quimiocinas por RUNX1b ; Bloquea la producción y señalización del interferón de tipo I ; Induce la apoptosis y la detención del ciclo celular; |
orf4 | Proteína de envoltura (E), ensamblaje y gemación de virus ( proteína estructural ) |
orf5 | Proteína de membrana (M), ensamblaje y gemación de virus ( proteína estructural ) |
orf6 | Mejora la síntesis de ADN celular; Inhibe la producción y señalización del interferón tipo I |
orf7a | Inhibe la síntesis de proteínas celulares; Induce una respuesta inflamatoria por NF-kappaB y el promotor IL-8 ; Aumenta las quimiocinas como IL-8 y RANTES; Regula al alza JNK, p38 MAP quinasa; Induce apoptosis y detención del ciclo celular. |
orf7b | desconocida |
orf8a | Induce la apoptosis a través de las mitocondrias. |
orf8b | Mejora la síntesis de ADN celular |
orf9a | Proteína central (N), empaquetado de ARN viral ( proteína estructural ) |
orf9b | Induce apoptosis |
Se conocen las funciones de varias de las proteínas virales. Los ORF 1a y 1b codifican la replicasa / transcriptasa y los ORF 2, 4, 5 y 9a codifican, respectivamente, las cuatro proteínas estructurales principales: pico , envoltura, membrana y nucleocápside . Los últimos ORF también codifican ocho proteínas únicas (orf3a a orf9b), conocidas como proteínas accesorias, sin homólogos conocidos. Las diferentes funciones de las proteínas accesorias no se comprenden bien.
La morfología del SARSr-CoV es característica de los coronavirus en su conjunto. Los viriones son grandes partículas esféricas pleomórficas con proyecciones de superficie bulbosa, peplómeros que forman un anillo alrededor de las partículas en micrografías electrónicas. Esta apariencia de corona dio su nombre a los coronavirus. El tamaño de las partículas virales está entre 80 y 90 nm .
La envoltura viral consiste en una bicapa lipídica , donde la membrana (M), sobre (E) y espiga (S, de Spike ) proteínas están anclados. La proteína S también se denomina peplómero o proteína espicular. La interacción de la proteína S con el receptor celular es fundamental para determinar el tropismo tisular , la infectividad y el rango de especies del virus; por tanto, constituye una clave importante para la adaptación a la especie humana.
Dentro de la envoltura está la nucleocápside , que está formada por múltiples copias de la proteína N, unidas al genoma del ARN en una conformación continua de “cuentas en una cadena”. La envoltura de la bicapa lipídica , las proteínas de la membrana y la nucleocápside protegen al virus cuando está fuera del huésped. Estas protecciones son sensibles a detergentes , jabón y alcohol .
El SARSr-CoV sigue la estrategia de replicación típica de todos los coronavirus.
La unión del virión SARSr-CoV a la célula huésped está determinada por la proteína S y su receptor. El dominio de unión al receptor del dominio de unión al receptor (RBD) reconoce y se une al receptor 2 de la enzima convertidora de angiotensina ( ACE2 ). Después de la unión, el virus puede ingresar a la célula huésped por dos rutas diferentes, dependiendo de la proteasa del huésped disponible para escindir y activar la proteína Spike unida al receptor.
La primera ruta que puede tomar el virus para ingresar a la célula huésped es a través de la endocitosis y la captación en un endosoma . La proteína S unida al receptor es luego activada por la catepsina L , una cisteína proteasa que depende del potencial de hidrógeno del huésped. La activación de la proteína S unida al receptor provoca un cambio en la conformación y fusión de la envoltura viral con la pared endosomal.
Alternativamente, el virus puede entrar en la célula huésped directamente por escisión proteolítica de la proteína S unida al receptor por las serina proteasas del huésped TMPRSS2 o TMPRSS11D .
Después de la fusión, la nucleocápside pasa al citoplasma , donde se libera el genoma viral. El genoma actúa como un ARN mensajero , cuyo ribosoma traduce dos tercios correspondientes al marco de lectura abierto ORF1a / ORF1b, en dos grandes poliproteínas superpuestas, pp1a y pp1ab.
El mayor poliproteína, pp1ab, es el resultado de un cambio de marco de lectura de -1 causada por secuencia resbaladiza (UUUAAAC) y un pseudoknot ARN aguas abajo de la ORF 1a marco de lectura abierto. El desplazamiento de fase de lectura permite la traducción continua de ORF1a seguida de ORF1b.
Las poliproteínas contienen sus propias proteasas , PLpro y 3CLpro , que escinden las poliproteínas en diferentes sitios específicos. La escisión de la poliproteína pp1ab produce 16 proteínas no estructurales (nsp1 a nsp16). Estas proteínas incluyen diversas proteínas de replicación, tales como ARN polimerasa de ARN dependiente (RdRp), RNA helicasa y exoribonuclease (exón).
Varias proteínas de replicación no estructurales se fusionan para formar un complejo de replicasa-transcriptasa de múltiples proteínas (complejo de replicasa-transcriptasa , RTC). La principal proteína replicasa-transcriptasa es la ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp). Participa directamente en la replicación y transcripción del ARN de una hebra de ARN. Las otras proteínas no estructurales del complejo ayudan en el proceso de replicación y transcripción.
La proteína nsp14 es una exoribonucleasa 3'-5 ' que proporciona fidelidad adicional al proceso de replicación. La exoribonucleasa proporciona una función de reproducción al complejo que carece de RdRp. Asimismo, las proteínas nsp7 y nsp8 forman una "abrazadera deslizante" de ARN hexadecamérico que forma parte del complejo, lo que aumenta considerablemente la procesividad de RdRp. Los coronavirus requieren una mayor fidelidad y procesividad durante la síntesis de ARN debido al gran tamaño de su genoma en comparación con otros virus de ARN.
