x

ANGLISHT

VIROLOGJI – KAPITULLI X

PJESA E TRETË

REPLIKIMI I POLIO, RINO DHE PIKORNAVIRUSEVE


Dr Richard Hunt
Professor
University of South Carolina School of Medicine

Imazhet: Dr Margaret Hunt

Përktheu:
Blerim Berisha
Kryetar i OJQ “Qendra për Avansimin e Studimeve”, Ekspert i librarisë elektronike biomjekësore në Qendrën e Telemjekësisë së Kosovës

Mikrografia transmisive elektronike e  poliovirusit tip 1
CDC/Dr. Joseph J. Esposito  jje1@cdcgov 

Shumica e ARN viruseve i kanë gjenomet njëvargore, për dallim nga ato që kanë ARN me spirale të dyfishtë (ADN virusët përmbajnë ADN me spirale të dyfishtë, siç gjendet në ADN të qelizave eukariote). Kjo ndodh sepse ADN më lehtë shpaloset gjatë transkripcionit, përderisa ARN dyvargore është shumë stabile (temperatura e saj e shkrirjes është 10 gradë më e lartë sesa ADN me përbërje të ngjashme). Për më tepër, shpërdredhja e ARN nuk është mekanizëm i qelizës strehuese, për dallim nga shpërdredhja e ADN-së, e cila ndodh çdo herë kur ADN qelizore transkriptohet në ADN ose në ARNi.

Ekzistojnë dy tipe themelore të ARN viruseve, ato të cilat e kopjojnë ARN-në e tyre në ARN të re, pa ndërmjetësimin e ADN-së dhe ato të cilat shfrytëzojnë ndërmjetësimin e ADN (figura 1a dhe b). Tek tipi i parë, përfshihen ARN virusët me varg pozitiv (p.sh. pikornavirusët, siç janë polio dhe rinovirusët), ARN virusët me varg negativ (p.sh. virusi i gripit) dhe ARN virusët dyvargorë (p.sh. rotavirusët). Në grupin e ARN virusëve të cilët e kanë ADN si ndërmjetësues bëjnë pjesë retroviruset (figura 1a dhe c).



ARN VIRUSËT SHTAZOR KODOJNË NJË POLIMERAZË

Pasi që kopjimi i ARN në ARN nuk është funksion i qelizës strehuese, ARN virusët të cilët nuk kanë fazë të ADN-së duhet të kodojnë ARN polimerazën e varur nga ARN (kjo gjithashtu quhet edhe replikazë). Virusët e tillë zakonisht kalojnë nëpër ciklin e plotë jetësor të tyre në citoplazmë. Retrovirusët janë ARN virusë me varg pozitiv dhe duhet të kodojnë ADN polimerazën e varur nga ARN (transkriptaza reverse) për të krijuar ADN provirusin, i cili pastaj transkriptohet në ARN nga enzimi i strehuesit ARN polimeraza II. Pasi që ARN polimeraza II krijon ARNi në bërthamën e qelizës strehuese, cikli qelizor i retrovirusëve zhvillohet kryesisht në bërthamë. Ekziston vetëm një përjashtim ndaj mendimit se të gjithë ARN virusët shtazorë kodojnë polimerazën e tyre dhe ky është agjensi delta i hepatitit, i cili nuk është virus i vërtetë. Mund të përdorë enzim të strehuesit, i cili normalisht kopjon ADN në ARN për të kopjuar ARN-në e saj në ARN.
 

Figura 2
ARNi mund të përdoret direkt nga ARN virusët me varg pozitiv

Figura 3
ARN virusët me varg negativ duhet të krijojnë një varg pozitiv para se të krijojnë proteinë dhe kështu duhet të paketojnë proteinën polimerazë


Figura 4
Retrovirusët duhet të paketojnë polimerazën e tyre në virion

Figura 5
Problemi i ARN monocistronike: zgjidhjet

Figura 6
Format tautomerike të bazave të ADN-së

Figura 7
Viruset adaptohen në fitnes në një mjedis të caktuar (virusi i gjelbërt). Mund të ketë trajta tjera të virusit ( e kuqe) që mund të jenë po aq të suksesshëm, por për të mbërritur në atë stad , virusi duhet të kalojë nëpër një formë që nuk mund të garojë në këtë mjedis dhe si rrjedhojë do të zbutet në popullacion

