| Coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo | |
|---|---|
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| Micrografía electrónica de transmisión de coronavirus relacionados con el SARS que emergen de células hospedadoras cultivadas en el laboratorio | |
Clasificación de virus  | |
| (no clasificado): | Virus |
| Reino : | Riboviria |
| Reino: | Orthornavirae |
| Filo: | Pisuviricota |
| Clase: | Pisoniviricetes |
| Pedido: | Nidovirales |
| Familia: | Coronaviridae |
| Género: | Betacoronavirus |
| Subgénero: | Sarbecovirus |
| Especies: | Coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo |
| Son | |
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| Sinónimos | |
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El coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo ( SARSr-CoV o SARS-CoV ) [nota 1] es una especie de coronavirus que infecta a los seres humanos , los murciélagos y algunos otros mamíferos . [2] [3] Es un virus de ARN monocatenario de sentido positivo envuelto que ingresa a la célula huésped al unirse alreceptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2). [4] Es un miembro del género Betacoronavirus y del subgénero Sarbecovirus . [5] [6]
Dos cepas del virus han causado brotes de graves enfermedades respiratorias en humanos: respiratorio agudo severo síndrome de coronavirus (SARS-CoV o SARS-CoV-1), lo que causó la 2002-2004 brote de síndrome respiratorio agudo severo (SARS), y severa síndrome respiratorio agudo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), que está causando la pandemia actual de COVID-19 . [7] [8] Hay cientos de otras cepas de SARS-CoV, de las cuales solo se sabe que infectan especies no humanas: los murciélagos son un reservorio importantede muchas cepas de coronavirus relacionados con el SRAS, y se han identificado varias cepas en civetas de palma , que probablemente eran antepasados del SRAS-CoV. [7] [9]
El coronavirus relacionado con el SARS fue uno de varios virus identificados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 2016 como una causa probable de una futura epidemia en un nuevo plan desarrollado después de la epidemia de ébola para la investigación y el desarrollo urgentes antes y durante una epidemia hacia el diagnóstico. pruebas , vacunas y medicamentos . Esta predicción se cumplió en 2020 con la pandemia de COVID-19 . [10] [11]
Clasificación [ editar ]
El coronavirus relacionado con el SRAS es miembro del género Betacoronavirus (grupo 2) y del subgénero Sarbecovirus (subgrupo B). [12] Los sarbecovirus, a diferencia de los embecovirus o los alfacoronavirus , tienen solo una proteinasa similar a la papaína ( PLpro ) en lugar de dos en el marco de lectura abierto ORF1. [13] Se determinó que el SARSr-CoV era una escisión temprana de los betacoronavirus basándose en un conjunto de dominios conservados que comparte con el grupo. [14] [15]
Los murciélagos sirven como la principal especie de reservorio de los coronavirus relacionados con el SARS como el SARS-CoV-1 y el SARS-CoV-2. El virus ha coevolucionado en el reservorio huésped del murciélago durante un largo período de tiempo. [16] Sólo recientemente han evolucionado cepas de coronavirus relacionados con el SARS e hicieron que las especies cruzadas saltaran de los murciélagos a los humanos, como en el caso de las cepas SARS-CoV y SARS-CoV-2 . [17] [4] Ambas cepas descendieron de un solo antepasado, pero hicieron que las especies cruzadas saltaran a los humanos por separado. El SARS-CoV-2 no es un descendiente directo del SARS-CoV. [7]
Genoma [ editar ]
El coronavirus relacionado con el SARS es un virus de ARN monocatenario de sentido positivo y envuelto . Su genoma es de aproximadamente 30 kb , que es uno de los más grandes entre los virus de ARN. El virus tiene 14 marcos de lectura abiertos que se superponen en algunos casos. [18] El genoma tiene el casquete metilado 5 ′ habitual y una cola poliadenilada 3 ′ . [19] Hay 265 nucleótidos en la 5'UTR y 342 nucleótidos en la 3'UTR . [18]
