Virión VIH-1

Virión VIH-1

Estructura del virión: La parte central de la nucleocápside contiene dos copias del genoma viral (ARNss), proteínas del núcleo y transcriptasa inversa. La envoltura que lo rodea está compuesta de lípidos (derivados de la célula huésped), y glicoproteínas virales (gp120 y gp41)

Genoma del VIH-1

Genes estructurales

Gag: núcleo viral.(cápside (CA), matrix (MA),nucleocápside(NC)) CA: se une a las ciclofilinas; NC:se une al ARN; MA: posee una señal de localización nuclear (NLS).

Pol: enzimas: transcriptasa inversa (RT); ARNsa H; proteasa (PR); integrasa (IN). RT y PRson los objetivos principales de los fármacos antivirales. IN contiene NLS; RT es responsable de la mutación viral.

Env: envoltura viral (glicoproteínas de superficie (gp120/SU), transmembrana (gp41/TM)). El gp120/SU se une al receptor CD4 y el TM se funde con la membrana celular.

Genes de transactivación: genes esenciales para la replicación in vitro:

Tat: transactivador de la transcripción viral, se une a la región afín Tar del ARN, acelera la transcripción viral.

Rev: regula la expresión viral, se une a una región afín RRE del ARN, regula el transporte y unión de las secuencias del ARN viral.

Genes accesorios: genes no esenciales para la replicación viral in vitro.

Nef: factor negativo(nombre erróneo), regula a la baja el CD4; MHC-I; se une a las quinasas celulares, esencial para la inducción de la enfermedad in vivo.

Vpu: proteína viral desconocida: regula a la baja el CD4, MHC-I; promueve la liberación viral, excepto en el VIH-2.

Vif: factor de infectividad viral: facilita la maduración del virión.

Vpr: proteína viral regulatoria: detiene la proliferación celular, contiene un NLS.

Vpx: proteína viral X(solo en los VIH-2): permite la inefcción de los macrófagos y la diseminación viral.

Características principales del genoma VIH-1

1. Regulación a la baja de CD4. Mucha información genética se dedica a regular a la baja el CD4 (nef, env, vpu), lo que indica que éste hecho debe de ser una propiedad biólogica importante. Es probablemente importante regular a la baja el CD4, porque así se facilita la liberación de los viriones de las células infectadas

2. Señales de localización nuclear (NLS): Se ha informado de la presencia de NLS en tres productos genéticos virales (Cpr, IN, y MA), sugiriendo que éste fenómeno también puede constituir una propiedad biológica importante. Las señales NLS permiten al complejo VIH-1 de entrar al núcleo de las células que no se dividen, como los macrófagos.

3. Nef: El gen nef es crítico para la inducción de la enfermedad.

4. Activación de células T: El VIH-1 gp120 (se une al CD4) y Nef (interacciona con las quinasas celulares) pueden, en cierto grado, activar las células T, lo que puede ayudar a promover la replicación del VIH-1 (El VIH-1 se replica de modo más eficiente en las células T activadas, porque contienen altos niveles de factores de transcripción, los cuales intensifican la replicación viral; factores como el NFkB).

5. Inhibición de MHC clase I: Vpu y Nef pueden regular a la baja la expresión de las moléculas Clase I del MHC en la superficie celular. Las moléculas Clase I del MHC son esenciales para el reconocimiento inmunológico y el ataque por las células citotóxicas T. El VIH evade también la inmunidad del huésped por el camino de la mutación genética, glicosilación de Env y por otros mecanismos.

Proteínas del Virión

Proteínas de la cápside (núcleo del virión)

Las proteínas de la cápside son productos del gen gag. Los productos gag incluyen: la Matrix (MA), la Cápside (CA), y las proteínas de la nucleocápside (NC), que derivan de la proteolísis de la poliproteína Gag, Pr55gag.. La fragmentación está mediada por la proteasa viral (PR), la cual es el objetivo de numerosos fármacos antivirales.

MA (proteína matrix): Se cree que el MA interacciona con las proteínas transmembranosas de la envoltura viral (TM). Una interacción que puede ayudar a reclutar las proteínas necesarias para construir el núcleo viral durante el ensamblaje viral.

CA (proteína de la cápside): Es muy importante para el ensamblaje de la nucleocápside. CA (y el precursor Gag Pr55gag) también interacciona con las proteínas celulares, como laciclofilina A (CyA = cyclophilin A) que es incorporada en los viriones VIH-1 y se necesita para la capacidad infecciosa del virus. Se piensa que la CyA facilita la decapación de la cápside del VIH-1 en las etapas tempranas de la infección, probablemente al desestabilizar la proteína CA del complejo viral nucleoproteico (CyA es un chaperón molecular que puede alterar el moldeamiento de las proteínas).