Figura 8
Pasojat e madhësisë së gjenomit

Figura  9
Poliovirusi
Copyright J.Y. Sgro (përdorur me leje)

Figura 10
Kapja për sipërfaqen e qelizës dhe hyrja e ARN në qelizë

A
 B
C
D
E
F

ARN INFORMATIV I VIRUSIT

ARN virusi duhet të krijojw një ARN, i cili mund të shërbejw si ARN informativ për sintezën e proteinave në qelizën e strehuesit. Në rastin e ARN virusëve me varg pozitiv (gjenomi i të cilëve, për nga definicioni, ka ngarkesë të njëjtë me ARNi), ARN e gjenomit mund të shërbej si informatë (figura 2). Kapsida e virusit shërben si mjet dërgues për në citoplazmë. Pasi që gjenomi është ARN dhe kopjohet nga ARN polimeraza, nuk ka nevojë për promotor tipik (TATA box, CAT box etj.) që përshkon për së larti gjenet që kodojnë proteinat (siç ndodh tek ADN virusët ose retrovirusët); madje, virusët me varg pozitiv nuk kanë nevojë për të krijuar proteina të reja para se të krijojnë ARNi, pasi që ARN e tyre mund të shërbej drejtpërdrejt si informatë.

Për dallim, qelizat e infektuara nga virusët me varg negativ, duhet të përmbajnë proteinën (polimerazën) para se të mund të krijohet ARNi me varg pozitiv dhe kështu virusi duhet të bart polimerazën brenda kapisdës dhe ta dërgojë këtë proteinë në qelizën e infektuar (figura 3). Përpos kësaj, ARNi e kopjuar nga ARN gjenomike negative duhet të ketë modifikimet normale të ARNi të qelizës (kapela metilike, bishti poli A) në mënyrë që të përkthehet nga qeliza strehuese. Kjo d.m.th. se enzimat modifikuese (metilaza, GMP transferaza, Poli A polimeraza) duhet të jenë të përfshira në virus. Ndonëse qeliza strehuese mund të sigurojë këto enzime, ato ndodhen në bërthamë (aty ku krijohet ARNi) dhe, siç e kemi parë më sipër, shumica e ARN viruseve janë citoplazmatik gjatë ciklit të tyre jetësor.

Në rastin e retroviruseve, kopjimi i ARN në AND është i domosdoshëm para se të krijohet proteina dhe kështu polimeraza (transkriptaza reverse) duhet gjithashtu të përfshihet në grimcën e virusit (figura 4). Këta ARN virusë, megjithatë, e replikojnë gjenomin e tyre në bërthamën e qelizës strehuese dhe kështu mund të përdorin enzimat modifikuese të ARN-së të qelizave strehuese.



PROBLEMI I ARN MONOCISTRONIKE

Qelizat eukariotike kanë ARNi monocistronike, për dallim nga bakteret të cilat mund të kenë ARNi policistronike. ARNi monocistronike e kodon një proteinë, pasi ribozomi e gjen vendi i inicimit të përkthimit afër skajit 5’ të ARNi dhe e përkthen proteinën deri sa të arrijnë tek stop kodoni. Inicimi i brendshëm i sintezës së proteinave brenda ARNi nuk ndodh (përpos në gjendje të ralla). Një ARN e vetme mund të kodojë më shumë se një proteinë tek eukariotet por kjo ndodh me anë të ngjitjes së pjesëve të transkriptimit origjinal për të krijuar një ARNi tjetër, e cila shërben si informatë monocistronike. Enzimet ngjitëse që e kryejn këtë proces janë gjetur në bërthamë (pasi këtu krijohet ARNi). Pasi ARN virusët zakonisht janë citoplazmatik, ato nuk mund të shfrytëzojnë dobinë e enzimave lidhëse. Prandaj, ARN virusët të cilët kanë vetëm një ARNi janë të detyruar që të krijojnë vetëm një proteinë të madhe – por ato kanë zhvilluar një numër të truqeve për tejkaluar këtë (figura 5) dhe me të vërtetë krijojnë më shumë se një proteinë. Disa mund të shfrytëzojnë mundësinë e enzimave lidhëse alternative të qelizave strehuese (prandaj duhet të kenë fazën e bërthamës). Të tjerat e krijojnë vetëm një proteinë të gjatë të vetme, e cila ka aktivitetin e proteazës; kjo e pret paraardhësin e gjatë në një seri të proteinave më të vogla. Të tjerat, siç janë pikornaviruset, kanë gjetur mënyrat për të krijuar një funksion të vetëm ARNi sipas mënyrës policistronike, megjithëse janë në qelizë eukariotike Si e bëjnë këtë do të adresohet më vonë.



