x

ANGLISHT

VIROLOGJI – KAPITULLI SHTATË     

PJESA E NËNDË

VIRUSI I PAMJAFTUSHMËRISË IMUNE TEK NJERIU DHE SIDA

Genoma e VIH

Dr Richard Hunt
Professor
University of South Carolina School of Medicine

Përktheu:
Profesor Kristaq Bërxholi
Virolog - Fakulteti i Mjekësisë  Veterinare
Departamenti i Lëndëve Paraklinike
Tiranë  - Shqipëri 

 

LIDHJE ME SEKSIONET E TJERA TË VIH DHE SIDA JANË  NË FUND TË KËSAJ FAQEJE
 

 

Figura 24 A
Genoma e VIH-1
 

Figura 24B
Struktura e  gp160.
A. Struktura lineare e gp160 tregohet në krye. Gp160 çahet në  gp120 (proteinë sipërfaqësore) dhe gp41 (proteina fuzionuese transmembranore).
B. Një trimer i  gp120/gp41 lidhet me membranën virale.
C. Gp120 ka nëj numur të domeneve  hypervariable (V1-V5). Pjesa e kuqe tregon  urrat disulfide

|Meqënëse VIH ka një cikël jetësor shumë kompleks se retrovirusët e thjeshtë të tillë si VSR dhe duket që VIH mund të kontrollojë replikimin e tij në shumë forma komplekse, ne mund të shpresojmë për më shumë informacion gjenetik por kjo nuk është kështu. Genoma e VIH ka 9749 nukleotide-rreth të njëjtën madhësi si dhe retrovirusët e tjera, për shembull virusi i sarcoma Raus (VSR).

Genoma e VIH është më komplekse se VSR, pasi ai ka një open reading frame ekstra që dukshëm kodon për proteina të vogla (figura 24a). Antitrupat kundrejt këtyre proteinave të vogla janë gjetru në personat e infektuar me VIH. Disa prej këtyre janë sinteituzesh proteine-kontrolluese proteinash.

Genoma e VIH ka nëndë open reading frames (duke shpurë në nëndë produkte të translatimit primar) por 15 proteina janë bërë të gjitha si rezultat i çarjeve të tri prej produkteve primare. .

Geni GAG dhe genet GAG dhe POL së bashku translatohen në polyproteina të mëdha të cilat mandej çahen nga një proteazë e enkoduar në virus e cila është pjesë e polyproteinës POL.

Polyproteina GAG çahet në 4 proteina që janë gjetur në një virus të maturuar: MA (matrix), CA (kapsid), NC (nukleocapsid), p6
 

Polyproteina POL çahet  në: PR (proteazë), RT (revers transkriptaze), IN (integraze)

Geni ENV translatohet  në polyproteinë (Gp160) e cila mandej çahet nga proteaza e qelizës së bujtësit (e quajtur furin) që gjëndet në  aparatin e Golxhit. Ajo nuk çahet nga proteaza  e enkoduar në virus. Gp160 çahet në: SU (Gp120) dhe TM (Gp41). E fundit ngelet pjesë transmembranore  e Gp160, ndërsa Gp120 qëndron e ngjitur  tek Gp41 nëpërmjet lidhjeve jo kovalente.

Në vazhdim të nëndë proteinave që rrjedhin nga GAG, POL dhe ENV, ka dhe gjashtë proteina të tjera që bëhen nga VIH. Tre prej këtyre  janë përfshirë  në brëndësi të virusit (Vif,  Vpr dhe Nef), ndërsa të tjerat  gjënden  në virusin  e pjekur: Tat dhe Rev janë proteina rregullatore  dhe  Vpu që në mënyrë indirekte  ndihmojnë  në sistemimin. Genet  që enkodojnë këto proteina  emërtohen nga tre gërma që jepen si më poshtë:

TAT: Trans-Activator i Transkriptimit

REV: Regullator i shfaqjes(expression) së proteinës së  Virionit

NEF: Negative Regulatory Factor (Faktor Regullator negativ)

VIF: Virion Infectivity Factor (Faktor i Infektivitetit të Virionit)

VPU: Viral Protein U (Proteina virale U)

