4. Síntese de proteínas virais
Esta síntese é baseada no mesmo mecanismo que durante a síntese de proteínas em células normais. Em picornavírus contendo RNA, a função do mRNA é desempenhada por fitas positivas. Neles, o RNA do vírion de fita simples é traduzido para formar um polipeptídeo gigante, que é então clivado em proteínas funcionais individuais. A síntese da proteína viral completa expressa a tradução constante no tempo de todos os genes de RNA viral. Nos vírus orto-, rabdo- e paramixina, o RNA de fita simples do vírion não é traduzido, mas a fita positiva complementar a ele é traduzida, portanto, a síntese de proteínas virais específicas começa após a formação do mRNA viral (fita positiva), que é complementar ao RNA do vírion. As fitas negativas são sintetizadas nas fitas positivas da polimerase dependente de RNA do vírion (RNA transcriptase), que faz parte do vírion como um componente estrutural. Os mRNAs sintetizados pela polimerase do vírion são monocistrônicos e significativamente mais curtos que o RNA do vírion. Durante uma infecção viral, os polissomas celulares se desintegram e se formam polissomas específicos do vírus.
A síntese da proteína específica do vírus depende da síntese do mRNA viral, mas também a influencia: se a síntese proteica for interrompida, o mRNA recém-formado fica sobrecarregado nos locais de sua síntese e sua síntese posterior é inibida.
Durante a infecção, as proteínas virais são sintetizadas em quantidades superiores às necessárias para formar um vírus infeccioso. Por exemplo, em células infectadas com vírus do herpes, apenas cerca de 35% da massa total de proteínas específicas do vírus sintetizadas nas células está incluída na descendência viral.
Na maioria dos vírus, a síntese protéica ocorre no citoplasma; Há dúvidas quanto à localização nuclear da síntese protéica de alguns vírus. Sabe-se que proteínas virais podem ser sintetizadas em algumas estruturas e acumuladas em outras. Os mecanismos responsáveis pela migração das proteínas virais para o núcleo não foram elucidados. Sabe-se apenas que a ausência de arginina no meio leva à supressão da migração das proteínas estruturais do vírus do herpes do local de sua síntese (citoplasma) para o local de montagem do vírion (núcleo), embora a síntese de DNA e proteína do vírus não é prejudicada.
Em diferentes estágios do ciclo infeccioso, um ou outro grupo de proteínas específicas do vírus pode ser formado predominantemente. Sua velocidade é regulada ao nível da transcrição (com a formação do mRNA) ou ao nível da tradução (leitura do mRNA nos ribossomos).
Numa célula infectada, os mRNAs de diferentes genes virais acumulam-se desproporcionalmente. O mecanismo desta desproporcionalidade reside na própria partícula viral. O mesmo mecanismo determina diferentes eficiências na formação de diferentes proteínas. Uma partícula viral padrão contém uma molécula de RNA e até 10 mil moléculas de proteína. Além das proteínas estruturais, proteínas não estruturais (mas codificadas pelo RNA viral) também podem ser sintetizadas em uma célula infectada. Junto com a síntese de proteínas na célula durante a reprodução do vírus influenza, ocorre também a síntese das cadeias de carboidratos que compõem as glicoproteínas. A adição de carboidratos é feita por meio de transferases, que são enzimas celulares. A síntese lipídica também é realizada pela célula. O envelope viral é formado pela incorporação de lipídios de membrana plasmática células hospedeiras. A síntese de ácidos nucleicos virais e proteínas específicas do vírus ocorre quase simultaneamente e ocorre pelo menos 1 hora antes da maturação das partículas virais.
Proteínas G e sua função
Todas essas proteínas se ligam fortemente ao GTP e o convertem em GDP, e a proteína passa de um estado ativado para um estado inativo. Propriedades das proteínas de ligação ao GTP...
Esquilos. Propriedades. Síntese
A biossíntese de proteínas ocorre como resultado da tradução em partículas subcelulares - ribossomos, que são um complexo ribonucleico complexo...
Antes de passar diretamente às infecções virais de organismos vivos, é necessário falar sobre os métodos de transmissão das infecções. Existem várias maneiras de transmitir infecções virais. Transmitido pelo ar (infecção por gotículas)...
Doenças virais organismos vivos
Dependendo do tempo que o vírus permanece na célula e da natureza das alterações no seu funcionamento, distinguem-se três tipos de infecção viral. Petrovsky B.V. "Enciclopédia Médica Popular", p...
Doenças virais e viróides da batata
As doenças infecciosas da batata incluem um grande grupo de lesões que se manifestam na forma de vários mosaicos, deformações, clorose, inibição do crescimento e morte. peças individuais plantas ou áreas de tecido...
Pragas florestais
Ciência natural em nível molecular
A síntese orgânica tem o mais importante significado prático. Ao longo do século XX. foi sintetizado quantidade enorme substâncias que a humanidade antes só encontrava no seu estado natural - vários medicamentos, vitaminas, fertilizantes...
Dependência do nível de hormônios estimuladores da tireoide e da tireoide em doenças glândula tireóide
Para a síntese normal dos hormônios tireoidianos é necessária a captação adequada de iodo, uma vez que os hormônios tireoidianos são os únicos compostos do organismo que contêm iodo em sua estrutura. Iodo, descoberto há quase 200 anos...
