Virologia vegetale - Appunti

In ogni caso sia la struttura della cuffia che quella della coda poli adenilata sono essenziali per una

traduzione che sia efficiente e ottimale, queste strutture dove sono formate? Uno potrebbe pensare

che un rna virale non ha cuffia, non ha coda, arriva dentro e la può acquisire, non è vero perché

cuffia e coda poliadenilata vengono attaccate normalmente all’interno del nucleo e noi sappiamo

che all’interno del nucleo vanno solo i virus a dna perché hanno il segnale che permette a questi di

passare la membrana nucleare, gli altri non vengono ne trasportati, quindi esiste anche un sistema di

ciaperonine per la stabilizzazione degli acidi nucleici, abbiamo anche qui la formazione di

complessi nucleico-proteici però non esistono in nessuna cellula vegetale delle ciaperonine che

portino questo rna virale in qualche modo a contatto con il nucleo per utilizzare delle potenzialità

presenti all’interno del nucleo come quella della poliadenilazione, gli altri a rna rimangono dentro al

citoplasma però hanno delle strategie che adesso vediamo subito che possono essere

tranquillamente tradotti, in ogni caso questo rna virale deve essere in qualche modo modificato, così

non viene riconosciuto come mrna e una delle modificazioni è quella della stabilizzazione della

molecola di rna, qui abbiamo una visione di insieme: il solito virus a dna che va dentro al nucleo, il

solito virus a rna che va dentro al citoplasma, nel nucleo l’mrna viene fornito di una cuffia e viene

fornito di una coda poliadenilata perché solamente all’interno del nucleo abbiamo la metil

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transferasi e a gualinin transferasi, non le abbiamo fuori, a questo punto noi dobbiamo fornire

queste 2 addizioni all’rna virale. Ci sono diversi siatemi, qui ne sono indicati solo 3, i principali

sono questi, alcuni rna virali hanno al loro interno la possibilità di trascrivere la guanilin transferasi

e la metil trasferasi, quindi l’informazione ce l’hanno già al loro interno e in questo caso non c’è

bisogno di andare a cercare il nucleo, una volta che l’rna è iniettato o è presente nelle cellule si

attivano questi 2 enzimi e forniscono la cuffia, il cap; un’altra cosa molto carina è chiamata cap

snatching: alcuni rna virali hanno la possibilità di rubare la cuffia ad altri rna questo per una

questione di affinità con un enzima di taglio che ha una elevatissima affinità verso altre sequenze

ribosomiali, quando le incontrano tagliano e la cuffia viene inserita in quell’rna che è fornito per

l’enzima di taglio, sempre all’interno del citoplasma questo, quindi vediamo questi rna anche

vegetali che vengono portati fuori dal nucleo forniti di cap e coda poliadenilata, abbiamo che alcuni

rna virali hanno la capacità di tagliare questa cuffia e auto inserirla. Poi abbiamo una modalità che è

molto comune nei virus perché hanno la possibilità di legare alle estremità 5’ alcune proteine che

come conformazione hanno la funzione di cuffia, la mimano è proprio una questione

conformazionale, sterica ed elettrica, le codificano loro all’interno del citoplasma, è una proteina

loro e questo ancora per stabilizzare la sequenza nucleotidica e per rendere la trascrizione molto +

efficiente, è chiaro che la trascrizione può avvenire comunque, senza cap non è detto che non ci sia

trascrizione però non è efficiente, dura poco, la molecola di rna va incontro a degradazione, ad

interazione con altre molecole. Questo avviene quindi all’estremità 5’, abbiamo un cap che viene

formato, lo snatching e il mimetismo di questo sito 5’, per quanto riguarda l’estremità 3’ noi

abbiamo la necessità di avere qualcosa che assomigli ad una coda poli adenilata, diversi virus non

hanno la cuffia, ma hanno la coda poliadenilata, altri invece hanno la possibilità di creare una

struttura che non è una poli adenilazione, ma è una sequenza nucleotidica molto strana che va a

stabilizzare la coda e va ad interagire con la parte iniziale, questo avviene solo all’estremità 3’, è

una struttura simile al t-rna, essenzialmente serve per proteggere la parte finale.

Poi ci sono queste anse omega anche se non sono comunissime nei fito virus, possono essere

formate sia all’estremità 5’ sia all’estremità 3’, il meccanismo per cui queste anse ad omega

funzionino come stabilizzatrici e come fattori di efficienza della traduzione non lo sappiamo ancora,

sappiamo che ci sono, qui è citato il virus del nanismo giallo dell’orzo che è uno di quelli che

abbiamo visto, è un virus abbastanza particolare insieme al modo di trasmissione, da vettore a

pianta sia come modo di trasmissione da pianta a pianta, per esempio questo lo possiamo trovare

anche nello xilema, è uno dei rarissimi virus xilematici, comunque non sappiamo se queste note

epidemiologiche possono essere importanti e legate alla presenza di queste anse ad omega.