Una de las principales funciones del complejo RTC es transcribir el genoma viral. RdRp participa directamente en la síntesis de moléculas de ARN subgenómico de sentido negativo a partir de ARN genómico de sentido positivo. A esto le sigue la transcripción de estas moléculas de ARN subgenómico de sentido negativo en sus correspondientes ARNm de sentido positivo.
La otra función importante del complejo RTC es replicar el genoma viral. RdRp participa directamente en la síntesis de ARN genómico de sentido negativo a partir de ARN genómico de sentido positivo. A esto le sigue la replicación del ARN genómico de sentido positivo a partir del ARN genómico de sentido negativo.
El ARN genómico de sentido positivo replicado se convierte en el genoma de la progenie de virus. Los diferentes ARNm pequeños son transcripciones del último tercio del genoma, que sigue los marcos de lectura ORF1a y ORF1b. Estos ARNm se traducen en las cuatro proteínas estructurales (S, E, M y N) que serán parte de los viriones de la progenie y también otras ocho proteínas accesorias (orf3 a orf9b).
La traducción del ARN ocurre dentro del retículo endoplásmico . Las proteínas estructurales virales S, E y M se mueven a lo largo de la vía secretora en el compartimento intermedio de Golgi . Allí, las proteínas M dirigen la mayoría de las interacciones proteína-proteína necesarias para el ensamblaje del virus después de unirse a la nucleocápside.
Los viriones se liberan de la célula huésped por exocitosis a través de vesículas secretoras.
“Más notablemente, se descubrió que los murciélagos en herradura son el reservorio de CoVs similares al SARS, mientras que los gatos de civeta de palma se consideran el hospedador intermedio de los CoVs del SARS [43, 44, 45]. "
“Figura 2. Análisis filogenético de ARN polimerasas (Pol) dependientes de ARN de coronavirus con secuencias genómicas completas disponibles. El árbol fue construido por el método de unión de vecinos y enraizado usando poliproteína del virus Breda. "
"Vea la Figura 1".
"Vea la Figura 1".
“Además, el análisis filogenético posterior utilizando tanto la secuencia completa del genoma como los enfoques proteómicos, se concluyó que el SARSr-CoV es probablemente una escisión temprana del linaje Betacoronavirus [1]; Vea la Figura 2. "
“Los ancestros de Betacoronavirus-b, es decir, los ancestros de SARSr-CoVs, podrían haber sido hospedados históricamente por el ancestro común de Rhinolophidae e Hipposideridae y podrían haber evolucionado más tarde de forma independiente en los linajes que condujeron a los betacoronavirus Rhinolophidae e Hipposideridae. "
“El genoma del SARS-CoV tiene ∼29,7 kb de largo y contiene 14 marcos de lectura abiertos (ORF) flanqueados por regiones 5 ′ y 3 ′ sin traducir de 265 y 342 nucleótidos, respectivamente (Figura 1). "
"Consulte la Tabla 1."
"Consulte la Tabla 1."
"Vea la Figura 1".
"Los viriones adquirieron una envoltura al brotar en las cisternas y formaron partículas en su mayoría esféricas, a veces pleomórficas, que promediaron 78 nm de diámetro (Figura 1A)"
“Sin embargo, la interacción entre la proteína S y el receptor sigue siendo el principal, si no el único, determinante del rango de especies hospedadoras del coronavirus y del tropismo tisular. "
"Las diferentes cepas de SARS-CoV aisladas de varios huéspedes varían en sus afinidades de unión por ACE2 humana y, en consecuencia, en su infectividad de células humanas76,78 (Fig. 6b)"
“Ver sección: Estructura de Virión. "
“Vea la Figura 4c. "
"Vea la Figura 10."
"Consulte la sección: Ciclo de vida del coronavirus: conexión y entrada"
"Ver figura 2"
"El SARS-CoV puede secuestrar dos sistemas proteolíticos celulares para garantizar el procesamiento adecuado de su proteína S. La escisión del SARS-S puede ser facilitada por la catepsina L, una proteasa de la célula hospedadora endo / lisosomal dependiente del pH, tras la captación de viriones en los endosomas de la célula diana (25). Alternativamente, las serina proteasas transmembrana de tipo II (TTSP) TMPRSS2 y HAT pueden activar el SARS-S, presumiblemente mediante la escisión del SARS-S en o cerca de la superficie celular, y la activación del SARS-S por TMPRSS2 permite la catepsina L-independiente celular entrada (26, –28). "
“S se activa y se escinde en las subunidades S1 y S2 por otras proteasas del huésped, como la proteasa transmembrana serina 2 (TMPRSS2) y TMPRSS11D, que permite la entrada del virus no endosómico en la superficie celular en la membrana plasmática. "
"Ver la Figura 8."
"Ver sección: Expresión de la proteína replicasa"
"Consulte la Tabla 2".
“Finalmente, estos resultados, combinados con los de trabajos anteriores (33, 44), sugieren que los CoV codifican al menos tres proteínas involucradas en la fidelidad (nsp12-RdRp, nsp14-ExoN y nsp10), lo que respalda el ensamblaje de una replicasa multiproteína complejo de fidelidad, como se describió anteriormente (38) »
"Consulte la sección: Ciclo de vida de Corona: replicación y transcripción"
"Vea la Figura 1".
"Consulte la sección: Ciclo de vida del coronavirus: ensamblaje y lanzamiento"