Se a via biossintética de um composto for conhecida e substâncias precursoras estiverem disponíveis, então seu rendimento pode ser aumentado significativamente pela adição desses precursores ao meio nutriente. A via de biossíntese de isômeros de ajmalicina em C...
Células vegetais imobilizadas
A síntese de novo de substâncias orgânicas complexas a partir de compostos orgânicos simples usando células vegetais cultivadas utiliza maioria vias do metabolismo celular. Portanto, a síntese de novo só é viável se...
Propriedades físico-químicas das proteínas e sua determinação
Síntese. A implementação da síntese protéica por meios químicos tem atraído a atenção de muitos pesquisadores. O método de síntese em fase sólida desenvolvido por B. Merrifield tornou possível obter polipeptídeos bastante grandes...
Fitohormônios
Auxinas - (do grego auxano - crescer), um grupo de fitohormônios. Eles ativam o metabolismo e são necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas, diferenciação de órgãos, orientação em relação à luz e à gravidade. Por natureza química são derivados do indol...
Fitohormônios
As citocininas são um grupo de fitohormônios, derivados da base nitrogenada purina, necessários para a divisão celular, crescimento e diferenciação das plantas. Citocininas naturais - zeatina (6-(4-hidroxi-3-metil-2-butenil)aminopurina), isopenteniladenina, diidroseatina...
Fitohormônios
O etileno é um gás incolor, encontrado em grandes quantidades (até 20%) nos gases de refino de petróleo; incluído em gás de coqueria. Um dos principais produtos da indústria petroquímica: utilizado para a síntese de cloreto de vinila, óxido de etileno...
A síntese de proteínas na célula ocorre como resultado da tradução do mRNA. Tradução é o processo de traduzir a informação genética contida no mRNA em uma sequência específica de aminoácidos. Em outras palavras, o processo de tradução traduz a linguagem de 4 letras das bases nitrogenadas para a linguagem de 20 letras dos aminoácidos.
Transporte ARN. Um tRNA reconhece seu aminoácido pela configuração de sua cadeia lateral, e uma enzima específica, a aminoacil sintetase, catalisa a associação do tRNA com o aminoácido. Há uma célula grande número vários tipos de tRNA. Como cada aminoácido deve ter seu próprio tRNA, o número de tipos de tRNA deve ser de pelo menos 20, mas há muito mais deles em uma célula. Isso se deve ao fato de que para cada aminoácido não existe um, mas vários tipos de tRNA. A molécula de tRNA é um RNA de fita simples com uma estrutura complexa na forma de uma folha de bordo (Fig. 18). Uma extremidade se liga ao aminoácido (extremidade a) e a extremidade oposta se liga aos nucleotídeos do mRNA aos quais são complementares (extremidade b). Os três nucleotídeos em um mRNA codificam um aminoácido e são chamados de “tripleto” ou “códon”; os três nucleotídeos complementares no final de um tRNA são chamados de “anticódon”.
Ribossomos. A síntese de proteínas na célula é realizada no ribossomo. O ribossomo consiste em duas subunidades,
Arroz. 18. Edifício de transporte ARN. a - sítio de ligação de aminoácidos; b - sítio de ligação ao nRNA (anti-códon).
grande e pequena, "a subunidade pequena tem aproximadamente metade do tamanho da grande. Ambas as subunidades contêm uma molécula de RNA ribossômico e várias proteínas. Os RNAs ribossômicos são sintetizados no núcleo em um modelo de DNA usando RNA polimerase I. O pequeno A subunidade ribossômica possui um canal no qual o RNA mensageiro está localizado. A subunidade ribossômica grande possui duas cavidades que também incluem a subunidade ribossômica pequena. Uma delas contém o centro aminoacil (centro A), a outra contém o centro peptidil (P-). centro) (Fig. 19).
Fases de transmissão. O processo de tradução consiste em três fases: 1) iniciação, 2) alongamento e 3) terminação.
Início da transmissão. Esta é a etapa mais crítica do processo de tradução, baseada no reconhecimento do mRNA pelo ribossomo e na ligação às suas regiões especiais. O ribossomo reconhece o mRNA graças à “tampa” na extremidade 5" e desliza em direção à extremidade 3" até atingir o códon de iniciação, que inicia a tradução. Em uma célula eucariótica, o códon de iniciação é o códon AUG ou GUG, que copia a metionina. A síntese de todas as cadeias polipeptídicas começa com a metionina.
Primeiro, a pequena subunidade ribossômica se liga ao mRNA. Outros componentes necessários para o início da tradução estão ligados ao complexo de mRNA com a pequena subunidade ribossômica. São várias moléculas de preto, chamadas de “fatores iniciadores”.
19. Formação e funcionamento do ribossomo (esquema). 1- pequena subunidade ribossômica com iniciador metionil-tRNA anexado; 2- grande subunidade ribossômica; Complexo 3-iniciador contendo a pequena subunidade ribossômica, metionil-tRNA e ARNm; retângulos sombreados - fatores de iniciação proteica (9 fatores em células eucarióticas); 4- ribossomo funcionalmente ativo; A - centro aminoacil, P - centro peptidil na grande subunidade ribossômica; 5, b, 7 - processo de alongamento da cadeia polipeptídica; mostra a transferência de amioacil-tRNA entre dois centros na grande subunidade ribossômica, realizada usando peptidil transferase.