VPR: Viral Protein R (Proteina virale R)

Keto gene enkodojnë proteinat e vogla; për shembull TAT e cila përbëhet prej 88 amino acide. Ato mbimbulohen  me gene strukturalë (sidomos ENV) por qe janë në reading frame të ndryshme. Nga diagrama e mësipërme e organizmit të genoëms së VIH (figura 24) duket që disa janë të enkoduara  në dy eksone (që nuk i ngjajnë geneve strukturalë) dhe prandaj mARNs e tyre  rrjedhin prej  një gërshetimi alternative  të genit struktural mARNs. Kjo është mjaft e rëndësishme për rrugën në të cilën kontrollohet niveli i tyre. Mutantët në genet e TAT dhe REV tregojnë  që të dy proteinat  janë të nevojshme për prodhimin e virusit..

TAT

Geni TAT lidhet tek një sekuencë në të gjithë genet e VIH dhe stimulon pozitivisht transkriptimin. Ai është kështu një rregullator pozitiv i sintezës së proteinës, përfshi dhe sintezën e vetes së tij.
 

REV

REV lidhet tek një element vetëm në mRNA për proteinat strukturale (GAG/POL/ENV) dhe rregullon raportin e GAG/POL/ENV për sintezën e proteinës kontrolluese , jo-strukturale (TAT/REV). Kur nivelet e REV janë të larta, sinteza e proteinës strukturale rritetndërsa sinteza e proteinës kontrolluese bie. Kështu, REV pengon prodhimn e vet dhe atë të TAT.

Rezultati normal është homeostaza, prodhimi i ulët ose jo ekzistent i virusit dhe latenca në qelizat CD4 në qetësi.

Ka dhe një problem i lidhur me mënyrën e ekzistencës së VIH. Ai përdor ARN genomike si ARN mesenxher të tij. Kjo ARN ëshët e pa gërshetuar dhe bërthama ka një mekanizëm për të parandaluar mos gërshetimin e mARNs që ikin nga bërthama dhe janë të translatuara. Për të mposhtur këtë problem funksionon Rev.
 

Figura 25 Efektet e NEF tek CD4

Figura 26 NEF-i indukton cytokinat që afrojnë qelizat T tek një makrofag i infektuar

NEF

Proteina Nef sintetizohet në fillim të infeksionit. Pamvarësisht madhësisë së saj të vogël, NEF ka disa funksione.

a) Homeostaza të shpie tek problemet për provirusin parazitik:

i) Super-infeksioni nga particela të tjerë të VIH të cilat lidhen në siëprfaqe të antigjenit CD4 të qelizave të infektuara,mundet që të vrasin qelizën.
ii) Ndoshta me më shumë rëndës, lidhja e virusit nëpërmjet antigjenit CD4 në sipërfaqen e qelizës ose Gp120 e lirë, lidhja e antigenit CD4 në sipërfaqe të qelizës mund të rezultojë në faktin që qeliza të bëhet subjekt i një sulmi imun dhe kështu qeliza e infektuar mund të shkatërrohet.

Translatimi i genit NEF gene është rezultat i infektimit të parë të virusit që shkakton internalizimin e antigjenit CD4 nga sipërfaqia e qelizës dhe shkatërrimin e tij në lyzozome (figura 25). Kështu nuk mund të lidhet më shumë VIH ose gp120 në sipërfaqe të qelizave të infektuara!

b) Nëpërmjet mekanizmave të ndryshëm nga rregullimi i poshtëm i antigenit CD4, NEF redukton shfaqjen në siëprfae të molekulës MHC klasa I. Kjo ndryshon prezantimin e antigenit nga qeliza e infektuar dhe kërkohet për të mbrojtur qelizën e infektuar nga sulmi i qelizave cytotoksike T.

c) Emri, NEF, vjen nga faktori negativ. Originalisht duket që virionet që janë të varfëra me NEF rriten më mirë se sa tipi i egër. Tashmë konsensusi duhet për kundërshtinë që virusi i prodhuar në prezencë të NEF është pak më infektiv se sa virusi i prodhuar në mungesë të tij.

d) Ëshët parë që NEF është i rëndësishëm për replikimin e VIH in vivo por duket se ka më pak efekt të NEF-it në kulturat qelizore in vitro. Së fundmi kjo çështje duket se është zgjidhur. Përgjgija ëshët gjetur tek makrofagët të cilët ndryshojën në dy rrugë kur ato infektohen me VIH me shfaqje të NEF (kujtojmë që makrofagët janë qeliza-makrofagë tropik, që sjellin VIH në brëndësi të trupit dhe shtamet fillestare të VIH në një pacient të infektuar).

