Microviridae es una familia de bacteriófagos con un genoma de ADN monocatenario. El nombre de esta familia se deriva de lapalabra griega antigua μικρός ( mikrós ), que significa "pequeño". [1] [2] Esto se refiere al tamaño de sus genomas, que se encuentran entre los más pequeños de los virus de ADN. Las enterobacterias , las bacterias parásitas intracelulares y los espiroplasmas sirven como huéspedes naturales. Hay 22 especies en esta familia, divididas en siete géneros y dos subfamilias. [3] [4]
Los viriones no tienen envoltura, son redondos y tienen una simetría icosaédrica (T = 1). Tienen un diámetro de entre 25 y 27 nanómetros y carecen de cola. Cada virión tiene 60 copias de cada una de las proteínas F, G y J y 12 copias de la proteína H. Tienen 12 pentámeros pentagonales en forma de trompeta (~7,1 nm de ancho × 3,8 nm de alto), cada uno de los cuales está compuesto por 5 copias de la proteína G y una de la proteína H. [ cita requerida ]
Los virus de esta familia replican sus genomas a través de un mecanismo de círculo rodante y codifican proteínas de iniciación RCR dedicadas. [5] [6]
Aunque la mayoría de las especies de esta familia tienen ciclos de vida líticos, algunas pueden tener ciclos de vida templados. [7]
El tamaño del genoma varía de 4,5 a 6 kb y es circular. Codifica 11 genes (en orden: A, A*, B, C, K, D, E, J, F, G y H), nueve de los cuales son esenciales. Los genes no esenciales son E y K. [8] [9] Varios de los genes tienen marcos de lectura superpuestos. [10] [11] La proteína A* está codificada dentro de la proteína A. Carece de ~1/3 de los aminoácidos del extremo N de la proteína A y está codificada en el mismo marco que la proteína A. Se traduce desde un sitio de inicio interno dentro del ARN mensajero. El gen E está codificado con el gen D con un desplazamiento del marco de lectura de +1. El gen K se superpone a los genes A, B y C. El origen de la replicación se encuentra dentro de una secuencia de 30 bases. [12] La secuencia completa de 30 bases es necesaria para la replicación. [13]
La proteína principal de la cápside (F) tiene 426 aminoácidos , la proteína principal de la espiga (G) tiene 175 aminoácidos, la proteína pequeña de unión al ADN (J) tiene entre 25 y 40 aminoácidos y la proteína piloto del ADN (H) tiene 328 aminoácidos. [14] El motivo de plegamiento principal de la proteína F es el barril beta antiparalelo de ocho hebras común a muchas proteínas de la cápside viral. [15] La proteína G es un barril beta apretado con sus hebras que corren radialmente hacia afuera. Las proteínas G se presentan en grupos de cinco formando 12 espigas que encierran un canal hidrófilo. La proteína J altamente básica carece de cualquier estructura secundaria y está situada en una hendidura interior de la proteína F. No tiene residuos de aminoácidos ácidos en la proteína y los doce residuos básicos están concentrados en dos grupos en el extremo N separados por una región rica en prolina. [ cita requerida ]
El ensamblaje del virión utiliza dos proteínas de andamiaje, la proteína de andamiaje interna B y la proteína de andamiaje externa D. La función de la proteína B parece ser reducir la cantidad de proteína D que necesita el virión para el ensamblaje. [16] La proteína H es una proteína estructural multifuncional necesaria para pilotar el ADN viral en el interior de la célula huésped durante el proceso de entrada. La proteína E es una proteína de membrana de 91 aminoácidos que causa la lisis de la célula huésped al inhibir la translocasa huésped MraY. [17] Esta actividad inhibidora se encuentra dentro de los 29 aminoácidos N-terminales. [18] La proteína A es una endonucleasa monocatenaria [19] y es responsable del inicio de la replicación del ADN viral. [20] Cataliza la escisión y ligadura de un enlace fosfodiéster entre un par de residuos de nucleótidos G y A en el origen phi X. [21] Puede que no sea esencial para la viabilidad del fago, pero los tamaños de ráfaga se reducen en un 50% cuando está mutada. [22] La proteína A* inhibe la replicación del ADN del huésped. [23] A diferencia de la proteína A, es capaz de escindir el ADN viral phi X en presencia de la proteína de unión monocatenaria del huésped. [24] La proteína A*, al igual que la proteína A, puede no ser necesaria para la viabilidad del fago. [25] La proteína C aumenta la fidelidad de las reacciones de terminación y reiniciación y es necesaria para el empaquetamiento del ADN viral en la envoltura proteica. [26] La proteína K tiene 56 aminoácidos y se encuentra en la membrana de la célula huésped. Parece ser capaz de aumentar el tamaño de ráfaga del virus. [27]
Esta familia se divide en dos subfamilias: Gokushovirinae y Bullavirinae (antiguo género Microvirus ). Estos grupos difieren en sus hospedadores, estructura genómica y composición del virón. El nombre Gokushovirinae deriva del japonés "muy pequeño" . Actualmente se sabe que los gokushovirus infectan solo a parásitos intracelulares obligados. Todos los miembros de la subfamilia Bullavirinae infectan a Enterobacteria . [ cita requerida ]
Se ha propuesto un tercer grupo putativo, Alpavirinae, que infecta al orden Bacteroidales . [7] Este es un grupo de virus conocidos solo como profagos y parece indicado realizar más trabajos sobre estos virus antes de concederle el estatus de subfamilia.