Existem pelo menos três deles em uma célula procariótica e mais de nove em uma célula eucariótica. Os fatores de iniciação determinam o reconhecimento de mRNAs específicos pelo ribossomo e são, portanto, um fator determinante na discriminação entre os diferentes mRNAs presentes na célula, geralmente em excesso.
Como resultado, forma-se um complexo necessário para o início da tradução, denominado complexo de iniciação. O complexo de iniciação inclui: 1) mRNA; 2) subunidade ribossômica pequena; 3) aminoacil-tRNA transportando um aminoácido iniciador; 4) fatores iniciadores; 5) várias moléculas de GTP.
No ribossomo, o fluxo de informações se funde com o fluxo de aminoácidos. O aminoacil-tRNA está incluído no centro A da subunidade ribossômica grande, e seu anticódon interage com o códon do mRNA localizado na subunidade ribossômica pequena. Quando o mRNA move um códon, o tRNA é transferido para o centro peptidil e seu aminoácido se junta ao aminoácido iniciador para formar a primeira ligação peptídica. O tRNA livre de aminoácidos deixa o ribossomo e pode novamente funcionar no transporte de aminoácidos específicos. Em seu lugar, um novo tRNA é transferido do centro A para o centro P e uma nova ligação peptídica é formada. Um códon de mRNA vazio aparece no centro A, ao qual se liga imediatamente
1- grande subunidade ribossômica; 2- pequena subunidade ribossômica; 3-ARNm; 4- fio polipeptídico em crescimento.
o tRNA correspondente e novos aminoácidos são adicionados à cadeia polipeptídica em crescimento (ver Fig. 19).
Alongamento de tradução. É um processo de alongamento, aumento da cadeia polipeptídica, baseado na adição de novos aminoácidos por meio de uma ligação peptídica. Há um puxão constante da fita de mRNA através do ribossomo e. “decodificando” a informação genética nele contida (Fig. 20). O mRNA funciona em vários ribossomos, cada um dos quais sintetiza a mesma fita polipeptídica codificada por este mRNA. Um grupo de ribossomos que operam em uma única molécula de mRNA é chamado de polirribossomo ou polissoma. O tamanho dos polissomas varia significativamente dependendo do comprimento da molécula de mRNA, bem como da distância entre os ribossomos. Assim, os polissomos que sintetizam hemoglobina consistem em 4-6 ribossomos, proteínas de alto peso molecular são sintetizadas em polirribossomos contendo 20 ou mais ribossomos.
Término da transmissão. A terminação da tradução ocorre no momento em que o ribossomo atinge o códon de terminação no mRNA. A tradução é interrompida e a cadeia polipeptídica é liberada do polirribossomo. Após o término da tradução, os polirribossomos se desintegram em subunidades, que podem passar a fazer parte de novos polirribossomos.
Propriedades dos polirribossomos. Com base na topografia da célula, os polirribossomos são divididos em dois grandes grupos - livres e associados às membranas do retículo endoplasmático, que representam 75 e 25%, respectivamente. Não existem diferenças estruturais e funcionais fundamentais entre os dois grupos de polirribossomos; eles são formados a partir do mesmo conjunto de subunidades e podem trocar subunidades durante o processo de tradução; Membranas, s
às quais os polirribossomos estão ligados são chamadas de membranas rugosas ou rugosas, em contraste com as membranas lisas que não contêm polirribossomos. A ligação dos polirribossomos às membranas é realizada por meio de um peptídeo sinal - uma sequência específica no terminal amino das glicoproteínas sintetizadas. As proteínas intramembrana são sintetizadas em polirribossomos ligados à membrana, que imediatamente após a síntese passam a fazer parte das membranas.
Tradução em células infectadas por vírus. A estratégia de um genoma viral que utiliza o aparelho de tradução celular deve ter como objetivo a criação de um mecanismo de supressão da tradução de seus próprios mRNAs celulares e de tradução seletiva de mRNAs virais, que são sempre encontrados em quantidades significativamente menores que as matrizes celulares. Este mecanismo é realizado ao nível do reconhecimento específico dos ARNm virais pela pequena subunidade ribossómica, isto é, ao nível da formação do complexo de iniciação. Como muitos vírus não suprimem a síntese de mRNAs celulares, surge uma situação paradoxal nas células infectadas: a tradução de um enorme conjunto de mRNAs celulares funcionalmente ativos é interrompida e a tradução de moléculas únicas de mRNAs virais começa nos ribossomos liberados. O reconhecimento específico de mRNAs virais pelo ribossomo é realizado devido a fatores iniciadores específicos do vírus.
Duas maneiras de formar proteínas virais. Como o genoma de um vírus animal é representado por uma molécula que codifica mais de uma proteína, os vírus enfrentam a necessidade de sintetizar um longo mRNA que codifica um polipeptídeo precursor gigante, que deve então ser cortado em pontos específicos em proteínas funcionalmente ativas, ou mRNAs monocistrônicos curtos, cada um dos quais codifica uma proteína. Assim, existem duas maneiras de formar proteínas virais: 1) o mRNA é traduzido em um polipeptídeo precursor gigante, que, após a síntese, é sequencialmente cortado em proteínas maduras e funcionalmente ativas; 2) O mRNA é traduzido para formar proteínas maduras, ou proteínas que são apenas ligeiramente modificadas após a síntese.