NC (proteína de la nucleocápside): Es una proteína básica que se une (de modo no específico) al ARN viral. Puede contribuír a condensar el ARN viral para que pueda ser almacenado dentro de la nucleocápside. NC también se une de modo específico, a la mayor señal de enpaquetamiento del genoma del VIH-1: la señal psi ó .

Enzimas Virales

Las enzimas virales son las encargadas de codificar enzimas como lo son: Proteasa (PR), la transcriptasa inversa(RT) la cual juega un papel fundamental en el virus del VIH, la ARNsa H y finalmente la integrasa (IN)

Los enzimas virales son productos del gen pol. Pol codifica las enzimas: proteasa (PR), transcriptasa inversa (RT), la ARNsa H, y la integrasa (IN). Al igual que pasa con los productos del gen gag, éstas enzimas son hechas a partir de la fragmentación de grandes poliproteínas. En este caso, la proteína precursora es una poliproteína Gag-Pol, Pr160gag-pol, hecha a su vez como el producto de un cambio en la traducción del mARN viral, y tiene su sitio específico en la secuencia del ARN. (El Gag y el Pol se codifican en diferentes secuencias de lectura del genoma VIH-1, y las dos secuencias de lectura abierta se solapan.Anotar que la proteína Pr160gag-pol tiene un potencial autolítico.

PR (proteasa). Es una enzima dimérica que divide específicamente a la poliproteína Gag-Pol del VIH-1. Se ha definido tanto su estructura cristalina, como su especifidad de lugar; lo que permite el diseño de una gran variedad de inhibidores enzimáticos que puedan interferir con su unión al substrato, la dimerización del enzima ó la actividad enzimática.

RT (transcriptasa inversa) y la ARNsa H. La transcriptasa inversa es una polimerasa DNA, dependiente del ARN, que sintetiza DNA a partir de una plantilla de ARN. También posee actividad ARNsa H, lo que la permite degradar el ARN de los híbridos ARN:DNA (Es un paso necesario durante la transcripción inversa). Ha sido estudiada la estructura cristalina de la RT y se han logrado producir varios inhibidores específicos de ésta enzima. Una de las propiedades más importantes de la RT es que no tiene actividad de corrección de lectura. Por ende, no puede corregir los errores que hace durante la síntesis de DNA, y así la replicación del VIH-1 tiene una frecuencia alta de mutaciones (lo mismo que le pasa a otros retrovirus).

IN (Integrasa). La IN cataliza la inserción de la doble cadena linear del DNA del VIH-1 en los cromosomas celulares. Es un paso obligado en el ciclo vital del VIH-1, y por consiguiente la IN es una enzima que puede servir como blanco potencial de futuros fármacos antivirales.

INTEGRASA: La integrasa cumple función básicamente de inserción, este es un paso obligatorio a la hora de contraer el virus, por ende varios investigadores han centrado su atención en este punto del proceso siendo como tal un objetivo primordial para la potenciación de futuros fármacos antivirales

Glicoproteínas de la envoltura viral

Las glicoproteínas de la envoltura del VIH-1 son el resultado de la acción del gen Env. Entre éstas glicoproteínas están: la glicoproteína de la superficie de la envoltura (SU ó gp120) y la glicoproteína transmembranosa (TM ó gp41). Lo mismo que ocurría con Gag y Pol, éstas glicoproteínas se producen por fragmentación de grandes glicoproteínas precursoras (gp160). La fragmentación está catalizada por una proteasa celular.

GLICOPROTEÍNAS DE LA ENVOLTURA VIRAL

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La envoltura viral es la encargada de rodear toda la cápside vírica, la cual es muy común en variedad de animales. En esta parte las glicoproteínas se encuentran en la parte externa, las cuales estarán codificadas en el genoma vírico, por lo general las glicoproteínas forman púas o una especie de espinas que harán parte de los antígenos víricos. Su función principal en términos de VIH es colaborar al virus a ingresar en la célula huésped, en ese momento es cuando actuarán las glicoproteínas las cuales tienen como objetivo identificar y unirse a los puntos receptores en la membrana del huésped. Finalmente la envoltura vírica se unirá con la membrana celular , permitiendo entrar a la cápsida y al genoma vírico

SU ó gp120 (glicoproteína de superficie). Es una proteína muy glicosilada que se localiza fuera de la partícula viral. No tiene acción transmembranosa, y se une de modo no-covalente (se une débilmente) a la glicoproteína TM/gp41. Las dos glicoproteínas: gp120 y gp41 se encuentran como oligómeros dentro de la partícula viral (así: gp120 interacciona tanto con la gp41 como con otras moléculas gp120, y la gp41 hace otro tanto)

En general, las secuencias codificadas por la gp120 de las diferentes cepas de VIH-1, son muy variables, y éstas variaciones

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