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Motivo similar al tallo-bucle II del coronavirus 3′ (s2m)

El motivo tipo tallo-loop II del coronavirus 3′ (también conocido como s2m) es un motivo de estructura secundaria identificado en la región no traducida 3′ (3′UTR) de los genomas de astrovirus , coronavirus y rinovirus equino . [1] [2] Se desconoce su función, pero se ha descubierto que varias regiones virales 3′UTR desempeñan funciones en la replicación y el empaquetamiento viral .

Este motivo parece estar conservado tanto en la secuencia de nucleótidos como en el plegamiento de la estructura secundaria, lo que indica una fuerte selección evolutiva para su conservación . Se sugiere que la presencia de este motivo conservado en diferentes familias virales es el resultado de al menos dos eventos de recombinación separados . [2] Hasta la fecha, s2m se ha descrito en cuatro familias de virus de ARN monocatenario de sentido positivo; Astroviridae , Caliciviridae , Picornaviridae y Coronaviridae . Los virus que contienen s2m pueden infectar a una amplia gama de vertebrados superiores, incluidos pájaros, murciélagos, caballos, perros y humanos, y muestran diferentes tropismos tisulares. [3] [4] Parece haber un xenólogo de s2m en varias especies de insectos relacionadas lejanamente. [5]

Otras familias de ARN identificadas en el coronavirus incluyen el elemento de estimulación del cambio de marco del coronavirus , la señal de empaquetamiento del coronavirus y el pseudonudo 3′UTR del coronavirus .

Una representación de la estructura 3D del motivo s2m. [2]

Importancia biológica

Funcionalmente durante la invasión del huésped por el ARN viral, parece que s2m se une primero a una o más proteínas como mecanismo para que el ARN viral sustituya la síntesis de proteínas del huésped. Esto también se ha observado en la sustitución macromolecular del ARN s2m de los pliegues del ARN ribosómico. El elemento de ARN s2m también es un objetivo eficaz para el diseño de fármacos antivirales y oligonucleótidos antisentido. [6] [2]

Representación esquemática de la estructura secundaria del ARN s2m, con interacciones estructurales terciarias indicadas como contactos de largo alcance.

Se identificaron como objetivos terapéuticos posibles objetivos de microARN humanos que interactúan con el SARS-CoV-2 y que comparten similitudes con los del virus de la influenza A H1N1. [7]

Estructura diferente entre SARS-CoV-1 y SARS-CoV-2 s2m

La estructura cristalina general de rayos X (2,7-Å) del ARN s2m del SARS-CoV-1 y [2] es diferente de la estructura secundaria del s2m del SARS-CoV-2 determinada por RMN. [8] Se han sugerido interacciones a larga distancia entre 5 ′ UTR y s2m en el ARN genómico del SARS-CoV-2. [9]

Mutaciones del SARS-CoV-2 s2m: puntos críticos de recombinación en lugar de un motivo de ARN conservado

Durante la pandemia de COVID-19 en 2020, muchas secuencias genómicas de aislados australianos de SARS-CoV-2 tienen deleciones o mutaciones (29742G>A o 29742G>U; "G19A" o "G19U") en el s2m, lo que sugiere que la recombinación de ARN puede tener ocurrió en este elemento de ARN. Se predijeron 29742G("G19"), 29744G("G21") y 29751G("G28") como puntos críticos de recombinación. [10] La mutación 29742G>U también se relacionó con viajeros que regresaban de Irán a Australia y Nueva Zelanda. [11] En tres pacientes en el crucero Diamond Princess , se encontraron dos mutaciones, 29736G > T y 29751G > T ("G13" y "G28") en s2m de SARS-CoV-2, ya que se predijo que "G28" sería un punto crítico de recombinación. en mutantes australianos del SARS-CoV-2. Este resultado sugiere que s2m del SARS-CoV-2 es un punto crítico de recombinación/mutación de ARN en lugar de un motivo de ARN conservado que se encuentra en otros coronavirus. [12]

Las simulaciones de dinámica molecular muestran que ambas variantes de S2M, 29734G>C (G11C) y 29742G>U (G19U), del SARS-CoV-2 cambian la estabilidad de la estructura del ARN, lo que plantea dudas sobre la relevancia funcional de s2m en la replicación del SARS-CoV-2. . [13]

