Los virus de ARN bicatenario ( virus dsRNA ) son un grupo polifilético de virus que tienen genomas bicatenarios compuestos de ácido ribonucleico . El genoma bicatenario es utilizado como plantilla por la ARN polimerasa dependiente de ARN viral (RdRp) para transcribir un ARN de cadena positiva que funciona como ARN mensajero (ARNm) para los ribosomas de la célula huésped , que lo traducen en proteínas virales. El ARN de cadena positiva también puede ser replicado por la RdRp para crear un nuevo genoma viral bicatenario. [1]
Una característica distintiva de los virus dsRNA es su capacidad de llevar a cabo la transcripción de los segmentos dsRNA dentro de la cápside , y las enzimas necesarias son parte de la estructura del virión. [2]
Los virus de ARN bicatenario se clasifican en dos filos, Duplornaviricota y Pisuviricota (específicamente la clase Duplopiviricetes ), en el reino Orthornavirae y el reino Riboviria . Los dos filos no comparten un ancestro común de los virus de ARN bicatenario, pero desarrollaron sus cadenas dobles dos veces separadas a partir de virus de ARN de cadena positiva . En el sistema de clasificación de Baltimore , los virus de ARN bicatenario pertenecen al Grupo III. [3]
Los miembros del grupo de virus varían ampliamente en el rango de hospedadores ( animales , plantas , hongos y bacterias ), número de segmentos del genoma (de uno a doce) y organización del virión ( número de T , capas de la cápside o torretas). Los virus de ARN bicatenario incluyen los rotavirus , conocidos globalmente como una causa común de gastroenteritis en niños pequeños, y el virus de la lengua azul , un patógeno económicamente significativo del ganado vacuno y ovino. La familia Reoviridae es la familia de virus de ARN bicatenario más grande y diversa en términos de rango de hospedadores. [2]
Existen dos clados de virus dsRNA: el filo Duplornaviricota y la clase Duplopiviricetes , que se encuentra en el filo Pisuviricota . Ambos están incluidos en el reino Orthornavirae en el reino Riboviria . Según el análisis filogenético de RdRp, los dos clados no comparten un ancestro común de dsRNA, sino que descienden por separado de diferentes virus de ARN monocatenario de sentido positivo. En el sistema de clasificación de Baltimore , que agrupa a los virus en función de su forma de síntesis de ARNm, los virus dsRNA son el grupo III. [3] [4]
Duplornaviricota contiene la mayoría de los virus dsRNA, incluidos los reovirus , que infectan a una amplia gama de eucariotas, y los cistovirus , que son los únicos virus dsRNA conocidos que infectan a procariotas. Además de RdRp, los virus de Duplornaviricota también comparten cápsides icosaédricas que contienen 60 homo- o heterodímeros de la proteína de la cápside organizada en una red pseudo T=2. El filo se divide en tres clases: Chrymotiviricetes , que contiene principalmente virus fúngicos y protozoarios, Resentoviricetes , que contiene reovirus, y Vidaverviricetes , que contiene cistovirus. [3] [4]
La clase Duplopiviricetes es el segundo clado de virus dsRNA y pertenece al filo Pisuviricota , que también contiene virus de ARN monocatenario de sentido positivo. Duplopiviricetes contiene principalmente virus de plantas y hongos e incluye las siguientes cuatro familias: Amalgaviridae , Hypoviridae , Partitiviridae y Picobirnaviridae . [3] [4]
Los reovirus se clasifican actualmente en nueve géneros . Los genomas de estos virus están formados por entre 10 y 12 segmentos de dsRNA , cada uno de los cuales codifica generalmente una proteína . Los viriones maduros no tienen envoltura. Sus cápsides, formadas por múltiples proteínas, tienen simetría icosaédrica y están dispuestas generalmente en capas concéntricas.
Los orthoreovirus ( reovirus ) son los miembros prototípicos de la familia de virus Reoviridae y representan a los miembros con torreta, que comprenden aproximadamente la mitad de los géneros. Al igual que otros miembros de la familia, los reovirus no tienen envoltura y se caracterizan por tener cápsides concéntricas que encapsidan un genoma de dsRNA segmentado . En particular, el reovirus tiene ocho proteínas estructurales y diez segmentos de dsRNA. Una serie de pasos de desenvoltura y cambios conformacionales acompañan la entrada y replicación celular. Se conocen estructuras de alta resolución para casi todas las proteínas del reovirus de mamíferos (MRV), que es el genotipo mejor estudiado. La criomicroscopía electrónica ( cryoEM) y la cristalografía de rayos X han proporcionado una gran cantidad de información estructural sobre dos cepas específicas de MRV, el tipo 1 Lang (T1L) y el tipo 3 Dearing (T3D). [5]
Los virus de polihedrosis citoplasmática (CPV) forman el género Cypovirus de la familia Reoviridae . Los CPV se clasifican en 14 especies según los perfiles de migración electroforética de sus segmentos genómicos. Cypovirus tiene una sola cubierta de cápside, que es similar al núcleo interno de orthoreovirus. CPV exhibe una sorprendente estabilidad de cápside y es completamente capaz de transcripción y procesamiento de ARN endógeno. Los pliegues generales de las proteínas CPV son similares a los de otros reovirus. Sin embargo, las proteínas CPV tienen dominios de inserción y estructuras únicas que contribuyen a sus extensas interacciones intermoleculares. La proteína torreta CPV contiene dos dominios de metilasa con un pliegue sándwich de par de hélice /lámina β/par de hélice altamente conservado , pero carece del colgajo de barril β presente en el orthoreovirus λ2 . El apilamiento de los dominios funcionales de la proteína torreta y la presencia de constricciones y picos A a lo largo de la vía de liberación del ARNm indican un mecanismo que utiliza poros y canales para regular los pasos altamente coordinados de la transcripción, el procesamiento y la liberación del ARN. [6]
El rotavirus es la causa más común de gastroenteritis aguda en lactantes y niños pequeños en todo el mundo. Este virus contiene un genoma de ARN de doble cadena y es miembro de la familia Reoviridae . El genoma del rotavirus consta de once segmentos de ARN de doble cadena. Cada segmento del genoma codifica una proteína con la excepción del segmento 11, que codifica dos proteínas. Entre las doce proteínas, seis son estructurales y seis son proteínas no estructurales. [7] Es un virus sin envoltura de ARN bicatenario.