La tapa metilada 5 'y la cola poliadenilada 3' permiten que el ribosoma de la célula huésped traduzca directamente el genoma del ARN de sentido positivo en la entrada viral . [20] El SARSr-CoV es similar a otros coronavirus en que la expresión del genoma comienza con la traducción por los ribosomas de la célula huésped de sus dos grandes marcos de lectura abiertos (ORF) iniciales superpuestos, 1a y 1b, que producen poliproteínas . [18]
| Función de las proteínas del genoma del SARS-CoV (orf1a a orf9b) | |
|---|---|
| Proteína | Función [21] [22] [23] |
| orf1ab P0C6X7 | Poliproteína replicasa / transcriptasa (pp1ab) ( proteínas no estructurales ) |
| orf2 P59594 | Proteína de pico (S), unión y entrada de virus ( proteína estructural ) |
| orf3a P59632 | Interactúa con proteínas estructurales S, E, M; Actividad de los canales de iones ; Regula al alza citocinas y quimiocinas tales como IL-8 y RANTES ; Regula al alza NF-κB y JNK ; Induce apoptosis y detención del ciclo celular , a través de Caspasa 8 y -9 , y por MAP quinasa Bax , p53 y p38 |
| orf3b P59633 | Regula al alza citocinas y quimiocinas mediante RUNX1b ; Inhibe la producción y señalización de IFN de tipo I ; Induce la apoptosis y la detención del ciclo celular ; |
| orf4 P59637 | Proteína de envoltura (E), ensamblaje y gemación de virus ( proteína estructural ) |
| orf5 P59596 | Proteína de membrana (M), ensamblaje y gemación de virus ( proteína estructural ) |
| orf6 P59634 | Mejora la síntesis de ADN celular; Inhibe la producción y señalización de IFN de tipo I |
| orf7a P59635 | Inhibe la síntesis de proteínas celulares; Induce la respuesta inflamatoria por el promotor NF-kappaB e IL-8 ; Quimiocinas de regulación ascendente tales como IL-8 y RANTES; Regula al alza JNK, p38 MAP quinasa; Induce apoptosis y detención del ciclo celular. |
| orf7b Q7TFA1 | Desconocido |
| orf8a Q7TFA0 | Induce la apoptosis a través de la vía de las mitocondrias |
| orf8b Q80H93 | Mejora la síntesis de ADN celular, también conocido como X5. |
| orf9a P59595 | Proteína nucleocápside (N), empaquetamiento de ARN viral ( proteína estructural ) |
| orf9b P59636 | Induce apoptosis |
| orf10 Q7TLC7 | "Proteína 14" específica del SRAS |
Se conocen las funciones de varias de las proteínas virales. [24] Los ORF 1a y 1b codifican la poliproteína replicasa / transcriptasa, y los ORF posteriores 2, 4, 5 y 9a codifican, respectivamente, las cuatro proteínas estructurales principales: pico, envoltura, membrana y nucleocápside . [25] Los ORF posteriores también codifican ocho proteínas únicas (orf3a a orf9b), conocidas como proteínas accesorias, muchas de las cuales no tienen homólogos conocidos. Las diferentes funciones de las proteínas accesorias no se comprenden bien. [24]
Morfología [ editar ]
La morfología del coronavirus relacionado con el SARS es característica de la familia de coronavirus en su conjunto. Los virus son grandes partículas esféricas pleomórficas con proyecciones de superficie bulbosa que forman una corona alrededor de las partículas en micrografías electrónicas. [26] El tamaño de las partículas del virus está en el rango de 80 a 90 nm. La envoltura del virus en las micrografías electrónicas aparece como un par distinto de capas densas de electrones. [27]
La envoltura viral consta de una bicapa lipídica donde se anclan las proteínas de membrana (M), envoltura (E) y espiga (S) . [28] Las proteínas de pico proporcionan al virus sus proyecciones de superficie bulbosa. La interacción de la proteína espiga con su receptor de la célula huésped del complemento es fundamental para determinar el tropismo tisular , la infectividad y el rango de especies del virus. [29] [30]
