Este artigo trata dunha especie de coronavirus que comprende múltiples cepas. Para a cepa que causa a SARS, ver SARS-CoV. Para a cepa que causa a COVID-19, ver SARS-CoV-2.
O coronavirus relacionado coa SARS foi un dos varios virus identificados pola Organización Mundial da Saúde (OMS) en 2016 como unha causa probable dunha epidemia futura nun novo plan desenvolvido despois da epidemia do virus Ébola para que se fixese unha investigación urxente e desenvolvementos sobre el antes e durante unha posible epidemia para conseguir tests de diagnóstico, vacinas e medicinas. A predición fíxose realidade co desencadeamento da pandemia por coronavirus de 2019–2021, que estendeu a COVID-19 por todo o mundo.[10][11]
Os morcegos son o principal hóspede reservorio dos coronavirus relacionados coa SARS. O virus coevolucionou nos morcegos reservorios durante un longo período de tempo.[16] Non foi ata tempos recentes que evolcionaron as cepas de coronavirus relacionados coa SARS e fixeron o salto entre especies desde os morcegos aos humanos, como no caso das cepas SARS-CoV e SARS-CoV-2.[4][17] Ambas as cepas descenderon dun único antepasado, pero fixeron o paso entre especies ata os humanos separadamente. O SARS-CoV-2 non é un descendente directo do SARS-CoV.[7] O 17 de marzo de 2020, os científicos informaron que o novo virus SARS-CoV-2 se orixinou de forma natural, e non doutro modo.[18][19]
A caparuza 5' metilada e a cola 3' poliadenilada permiten que o xenoma de ARN de sentido positivo sexa traducido directamente polos ribosomas da célula hóspede na entrada viral.[22] O SARSr-CoV é similar a outros coronavirus en canto ao comezo da expresión do seu xenoma, que se inicia coa tradución polos ribosomas da célula hóspede dos seus dous grandes marcos de lectura abertos iniciais (ORFs), 1a e 1b, que producen ambos poliproteínas.[20]
Función das proteínas xenómicas (de orf1a a orf9b) do SARS-CoV
Regula á alza citocinas e quimiocinas por medio de RUNX1b; Inhibe a produción de IFN de tipo I e sinalizando; Induce a apoptose e a parada do ciclo celular;
orf4
Proteína da envoltura (E), ensamblaxe do virus e evaxinación (proteína estrutural)
orf5
Proteína de membrana (M), ensamblaxe do virus e evaxinación (proteína estrutural)
orf6
Potencia a síntese de ADN celular; Inhibesa produción e sinalización de IFN de tipo I
orf7a
Inhibe a síntese de proteínas celulares; Induce a resposta inflamatoria por NF-κB e promotor do IL-8; Regula á alza quimiocinas como o IL-8 e RANTES; Regula á alza a JNK e a quinase MAP p38; Induce a apoptose e a parada do ciclo celular
Proteína da nucleocápside (N), empaquetamento do ARN viral (proteína estrutural)
orf9b
Induce a apoptose
Coñécense as funcións de varias proteínas virais.[26] Os ORFs 1a e 1b codifican a poliproteína replicase/transcriptase, e os posteriores ORFs 2, 4, 5 e 9a codifican, respectivamente, as catro proteínas estruturais principais: espícula, envoltura, membrana e nucleocápside.[27] Os ORFs posteriores tamén codifican oito proteínas únicas (de orf3a a orf9b), coñecidas como proteínas accesorias, moitas sen ningún homólogo coñecido. As diferentes funcións das proteínas accesorias non se coñecen.[26]
Morfoloxía
Ilustración do virión SARSr-CoV
A morfoloxía do coronavirus relacionado coa SARS é a característica da familia dos coronavirus. Estes virus son grandes partículas esféricas pleomórficas con proxeccións superficiais bulbosas que forman unha especie de coroa arredor das partículas víricas nas micrografías electrónicas.[28] O tamaño das partículas víricas está entre 80–90 nm. A envoltura do virus en micrografías electrónicas aparece como un definido par de cubertas densas aos electróns.[29]
Dentro da envoltura hai unha nucleocápside, que está formada por múltiples copias da proteína da nucleocápside (N), que están unidas ao ARN xenómico monocatanario de sentido positivo (~30 kb) nunha formación continua de tipo rosario de doas.[33][34] A envoltura de bicapa lipídica, as proteínas de membrana e a nucleocápside protexen o virus cando está fóra do hópede.[35]
Ciclo vital
O coronavirus relacionado coa SARS segue a estratexia de replicación típica dos coronavirus,[21][36][37][38][39] que se pode dividir nas seguintes fases:
Adhesión e entrada na célula
Ciclo de replicación dos coronavirus