Makrofagët e infektuar nga VIH sekretojnë MIP-1alfa dhe MIP-1beta. Këto janë dy citokina që lidhen tek ko-receptorët për infeksionin e VIH të makrofagëve, por këtu këto citokina kanë tjetër funksion.

Ato shkaktojnë migrim tek qelizat në qetësi CD4+ T (si pasojë e kemotaxisit) në drejtim të makrofagëv të infektuar (figura 26). Kjo është mjaft e rëndësishme in vivo meqënëse fillimisht qelizat e infektuara me VIH nuk janë të shumta në numur dhe qelizat e painfektuara T mund të mos jenë në afërsi të qelizave të infektuara. Përveç kësaj, VIH nuk ka gjysmën jetën shumë të gjatë në qarkullim përpara se sa të bëhet jo infektiv. Migrimi i qelizave të painfektuara kundrejt qelizave të infektuara rrit mundësinë që qelizat T të ndeshen me makrofagët e infektuara përpara se sa ato të lënë sistemin retikuloendotelial. Kjo shpjegon faktin që pse NEF duket të mos jetë shumë e rëndësishme në kulturat qelizore ku qelizat janë thujase të bashkangjitura. Makrofagët e infektuar bëjnë diçka tjetër. Ata bëjnë një factor që ende nuk është identifikuar që aktivizon qelizat T në qetësi me të cilat është takuar më parë duke i dhënë mundësi atyre që të infektohen dhe të eliminojnë virus të ri (Kujtoni, lentivirusët, në dallim nga retrovirusët e tjerë mund të infektojnë qelizat që nuk janë në ndarje. Normalisht, retrovirusët mund të futen vetëm në bërthamë dhe të integrohen gjatë mitozës kur membrane bërthamore është dëmtuar; megjithkëtë, proteinat e lentivirusëve ashtu si dhe VIH kanë sinjale për bërthamën target dhe duke lejuar nukleokapsidën që të gjejë poret e bërthamës. Kështu, virusi mund të integrohet në kromozomet e qelizës së bujtësit ku ai tashëm mund të kodojë për më shumë ARN virale dhe proteinë. VIH në dallim nga disa lentivirusë të tjerë, nuk e transkripton genomën e tij tek ARN në qelizat T në qetësi pasi aktivizimi promotorit në LTR kërkon faktorë transkriptues që prodhohen vetëm kur qelizat T në qetësi bëhen active). Këto të dhëna shpjegojnë se përse makrofagët janë vitalë për përhapjen e VIH.

Shënim: VIH, in vivo, mund të infektojë qelizën T në qetësi por nuk mund të replikohet në këtë qelizë. Megjithëse NEF mudn të aktivizojë qelizën, ajo nuk mund të bëjë këtë në qelizat T në qetësi. Vrojtimet e mësiëprme zgjidhin këtë vështirësi. Makrofagët e infektuar me VIH dhe prodhojnë NEF pa ndonjë process aktivizimi. Si rezultat ata bëjnë hsumë faktorë që aktivizojnë qelizat T në qetësi dhe kështu mund të mbështesin tashëm një infeksion produktiv!
 

VPU

Pas aktivizimit të qelizës T, virusi përballet me tjetër problem: Antigjeni CD4 dhe Gp120 prodhohen në retikulumin endoplazmatik të së njëjtës qelizë. Ato kanë mundësi të lidhen tek ndonjë tjetër përpara se se sa të arrijnë membranën e plazmës dhe komplekset e tilla janë target nga qeliza për degradimin. Për të ndaluar këtë gjëndje jot ë pëlqyeshme , një proteinë tjetër e vogël e VIH (VPU) fillon proteolizisin e antigjenit CD4 të qelizës së bujtësit sapo ai është prodhuar!