PROBLEMI I LEXIMIT TË DËSHMISË (PROVËS)

Kur ne e kopjojmë ADN gjenomin tonë, përdorim ADN polimerazën e leximit të dëshmisë, e cila i korrigjon gabimet në kopjen e re të ADN-së. Shumica e gabimeve ndodhin pasi format normale të bazave të cilat e përbëjnë kodin në ADN mund të ekzistojnë në forma te rralla tautomerike (figura 6). Këto forma të rralla ekzistojnë për një kohë shumë të shkurtë, por nëse baza është në formën e saj tautomerike në kohën kur kopjohet, do të lexohet si bazë e gabuar gjatë sintezës së ADN-së. Kështu që, zakonisht A lidhet T por tautomeri i rrallë i T do të bashkohet në bazë me G dhe do të kopjohet asisoj. ARN polimerazat nuk kanë zakonisht lexim të dëshmisë, prandaj këto mutacione nuk do të korrigjohen dhe do të përjetësohen në gjeneratat e ardhshme. Shkalla e mutacioneve të ARN polimerazës II është afërsisht 1 në 10,000, kështu që, për të mbajtur nivelin e mutacionit të ARN viruseve të ulët, ato duhet të kenë gjenome të vogla; zakonisht, ARN virusët kanë gjenome me 10,000 ose më pak nukleotide (në krahasim, p.sh. me me herpes-virusët, të cilët kanë gjenome prej rreth 150,000 nukleotideve).





PSE TËRË KËTO MUTACIONE NUK I BËJNE JOSTABIL arN VIRUSËT?

Përgjigja është se i bëjnë jostabil në shumicën e rasteve. Virusi HIV (i cili ka gjenomin e madhësisë më pak se 10,000 nukleotide) akumulon shumë mutacione, të cilat rezultojnë me polimorfizëm të kopulacionit dhe i mundësojnë virusit që të jetë rezistent ndaj barnave antivirale. Megjithatë, shumë ARN virus (p.sh. poliovirusi) janë shumë stabil përgjatë mija viteve, pavarësisht nga shkalla e tyre e lartë e mutacioneve. Kjo mund të shpjegohet më së miri me konceptin e fitnesit në peisazhin Mullerian. Sipas këtij koncepti, një virus i caktuar mund të adaptohet lehtë për t’u replikuar në strehuesin e caktuar (p.sh. polio tek njerëzit). Mund të ekzistojnë forma të tjera të virusit, të cilat mund të jenë njëlloj ose më të suksesshme, por për të pësuar mutacion në një formë tjetër virusit do t’i duhej të kalojë nëpër forma të cilat janë më pak të përshtatura. Kështu që, kur virusi, i cili adaptohet mirë pëson mutacion, virusët mutantë nuk mund të konkurrojnë dhe dobësohen. Me fjalë të tjera, virusët mirë të përshtatur kanë një kulminacion të fitnesit në ambientin e tyre dhe nuk janë në gjendje që të kalojnë luginën e të përshtaturit të dobët (figura 7). Kjo është sikur ketri në skajet veriore dhe jugore të Grand Kanjonit, të cilët kanë divergjuar sepse nuk mund të përshtaten në kushtet e ashpra në dyshemenë e kanjonit, prandaj edhe nuk mund të shumëzohen.



PASOJAT E MADHËSISË SË VOGËL TË GJENOMIT

Gjenomi i vogël e kufizon numrin e proteinave të cilat mund të kodohen (figura 8). Është e nevojshme proteina e kapsidës për të mbrojtur ARN-në dhe polimerazën, e cila duhet të krijohet nga virusi. Gjithashtu, është e nevojshme të jetë edhe një proteinë për kapje në mënyrë që virusi të mund të infektojë qelizën e re. Në këtë mënyrë, do të ketë një numër të kufizuar të proteinave individuale megjithëse ARN virusët mund të jenë mjaft të mëdhenj duke shfrytëzuar kopje të shumëfishta të proteinave të ndryshme.