O primeiro método de tradução é característico de vírus de “cadeia positiva” contendo RNA - picornavírus e togavírus. Seu mRNA é traduzido em um poli-
[cadeia peptídica, a chamada poliproteína, que
desliza para baixo na forma de uma fita contínua a partir do “con-
) Weier" e cortado em proteínas individuais do tamanho desejado
tamanho g. Fatiar proteínas virais é uma tarefa multi-
< ступенчатым процессом, осуществляемым как вирусспеци-
proteases físicas e celulares. Nas células
infectados com picornavírus, no final da poliproteína
precursor é uma proteína com atividade de protease
|| ness. Protease viral realiza corte
|| antecessor em 3 fragmentos, um dos quais é
» sendo um precursor de proteínas estruturais, o segundo é
I para proteínas não estruturais, funções do terceiro fragmento
Eu sou desconhecido. Corte adicional envolve o vírus-
proteases específicas e celulares.
| Opção interessante primeiro método de transmissão
encontrado em vírus alfa (família togavírus).
I RNA genômico com coeficiente de sedimentação 42 8
| traduzido para formar o polipeptídeo precursor
1 apelido para proteínas não estruturais. No entanto, o dominante
nas células infectadas, o mRNA é o RNA com um coeficiente
[taxa de sedimentação 26 8, um terço
Eu RNA genômico. Este mRNA é traduzido para formar
Precursor 1L para proteínas estruturais.
“O segundo método de formação de proteínas é característico
mRNAs monocistrônicos curtos como resultado de seleção
transcrição teleial de uma região do genoma (gene).
I No entanto, todos os vírus utilizam amplamente o pós-
fatiamento translacional de proteínas.
I Polissomas específicos de vírus. Como o comprimento do vi-
O mRNA russo varia amplamente, tamanho
polissomas específicos de vírus também variam amplamente:
(de 3-4 a várias dezenas de ribossomos em um fio
ARNm II. Para infecções causadas por picornavírus,
Formam-se grandes polissomos, que são
1 agregados constituídos por 20-60 ribossomos. Para infecções,
Causado por outros vírus animais usando
No segundo modo de tradução, não-polissomos são formados
Eu tamanho grande. Entre o tamanho do mRNA e o tamanho
1 política existe uma certa correlação, no entanto
Em alguns casos, os polissomos têm tamanhos maiores ou menores
Eu dimensiono em comparação com o esperado. Este recurso
Os polissomas virais são explicados pelo espaço incomum
1 arranjo natural de ribossomos em matrizes virais,
associado a uma menor densidade de empacotamento de ribossomos em uma molécula de mRNA.
Os polissomas específicos do vírus podem ser livres ou ligados à membrana. Nas células infectadas com o vírus da poliomielite, a poliproteína é sintetizada em polissomas ligados à membrana; Durante infecções causadas por vírus complexos, formam-se polissomas livres e ligados à membrana, que estão envolvidos na síntese de diferentes classes de polipeptídeos virais. As proteínas internas são geralmente sintetizadas em polissomas livres; as glicoproteínas são sempre sintetizadas em polissomas associados a membranas;
Modificação de proteínas virais. Numa célula eucariótica, muitas proteínas, incluindo as virais, sofrem modificações pós-traducionais, e proteínas maduras e funcionalmente ativas muitas vezes não são idênticas aos seus precursores recentemente sintetizados. Modificações covalentes pós-tradução, como glicosilação, acilação, metilação, sulfonação (formação de ligações dissulfeto), corte proteolítico e, finalmente, fosforilação são difundidas. Como resultado, em vez de 20 aminoácidos geneticamente codificados, cerca de 140 derivados de aminoácidos foram isolados de várias células de diferentes órgãos de eucariotos.
Entre ampla gama reações modificadas, apenas um pequeno número de processos são reversíveis: 1) fosforilação-desfosforilação; 2) acilação-desacilação; 3) metilação-desmetilação; 4) formação de ligações dissulfeto. Entre essas modificações reversíveis de proteínas, deve-se procurar processos que determinem o mecanismo de regulação da atividade das proteínas em uma célula eucariótica.
Glicosilação. Os vírus complexos de RNA e DNA contêm proteínas contendo cadeias laterais de carboidratos ligadas covalentemente - glicoproteínas. As glicoproteínas estão localizadas na composição dos envelopes virais e na superfície das partículas virais. Com sua parte hidrofóbica, ficam imersos em uma bicamada de lipídios, e algumas glicoproteínas penetram nela e interagem com o componente interno do vírus (Fig. 21). A parte hidrofílica da molécula está voltada para fora.
A síntese e o transporte intracelular de glicoproteínas são caracterizados por uma série de características inerentes às proteínas intramembranares celulares. Sua síntese é realizada
Arroz. 21. A estrutura do invólucro lipoproteico do vírus Sindbis.