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Vediamo le strategie genomiche e partiamo dall’esempio + conosciuto che è quello dei geni

vegetali: qui abbiamo un classico gene vegetale, 4.500 nucleotidi, i geni vegetali tipicamente hanno

4/5.000 nucleotidi, come al solito c’è una sequenza promotrice, c’è una regione codificante e in

codone terminale, qui abbiamo l’rna, l’mrna che viene ottenuto, la solita cuffia, la coda poli

adenilata, noi notiamo degli introni, elementi spaziatori che dividono gli esoni, avviene lo splicing

con la rimozione degli introni e si ottiene così sequenza e questa è la normale procedura che noi

conosciamo dalla genetica. La prima differenza da notare è che i virus hanno queste sequenze

policistroniche, poligeniche, mentre nelle piante no e questo è uno dei problemi quando dobbiamo

parlare di traduzione dell’mrna, come facciamo ad avere diverse proteine e in momenti diversi.

Partiamo quindi dai virus a dna e già qui abbiamo una cosa diversa, i virus hanno la necessità

certamente di esprimere + di una proteina, come minimo esprimono 3 proteine ma in gente sono

5/6/7/15/12 e in questo caso vediamo un gemini viride, un virus a genoma bipartito quindi possiamo

avere 2 componenti di dna che possono essere espresse partendo da delle zone promotrici, quindi i

virus a dna hanno diverse regioni promotrici, qui il problema è dove partire e dove terminare, qui

abbiamo l’rna che viene ottenuto e qui vediamo lo splicing e anche qui è il caso di un virus a rna

tripartito, anche i virus a rna spesso hanno il genoma segmentato però sui tre frammenti possiamo

avere in ciascuno + di una zona promotrice e + di una zona sterminatrice (codone di stop), strategie

di traduzione: la prima strategia è quella di tradurre una nota sequenza in una poli proteina, in

pratica l’rna virale inizia ad essere tradotto a destra, continua la traduzione fino a che non arriva alla

fine, quindi produce una sequenza aminoacidica chiamata poliproteina dove all’interno ci sono le

sequenze di + di una proteina, all’interno però abbiamo anche una proteasi, in pratica una volta

prodotta questa poliproteina la proteasi si mette in funzione e per auto proteolisi si frammenta la

poliproteina in + di un frammento 2/3/4/5/6, quale è il problema di questo modo di traduzione? Il

problema è che abbiamo delle proteine prodotte nello stesso momento e nella stessa qnt, mentre

nell’ecologia virale potremmo avere necessità di avere una proteina prodotta al momento

dell’inoculazione, un’altra proteina al momento della replicazione, un’altra proteina al momento del

trasferimento da una cellula all’altra, un’altra proteina al momento dell’incapsidamento quindi

questo meccanismo va bene in alcuni casi, non va bene in altri casi quando dobbiamo avere una

proteina a disposizione in un momento diverso rispetto alla sintesi di un’altra proteina. A volta

quando le proteine servono in momenti diversi e sono prodotte contemporaneamente alcune di

queste sequenze polipeptidiche vengono bloccate, quindi si verificano casi in cui una poliproteina

va incontro ad auto proteolisi, uno o 2 polipeptidi vengono usati immediatamente, altri rimangono

quiescenti e in questo caso li blocca delle ciaperonine che le tengono bloccate per esempio durante

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il trasferimento di un virione o di rna fintanto che non è stato trasferito e magari la seconda proteina

si mette in attività perchè magari serve per produrre il vaccino.

La scansione scorrevole: abbiamo in questo caso la solita sequenza che deve venire tradotta,

possiamo avere all’interno + di un codone stop, ne abbiamo 3, il codone UAA ha il 100% di

efficienza quindi comunque e dovunque lo si trovi lì si interrompe la traduzione, poi abbiamo altri 2

codoni di stop UGA e UAG che non hanno il 100% di efficienza cioè quando la traduzione arriva a

quel codone stop può darsi che si interrompa e può darsi che non si interrompa, dipende dal codone

precedente, se abbiamo GC dopo e abbiamo un particolare codone AUG prima può baipassare, può

scorrere lo stesso e non tenere in considerazione il codone di stop, quindi viene prodotta in questo

caso una poliproteina, questo è un meccanismo molto utile perché non avviene sempre l’uno o

l’altro avviene per esempio per l’80% della proteina prodotta si interrompe, il 20% continua, quindi

possiamo avere nello stesso momento una poliproteina e la proteina 1, la poliproteina poi verrà

scissa in 2 proteine in un momento successivo, in questo modo possiamo avere a disposizione

sempre delle proteine in momenti diversi e soprattutto in quantità diverse. Quando parleremo di

proteine di movimento, queste devono essere prodotte dal virus perché deve muoversi e spostarsi da

una cellula a un’altra e lo fa tramite proteine di movimento, proteine che legano l’rna, formano

questi complessi nucleo proteici, quindi il fatto di avere come proteine di movimento come

traduzione di una sequenza per le proteine di movimento che possa dare origine a diverse proteine

tutte però con la stessa funzione è utile perché una proteina 1 può legarsi all’rna, l’altra invece dà i

segnali di attaccamento alla membrana del reticolo endoplasmico, e le percentuali di queste proteine

all’interno della cellula determinano la velocità e l’efficienza del trasferimento di un virione o di un

rna virale da una cellula all’altra. Qui vi dà un dato che questo meccanismo di scorrimento compare

dall’1 al 10% delle traduzioni, quindi è una cosa che accade abbastanza regolarmente.

Qui abbiamo il nostro rna con un codone stop UAG, UAA e UAA, quindi UAA ha il 100% di

efficienza quindi sicuramente qui si ferma, l’efficienza di UAG dipende da un lato dai codoni