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 viral dependiente de ARN (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 RdRp también puede replicar el ARN de cadena positiva para crear un nuevo genoma viral de doble cadena. [1]
Una característica distintiva de los virus dsRNA es su capacidad para realizar la transcripción de los segmentos de dsRNA dentro de la cápside , y las enzimas necesarias forman 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 del virus dsRNA, pero evolucionaron sus dobles hebras dos veces separadas a partir de virus de ARN de cadena positiva . En el sistema de clasificación de Baltimore , los virus dsRNA pertenecen al Grupo III. [3]
Los miembros del grupo de virus varían ampliamente en cuanto al rango de huéspedes ( animales , plantas , hongos y bacterias ), el número de segmentos del genoma (de uno a doce) y la organización del virión ( número T , capas de la cápside o torretas). Los virus de ARN de doble cadena incluyen los rotavirus , conocidos mundialmente 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 dsRNA más grande y diversa en términos de rango de huéspedes. [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 los virus según su forma de síntesis de ARNm, los virus de ARNbc pertenecen al 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 que se sabe que infectan a los procariotas. Además de RdRp, los virus de Duplornaviricota también comparten cápsides icosaédricas que contienen 60 homo o heterodímeros de la proteína de la cápside organizadas en una pseudo red 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 los virus dsRNA y se encuentra en el 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 Reoviridae se clasifican actualmente en nueve géneros . Los genomas de estos virus constan de 10 a 12 segmentos de dsRNA , cada uno de los cuales generalmente codifica una proteína . Los viriones maduros no están envueltos. Sus cápsides, formadas por múltiples proteínas, tienen simetría icosaédrica y están dispuestas generalmente en capas concéntricas.
Los ortoreovirus ( reovirus ) son los miembros prototípicos de la familia de virus Reoviridae y son representativos de los miembros con torretas, 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 cubiertas de cápside concéntricas que encapsulan un genoma de ARNbc segmentado . En particular, el reovirus tiene ocho proteínas estructurales y diez segmentos de ARNbc. Una serie de pasos de desrecubrimiento 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 (crioEM) y la cristalografía de rayos X han proporcionado una gran cantidad de información estructural sobre dos cepas específicas de MRV, tipo 1 Lang (T1L) y tipo 3 Dearing (T3D). [5]
Los virus de la poliedrosis 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. El cypovirus tiene una sola cápside, que es similar al núcleo interno del ortoreovirus. CPV exhibe una sorprendente estabilidad de la cápside y es totalmente capaz de transcribir y procesar 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 metilasa con un pliegue sándwich de par de hélice /hoja β/par de hélice altamente conservado, pero carece de la aleta de barril β presente en el ortoreovirus λ2 . El apilamiento de 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 bebés y niños pequeños en todo el mundo. Este virus contiene un genoma de dsRNA y es miembro de la familia Reoviridae . El genoma del rotavirus consta de once segmentos de ARNbc. Cada segmento del genoma codifica una proteína a 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 de ARN bicatenario sin envoltura.
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 ( ovinos , caprinos y bovinos ), ha estado en 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 ARNbc de distintos tamaños. [8] [9]
Los fitoreovirus son reovirus sin torreta que son los principales 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 cápsida y un modelo plausible para el ensamblaje de la cápsida. Si bien las proteínas estructurales de 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 LA dsRNA de la levadura Saccharomyces cerevisiae tiene un único segmento genómico de 4,6 kb que codifica su principal proteína de cubierta, Gag (76 kDa) y una proteína de fusión Gag-Pol (180 kDa) formada por un desplazamiento del marco ribosómico -1. LA puede apoyar la replicación y encapsidación en partículas virales separadas de cualquiera de varios ARNds satélite, llamados ARNds M, cada uno de los cuales codifica una toxina proteica secretada (la toxina asesina) y la inmunidad a esa toxina. LA y M se transmiten de célula a célula mediante la mezcla citoplasmática que se produce en el proceso de apareamiento. Ninguno de los dos se libera naturalmente de la célula ni ingresa a las células mediante otros mecanismos, pero la alta frecuencia de apareamiento de levaduras en la naturaleza da como resultado una amplia distribución de estos virus en aislados naturales. Además, las similitudes estructurales y funcionales con los virus dsRNA de mamíferos han hecho 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 ARNbc bipartitos encerrados en cápsides icosaédricas de una sola capa con geometría T = 13l. IBDV comparte estrategias funcionales y características estructurales con muchos otros virus dsRNA icosaédricos, excepto que carece del núcleo T = 1 (o pseudo T = 2) común a Reoviridae , Cystoviridae y Totiviridae . La proteína de la cápside del 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 los tetravirus, así como con la proteína de la cubierta de la cápside T = 13 de Reoviridae . La cubierta T = 13 de la cápside del IBDV está formada por trímeros de VP2, una proteína generada mediante 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 importante, VP3, es un componente multifuncional que se encuentra debajo de la capa T = 13 y 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 mediante su asociación con VP3. VP3 también interactúa ampliamente con el genoma viral de dsRNA. [12]
El bacteriófago Φ6 es miembro de la familia Cystoviridae . Infecta a la bacteria Pseudomonas (típicamente P. syringae fitopatógena ). Tiene un genoma de ARN bicatenario, segmentado y de tres partes, con una longitud total de aproximadamente 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 de portador". [13]
Dado que las células no producen ARN bicatenario durante el metabolismo normal de los ácidos nucleicos , la selección natural ha favorecido la evolución de enzimas que destruyen el ARNbc 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 bicatenario. [14]
... un nuevo enfoque antiviral de amplio espectro, denominado oligomerizador de caspasa activado por ARN bicatenario (ARNds) (DRACO)...