A unión do coronavirus relacionado coa SARS coa célula hóspede faise coa mediación da proteína da espícula e o seu receptor da superficie celular.[40] O dominio de unión ao receptor da proteína da espícula (RBD) recoñece e únese ao receptor, que é o enzima convertedor da anxiotensina 2 (ACE2).[4] Despois da adhesión, o virus pode entrar na célula hóspede por dúas vías diferentes. A vía que o virus tome depende da dispoñibilidade dunha protease do hóspede, que é a que corta e activa a proteína da espícula unida ao receptor.[41]
A primeira vía que pode usar o coronavirus da SARS para entrar na célula hóspede é por endocitose, na que o virus é captado nun endosoma. A proteína da espícula unida ao receptor é despois activada pola cisteina proteasecatepsina L dependente de pH do hóspede. A activación da proteína da espícula unida ao receptor causa un cambio conformacional e a subseguinte fusión da envoltura viral coa membrana do endosoma.[41]
Alternativamente, o virus pode entrar na célula hóspede directamente por clivaxe proteolítica da proteína da espícula unida ao receptor polas serina proteasessTMPRSS2 ou TMPRSS11D do hóspede na superficie celular.[42][43] No coronavirus da SARS, a activación da parte C-terminal da proteína da espícula desencadea a fusión da envoltura viral coa membrana da célula hóspede ao inducir cambios conformacionais que non se comprenden totalmente.[44]
Tradución do xenoma
Función das proteínas non estruturais dos coronavirus (nsps)[45]
Únese ás proteínas prohibitinas; función descoñecida
nsp3
Proteína transmembranamultidominio; interacciona coa proteína N; promove a expresión de citocinas; o dominio PLPro cliva a poliproteína pp1ab e bloque a resposta inmunitaria innata do hóspede; funcións descoñecidas doutos dominios
nsp4
Proteína armazón transmembrana; permite adquirir a estrutura axeitada ás vesículas de dobre membrana (DMVs)
As poliproteínas conteñen as súas propias proteases, PLpro e 3CLpro, que clivan as proteínas en sitios específicos diferentes. A clivaxe da poliproteína pp1ab orixina 16 proteínas non estruturais (de nsp1 a nsp16). As proteínas produto inclúen varias proteínas de replicación como unha ARN polimerase ARN dependente (RdRp), unha ARN helicase e unha exorribonuclease (ExoN).[38][47]
Varias proteínas non estruturais coalescen para formar un complexo multiproteico replicase-transcriptase (RTC).[47] A principal proteína replicase-transcriptase é a ARN polimerase ARN dependente (RdRp). Está directamente implicada na replicación e transcrición do ARN a partir dunha febra molde de ARN. As outras proteínas non estruturais do complexo axudan no proceso de replicación e transcrición.[45]
A proteína nsp15 é unha 3'-5' exorribonuclease que proporciona fidelidade extra ao proceso de replicación. A exorribonuclease proporciona unha función de corrección de probas ao complexo, do cal carece a ARN polimerase ARN dependente. De xeito similar, as proteínas nsp7 e nsp8 forman unha abrazadeira deslizante hexadecamérica que forma parte do complexo, que incrementa grandemente a procesividade da ARN polimerase ARN dependente.[45] Os coronavirus necesitan o incremento da fidelidade e da procesividade durante a síntese de ARN debido ao seu tamaño de xenoma relativamente grande en comparación con outros virus de ARN.[48]
Unha das principais funcións do complexo replicase-transcriptase é transcribir/replicar o xenoma viral. A RdRp é mediadora directa da síntese de moléculas de ARN subxenómicas de sentido negativo a partir do ARN xenómico positivo. Isto vai seguido da transcrición destas moléculas de ARN subxenómico de sentido negativo aos seus correspondentes ARNm de sentido positivo.[49]
O ARN xenómico de sentido positivo replicado convértee no xenoma da proxenie de virus. Os diversos ARNm máis pequenos son transcritos a partir do último terzo do xenoma do virus, que está a continución dos marcos de lectura ORF1a e ORF1b. Estes ARNm son traducidos ás catro proteínas estruturais (S, E, M e N) que formarán parte das partículas de virus da proxenie e tamén outras oito proteínas accesorias (de orf3 a orf9b) que axudan o virus.[50]
Ensamblaxe e liberación
A tradución do ARN ocorre denrro do retículo endoplasmático. As proteínas estruturais virais S, E e M móvense pola vía secretora no compartimento intermediario de Golgi. Alí, as proteínas M dirixen a maioría das interaccións proteína-proteína requirida para a ensamblaxe dos virus despois da súa unión á nucleocápside.[51]
Os virus da proxenie son liberados do hóspede por exocitose por medio de vesículas secretoras.[51]
Notas e referencias
Notas
↑Os termos SARSr-CoV e SARS-CoV téñense ás veces usado indistintamente, especialmente antes do descubrimento do SARS-CoV-2.