E1, E2, EZ - moléculas de glicoproteínas virais; K - proteína do capsídeo; você-
cadeias de carboidratos; L - bicamada lipídica.
reside em polissomas associados a membranas, e as proteínas imediatamente após a síntese entram nas membranas rugosas, de onde são transportadas para as membranas do retículo endoplasmático e para o complexo de Golgi, onde ocorre a modificação e completação da cadeia de carboidratos, e depois para a membrana plasmática em alguns casos, por fusão de vesículas do complexo de Golgi com ele. Esse transporte direcionado é realizado graças a uma sequência específica de 20-30 aminoácidos (peptídeo sinal) localizada no terminal amino da proteína. O peptídeo sinal é cortado da molécula de proteína depois que a glicoproteína atinge a membrana plasmática.
“A glicosilação de polipeptídeos é um processo complexo de vários estágios, cujos primeiros estágios começam já no processo de síntese polipeptídica, e o primeiro açúcar é adicionado à cadeia polipeptídica que ainda não saiu do ribossomo. a adição sequencial de açúcares na forma de blocos à cadeia de carboidratos durante o transporte do polipeptídeo para a membrana plasmática.
as cadeias podem terminar na membrana plasmática antes da montagem da partícula viral. O processo de glicosilação não afeta o transporte do polipeptídeo para a membrana plasmática, mas é essencial para a expressão da atividade biológica da proteína. Quando a glicosilação é suprimida por inibidores apropriados (análogos de açúcares como 2-desoxiglicose, tunicamicina), a síntese de polipeptídeos é interrompida, a montagem de vírions de mixovírus, rabdovírus, vírus alfa é bloqueada ou vírions não infecciosos de herpes e oncovírus são formados.
Sulfonação. Algumas proteínas de vírus complexos de RNA e DNA são sulfonadas após a tradução. Na maioria das vezes, as glicoproteínas sofrem sulfonação, com o grupo sulfato ligado ao componente açúcar da glicoproteína.
Acilação. Várias glicoproteínas de vírus complexos contendo RNA (HA2 do vírus influenza, proteína O do vírus vesicular, proteína NI do vírus da doença de Newcastle, etc.) contêm 1-2 moléculas de ácidos graxos ligadas covalentemente.
Corte. Muitas proteínas virais, principalmente as glicoproteínas, adquirem atividade funcional somente após serem cortadas em pontos específicos por enzimas proteolíticas. O corte ocorre com a formação de duas subunidades proteicas funcionais (por exemplo, as subunidades grandes e pequenas da hemaglutinina do vírus influenza, duas glicoproteínas, Eg e Ez, do vírus da floresta Semliki) ou com a formação de uma proteína funcionalmente ativa e um fragmento inativo, por exemplo, as proteínas P e Hl paramik-sovírus. O fatiamento geralmente é feito por enzimas celulares. Em muitos vírus animais complexos que possuem uma glicoproteína, o corte é necessário para a formação de proteínas de ligação ativas e, portanto, para que o vírus adquira a capacidade de infectar uma célula. Só depois de cortar estas proteínas é que a partícula viral se torna infecciosa. Assim, podemos falar da ativação proteolítica de uma série de vírus, realizada por meio de enzimas celulares.
Fosforilação. As fosfoproteínas estão contidas em quase todos os vírus animais, contendo RNA e DNA, de estrutura simples e complexa. As proteínas quinases são encontradas na maioria dos vírus, no entanto
a fosforilação pode ser realizada por enzimas virais e celulares. Normalmente, as proteínas associadas ao genoma viral e que desempenham um papel regulador na sua expressão são fosforiladas. Um exemplo é a fosforilação da proteína dos vírus oncogênicos, que provoca transformação celular. Esta proteína é um produto do gene 8gc e é uma proteína quinase e uma fosfoproteína, ou seja, é capaz de autofosforilação.
O mecanismo de ação antiviral do interferon está associado ao processo de fosforilação. Nas células infectadas por vírus, o interferon induz a síntese da proteína quinase, que fosforila a subunidade do fator de iniciação da tradução EIF-2, como resultado do bloqueio da tradução dos RNAs mensageiros virais. A fosforilação de proteínas desempenha um papel regulador na transcrição e tradução de mRNAs virais, reconhecimento específico de mRNAs virais pelo ribossomo, proteína-ácido nucleico e reconhecimento proteína-proteína na fase de montagem das partículas virais.
Há evidências de que em tecidos diferentes ou em diferentes superfícies das células epiteliais, os mecanismos de adsorção dos vírus e sua penetração na célula não são os mesmos.
4. Síntese de proteínas virais
Esta síntese é baseada no mesmo mecanismo que durante a síntese de proteínas em células normais. Em picornavírus contendo RNA, a função do mRNA é desempenhada por fitas positivas. Neles, o RNA do vírion de fita simples é traduzido para formar um polipeptídeo gigante, que é então clivado em proteínas funcionais individuais. A síntese da proteína viral completa expressa a tradução constante no tempo de todos os genes de RNA viral. Nos vírus orto-, rabdo- e paramixina, o RNA de fita simples do vírion não é traduzido, mas a fita positiva complementar a ele é traduzida, portanto, a síntese de proteínas virais específicas começa após a formação do mRNA viral (fita positiva), que é complementar ao RNA do vírion. As fitas negativas são sintetizadas nas fitas positivas da polimerase dependente de RNA do vírion (RNA transcriptase), que faz parte do vírion como um componente estrutural. Os mRNAs sintetizados pela polimerase do vírion são monocistrônicos e significativamente mais curtos que o RNA do vírion. Durante uma infecção viral, os polissomas celulares se desintegram e se formam polissomas específicos do vírus.