Se ha propuesto un cuarto clado: Pichovirinae. [28] Este clado tiene una organización genómica que difiere de la de los otros miembros de esta familia. El nombre se deriva de picho, que significa pequeño en occitano . [ cita requerida ]
Se ha aislado otro virus del intestino del pavo con características similares a otros microvirus pero bastante distinto de las especies conocidas. [29]
Los miembros de la subfamilia Bullavirinae (antiguo género Microvirus ) tienen cuatro proteínas estructurales: la proteína principal de la cápside F, la proteína principal de la espícula G, una pequeña proteína de unión al ADN J (de 25 a 40 aminoácidos de longitud) y la proteína piloto del ADN H. El ensamblaje del virón utiliza dos proteínas de andamiaje, la proteína de andamiaje interno B y la proteína de andamiaje externo D. La proteína H es una proteína estructural multifuncional necesaria para pilotar el ADN viral hacia el interior de la célula huésped durante el proceso de entrada. Los genomas tienen una longitud de entre 5,3 y 6,2 kilobases (kb). [ cita requerida ]
Los miembros de esta subfamilia pueden separarse en tres clados principales según el tamaño de sus genomas. [30] La variabilidad de tamaño dentro de los grupos ocurre principalmente como resultado de inserciones y deleciones de las regiones intergénicas. Los virus se asignan según su similitud con cepas de laboratorio conocidas: el clado similar a ΦX174, el clado similar a G4 y el clado similar a α3. El clado similar a ΦX174 de microviridae tiene los genomas más pequeños y menos variables (5386–5387 pb); el clado similar a G4 varía en tamaño de 5486 a 5487 pb; mientras que el grupo con el tamaño de genoma más grande es el clado similar a α3 con genomas que van desde 6061–6259 pb. [ cita requerida ]
Los miembros de la subfamilia Gokushovirinae tienen solo dos proteínas estructurales: las proteínas de la cápside F (proteína viral 1) y la proteína piloto de ADN H (proteína viral 2) y no utilizan proteínas de andamiaje. También poseen protuberancias "similares a hongos" ubicadas en los ejes de simetría triple de sus cápsides icosaédricas. Estas están formadas por grandes bucles de inserción dentro de la proteína F de los gokushovirus y están ausentes en los microvirus. Carecen tanto de la proteína de andamiaje externa D como de la proteína de espiga principal G de las especies del género Microvirus . Los genomas de este grupo tienden a ser más pequeños, de aproximadamente 4,5 kb de longitud. Esta subfamilia incluye los géneros Bdellomicrovirus , Chlamydiamicrovirus y Spiromicrovirus . [ cita requerida ]
Hay una serie de pasos en el ciclo de vida.
1. Adsorción al huésped a través de uno o más receptores específicos.
2. Movimiento del ADN viral hacia la célula huésped
3. Conversión de la forma monocatenaria a un intermedio bicatenario.
Esta se conoce como la forma replicativa I.
4. Transcripción de genes tempranos
5. Replicación del genoma viral
La proteína viral A escinde la cadena de ADN de la forma replicativa I en el origen de replicación ( ori ) y se une covalentemente al ADN, generando una molécula de la forma replicativa II. La replicación del genoma comienza ahora a través de un mecanismo de círculo rodante. La ADN polimerasa del huésped convierte el ADN monocatenario en ADN bicatenario.
6. Los genes tardíos ahora son transcritos por la ARN polimerasa del huésped .
7. Síntesis de los nuevos virones
La proteína C viral se une al complejo de replicación, lo que induce el empaquetamiento de nuevo ADN viral de cadena positiva en procápsides . [31] El complejo de preiniciación consta de la proteína rep de la célula huésped y las proteínas virales A y C. [32] Estas se asocian con la procápside formando un complejo 50S.
8. Maduración de los virones en el citoplasma del huésped.
9. Liberación del host
La lisis celular está mediada por la proteína E codificada por phiX174 , que inhibe la síntesis de peptidoglicano, lo que conduce a una eventual explosión de la célula infectada. [ cita requerida ]
Roykta, DR et al., 2006. Transferencia horizontal de genes y evolución de genomas de colifagos microviridos . Journal of Bacteriology, 118(3) pág. 1134-1142
