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A arma secreta do HIV: por que dois RNAs são mais poderosos que um?
Desde que o vírus HIV foi descoberto em 1983, o genoma e as proteínas do vírus da imunodeficiência humana têm sido objeto de extensa pesquisa. Antigamente, as pessoas acreditavam erroneamente que o vírus era uma forma do vírus da leucemia de células T humanas (HTLV), que é conhecido por afetar o sistema imunológico humano e causar certas leucemias. No entanto, pesquisadores do Instituto Pasteur, em Paris, isolaram um retrovírus até então desconhecido, com uma estrutura genética diferente, de pacientes com AIDS, que mais tarde foi chamado de HIV.
A partícula do vírus HIV consiste em um envelope viral e uma matriz associada envolvendo um núcleo interno, que por sua vez envolve duas cópias do genoma de RNA fita simples e diversas enzimas.
Esses avanços tecnológicos permitiram que os cientistas obtivessem uma compreensão mais profunda da estrutura do HIV. A sequência completa do genoma do HIV-1 foi resolvida com precisão de nucleotídeo único. O genoma do HIV codifica um pequeno número de proteínas virais que estabelecem relações cooperativas entre si e entre o HIV e as proteínas do hospedeiro para invadir as células do hospedeiro e sequestrar sua maquinaria interna. A estrutura do HIV é significativamente diferente de outros retrovírus.
Estrutura do HIV
As partículas do vírus HIV têm aproximadamente 100 nanômetros de diâmetro, e sua parte mais interna consiste em um núcleo cônico contendo dois genomas ssRNA fita simples de sentido positivo, as enzimas transcriptase reversa, integrase e protease, bem como outras proteínas menores e a proteína do núcleo principal. O genoma do HIV tem 9749 nucleotídeos de comprimento e uma estrutura de capa na extremidade 5' e uma cauda poli(A) na extremidade 3'.A estrutura do núcleo viral consiste em dois RNAs fita simples de sentido positivo não ligados covalentemente, que geralmente são idênticos.
Uma das chaves é o motivo pelo qual o HIV empacota dois RNAs em vez de apenas um, o que tem várias vantagens. Primeiro, esses dois RNAs facilitam a recombinação do HIV-1 durante a transcrição reversa, aumentando assim a diversidade genética. Além disso, quando a transcriptase reversa encontra uma quebra no RNA viral, a presença dos dois RNAs permite que ela alterne entre os modelos, completando assim a transcrição reversa sem perda de informação genética.
No entanto, esse genoma de RNA dimérico também pode desempenhar um papel estrutural na replicação viral. Os componentes de RNA encapsulados no vírus não apenas fornecem diversidade, mas também garantem a consistência e a integridade do trabalho do vírus.
Organização do genoma
O HIV tem vários genes principais que codificam proteínas estruturais comuns a todos os retrovírus e alguns genes não estruturais ("acessórios") que são exclusivos do HIV. O genoma do HIV contém nove genes que codificam quinze proteínas virais, que são sintetizadas como poliproteínas.
O genoma do HIV produz nove produtos genéticos diferentes a partir de um genoma de menos de 10 kb por meio de um sistema de splicing diferencial de RNA.
Após a síntese, essas proteínas entram no interior da partícula do vírus. Entre eles, o gene gag é responsável pela base física básica, enquanto o gene pol fornece o mecanismo básico da reprodução retroviral. A presença desses genes importantes permite que o HIV entre efetivamente nas células hospedeiras e promova sua própria replicação.
Elementos reguladores do VIHO sistema regulatório do HIV-1 é altamente complexo e inclui alguns genes reguladores importantes, como Tat e Rev. Tat é altamente interdependente com o processo de transcrição reversa do HIV, e sua principal função é garantir a síntese eficiente do mRNA viral. Rev garante a síntese das principais proteínas do HIV e é essencial para a replicação viral.
Essas proteínas reguladoras afetam significativamente o ciclo de vida do HIV, influenciando a estrutura do RNA e alterando drasticamente o processo de transcrição reversa.
Da mesma forma, proteínas reguladoras auxiliares como Vpr, Vif e Nef também desempenham um papel fundamental na capacidade de propagação do vírus. A natureza multifuncional dessas proteínas acessórias permite que o HIV se adapte e sobreviva em diferentes ambientes e faz parte de sua capacidade de sofrer mutações contínuas.
Estrutura secundária do RNA
Vários elementos estruturais secundários conservados foram identificados no genoma do RNA do HIV que desempenham um papel fundamental no processo de transcrição reversa, incluindo a extremidade 5' e múltiplas estruturas secundárias, como o elemento TAR e o elemento de resposta Rev do HIV (RRE). Essas estruturas têm um impacto profundo no ciclo de vida do HIV.Acredita-se que a estrutura secundária do RNA do HIV desempenhe um papel importante na regulação da replicação do HIV, ajudando o vírus a passar pelos vários estágios do seu ciclo de vida de forma mais eficiente.
Com os avanços na biologia estrutural, os cientistas estão obtendo uma compreensão mais profunda do HIV, e essas tecnologias avançadas têm demonstrado grande potencial no desenvolvimento de vacinas e métodos de tratamento.
O mecanismo de replicação do HIV e como ele se adapta e sofre mutações, sem dúvida, permanecerão um tópico importante para pesquisas futuras. À medida que a pesquisa se aprofunda, a questão que nos faz refletir é se conseguiremos encontrar uma vacina ou tratamento duradouro e eficaz.