↑Wong AC, Li X, Lau SK, Woo PC (February 2019). "Global Epidemiology of Bat Coronaviruses". Viruses11 (2): 174. PMC6409556. PMID30791586. doi:10.3390/v11020174. É importante que os morcegos de ferradura son os reservorios dos CoVs de tipo SARS, mentres que as civetas das palmas [Paradoxurus] son consideradas hóspedes intermediarios dos SARS-CoVs.
↑"Virus Taxonomy: 2018 Release". International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV)(en inglés). October 2018. Arquivado dende o orixinal o 20 de marzo de 2020. Consultado o 13 January 2019.
↑Woo PC, Huang Y, Lau SK, Yuen KY (August 2010). "Coronavirus genomics and bioinformatics analysis". Viruses2 (8): 1804–20. PMC3185738. PMID21994708. doi:10.3390/v2081803. Figura 2. Análise filoxenética das ARN polimerases ARN dependentes (Pol) dos coronavirus coas secuencias completas dispoñibles. A árbore foi construída polo método de unión de veciños e enraizado usando a poliproteína do virus Breda.
↑ 7,07,17,2Coronaviridae Study Group of the International Committee on Taxonomy of Viruses (March 2020). "The species Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus: classifying 2019-nCoV and naming it SARS-CoV-2". Nature Microbiology5 (4): 536–544. PMID32123347. doi:10.1038/s41564-020-0695-z.
↑Woo PC, Huang Y, Lau SK, Yuen KY (August 2010). "Coronavirus genomics and bioinformatics analysis". Viruses2 (8): 1804–20. PMC3185738. PMID21994708. doi:10.3390/v2081803. Ademais, coa análise filoxenética subseguinte feita utilizando unha secuencia xenómica completa e estratexias proteómicas, chegouse á conclusión de que o SARSr-CoV é probablemente unha ramificación temperá da liñaxd dos Betacoronavirus; Ver Figura 2.
↑Gouilh MA, Puechmaille SJ, Gonzalez JP, Teeling E, Kittayapong P, Manuguerra JC (October 2011). "SARS-Coronavirus ancestor's foot-prints in South-East Asian bat colonies and the refuge theory". Infection, Genetics and Evolution11 (7): 1690–702. PMID21763784. doi:10.1016/j.meegid.2011.06.021. Os antepasados dos betacoronavirus-b, o que significa os antepasados dos SARSr-CoVs, puideron estar historicamante hospedados polo antepasado común dos Rhinolophidae e Hipposideridae e puideron ter evolucionado independentemente nas liñaxes que conducen cara aos betacoronavirus de Rhinolophidae e Hipposideridae.
↑ 20,020,120,2Snijder EJ, Bredenbeek PJ, Dobbe JC, Thiel V, Ziebuhr J, Poon LL, et al. (August 2003). "Unique and conserved features of genome and proteome of SARS-coronavirus, an early split-off from the coronavirus group 2 lineage". Journal of Molecular Biology331 (5): 991–1004. PMID12927536. doi:10.1016/S0022-2836(03)00865-9. O xenoma do SARS-CoV é de ∼29.7 kb de longo e contén 14 marcos de lectura abertos (ORFs) flanqueados por rexións non traducidas 5′ e 3′ de 265 e 342 nucleótidos, respectivamente (Figura 1).
↑Snijder EJ, Bredenbeek PJ, Dobbe JC, Thiel V, Ziebuhr J, Poon LL, et al. (August 2003). "Unique and conserved features of genome and proteome of SARS-coronavirus, an early split-off from the coronavirus group 2 lineage". Journal of Molecular Biology331 (5): 991–1004. PMID12927536. doi:10.1016/S0022-2836(03)00865-9. See Figure 1.
↑Goldsmith CS, Tatti KM, Ksiazek TG, Rollin PE, Comer JA, Lee WW, et al. (February 2004). "Ultrastructural characterization of SARS coronavirus". Emerging Infectious Diseases10 (2): 320–6. PMC3322934. PMID15030705. doi:10.3201/eid1002.030913. Os virións adquiriron unha envoltura ao evaxinarse nas cisternas e formaron partículas principalmente esféricas, ás veces pleomórficas que como media son de 78 nm de diámetro (Figura 1A).