Dentro de la envoltura, se encuentra la nucleocápside , que se forma a partir de múltiples copias de la proteína nucleocápsida (N), que se unen al genoma de ARN monocatenario de sentido positivo (~ 30 kb ) en un cordón continuo. conformación tipo cadena . [31] [32] La envoltura de la bicapa lipídica, las proteínas de la membrana y la nucleocápside protegen al virus cuando está fuera del huésped. [33]
Ciclo de vida [ editar ]
El coronavirus relacionado con el SARS sigue la estrategia de replicación típica de todos los coronavirus. [19] [34]
Adjunto y entrada [ editar ]
La unión del coronavirus relacionado con el SARS a la célula huésped está mediada por la proteína de pico y su receptor. [35] El dominio de unión al receptor de proteína de pico (RBD) reconoce y se une al receptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2). [4] Después de la conexión, el virus puede ingresar a la célula huésped por dos caminos diferentes. El camino que toma el virus depende de la proteasa del huésped disponible para escindir y activar la proteína de pico unida al receptor. [36]
El primer camino que puede tomar el coronavirus del SARS para ingresar a la célula huésped es por endocitosis y captación del virus en un endosoma . La proteína de punta unida al receptor es activada luego por la cisteína proteasa catepsina L dependiente del pH del hospedador . La activación de la proteína espiga unida al receptor provoca un cambio conformacional y la posterior fusión de la envoltura viral con la pared endosomal . [36]
Alternativamente, el virus puede entrar en la célula huésped directamente mediante la escisión proteolítica de la proteína espiga unida al receptor por las serina proteasas TMPRSS2 o TMPRSS11D del huésped en la superficie celular. [37] [38] En el coronavirus del SARS, la activación de la parte C-terminal de la proteína espiga desencadena la fusión de la envoltura viral con la membrana de la célula huésped al inducir cambios conformacionales que no se comprenden completamente. [39]
Traducción del genoma [ editar ]
| Función de las proteínas no estructurales del coronavirus (nsps) [40] | |
|---|---|
| Proteína | Función |
| nsp1 | Promueve la degradación del ARNm del huésped , bloquea la traducción del huésped ; bloquea la respuesta inmune innata |
| nsp2 | Se une a las proteínas prohibitinas ; función desconocida |
| nsp3 | Proteína transmembrana multidomana ; interactúa con la proteína N ; promueve la expresión de citocinas ; El dominio PLPro escinde la poliproteína pp1ab y bloquea la respuesta inmune innata del huésped; otros dominios funciones desconocidas |
| nsp4 | Proteína de armazón transmembrana ; permite una estructura adecuada para vesículas de doble membrana (DMV) |
| nsp5 | 3CLPro escinde la poliproteína pp1ab |
| nsp6 | Proteína de armazón transmembrana; función desconocida |
| nsp7 | Forma un complejo hexadecamerico con nsp8; abrazadera procesividad para RdRp (nsp12) |
| nsp8 | Forma un complejo hexadecamerico con nsp7; abrazadera de procesividad para RdRp (nsp12); actúa como una primasa |
| nsp9 | Proteína de unión a ARN (RBP) |
| nsp10 | cofactor nsp16 y nsp14 ; forma heterodímero con ambos; estimula la actividad 2-O-MT (nsp16) y ExoN (nsp14) |
| nsp11 | Función desconocida |
| nsp12 | ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp) |
| nsp13 | ARN helicasa , 5 'trifosfatasa |
| nsp14 | N7 metiltransferasa , 3'-5 ' exoribonucleasa (ExoN); N7 MTase agrega un límite de 5 ′ , ExoN corrige el genoma |
| nsp15 | Endoribonucleasa (NendoU) |
| nsp16 | 2'-O-metiltransferasa (2-O-MT); protege el ARN viral de MDA5 |
Después de la fusión, la nucleocápside pasa al citoplasma , donde se libera el genoma viral. [35] El genoma actúa como un ARN mensajero y el ribosoma de la célula traduce dos tercios del genoma, que corresponde al marco de lectura abierto ORF1a y ORF1b, en dos grandes poliproteínas superpuestas, pp1a y pp1ab.