VPU gjithashtu rrit çlirimin e particelave virale nga qelizat e bujtësit. Se sib ëhet kjo ende nuk është shumë e qartë, por VPU formon një kanal jonik në membranën e plazmës të qelizës së bujtësit dhe mund të ndryshojë përbërjen jonike të cytoplazmës. Ajo gjithashtu lidhet tek një proteinë qelizore (Vpu lidh proteinë ose UBP) dhe mbi shprehja e kësaj proteine duke pakësuar rritjen e efektit të VPU në çlirimin e virusit. UBP mund të jetë një faktor negativ për ssitemimin që mund të çvendoset nga një prej proteinat GAG përpara se sa virusi të sistemohet në sipërfaqen e qelizës.

VPU formon një pore transportuese në siëprfaqe të mëmbranës që drejton jonet e vogla të tilla si Na dhe K. Aftësia e VPU për të formuar kanale dhe aftësia e sja për të rritur çlirimin e virusit duket se korelojnë.

Nga aftësia e saj për të stimuluar çlirimin e virusit dhe gjithashtu për të dëmtuar antigenin CD4 (të cilat janë funksione të ndara të pjesëve të ndryshme të molekulës së VPU), duket që VPU rrit patogjenicitetin e virusit duke rritur numurin e particelave virale të VIH për qelizë.
 

VIF

Proteina Vif (factor i infektivitetit viral-viral infectivity factor), e cila është thelbësore për infeksionin in vivo, mund të jetë shumë e rëndësishme në ndrydhjen e rezistencës kundrejt infeksionit të VIH nga bujtësi. Vif nevojitet gjatë stadit të vonshëm të prodhimit të virusit dhe duket se funksionon nga bllokimi i aktiviteti i lindur antiviral në qelizat T dhe makrofagët, qelizat kryesore që janë të infektuara tek njeriu. Pa Vif, VIH nuk është infektiv në qelizat primare T të njeriut.

Cili ëshët problemi që u jep rëndësi qelizave T që ato të jenë active kundrejt VIH kur Vif mungon? Mendohet që Vif është e nevojshme për prodhimin e virusit infektiv sepse ajo pengon një rrugë antivirale në qelizë që realizohet me pjesëmarrjen e një enzimëe të quajtur APOBEC3G (fillimisht e zbuluar si një apoliproteinë B mesenxher ARN enzimë). Kjo enzimë ëshët një cytidinë deaminazë që gjithashtu targeton ADN një zinxhirorëshe. Duket se Vif parandalon prodhimin e një forme të vetme zinzhiri të ADN virale që ëshët produkti fillestar i revers transkriptimit. Një prodhim i tillë është më shumë i theksuar kur virusi infektiv ka hubmje të Vif. Kështu Vif parandalon shuëm mutacione që mund të shpien tek ndryshimet në proteinat strukturale, enzimat dhe proteinat rregullatore që ndryshe do të thotë humbje e infektivitetit viral.
 

VPR

PJESE TE TJERA TE VIH

PJESA  I VIRUSI I PAMJAFTUESHMËRISË  IMUNE TEK NJERZIT DHE SIDA

PJESA II VIH DHE SIDA; SËMUNDJA

PJESA III KURSI I SËMUNDJES

PJESA  IV PËRPARIMI DHE BASHKË-FAKTORËT

PJESA  V STATISTIKAT

PJESA VI  NËNTIPET DHE BASHKË-RECEPTORËT

PJESA VII  KOMPONENTËT DHE CIKLI JETËSOR I VIH

PJESA VIII  LATENCA E VIH

PJESA  IX GJENOMA E VIH

PJESA  X  HUMBJA E QELIZAVE CD4

PJESA XI  INFEKTIMI I QELIZAVE TË TJERA NGA VIH DHE POPULLACIONI I POLYMORFIZMIT

APENDIX I  VAKSINA ANTI-VIH

APENDIX II  SHKAKTON VIH- SIDA?

APENDIX III  KEMIOTERAPIA ANTI-VIH

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