↑Masters PS (2006-01-01). The molecular biology of coronaviruses. Advances in Virus Research 66. Academic Press. pp. 193–292. ISBN9780120398690. PMID16877062. doi:10.1016/S0065-3527(06)66005-3. Non obstante, a interacción entre a proteína S e o receptor segue sendo o principal, se non o único, determinante do rango de especies hóspedes do coronavirus e tropismo de tecidos.
↑ 38,038,1Cui H, Gao Z, Liu M, Lu S, Mkandawire W, Mo S, Narykov O, Srinivasan S, Korkin D (January 2020). "Structural genomics and interactomics of 2019 Wuhan novel coronavirus, 2019-nCoV, indicate evolutionary conserved functional regions of viral proteins.". bioRxiv. doi:10.1101/2020.02.10.942136.
↑Wu F, Zhao S, Yu B, Chen YM, Wang W, Hu Y, et al. (January 2020). "Complete genome characterisation of a novel coronavirus associated with severe human respiratory disease in Wuhan, China.". bioRxiv. doi:10.1101/2020.01.24.919183.
↑ 40,040,1Fehr AR, Perlman S (2015). "Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis". En Maier HJ, Bickerton E, Britton P. Coronaviruses. Methods in Molecular Biology 1282. Springer. pp. 1–23. ISBN978-1-4939-2438-7. PMC4369385. PMID25720466. doi:10.1007/978-1-4939-2438-7_1. Ver acción: Ciclo vital do coronavirus – Adhesión e entrada
↑Heurich A, Hofmann-Winkler H, Gierer S, Liepold T, Jahn O, Pöhlmann S (January 2014). "TMPRSS2 and ADAM17 cleave ACE2 differentially and only proteolysis by TMPRSS2 augments entry driven by the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein". Journal of Virology88 (2): 1293–307. PMC3911672. PMID24227843. doi:10.1128/JVI.02202-13. O SARS-CoV pode secuestrar dous sistemas proteolíticos celulares para asegurarse dun axeitado procesamento da súa proteína S. A clivaxe de SARS-S pode ser facilitado pola catepsina L, unha protease dependente de pH endo-/lisosómica da célula hóspede, despois da captación de virións nos endosomas celulares diana. Alternativamente, as serina proteases transmembrana de tipo II (TTSPs) TMPRSS2 e HAT poden activar SARS-S, presumiblemente por clivaxe da SARS-S en ou preto da superficie celular, e a activación da SARS-S por TMPRSS2 permite unha entrada na célula independente da catepsina L.
↑Fehr AR, Perlman S (2015). "Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis". En Maier HJ, Bickerton E, Britton P. Coronaviruses. Methods in Molecular Biology 1282. Springer. pp. 1–23. ISBN978-1-4939-2438-7. PMC4369385. PMID25720466. doi:10.1007/978-1-4939-2438-7_1. See section: Corona Life Cycle – Replication and Transcription
↑Fehr AR, Perlman S (2015). "Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis". En Maier HJ, Bickerton E, Britton P. Coronaviruses. Methods in Molecular Biology 1282. Springer. pp. 1–23. ISBN978-1-4939-2438-7. PMC4369385. PMID25720466. doi:10.1007/978-1-4939-2438-7_1. Ver Figura 1.
↑ 51,051,1Fehr AR, Perlman S (2015). "Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis". En Maier HJ, Bickerton E, Britton P. Coronaviruses. Methods in Molecular Biology 1282. Springer. pp. 1–23. ISBN978-1-4939-2438-7. PMC4369385. PMID25720466. doi:10.1007/978-1-4939-2438-7_1. Ver sección: Ciclo de vida dos coronavirus – Ensamblaxe e liberación
Peiris JS, Lai ST, Poon LL, Guan Y, Yam LY, Lim W, et al. (April 2003). "Coronavirus as a possible cause of severe acute respiratory syndrome". Lancet361 (9366): 1319–25. PMID12711465. doi:10.1016/s0140-6736(03)13077-2.
Rota PA, Oberste MS, Monroe SS, Nix WA, Campagnoli R, Icenogle JP, et al. (May 2003). "Characterization of a novel coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome". Science300 (5624): 1394–9. Bibcode:2003Sci...300.1394R. PMID12730500. doi:10.1126/science.1085952.
Snijder EJ, Bredenbeek PJ, Dobbe JC, Thiel V, Ziebuhr J, Poon LL, et al. (August 2003). "Unique and conserved features of genome and proteome of SARS-coronavirus, an early split-off from the coronavirus group 2 lineage". Journal of Molecular Biology331 (5): 991–1004. PMID12927536. doi:10.1016/S0022-2836(03)00865-9.