La poliproteína pp1ab más grande es el resultado de un desplazamiento del marco ribosómico -1 causado por una secuencia resbaladiza (UUUAAAC) y un pseudonudo de ARN corriente abajo al final del marco de lectura abierto ORF1a. [41] El desplazamiento del marco ribosómico permite la traducción continua de ORF1a seguida de ORF1b. [42]
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). Proteínas del producto incluyen diversas proteínas de replicación, tales como ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp), RNA helicasa , y exoribonuclease (exón). [42]
Las dos proteasas del SARS-CoV-2 (PLpro y 3CLpro) también interfieren con la respuesta del sistema inmunológico a la infección viral al escindir tres proteínas del sistema inmunológico. PLpro escinde IRF3 y 3CLpro escinde tanto NLRP12 como TAB1 . "La escisión directa de IRF3 por NSP3 podría explicar la respuesta embotada de IFN de tipo I observada durante las infecciones por SARS-CoV-2, mientras que la escisión mediada por NSP5 de NLRP12 y TAB1 apunta a un mecanismo molecular para una mayor producción de IL-6 y la respuesta inflamatoria observada en COVID -19 pacientes ". [43]
Replicación y transcripción [ editar ]
Varias de las proteínas de replicación no estructurales se fusionan para formar un complejo de replicasa-transcriptasa de múltiples proteínas (RTC). [42] 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. [40]
La proteína nsp14 es una exoribonucleasa 3'-5 ' que proporciona una fidelidad adicional al proceso de replicación. La exoribonucleasa proporciona una función de corrección de pruebas al complejo del que carece la ARN polimerasa dependiente de ARN. De manera similar, las proteínas nsp7 y nsp8 forman una abrazadera deslizante hexadecamérica como parte del complejo que aumenta en gran medida la procesividad de la ARN polimerasa dependiente de ARN. [40] Los coronavirus requieren una mayor fidelidad y procesividad durante la síntesis de ARN debido al tamaño relativamente grande del genoma en comparación con otros virus de ARN. [44]
Una de las principales funciones del complejo replicasa-transcriptasa es transcribir el genoma viral. RdRp media directamente en la síntesis de moléculas de ARN subgenómico de sentido negativo a partir del ARN genómico de sentido positivo. A esto le sigue la transcripción de estas moléculas de ARN subgenómico de sentido negativo a sus correspondientes ARNm de sentido positivo . [45]
La otra función importante del complejo replicasa-transcriptasa es replicar el genoma viral. RdRp media directamente en la síntesis de ARN genómico de sentido negativo a partir del 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. [45]
El ARN genómico de sentido positivo replicado se convierte en el genoma de la progenie de virus . Los diversos ARNm más pequeños son transcripciones del último tercio del genoma del virus que sigue los marcos de lectura ORF1a y ORF1b. Estos ARNm se traducen en las cuatro proteínas estructurales (S, E, M y N) que se convertirán en parte de las partículas del virus de la progenie y también en otras ocho proteínas accesorias (orf3 a orf9b) que ayudan al virus. [46]
Recombinación [ editar ]
Cuando dos genomas del SARS-CoV están presentes en una célula huésped, pueden interactuar entre sí para formar genomas recombinantes que pueden transmitirse a la progenie de virus. La recombinación probablemente ocurre durante la replicación del genoma cuando la ARN polimerasa cambia de una plantilla a otra (recombinación por elección de copia). [47] El SARS-CoV humano parece haber tenido una historia compleja de recombinación entre coronavirus ancestrales alojados en varios grupos de animales diferentes. [47] [48]
Montaje y lanzamiento [ editar ]
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 hacia el compartimento intermedio de Golgi . Allí, las proteínas M dirigen la mayoría de las interacciones proteína-proteína necesarias para el ensamblaje de virus después de su unión a la nucleocápside. [49]
Los virus de la progenie se liberan de la célula huésped por exocitosis a través de vesículas secretoras. [49]
Ver también [ editar ]
- Coronavirus de murciélago similar al SARS WIV1 (SL-CoV-WIV1)
- Murciélago coronavirus similar al SARS RsSHC014
- Murciélago coronavirus RaTG13
Notas [ editar ]
- ^ Los términos SARSr-CoV y SARS-CoV a veces se usan indistintamente, especialmente antes del descubrimiento del SARS-CoV-2.
Referencias [ editar ]
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En particular, se descubrió que los murciélagos en herradura son el reservorio de los CoV similares al SRAS, mientras que los gatos de algalia palmera se consideran el hospedador intermedio de los CoV del SRAS [43, 44, 45].
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Figura 2. Análisis filogenético de ARN polimerasas (Pol) dependientes de ARN de coronavirus con secuencias genómicas completas disponibles. El árbol se construyó mediante el método de unión de vecinos y se enraizó utilizando poliproteína del virus Breda.
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Además, el análisis filogenético posterior utilizando tanto la secuencia completa del genoma como enfoques proteómicos, se concluyó que el SARSr-CoV es probablemente una escisión temprana del linaje Betacoronavirus [1]; Ver figura 2.
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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.
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El genoma del SARS-CoV tiene una longitud de ~ 29,7 kb y contiene 14 marcos de lectura abiertos (ORF) flanqueados por regiones 5 'y 3' sin traducir de 265 y 342 nucleótidos, respectivamente (Figura 1).