Ver también

Referencias

  1. ^ Jonassen CM, Jonassen TO, Grinde B (abril de 1998). "Un motivo de ARN común en el extremo 3 'de los genomas de astrovirus, virus de la bronquitis infecciosa aviar y un rinovirus equino". La Revista de Virología General . 79 (Parte 4) (4): 715–8. doi : 10.1099/0022-1317-79-4-715 . PMID  9568965.
  2. ^ abcde Robertson MP, Igel H, Baertsch R, Haussler D, Ares M, Scott WG (enero de 2005). "La estructura de un elemento de ARN rigurosamente conservado dentro del genoma del virus del SARS". Más biología . 3 (1): e5. doi : 10.1371/journal.pbio.0030005 . PMC 539059 . PMID  15630477. 
  3. ^ Tengs T, Kristoffersen AB, Bachvaroff TR, Jonassen CM (abril de 2013). "Un elemento genético móvil con función desconocida encontrado en virus relacionados lejanamente". Revista de Virología . 10 (1): 132. doi : 10.1186/1743-422X-10-132 . PMC 3653767 . PMID  23618040. 
  4. ^ Rangan R, Zheludev IN, Hagey RJ y col. (agosto de 2020). "Conservación del genoma de ARN y estructura secundaria en el SARS-CoV-2 y los virus relacionados con el SARS: una primera mirada". ARN . 26 (8): 937–959. doi :10.1261/rna.076141.120. PMC 7373990 . PMID  32398273. 
  5. ^ Tengs T, Delwiche CF, Monceyron Jonassen C (marzo de 2021). "Un elemento genético del genoma del SARS-CoV-2 se comparte con múltiples especies de insectos". La Revista de Virología General . 102 (3). doi : 10.1099/jgv.0.001551 . PMC 8515862 . PMID  33427605. 
  6. ^ Lulla V, Wandel MP, Bandyra KJ y col. (junio de 2021). "Apuntando al motivo conservado del vástago 2 en el genoma del SARS-CoV-2". J Virol . 95 (14): e0066321. doi :10.1128/JVI.00663-21. PMC 8223950 . PMID  33963053. 
  7. ^ Chan AP, Choi Y, Schork Nueva Jersey (noviembre de 2020). "Terminales genómicas conservadas del SARS-COV-2 como elementos funcionales coevolutivos y posibles dianas terapéuticas". mEsfera . 5 (6): e00754-20. doi : 10.1128/mSphere.00754-20. PMC 7690956 . PMID  33239366. 
  8. ^ Rangan R, Watkins AM, Chacón J, et al. (Marzo de 2021). "Modelos 3D de novo de elementos de ARN del SARS-CoV-2 a partir de estructuras secundarias experimentales de consenso". Ácidos nucleicos Res . 49 (6): 3092–3108. doi : 10.1093/nar/gkab119. PMC 8034642 . PMID  33693814. 
  9. ^ Ziv O, Precio J, Shalamova L, et al. (diciembre de 2020). "El interactoma ARN-ARN de corto y largo alcance del SARS-CoV-2". Célula molecular . 80 (6): 1067–1077. doi :10.1016/j.molcel.2020.11.004. PMC 7643667 . PMID  33259809. 
  10. ^ Yeh TY, GP de Contreras (julio de 2020). "Los mutantes virales emergentes en Australia sugieren un evento de recombinación de ARN en el genoma del SARS-CoV-2". La revista médica de Australia . 213 (1): 44–44.e1. doi : 10.5694/mja2.50657. PMC 7300921 . PMID  32506536. 
  11. ^ Eden JS, Rockett R, Carter I y col. (abril de 2020). "Un clado emergente de SARS-CoV-2 vinculado a viajeros que regresaron de Irán". Evolución de los virus . 6 (1): veaa027. doi :10.1093/ve/veaa027. PMC 7147362 . PMID  32296544. 
  12. ^ Yeh TY, GP de Contreras (1 de julio de 2021). "Dinámica de evolución y transmisión viral del SARS-CoV-2 en cuarentena a bordo". Toro. Órgano Mundial de la Salud . 99 (7): 486–495. doi :10.2471/BLT.20.255752. PMC 8243027 . PMID  34248221. 
  13. ^ Ryder SP, Morgan BR, Coskun P, et al. (mayo de 2021). "Análisis de variantes emergentes en regiones estructuradas del genoma del SARS-CoV-2". Evol Bioinform en línea . 17 : 11769343211014167. doi : 10.1177/11769343211014167. PMC 8114311 . PMID  34017166. 

enlaces externos