CIKLI JETËSOR

Polioviruset dhe rinovirusët bëjnë pjesë në grupin e pikornavirusëve (figura 9). Ato janë ARN virus të vegjël, ikozaedral, me ngarkesë pozitive të ARN-së, të cilët nuk kanë mbështjellës (dy shtresa lipidike). Në pikornaviruse, përfshihen virusi i hepatitit A dhe enterovirusët. Tërë cikli jetësor i virusit ndodh në citoplazmën e qelizës strehuese. Meqenëse ARN është i të njëjtës ngarkesë sikur ARNi, ARN-ja e vetme është infektive, ndonëse e një niveli shumë më të vogël sesa grimca e plotë e virusit. Kjo ndodh sepse virusi ka proteina, të cilat ngjiten për sipërfaqe të qelizës.

Picornavirusët ngjiten me qelizën strehuese përmes receptorit specifik, siç bëjnë pothuajse të gjithë virusët dhe internalizohen nga qeliza (figura 10). Në rastin e polio dhe rinoviruseve, kjo është proteinë e një funksioni të panjohur (në qelizat normale) e njohur si CD155, receptor i polio virusit RPV. Ekzistojnë disa ide lidhur me funksionin normal të CD155, në atë që lidhet për proteinën e quajtur vitronektinë, kështu që mund të jetë një proteinë adezive e përfshirë në lidhjen e qelizës më matriksin e saj ekstracelular. Shumica e rinovirusëve mund të lidhen edhe me një receptor tjetër, i cili është një proteinë adezive e quajtur CD54 ose ICAM-1 (molekula adezive intracelulare-1 – MAIC-1); përdorimi i këtyre receptorëve e kufizon qelizën të cilën virusi mund ta infektojë, duke çuar në tropizmin e tyre karakteristik; për shembull, CD155 është i shprehur në disa lloje të qelizave, duke përfshirë zorrët dhe gjithashtu edhe në pjesën terminale të aksonit në vendbashkimin neuromuskular, pra në membranën presinaptike. CD155 dhe ICAM-1 janë glikoproteina, të cilat janë të lidhura në membranë dhe të cilën e rrethojnë (figura 11D). Regjionet e tyre ekstracelulare, për të cilat lidhen pikornaviruset , kanë domenet tre dhe katër të ngashme me imunoglobulinat, respektivisht, me mbështjellës të ngjashëm me imunoglobulinat. Në cilindo rast, virusi lidhet me hapësirën N-terminale. ICAM-1 është më i gjatë dhe depërton thellë brenda në kanjon (figura 11 C, D) përderisa CD155 është më i shkurtër dhe shtrihet përgjatë kanjonit (figura 11E).

Nëse shikoni strukturën e nukleokapsidës do të shihni dymbëdhjetë pentone një në secilën majë të virusit. Secili penton është në kontakt me pesë proteina të tjera të cilat e rrethojnë atë. Secila faqe e virusit ka një kompleks të proteinave, të cilat duken sikur trekëmbësh (strukturë me tre këmbë). Kjo është në kontakt me gjashtë proteina të tjera (tre pentone dhe tre trekëmbësha) dhe nganjëherë quhet hekson, ndonëse nuk duket sikur hekson. Pasi ikozaedri ka njëzet faqe, kemi 20 trekëmbësha. Në mes të pentoneve dhe trekëmbëshave kemi një kanion (figura 11 A, B); receptori në sipërfaqen e qelizës (ICAM-1 dhe CD155) lidhet në kanion (figura 11E) dhe përshpejton ndryshimin strukturor tek disa prej proteinave virale. Ndërveprimi i qelizës dhe proteinës virale nuk është aq stabil. Në rastin e rinovirusëve, hyrja në citoplazmë duket se e përcjell endocitozën, e cila mund të sugjerojë se është e nevojshme një pH acidike për ndryshimet strukturore.