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Los diámetros de partículas variaron de 50 a 150 nm, excluidas las puntas, con diámetros medios de partículas de 82 a 94 nm; Consulte también la Figura 1 para la carcasa doble.
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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 de coronavirus y del tropismo tisular.
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Las diferentes cepas de SARS-CoV aisladas de varios hospedadores varían en sus afinidades de unión a la ECA2 humana y, en consecuencia, en su infectividad de las células humanas76,78 (Fig. 6b)
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Ver sección: Estructura de Virión.
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Vea la Figura 4c.
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Ver figura 10.
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Consulte la sección: Ciclo de vida del coronavirus: conexión y entrada
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Ver figura 2.
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El SARS-CoV puede secuestrar dos sistemas proteolíticos celulares para garantizar el procesamiento adecuado de su proteína S. La escisión del SARS-S puede facilitarse mediante la catepsina L, una proteasa de la célula huésped endosomal / lisosomal dependiente del pH, tras la captación de viriones en los endosomas de la célula diana (25). Alternativamente, las serina proteasas transmembrana 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).
- ^ Zumla A, Chan JF, Azhar EI, Hui DS, Yuen KY (mayo de 2016). "Coronavirus - descubrimiento de fármacos y opciones terapéuticas" . Reseñas de la naturaleza. Descubrimiento de drogas . 15 (5): 327–47. doi : 10.1038 / nrd.2015.37 . PMC 7097181 . PMID 26868298 .
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.
- ^ Li Z, Tomlinson AC, Wong AH, Zhou D, Desforges M, Talbot PJ, et al. (Octubre de 2019). "La estructura de la proteína S del coronavirus humano HCoV-229E y la unión al receptor" . eLife . 8 . doi : 10.7554 / eLife.51230 . PMC 6970540 . PMID 31650956 .
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Ver tabla 2.
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Ver figura 8.
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Ver sección: Expresión de la proteína replicasa
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- ^ Sexton NR, Smith EC, Blanc H, Vignuzzi M, Peersen OB, Denison MR (agosto de 2016). "Identificación basada en homología de una mutación en la ARN polimerasa dependiente de ARN de Coronavirus que confiere resistencia a múltiples mutágenos" . Revista de Virología . 90 (16): 7415-28. doi : 10.1128 / JVI.00080-16 . PMC 4984655 . PMID 27279608 .
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-fidelidad complejo, como se describió anteriormente (38).
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Ver sección: Ciclo de vida de Corona - Replicación y transcripción
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Ver figura 1.
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Consulte la sección: Ciclo de vida del coronavirus: montaje y lanzamiento
Lectura adicional [ editar ]
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- Rota PA, Oberste MS, Monroe SS, Nix WA, Campagnoli R, Icenogle JP, et al. (Mayo de 2003). "Caracterización de un nuevo coronavirus asociado a síndrome respiratorio agudo severo" . Ciencia . 300 (5624): 1394–9. Código Bibliográfico : 2003Sci ... 300.1394R . doi : 10.1126 / science.1085952 . PMID 12730500 .
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- Snijder EJ, Bredenbeek PJ, Dobbe JC, Thiel V, Ziebuhr J, Poon LL y col. (Agosto de 2003). "Características únicas y conservadas del genoma y el proteoma del coronavirus del SARS, una escisión temprana del linaje del grupo 2 del coronavirus" . Revista de Biología Molecular . 331 (5): 991–1004. CiteSeerX 10.1.1.319.7007 . doi : 10.1016 / S0022-2836 (03) 00865-9 . PMC 7159028 . PMID 12927536 . S2CID 14974326 .
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- Thiel V, ed. (2007). Coronavirus: biología molecular y celular (1ª ed.). Prensa Académica Caister. ISBN 978-1-904455-16-5.
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Enlaces externos [ editar ]
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo . |
 | Wikispecies tiene información relacionada con el coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo . |
- Comunicado de prensa de la OMS que identifica y nombra el virus del SARS
- El mapa genético del virus del SARS
- Ciencia especial sobre el virus del SARS (contenido gratuito: no es necesario registrarse)
- Recursos sobre el SARS de la Universidad McGill en Wayback Machine (archivado el 1 de marzo de 2005)
- Inicio del SARS de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU.
- Organización Mundial de la Salud en alerta