A síntese da proteína específica do vírus depende da síntese do mRNA viral, mas também a influencia: se a síntese proteica for interrompida, o mRNA recém-formado fica sobrecarregado nos locais de sua síntese e sua síntese posterior é inibida.
Durante a infecção, as proteínas virais são sintetizadas em quantidades superiores às necessárias para formar um vírus infeccioso. Por exemplo, em células infectadas com vírus do herpes, apenas cerca de 35% da massa total de proteínas específicas do vírus sintetizadas nas células está incluída na descendência viral.
Na maioria dos vírus, a síntese protéica ocorre no citoplasma; Há dúvidas quanto à localização nuclear da síntese protéica de alguns vírus. Sabe-se que proteínas virais podem ser sintetizadas em algumas estruturas e acumuladas em outras. Os mecanismos responsáveis pela migração das proteínas virais para o núcleo não foram elucidados. Sabe-se apenas que a ausência de arginina no meio leva à supressão da migração das proteínas estruturais do vírus do herpes do local de sua síntese (citoplasma) para o local de montagem do vírion (núcleo), embora a síntese de DNA e proteína do vírus não é prejudicada.
Em diferentes estágios do ciclo infeccioso, um ou outro grupo de proteínas específicas do vírus pode ser formado predominantemente. Sua velocidade é regulada ao nível da transcrição (com a formação do mRNA) ou ao nível da tradução (leitura do mRNA nos ribossomos).
Numa célula infectada, os mRNAs de diferentes genes virais acumulam-se desproporcionalmente. O mecanismo desta desproporcionalidade reside na própria partícula viral. O mesmo mecanismo determina diferentes eficiências na formação de diferentes proteínas. Uma partícula viral padrão contém uma molécula de RNA e até 10 mil moléculas de proteína. Além das proteínas estruturais, proteínas não estruturais (mas codificadas pelo RNA viral) também podem ser sintetizadas em uma célula infectada. Junto com a síntese de proteínas na célula durante a reprodução do vírus influenza, ocorre também a síntese das cadeias de carboidratos que compõem as glicoproteínas. A adição de carboidratos é feita por meio de transferases, que são enzimas celulares. A síntese lipídica também é realizada pela célula. O envelope viral é formado pela incorporação de lipídios da membrana plasmática da célula hospedeira. A síntese de ácidos nucleicos virais e proteínas específicas do vírus ocorre quase simultaneamente e ocorre pelo menos 1 hora antes da maturação das partículas virais.
5. Montagem de vírions e sua liberação da célula
A síntese dos componentes das partículas virais na célula é separada e pode ocorrer em diferentes estruturas do núcleo e do citoplasma. Os vírus que se replicam nos núcleos são convencionalmente chamados de vírus nucleares. Estes são principalmente vírus contendo DNA: adeno-, papova-, parvovírus, vírus do herpes. Os vírus que se replicam no citoplasma são chamados citoplasmáticos. Estes incluem o vírus da varíola contendo DNA e a maioria dos vírus contendo RNA, com exceção dos ortomixovírus e retrovírus. Porém, essa divisão é muito relativa, pois na reprodução de ambos os vírus existem etapas que ocorrem no citoplasma e no núcleo, respectivamente.
Dentro do núcleo e do citoplasma, a síntese de moléculas específicas do vírus também pode ser separada. Por exemplo, a síntese de algumas proteínas é realizada em polissomas livres, enquanto outras são sintetizadas em polissomas ligados à membrana. Os ácidos nucleicos virais são sintetizados em associação com estruturas celulares distantes dos polissomas que sintetizam proteínas virais. Com este método disjuntivo de reprodução, a formação de uma partícula viral só é possível se os ácidos nucleicos e proteínas virais tiverem a capacidade, em concentração suficiente, de se reconhecerem na diversidade de proteínas e ácidos nucleicos celulares e de se conectarem espontaneamente entre si, isto é, são capazes de automontagem.
A automontagem é baseada no reconhecimento proteína-ácido nucleico específico e proteína-proteína, que pode ocorrer como resultado de ligações hidrofóbicas iônicas e de hidrogênio, bem como correspondência estérica. O reconhecimento da proteína do ácido nucleico é limitado pequena área moléculas de ácido nucleico e é determinado por sequências de nucleotídeos únicas na parte não codificante do genoma viral. Com esse reconhecimento de uma região do genoma pelas proteínas do capsídeo viral, inicia-se o processo de montagem da partícula viral. A ligação de outras moléculas de proteína é realizada devido a interações específicas proteína-proteína ou interações inespecíficas proteína-ácido nucleico.
A combinação de proteínas com ácidos nucléicos virais na célula ocorre espontaneamente como uma reação de agregação puramente físico-química, exigindo a participação de fatores adicionais (pH, força iônica, íons metálicos, osmose, etc.). Após a concentração de RNA viral e proteína atingir um nível crítico; Em vírus complexos, os princípios da automontagem garantem a morfogênese dos vírions do início ao fim.