Le të shohim më në detaje se çka ndodh kur një rinovirus lidhet për qelizën përmes ICAM-1. ARN do të hyjë në qelizë nëpër membranë përmes qendrës së pentonit, pasi që njëra nga proteinat virale ngulitet në membranën qelizore. Nëse marrim një prerje tërthore nëpër penton (figura 12) (e cila ka simetri pesë shtresore kur shikojmë poshtë në te), mund të shohim se molekulat VP1 formojnë pjesën qendrore të pentonit dhe e rrethojnë poren e mbyllur. Kanioni ndodhet aty ku VP1 i përshtatet VP2/3 Por dyshemeja e kanionit nuk është e rrafshët. Ekziston një vrimë e ngushtë në dysheme, nën të cilën është një hapësirë më e madhe e njohur si xhep. Normalisht, ky xhep përmban “faktorin e xhepit”. Kjo asnjëherë nuk është izoluar dhe karakterizuar por duket si një molekulë e gjatë, e trashë, e ngjashme me acidin në studimet strukturore kristalografike. Nën proteinat e jashtme, VP1, VP2 dhe VP3 është një proteinë tjetër e virusit, e cila nuk mund të shihet nga jashtë (si në figurën 12) dhe kjo është VP4. Figura 13 tregon boshtin e proteinave të pentonit me një strukturë më të përgjithshme në kuadrat. Figura 14 tregon se si ne mendojmë se molekula ICAM-1 përputhet në kompleksin VP1/2/3. Vëreni se përputhet në kanion por nuk e depërton xhepin. Ne e shohim këtë përsëri në figurën 15 me boshtin e proteinave tani të shënuar.

Një lloj i medikamenteve që është përdorur për të trajtuar infeksionet me pikornaviruse janë medikamentet WIN. Ato i ndalojnë ndryshimet strukturore, të cilat ndodhin kur virusi dhe ICAM-1 ndërveprojnë (në figurën 16 mund të shihni se çka ndodh). Medikamenti WIN e zhvendos “faktorin e xhepit” dhe përputhet duke u ngjeshur brenda xhepit (figura 17) dhe është pothuajse plotësisht e varrosur siç mund të shihet kur ne e shikojmë pentonin në një pamje me hapësirë-mbushur (figura 18).

Siç e kemi vërejtur më sipër, një proteinë, VP4, është nën proteinën e jashtme VP1/2/3. VP4 ka acid yndyror (acidi miristik) të kapur për te (figura 19) e cila e bënë njërin skaj shumë hidrofobik. Në modelin hapësirë-mbushës (figura 20), ne mund të shohim se acidi yndyror zgjatet në pore për të formuar një tapë në mesin e pentonit. VP3 gjithashtu e formon një pjesë të tapës (figura 20).

Kur ICAM-1 lidhet në kanion, kemi një ndryshim strukturor dhe e lëviz VP1 jashtë qendrës së pentonit (figura 21). Kjo e ngjesh xhepin dhe është e mundur që lidhja e zhvendos faktorin e xhepit. Tani mund të shihni pse barërat WIN funksionojnë. Ata lidhen në xhep më fuqishëm sesa faktori i xhepit dhe nuk zhvendosen me lidhjen e ICAM-1. Kështu që, përkulja për të hapur poren nuk ndodhë (figura 21b).

Kur VP1 lëvizë mbrapa (figura 21b, c), porja hapet përderisa VP3 ia lëshon rrugën. Kjo i mundëson VP4 që të lëvizë nëpër pore (kanal). Fundi aminik i VP4 përmban acid miristik (acid yndyror) dhe kjo në njëfar mënyre lëvizë nëpër pore. Mbani mend se porja ka simetri pesë shtresore dhe në të vërtetë janë pesë proteina të tilla VP4 të cilat detyrohen të kalojnë sipër nëpër kanal. Acidi miristik ngulitet në dyshtresëshin lipidik të membranës qelizore për të formuar një pore. Formimi i pores gjithashtu lehtësohet nga fakti se skaji aminik i VP1 është një alfa heliks amfipatike, e cila rrotullohet jashtë me lidhjen e ICAM-1.

Siç mund të pritej nga struktura e tetramerit VP1-4, VP4 nuk do të duhej të lidhej nga anti-VP4 antitrupat nga pjesa e jashtme e virusit. Nëse ne e lëmë virusin për një kohë të gjatë në tretje, VP4 shenjohet sikurse virusi “frymon”. Kur WIN lidhet në xhep, frymimi i tillë ndalet duke treguar se lidhja më e tendosur e barit në xhep e stabilizon strukturën e virusit. Siç mund të pritej, nëse e shtojmë një pjesë të molekulës ICAM-1, e cila lidhet për kanion, kemi një ndryshim të formës dhe ARN del jashtë pores dhe virusi nuk është më infektiv. Pentoni nuk është vetëm vendi i daljes së ARN në qelizën e cila po infektohet, por është gjithashtu edhe vendi i hyrjes së ARN në nukleokapsidë.


