"Esta familia representa la señal de encapsidación (empaquetado) del ARN del virus de la leucemia bovina , que es esencial para la replicación viral eficiente ". [1]
Antes de su descubrimiento, Manksy et al . sugirieron la ubicación de la señal de encapsidación (empaquetado) dentro del virus de la leucemia bovina (BLV) . estar "entre el sitio donante de empalme principal (en la región r del ARN viral) y el codón de inicio gag o entre el sitio de unión del cebador (ubicado justo aguas abajo del 5'LTR ) y el codón de inicio gag ". [2] En 1994, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Wisconsin realizaron mutaciones en varias ubicaciones del BLV mediante el proceso de análisis de deleción para determinar si la eficiencia de la replicación viral se vería afectada. Descubrieron que los mutantes creados con deleciones en el extremo 5' del gen gag y en la región líder no traducida 5' tenían una disminución de la replicación de 7 y 50 veces, respectivamente. Por el contrario, no encontraron una disminución significativa en la replicación viral en mutantes elaborados con deleciones en el extremo 3' del gen gag . Estos resultados sugieren que hay dos regiones dentro del BLV necesarias para una encapsidación exitosa del ARN. [2]
La señal de encapsidación (empaquetado) del ARN participa en el proceso de empaquetado del ARN y ayuda a hacer que el empaquetado y la encapsidación viral sean más eficientes. [3] El empaquetamiento de ARN se caracteriza por un evento de reconocimiento inicial entre la poliproteína Gag y la señal de encapsidación (empaquetado) de ARN. La investigación sugiere que esto ocurre específicamente en el extremo 5' del genoma viral e involucra estructuras secundarias de ARN estables. Estas estructuras interactúan con aminoácidos ubicados en la nucleocápside, o dominio NC , de la proteína Gag. [1] Una vez que la región de encapsidación y la proteína Gag interactúan, el dominio NC recluta el genoma del virus para empaquetarlo en la cápside del retrovirus. [3] Recientemente, también se ha propuesto que el dominio de la matriz (MA) de Gag juega un papel importante en el reconocimiento del ARN genómico en las primeras etapas de este proceso. Además, se ha descubierto que este dominio MA está implicado en el empaquetado de ARNg debido a la presencia de residuos cargados en esta región, que son vitales para que se produzca un empaquetado exitoso. [4]
Se desconoce si la replicación viral puede ocurrir sin la presencia de esta señal de encapsidación (empaquetado) de ARN. La mutación o eliminación de la señal de encapsidación (empaquetado) del ARN reduce el empaquetamiento del ARN viral, pero aún permite que se produzca la partícula viral. La mutación del dominio NC en Gag, de manera similar, detiene el empaquetamiento de ARN, pero también previene el ensamblaje de partículas retrovirales. Si la señal de encapsidación (empaquetado) no es esencial para este ensamblaje de partículas, entonces las interacciones proteicas entre las moléculas de Gag probablemente sean las únicas responsables de la replicación viral. Sin embargo, investigaciones adicionales del dominio NC que involucran proteínas Gag recombinantes muestran que la señal de encapsidación es necesaria para el ensamblaje de partículas virales. Actualmente existen dos hipótesis que explican estos hallazgos contradictorios. En primer lugar, los ARN celulares pequeños, específicamente los ARNt , de los retrovirus podrían utilizarse durante la producción de partículas. En segundo lugar, las partículas virales sin ARN genómico podrían utilizar otros ARN celulares como soporte estructural durante la replicación. [3]
Como las partículas retrovirales tienen constantemente cantidades similares de ARN, la falta de ARN genómico en algunas partículas virales debe complementarse con ARN celular. Cuando se trata con RNasa , los núcleos retrovirales se alteran. Por lo tanto, independientemente de si el dominio NC de Gag necesita ayuda para ensamblar retrovirus, la señal de encapsidación (empaquetado) de ARN garantiza la presencia de material de ARN en las partículas virales, que sirven como elementos estructurales importantes. [3] [ se necesita fuente no primaria ]
La señal de encapsidación (empaquetado) de BLV se compone de dos regiones. Una de las regiones (nucleótidos 551 a 698) incluye 147 pares de bases que comienzan después del sitio de unión del cebador y terminan justo después del inicio del gen gag (nucleótido 628). Esta región se llama señal primaria y es esencial para que se produzca la replicación viral. [2]
La otra región, compuesta por 132 pares de bases de nucleótidos , se encuentra dentro del gen gag entre los nucleótidos 1015 y 1147. Esta región, también conocida como señal secundaria, facilitará la encapsidación del ARN si la región primaria está presente y es completamente funcional. [2]
La señal de encapsidación (empaquetamiento) de BLV, entonces, se considera discontinua ya que sus dos regiones no son secuenciales. [1]
La señal de encapsidación (empaquetado) está formada por estructuras secundarias. Hay dos estructuras de vástago-bucle estables en la región primaria y una estructura de vástago-bucle en la región secundaria. [5] Los dos bucles de vástago primarios están ubicados en el dominio de matriz (MA) del gen gag , aguas abajo del codón de inicio, mientras que el bucle de vástago de señal secundario se encuentra en el dominio de la cápside (CA) de gag . [6] Cuando las mutaciones en la región primaria hacen que uno de sus bucles de vástago sea inoperable, la replicación viral disminuye en un factor de 7. Además, la replicación disminuye 40 veces cuando ninguno de los bucles de vástago de señal primaria funciona correctamente, creando un fenotipo similar a Cepas de BLV que no tienen una región de señal primaria. Un efecto similar se encuentra en la señal secundaria de tallo-loop, donde las mutaciones en esta región reducen la replicación viral de 4 a 6 veces. Sin embargo, las tasas de replicación de cepas mutantes de BLV se pueden restablecer a niveles normales mediante la implementación de contramutaciones. Además, cuando las regiones señal de encapsidación del virus de la leucemia de células T humanas (HTLV) tipo 1 o tipo 2, un virus dentro de la misma familia que el BLV, reemplazan estas regiones primarias y secundarias mutadas del BLV mutado, la replicación mejora, lo que implica que las regiones de encapsidación de HTLV y BLV son homólogos. Las formas quiméricas de ARN de BLV tampoco son tan eficientes, lo que sugiere que las estructuras secundarias y terciarias de estas regiones de encapsidación son importantes para el éxito de la replicación. [5]
Stem-loop 1 (SL2) y stem-loop 2 (SL2) son las estructuras secundarias específicas de la región de señalización primaria de BLV. Tanto SL1 como SL2 son esenciales para que se produzca la encapsidación adecuada del ARN y la replicación viral. Sin embargo, se cree que SL1 y SL2 tienen funciones diferentes porque dos copias de cualquiera de estas estructuras secundarias por sí sola dan como resultado una replicación ineficiente. [5]
Investigaciones adicionales que estudien la región señal de encapsidación (empaquetado) del ARN y sus interacciones con otros dominios dentro del BLV conducirán a una mejor comprensión del empaquetado y la replicación viral. Se predice que el BLV pronto se estudiará en modelos animales debido a su impacto actual en la industria láctea de EE. UU.: el BLV disminuye la producción de leche en sus huéspedes bovinos afectados por enfermedades . Esta investigación también sería beneficiosa para la aplicación clínica, ya que se ha encontrado BLV en tejido mamario humano. Actualmente se desconoce cómo se produce la infección humana por BLV. [7]