Para imaginar o estágio de maturação das partículas virais filhas nos paramixovírus, é necessário descobrir como a molécula de RNA 50S, cerca de 10 mil moléculas de proteínas, lipídios e açúcares, se reúnem em uma célula infectada e formam uma partícula morfologicamente e biologicamente completa. . A maturação pode ser dividida em três etapas: 1) formação de nucleocapsídeos intracelulares; 2) organização da membrana viral; 3) saída de uma partícula viral madura da célula por meio do chamado brotamento.
Formação de nucleocapsídeo. A rápida incorporação do RNA 50S no capsídeo é devida ao acúmulo relativamente rápido e abundante de . proteínas estruturais do nucleocapsídeo para a célula infectada. A formação (montagem) dos vírions ocorre por meio da automontagem, que se dá pelo “reconhecimento” do RNA pelas proteínas. Acredita-se que a proteína de reconhecimento seja a proteína P, uma vez que está mais fortemente ligada ao RNA nas partículas virais. Acredita-se que a região reconhecível do RNA esteja localizada na extremidade 5" da molécula. Os nucleocapsídeos se acumulam no citoplasma das células infectadas e a taxa de formação de nucleocapsídeos intracelulares é muito maior do que a taxa de formação do vírus. O a formação de nucleocapsídeos intracelulares está associada no tempo à biossíntese do RNA 50S.
25 de novembro de 2012: Às vezes, os vírus podem ser bastante difíceis de detectar. Os vírus RNA são especialmente adequados para medicamentos antivirais porque não se replicam com fidelidade absoluta. Cada genoma contém pelo menos um erro, os genomas virais são um alvo móvel para medicamentos antivirais, uma vez que, ao sofrerem mutações durante a reprodução, tornam-se mais estáveis. Por exemplo, no combate ao VIH, utiliza-se uma combinação de diferentes medicamentos para encurralar o vírus e bloqueá-lo ali.
O ribossomo tem sido tradicionalmente visto como a máquina molecular da célula, trabalhando automaticamente, sintetizando proteínas para manter a célula viva. Mas Emmy Lee, ex-aluno do programa de virologia, e Sean Whelan, professor de microbiologia e imunologia, descobriram que o ribossomo parece desempenhar um papel mais ativo na regulação da replicação viral.
Pesquisadores americanos estudaram as diferenças entre como os vírus e as células hospedeiras que eles infectam realizam o processo de transferência de RNA mensageiro em proteínas. Concentrando-se nos componentes proteicos encontrados na superfície do ribossomo, eles descobriram uma proteína da qual os vírus dependem para funcionar, mas que a grande maioria dos RNAs mensageiros celulares não necessita.
Uma proteína ribossômica designada rpL40 poderia representar um alvo para tratamento potencial; bloqueá-lo destruiria certos vírus, deixando os elementos normais praticamente inalterados.
“Como certos vírus são muito sensíveis à presença ou ausência de proteínas ribossômicas, pode ser útil pensarmos em direcionar os ribossomos com terapêutica antiviral”, disse Whelan. “Nesse sentido, é hora de pensar no combate à infecção viral da raiva, para a qual não existe terapia”.
A equipe de pesquisa exibiu elementos proteicos ribossômicos em uma tela para ver quais poderiam estar envolvidos na síntese especializada. Ao estudar o vírus da estomatite vesicular, um rabdovírus da mesma família do vírus da raiva, os cientistas descobriram que os seus ARN mensageiros dependiam da proteína ribossómica L40, mas apenas 7% dos ARN mensageiros das células hospedeiras o produziam. Alguns RNAs mensageiros celulares que dependem da proteína ribossômica L40 eram genes que respondiam a condições de estresse.
Experimentos em leveduras e células humanas mostraram que uma classe de vírus, incluindo a raiva e o sarampo, também dependia da replicação da proteína ribossômica L40.
“Este trabalho mostra que o ribossomo não é apenas uma máquina molecular, mas também atua como um regulador da tradução”, disse a primeira autora Emmy Lee, agora pesquisadora de pós-doutorado na Universidade da Califórnia, Berkeley.
O conceito de focar nas funções celulares, como a síntese de proteínas para tratamentos antivirais, está sendo explorado por muitos cientistas, mas não existem medicamentos desenvolvidos com base neste princípio.
“Achamos que há muito mais do que apenas esta proteína”, disse Whelan. “Os vírus têm uma capacidade inexplicável de nos ensinar sempre uma nova biologia”.
O período médio (latente) de reprodução viral. Contém a síntese de componentes virais, NA e proteínas.
1) Transcrição - reescrita de informações de DNA em RNA de acordo com as leis do código genético usando RNA polimerase. O NK viral entra em contato com os ribossomos e estabelece a síntese de proteínas precoces. Os repressores do tipo histona bloqueiam a síntese de DNA celular. A histona impede a transferência de informações do DNA celular para o mRNA. Os ribossomos não recebem informações celulares; eles são liberados da síntese de componentes celulares. As proteínas iniciais também afetam as funções mitóticas da célula e ela para de se dividir. Alguns vírus estabelecem a síntese de enzimas DNase, que destroem o genoma celular, a fim de utilizar os produtos do genoma celular para a síntese de NKs virais. Juntamente com a supressão da síntese de componentes celulares, a NK viral provoca a síntese de proteínas polimerases necessárias para a replicação da NK viral.