 

Figura 14
Futja e receptorit qelizor, ICAM-1

 Figura 18
WIN është pothuajse plotësisht i varrosur


 Figura 20
Ngjitja e acidit miristik për VP4

 
 

(832 Kb)
Copyright J.Y. Sgro (used with permission)
 

Figura 15
Futja e receptorit qelizor, ICAM-1
 

 Figura 17
Barnat WIN në xhep 

 Figura 19
Ngjitja e acidit miristik për VP4

Figura  21a
VP1,2,3 formojnë poren e mbyllur

 

Figura 23
Kompleksi inicues i cili formohet në ARN

PËRKTHIMI

Pasi të ketë hyrë ARN në qelizë, ajo mund të përkthehet. Në skajin 5’ të ARN-së është një proteinë e vogël virale e quajtur VPg (figura 22). Ajo largohet nga ARN kur të infektohet qeliza dhe pasi që ARN është me ngarkesë pozitive, tani mund të përdoret si ARNi. Zakonisht, kur ARNi qelizore përkthehet, nën-njësia e vogël ribozomale e njeh strukturën e majës në skajin 5’ dhe pastaj ribozomi mblidhet pas lidhjes së nën njësisë së madhe. Por, nuk ka ndonjë skaj të metiluar në ARN të pikornavirusit pasi që kapimi ndodhë në bërthamë (si rezultat i enzimave qelizore) dhe cikli i tërë jetësor i pikornavirusit ndodh në citoplazmë. Megjithatë, makineria e sintezës së proteinave të strehuesit e përkthen ARN-në virale. Figura 23 tregon kompleksin e inicimit normal, i cili formohet në ARNi të kapuar. Në ARN të picornavirusit ekziston një regjion me strukturë sekondare, i quajtur vendi i hyrjes së brendshme në ribozom (internal ribosome entry site - IRES) (figura 24). Ky vend njihet nga kompleksi i proteinave, të cilat zakonisht e njohin skajin. Duket të jetë edhe një faktor tjetër i qelizës së strehuesit, i cili është i domosdoshëm për njohjen e IRES, por jo edhe për ARNi në tapën normale të metiluar. Është e mundur që disponueshmëria e këtij faktori të strehuesit ta determinojë pjesërisht tropizmin e pikornavirusit për disa qeliza.

Pikornavirusët kanë gjithashtu edhe aktivitet të proteazës, e cila mund të këpusë njërën nga proteinat e kompleksit iniciues, eIF4G (figura 25) dhe kjo në mënyrë serioze ndikon në aftësinë e qelizës për të përkthyer mesazhet normale por nuk ndikon përkthimin nga IRES; kështu që virusi mund të ndalojë përkthimin në qelizën strehuese përderisa përkthimi i ARN-së së tij mbetet i paprekur.

Fakti se është vetëm një IRES d.m.th. se ekziston vetëm një produkt primar i përkthimit; dhe se mund të jetë vetëm një proteinë e madhe e krijuar. Kjo proteinë në fund mund të ndahet duke krijuar disa proteina në virusin e maturuar; prandaj këtë produkt fillestar e quajm si proteinë policistronike, pasi që është e koduar nga më shumë së një gjen (cistron). Proteazat të cilat e këpusin poliproteinën origjinale janë të koduara në gjenomin e virusit dhe aty jepet porosia për procesin proteolitik, siç tregohet në figurën 26.

 

Figura 25
Pikornavirusët gjithashtu kanë edhe aktivitet të proteazës, të cilat mund të ndajnë njërën nga proteinat e kompleksit inicues, eIF4G

