Wie repliziert sich das Coronavirus?


Antwort 1:

Coronaviren sind sehr ungewöhnliche, große, umhüllte RNA-Viren von medizinischer und veterinärmedizinischer Bedeutung. Sie haben ein Genom von über 30.000 Nukleotiden (30 K Basen) und können daher im Sinne der Virologie als gigantisch bezeichnet werden.

Sie sind auch etwas ungewöhnlich darin, wie sie sich auf molekularer Ebene replizieren. Sie wenden einige ungewöhnliche Strategien an, um ein komplexes Programm der Genexpression zu erreichen. Die Replikation von Coronaviren beinhaltet eine Verschiebung der Ribosomenrahmen während der Genomtranslation, die Synthese sowohl genomischer als auch multipler subgenomischer RNA-Spezies und die Assemblierung von Nachkommenvirionen über einen Weg, der unter umhüllten RNA-Viren einzigartig ist

Coronaviren verfügen über einen zweistufigen Replikationsmechanismus. (Viele RNA-Virusgenome enthalten ein einzelnes großes Gen, das von der zellulären Maschinerie des Wirts übersetzt wird, um alle viralen Proteine ​​zu produzieren.) Coronaviren können bis zu 10 separate Gene enthalten.

Die meisten Ribosomen übersetzen das größte dieser Gene, die Replikase, die für sich genommen doppelt so groß ist wie viele andere virale RNA-Gesamtgenome. Das Replikase-Gen produziert eine Reihe von Enzymen, die den Rest des Genoms als Vorlage verwenden, um eine Reihe kleinerer, überlappender Messenger-RNA-Moleküle zu produzieren, die dann in die sogenannten Strukturproteine ​​übersetzt werden - die Bausteine ​​neuer Viruspartikel

Die Erzeugung von subgenomischen mRNAs beinhaltet einen Prozess der diskontinuierlichen Transkription und Produktion von nichtstrukturellen Proteinen, die für die Virusreplikation in der Zellkultur nicht wesentlich sind, aber in vivo einen selektiven Vorteil zu bieten scheinen (die als nischenspezifische Proteine ​​bezeichnet werden). Mindestens ein nischenspezifisches Protein, nichtstrukturelles Protein 2 (nsp2), und ein Strukturprotein, das Nucleocapsid-Protein (N), sind an der viralen RNA-Synthese beteiligt.

Der Mechanismus der Coronavirus-Replikation von MHV (Maus-Hepatitis-Virus) kann zum Beispiel gesehen werden.

Zusammenfassung der Replikation des Maus-Hepatitis-Virus (MHV): - MHV bindet durch Wechselwirkung des Spike (S) -Glykoproteins an den Wirtszellrezeptor CEACAM-1. Der Viruseintritt in die Wirtszelle kann durch Fusion mit der Oberfläche der Wirtszelle mit anschließender Freisetzung der genomischen RNA in das Zytoplasma erfolgen. Alternativ kann MHV durch Bildung von endozytischen Vesikeln in die Wirtszelle gelangen, und genomische RNA wird nach Fusion mit der Vesikelmembran (nicht gezeigt) in das Zytoplasma freigesetzt. Die Translation der genomischen Positivstrang-RNA führt zu einem großen Polyprotein, das einer proteolytischen Prozessierung unterzogen wird, um eine RNA-abhängige RNA-Polymerase zu erzeugen. Durch die Wirkung der RNA-Polymerase wird eine Antisense-Negativstrang-Matrize voller Länge erzeugt. Subgenomische mRNAs werden synthetisiert, vermutlich aus subgenomischen Negativstrang-Matrizen. Die Translation subgenomischer mRNAs führt zu strukturellen viralen Proteinen. S-Glykoprotein wird auf der Oberfläche der Wirtszelle exprimiert und dies könnte zur Fusion mit benachbarten nicht infizierten Zellen durch Bindung an CEACAM-1 beitragen. Die Virusassemblierung erfolgt innerhalb von Vesikeln, gefolgt von der Virusfreisetzung durch Fusion von virionhaltigen Vesikeln mit der Plasmamembran. Das freigesetzte Virus kann andere Zellen infizieren und sich innerhalb der Elternzelle durch Bindung an CEACAM-1 replizieren. E, Hüllprotein; ER, endoplasmatisches Retikulum; M, Membranprotein; N, Nucleocapsidprotein; ORF, offener Leserahmen