2) Tradução de mRNA. A estratégia do genoma viral em relação à síntese de mRNA é diferente para diferentes vírus. Para vírus de DNA: DNA - transcrição - RNA - tradução - proteína. Esta é a estratégia dos herpesvírus e adenovírus. O genoma dos vírus, representado pela fita + do RNA, possui mais formulário simples. RNA + - proteína. Picornavírus, togavírus, coronavírus. Vírus cujo genoma é representado por RNA -: RNA - - mRNA - proteína. Com a participação da enzima transcriptase ocorre a síntese de mRNA. Em ortomixovírus, paramixovírus, rabdovírus. Os retrovírus possuem uma transmissão única de informação genética: RNA - DNA - RNA - proteína.
3) Replicação de NKs virais. O mecanismo de replicação do RNA viral e do DNA varia dependendo do genoma do vírus. Os substratos para a síntese de RNA e DNA viral são trifosfatos celulares (ATP, UTP, etc.) e carboidratos (ribose, desoxirribose). A diversidade de mecanismos de replicação está associada a vários tipos genoma dos vírus.
· Se o vírus contém DNA de cadeia dupla, então a sua síntese requer a enzima DNA polimerase. Muitos vírus possuem essa enzima. Se esta enzima não estiver presente no vírion (herpes, adenovírus), as fitas divergem e o mRNA é sintetizado em uma das fitas. Vai para os ribossomos, onde a proteína enzima DNA polimerase é sintetizada. Ele monta moléculas de cópias exatas do DNA viral a partir de componentes celulares.
· Se o virião contiver ADN de cadeia simples (parvovírus), a sua replicação requer a enzima ADN-polimerase dependente de ADN, que faz parte do virião. Esta enzima usa uma fita de DNA como modelo e sobre ela, de acordo com o princípio da complementaridade, constrói uma segunda fita, ou seja, um -thread será construído no +thread e um +thread no –thread. Posteriormente, as fitas filhas + do DNA são sintetizadas nesta estrutura de fita dupla. A matriz é a fita de DNA.
· Nos vírus RNA, o genoma é representado por uma fita + de RNA (picornavírus). O fio + vai para os ribossomos e estabelece a síntese protéica da RNA polimerase. Esta enzima constrói uma fita complementar de RNA e, em seguida, as fitas + de RNA são montadas nela, como em um modelo.
· Se o genoma for representado por uma fita de RNA (rabdovírus, ortomixovírus). – o fio não entra em contato com os ribossomos e não consegue estabelecer a síntese protéica. Esses vírus devem ter uma enzima RNA polimerase dependente de RNA. Esta enzima sintetiza fitas complementares de RNA, que então entram nos ribossomos da célula. A enzima RNA polimerase sintetiza múltiplas cópias de fitas – de RNA na fita + de RNA.
· Se o genoma for representado por vários fragmentos, então cada fragmento transporta a sua informação para os ribossomas (na forma de uma cadeia + de ARN).
· Os RNAs virais de fita dupla em reovírus não podem entrar diretamente nos ribossomos. A transmissão da informação genética ocorre através do mRNA. Os vírions desses vírus contêm a enzima RNA transcriptase, que sintetiza mRNA em um modelo de RNA de fita dupla. A enzima transcreve informações genéticas de RNA de fita dupla para mRNA. O mRNA entra no ribossomo, onde induz a síntese da RNA replicase. Esta enzima sintetiza + fitas de RNA, fitas complementares e moléculas de RNA de fita dupla são sintetizadas novamente.
· O genoma dos vírus oncogênicos é o RNA. O genoma desses vírus deve entrar no genoma da célula. Os vírions desses vírus contêm a enzima DNA polimerase dependente de RNA (transcriptase reversa). Além disso, eles possuem a enzima RNA polimerase dependente de DNA, que sintetiza RNA em um modelo de DNA.
A síntese de NKs virais continua enquanto houver material de construção.
4) Síntese de proteínas virais. A composição AA das proteínas virais não difere qualitativamente da composição AA das proteínas celulares. Ambos são construídos a partir de 20 AKs. A síntese das proteínas virais obedece a todas as leis inerentes à síntese das proteínas celulares; As proteínas são sintetizadas a partir da célula AC.
Você ADN Para vírus, o processo começa com a transcrição, ou seja, reescrevendo o código de síntese em modelos de DNA. Os mRNAs tardios são formados de acordo com o princípio da complementaridade. A RNA polimerase dependente de DNA está envolvida em sua síntese. Próximo o processo está em andamento transmissões, ou seja, tradução da informação genética contida no mRNA para uma sequência específica de AK em proteínas específicas de vírus sintetizadas. A leitura das informações e a síntese protéica são realizadas por meio de RNAs de transporte, que, de acordo com o código, ou seja, Ao alternar bases purinas e pirimidinas na molécula de mRNA, certos AAs são selecionados nos ribossomos, a partir dos quais se forma uma cadeia peptídica, que já é uma proteína estrutural. Capsômeros e capsídeos são formados a partir dele.
Carregando...