A

B
 

REPLIKIMI I ARN

Kjo është mjaft e thjeshtë krahasuar me disa ARN virusë të tjerë. Pasi që pikornavirusët e kalojnë tërë kohën në citoplazmë, atyre iu duhet të kodojnë një polimerazë (replikazë), e cila është e ndërtuar nga vargu me ngarkesë të virusit infektues. Polimeraza e kopjon vargun, i cili pastaj kopjohet prapë në vargun me ngarkesë, i cili është i paketuar në virus (figura 27). Replikimi i ARN duket se ndodh në sipërfaqen citoplazmatike të vezikulave membranore, për të cilat lidhet ARN polimeraza. Këto vijnë nga retikulumi endoplazmik, ashtu sikurse vezikulat në qelizën e painfektuar, të cilat transportojnë proteinat e sekretuara dhe membranore në aparatin e Golgjit. Megjithatë, kur qeliza infektohet nga pikornavirusi, vezikulat nuk bashkohen me faqen cis të aparatit të Golgjit, ashtu sikurse bëjnë vezikulat transportuese (figura 28). Këto vezikula kanë proteina specifike të cakut në sipërfaqet e tyre citoplazmatike (të quajtura proteinat COP) dhe është e mundur që ato të jenë të përfshira në përgjigjen ndaj infeksioneve virale. Duhet të mbahet mend se pikornavirusët nuk kanë mbështjellës lipidik dhe nuk kanë glikoproteinë sipërfaqësore. Prandaj, prodhimi i virusit nuk inhibohet me komprometimin e funksionit të aparatit të Golgjit, siç do të ishte rasti me virusin e mbështjellur. Nuk dihet pse ekziston ky asociacion membranor i replikimit të ARN-së së pikornavirusit, por mund të koncentrojë substrate të ndryshme në afërsi të polimerazës (te bakteret, replikimi i ADN-së është i lidhur me membranën). ARN e pikornavirusëve është e poliadeniluar në skajin 3’, sikurse janë edhe ARNi qelizore, por ky poliadenilim ndodh në një mënyrë tjetër. Në sintezën e ARNi në qelizën strehuese, poli A sekuenca nuk kodohet në kopje të ADN të gjenit por shtohet nga një enzimë e quajtur poli A polimeraza duke shfrytëzuar ATP si substrat. Në rastin e ARN-së së pikornavirusit, megjithatë, poli A sekuenca në vargun me ngarkesë pozitive kopjohet në poli U sekuencë në skajin 5’ të vargut negativ. Kjo kopjohet përsëri në 3’ poli A përmes replikazës.
 

GRUMBULLIMI

Siç është vërejtur më sipër, proteinat e pikornanvirusit janë policistronike sepse ekziston vetëm një vend i brendshëm i lidhjes së ribozomit. Kjo d.m.th. se virusi mund të montohet deri sa proteinat e ndryshme shkëputen nga poliproteina. Poliproteina ndahet në fillim në tri proteina (P1,P2, P3). P1 pastaj ndahet në tri proteina tjera (VP0, VP1, VP3) të cilat përbëjnë nën-njësinë e mbeshtjellësit të virusit. Kjo bëhet përmes proteazave të specifikuara të virusit, të cilat janë pjesë e poliproteinës dhe janë katalitike si pjesë e një produkti të një përkthimi të vetëm fillestar. VP0, VP1 dhe VP3 bashkohen në nën-njësinë strukturale 5S (protomer). VP0 ndahet vetëm në VP2 dhe VP4 kur të bashkohet virusi. Pesë nga këta promotorë bashkohen në pentamerin 14S dhe 12 pentamerë formojnë prokapsidën. ARN futet në kapsulë në prokapsidë për të formuar provizionin. Në këtë fazë VP0 ndahet në VP2 dhe VP4 dhe virioni tani është një grimcë virusale e maturuar dhe infektuese. VP0 ndahet vetëm nëse ARN është e kapsuar.

Dy pjesët tjera të produktit fillestar të përkthimit (P2 dhe P3) ndahen për të formuar një numër të proteinave jo-strukturale (proteina të cilat nuk gjenden në grimcën e virusit të maturuar por të cilat përdoren gjatë replikimit në qelizën e infektuar). Këtu përfshihen replikaza dhe proteinat të cilat e ndryshojnë metabolizmin e qelizës strehuese. Proteina VPg e cila gjendet në secilin skaj të ARN molekulave gjenomike me kuptim pozitiv formohet nga një pjesë e P3.

 

 LIRIMI

Shumë grimca të pikornavireve akumulohen në citoplazmë dhe qeliza vdes duke rezultuar me lizën e qelizës. Kështu që i tërë cikli jetësor i poliovirusit ndodh në citoplazmë.
 

Kthehu në seksionin e virologji të Microbiology and Immunology On-line

 

faqja së fundi e ndërruar në  Monday, February 16, 2015
faqja mbahet nga  Richard Hunt