Los miembros del género Orbivirus dentro de la familia Reoviridae son virus transmitidos por artrópodos y son responsables de una alta morbilidad y mortalidad en rumiantes . El virus de la lengua azul (BTV), que causa enfermedades en el ganado ( ovejas , cabras , vacas ), ha estado a la vanguardia de los estudios moleculares durante las últimas tres décadas y ahora representa el orbivirus mejor comprendido a nivel molecular y estructural. BTV, como otros miembros de la familia, es un virus complejo sin envoltura con siete proteínas estructurales y un genoma de ARN que consta de 10 segmentos de ARN bicatenario de diversos tamaños. [8] [9]
Los fitoreovirus son reovirus sin torreta que son importantes patógenos agrícolas, particularmente en Asia. Un miembro de esta familia, el virus del enanismo del arroz (RDV), ha sido ampliamente estudiado mediante criomicroscopía electrónica y cristalografía de rayos X. A partir de estos análisis, se han derivado modelos atómicos de las proteínas de la cápside y un modelo plausible para el ensamblaje de la cápside. Si bien las proteínas estructurales del RDV no comparten ninguna similitud de secuencia con otras proteínas, sus pliegues y la estructura general de la cápside son similares a los de otros Reoviridae . [10]
El virus dsRNA LA de la levadura Saccharomyces cerevisiae tiene un único segmento genómico de 4,6 kb que codifica su proteína de cubierta principal, Gag (76 kDa) y una proteína de fusión Gag-Pol (180 kDa) formada por un desplazamiento del marco ribosómico de -1. El LA puede apoyar la replicación y encapsidación en partículas virales separadas de cualquiera de varios dsRNA satélite, llamados dsRNA M, cada uno de los cuales codifica una toxina proteica secretada (la toxina asesina) e inmunidad a esa toxina. El LA y el M se transmiten de célula a célula por la mezcla citoplasmática que ocurre en el proceso de apareamiento. Ninguno se libera naturalmente de la célula ni ingresa a las células por otros mecanismos, pero la alta frecuencia de apareamiento de levaduras en la naturaleza da como resultado la amplia distribución de estos virus en aislamientos naturales. Además, las similitudes estructurales y funcionales con los virus dsRNA de mamíferos han hecho que sea útil considerar estas entidades como virus. [11]
El virus de la enfermedad infecciosa de la bolsa (IBDV) es el miembro mejor caracterizado de la familia Birnaviridae . Estos virus tienen genomas de ARN de doble cadena bipartitos encerrados en cápsides icosaédricas de una sola capa con geometría T = 13l. IBDV comparte estrategias funcionales y características estructurales con muchos otros virus de ARN de doble cadena icosaédricos, excepto que carece del núcleo T = 1 (o pseudo T = 2) común a Reoviridae , Cystoviridae y Totiviridae . La proteína de la cápside de IBDV exhibe dominios estructurales que muestran homología con los de las proteínas de la cápside de algunos virus de ARN monocatenario de sentido positivo, como los nodavirus y tetravirus, así como la proteína de la cubierta de la cápside T = 13 de Reoviridae . La capa T = 13 de la cápside del IBDV está formada por trímeros de VP2, una proteína generada por la eliminación del dominio C-terminal de su precursor, pVP2. El recorte de pVP2 se realiza en partículas inmaduras como parte del proceso de maduración. La otra proteína estructural principal, VP3, es un componente multifuncional que se encuentra debajo de la capa T = 13 que influye en el polimorfismo estructural inherente de pVP2. La ARN polimerasa dependiente de ARN codificada por el virus , VP1, se incorpora a la cápside a través de su asociación con VP3. VP3 también interactúa ampliamente con el genoma viral de dsRNA. [12]
El bacteriófago Φ6 es un miembro de la familia Cystoviridae . Infecta a las bacterias Pseudomonas (normalmente, la fitopatógena P. syringae ). Tiene un genoma de ARN bicatenario, segmentado y de tres partes, con una longitud total de ~13,5 kb. Φ6 y sus parientes tienen una membrana lipídica alrededor de su nucleocápside, un rasgo poco común entre los bacteriófagos . Es un fago lítico, aunque en determinadas circunstancias se ha observado que muestra un retraso en la lisis que puede describirse como un "estado portador". [13]
Dado que las células no producen ARN de doble cadena durante el metabolismo normal de los ácidos nucleicos , la selección natural ha favorecido la evolución de enzimas que destruyen el ARN de doble cadena al contacto. La clase más conocida de este tipo de enzimas es Dicer . Se espera que se puedan sintetizar antivirales de amplio espectro que aprovechen esta vulnerabilidad de los virus de ARN de doble cadena. [14]
...un nuevo enfoque antiviral de amplio espectro, denominado oligomerizador de caspasa activado por ARN bicatenario (dsRNA) (DRACO)...
