Come il virus dell'epatite D dirotta i macchinari di replicazione degli host

Bandiera pirata strappata

Questa storia fa parte di una serie più ampia su viroidi e virusoidi, piccoli RNA infettivi. È anche la quinta puntata di una serie sul virus dell'epatite D, un patogeno simile a un virusoide che causa gravi malattie umane. Puoi leggere gli altri su Forbes o www.williamhaseltine.com.

Tutti i virus codificano un enzima in grado di replicare il proprio genoma, sia esso DNA o RNA. Senza un tale enzima, il virus diventa impotente: anche se riesce a infiltrarsi in una cellula ospite, non può replicarsi. Fanno eccezione i viroidi e i virusoidi, inclusa l’epatite D. Questi piccoli agenti patogeni circolari a RNA non codificano enzimi di replicazione propri. Nonostante ciò, riescono a replicarsi senza problemi. Come? La risposta semplice è che dirottano il meccanismo di replicazione della cellula ospite. Sebbene la maggior parte dei viroidi e dei virusoidi non codifichino proteine, il virus dell’epatite D sì. La proteina dell’epatite D, nota come antigene del virus dell’epatite D (HDAg), modifica a proprio vantaggio il relativo apparato cellulare. In particolare, interagisce con le RNA polimerasi DNA-dipendenti dell'ospite (Pol I, Pol II e Pol III). Quella che segue è una panoramica di questa strategia e della sua importanza per il ciclo vitale dell’epatite D (Figura 1). La comprensione di queste interazioni apre l’opportunità per nuovi farmaci antivirali specifici per l’epatite D.

FIGURA 1. Rappresentazione schematica del ciclo di vita del virus dell'epatite Delta (HDV).

Cosa sono le RNA polimerasi ospiti?

Le RNA polimerasi RNA-dipendenti sono enzimi che una cellula utilizza per copiare le informazioni dal DNA all'RNA. Esistono tre RNA polimerasi umane, denominate RNA polimerasi I, II e III.

RNA polimerasi I

La RNA polimerasi I è una grande proteina composta da 14 diverse subunità, note come polipeptidi. Contribuisce alla divisione cellulare creando molti dei componenti dei ribosomi, il meccanismo di produzione delle proteine ​​delle cellule. Pensa ai ribosomi come traduttori; mentre attraversano un filamento di RNA, convertono i nucleotidi che compongono l'RNA in amminoacidi. RNA dentro, proteine ​​fuori.

La RNA polimerasi I produce questi pezzi ribosomiali – acidi ribonucleici ribosomiali (rRNA), per usare il termine tecnico – trascrivendo un tipo speciale di DNA chiamato DNA ribosomiale (rDNA). L'RNA ribosomiale trascritto dalla RNA polimerasi I si unisce alle proteine ​​ribosomiali per formare un ribosoma completo.

La trascrizione del DNA ribosomiale nell'RNA ribosomiale da parte della RNA polimerasi I avviene in un sottocompartimento separato del nucleo noto come nucleolo.

RNA polimerasi II

Anche la RNA polimerasi II è un complesso multiproteico, formato da 12 diverse subunità. Cinque delle sue subunità sono condivise con la RNA polimerasi I e III. Nonostante ciò, la sua funzione è molto diversa; dove la RNA polimerasi I trascrive esclusivamente il DNA ribosomiale, la RNA polimerasi II trascrive le sezioni codificanti proteine ​​del DNA ordinario in RNA messaggero. Questi RNA messaggeri vengono poi utilizzati come modelli per la sintesi delle proteine.

La trascrizione del DNA da parte della RNA polimerasi II avviene nel nucleoplasma.

RNA polimerasi III

La RNA polimerasi III è la più grande delle tre RNA polimerasi, composta da 17 subunità. Ancora una volta, condivide cinque delle sue subunità con le altre due RNA polimerasi. E come le altre due polimerasi, serve anche a facilitare la trascrizione del DNA in particolari tipi di RNA. Nello specifico, trascrive il DNA per produrre RNA ribosomiale 5S – l’unica molecola di RNA ribosomiale non trascritta dalla RNA polimerasi I – e per produrre RNA di trasferimento (tRNA).

FIGURA 2. Un diagramma di Venn che confronta la composizione delle subunità delle tre RNA polimerasi.

Oltre alle suddette RNA polimerasi, ce ne sono altre due (Pol IV e Pol V). Tuttavia, questi si trovano esclusivamente nelle piante. Poiché l’epatite D è un agente patogeno animale, le due RNA polimerasi vegetali non sono rilevanti.

Interazioni dell'epatite D-RNA polimerasi

Ricordiamo che le RNA polimerasi DNA-dipendenti di solito prendono il DNA come modello e lo convertono in una o nell'altra forma di RNA. Il virus dell’epatite D, tuttavia, è costituito esclusivamente da RNA. Ciò significa che l’agente patogeno in qualche modo si appropria delle polimerasi per utilizzare l’RNA come modello: RNA in RNA, invece che DNA in RNA. Come realizza questo atto di sovversione?