CAPÍTULO DO LIVRO : HIV-1 MOLECULAR BIOLOGY AND PATHOGENESIS. VIRAL MECHANISMS,2ND EDITION – 2000/2007
KUAN-TEH JEANG
COLEÇÃO ADVANCES IN PHARMACOLOGY – VOLUME 55
EDITORA ELSEVIER

ATRANSCRIÇÃO REVERSA DO HIV-1: ENCONTRO ÍTIMO ENTRE O GENOMA VIRAL E O TRNA CELULAR

OU

A TRANSCRIÇÃO REVERSA DO HIV-1: A BATALHA TRAVADA ENTRE O GENOMA VIRAL E O RNA TRANSPORTADOR CELULAR

Truus E.M. Abbink and Bem Berkhout

I – RESUMO DO CAPÍTULO

Retroviroses diferem de outras viroses de RNA no processo da transcrição reversa. Este processo é um degrau/ ponto essencial no ciclo vital do vírus para converter o genoma retroviral de RNA em um complexo DNA proviral que se desenvolve em múltiplas etapas. Neste capítulo, nós descreveremos em detalhes a etapa inicial da transcrição reversa. Ao longo desta fase, um tRNA celular iniciador (primer) OBS1 é colocado em contato com a seqüência completamentar no genoma viral chamada sítio de ligação do primer ou PBS. A enzima viral transcriptase reversa (RT) reconhece esses complexo RNA-RNA e cataliza a extensão do final 3’ do iniciador tRNA, com o RNA viral (ou vRNA) atuando como molde. Essa fase inicial é regulada e a maioria dos vírus é restringida no uso deste conato(o mesmo) iniciador tRNA. Muitos anos atrás, nós tentamos levar o vírus da imunodeficiência humana do tipo1 (HIV-1) a usar outro primer de tRNA por alteração do PBS. Nós nos baseamos em que esta abordagem revelaria importantes determinantes adicionais sobre a especificidade do primer. As tentativas iniciais falharam no nosso e em todos os outros laboratórios. Novidades recentes sobre contatos adicionais entre o tRNA e o genoma de RNA viral (vRNA) nos levaram a renovar a investigação para a alteração na especificidade do prímer (iniciador) do HIV-1. Nós obtivemos a variante de HIV-1 em réplica que usa um outro primer (non-self), diferente do seu próprio. Análises dessa variante confirmam o papel de múltiplos determinantes na utilização do prímer de tRNA.


II – Introdução

Neste capítulo nós focaremos a etapa de iniciação da transcrição reversa como é projetada pelo HIV-1/ou na performance do HIV-1. É um processo altamente organizado, a molécula celular de tRNALys3 (Lys é o aminoácido lisina AAG ou AAA- e o tRnaLYS3 é o RNA transportador deste aminoácido) atua como um primer. Nenhuma mudança/ mutação espontânea no uso do tRNA pelo HIV-1 ou outras retroviroses foram descritas, e tentativas de alteração de identidade do iniciador (obs.:primer é a proteína que sinaliza o sítio de iniciação da transcrição e promotor é o sítio de ligação dessa proteína no DNA ou RNA; sendo o promotor uma ou mais seqüencias de nucleotídeos) de tRNA não tiveram sucesso no passado. Essas observações indicam que o vírus prefere intensamente o primer que se identifica com ele, sugerindo que existe um mecanismo verdadeiramente específico para a seleção do primer de RNA. Na realidade, os tRNA iniciadores são seletivamente empacotados, encaixados ou copiados em pequenas partículas virais especificamente reconhecidos pela enzima Transcriptase Reversa (RT) e colocados em contato com o genoma viral via pares de base com o PBS (PRMER BINDING SITE = SÍTIO DE LIGAÇÃO DO PRIMER), oferecendo dessa forma um específico complexo de iniciação. Este capítulo focalizará primeiramente a interação entre o iniciador de tRNA celular e o genoma viral em RNA. Outros aspectos que determinam a especificidade do primer (iniciador) estarão presentes genericamente. Novos achados têm promovido novos clarões nas múltiplas interações entre o iniciador de RNA transportador e o genoma viral em RNA. Seus resultados dispararam a revisão das tentativas para alterar o uso do tRNA para o HIV-1, assim proporcionando um método para estudar em profundidade os determinantes de especificidade do uso de tRNA. Nossos resultados confirmam a ativação do modelo de iniciador de tRNA por um molde contido no genoma viral em RNA. Nós discutiremos especificamente a pesquisa no nosso laboratório que nos conduziu à identificação deste sinal de ativação do iniciador (PAS – PRIMER ATIVADOR SIGNAL), que nos permitiu desviar com sucesso o uso do tRNA do HIV-1.

III – Transcrição Reversa

A transcrição reversa é a etapa de replicação que converte um genoma de RNA em uma cópia de pró-vírus em DNA, um mecanismo que é compartilhado pelas retroviroses, retrotransposons e vírus da hepatite (obs. Hepatite B). O processo de transcrição reversa é composto de várias etapas.

OBS. A figura 1 do capítulo apresenta as fases da transcrição em várias linhas. A primeira linha representa o RNA viral sendo abordado pelo tRNALys3e está reproduzida abaixo:


R U5 PBS cppt ppt U3 R
vRNA:
tRNA

Onde:
R = seqüencias de repetição, que neste caso são iguais;

U5 = Unidade da extremidade do carbono 5’.Este é o carbono que apresenta um grupo fosfato que poderá se ligar ao grupo OH livre do carbono 3 do nucleotídeo.
OBS.: O nucleotídeo é composto da base nitrogenada (pririmídicas: citosina, tirosina ou uracila; ou púricas: guanina e adenina), um açúcar (ribose ou desoxirribose) que se liga à base , formando o conjunto nucleosídio, e, finalmente, o grupamento fosfato que se liga ao carbono 5 do açúcar, para formar conjunto denominado nucleotídeo.

U3 = Unidade da extremidade do carbono 3’. Este carbono 3 é que apresenta um grupo OH, onde o grupamento fosfato do carbono 5 de outro nucleotídeo é ligado formando a trilha de nucleotídeos (primeira fita, fita minus). Por isso a fita só cresce no sentido 5’ para 3’. Mas na fita de origem, a leitura segue de 3’ para 5’.

Cppt = central ppt (trato de polipurina). Não é degradado pela RNaseH, após a transcrição do (‑) ssDNA.

Ppt= trato de polipurina. Não é degradado pela RNaseH, após a transcrição do (-)ssDNA.

Texto da figura:
O genoma de RNA contém terminações repetidas na ponta 5’ e na ponta 3’ que são fundamentais para a reação da transcrição reversa. O lado do carbono 5’ é seguido pelo elemento U5 que é alocado imediatamente a montante do sítio de ligação ao primer (promotor/iniciador) e contém várias seqüências-molde que regulam a transcriptase reversa. A seqüência de tRNA de Lisina (tRNALis3 ), que é complementar ao PBS no genoma viral está ressaltada com o círculo cinza com a alça do tRNA. Essa seqüência (Lis3) é copiada durante a transcrição reversa. O PBS do pró-gene viral é então codificado pelo promotor (primer) celular e também é marcado por um círculo cinzento. O capítulo focará a etapa inicial da transcrição reversa, indicada pelo Box da esquerda acima na figura.