Coronavirus - microbiologia

Scritto da Fabrizio Crisafulli.
Pubblicato il 06-11-2020 Revisionato il 14-11-2020
Fabrizio Crisafulli

Laureato in biologia, curo da oltre quindici anni siti di informazione scientifica.

Tavola dei contenuti: Struttura - Genoma - Generi - Ciclo replicativo

I Coronavirus o Orthocoronavirinae sono una famiglia di virus a RNA positivo a singolo filamento (ssRNA+). Sono suddivisi in diversi generi, alcuni dei quali hanno un interesse medico. Durante gli anni scorsi, i Coronavirus, sono stati responsabili di infezioni minori a carico delle vie aree. Di recente, l'emergenza di varianti genetiche, ha strutturato la pandemia COVID-19.

La terapia antivirale è blandamente efficace. Il trattamento, al momento, è perlopiù sintomatico. Nei casi gravi di infezione, il soggetto può manifestare crisi respiratorie severe e va supportato attraverso la ventilazione artificiale.

Struttura

Il virus ha forma regolare, sferica ed ha un diametro di circa 120nm. Il pericapside è formato da un doppio strato lipidico nel quale sono agganciate le caratteristiche spicole glicoproteiche e dimeri di emoagglutinina-esterasi. La presenza di spicole conferisce un aspetto a "corona". Da qui l'etimologia del nome distintivo della famiglia.

Coronavirus pericapside
Struttura del pericapside dei coronavirus.

Genoma

Il genoma dei coronavirus è formato da circa 30.000 paia di basi. All'interno della cellula ospite viene tradotto e successivamente trascritto affinché possa servire da stampo per la formazione di nuovi virus.

Generi

Si conoscono quattro generi che fanno capo alla famiglia dei Coronavirus, di cui almeno uno è di interesse umano.

I beta-coronavirus sono d'interesse umano poiché la loro capacità infettiva nei confronti dell'uomo è tale da generare alcuni quadri sintomatologici specifici.

Ciclo replicativo

Il ciclo di replicazione dei Coronavirus è comune a tutti gli altri virus. Può essere idealmente schematizzato in cinque fasi.

  1. Entrata nella cellula. Le proteine esterne delle spicole, appartenenti alla classe delle glicoproteine, sono riconosciute e agganciate da appositi recettori cellulari. L'aggancio alla cellula ospite, di fatto, inizia la vera e propria infezione. Dopo la fusione recettore-glicoproteina virale inizia il processo di internalizzazione del virus. Questo processo avviene mediante endocitosi oppure tramite fusione diretta delle due membrane.
  2. Traduzione. All'interno della cellula, il virus ha perso totalmente il proprio rivestimento. Dentro il citoplasma cellulare esiste esclusivamente sotto forma di RNA. In questa fase avviene la sintesi proteica che porta alla formazione di due poliproteine: pp1a e pp1b. Ciascuna poliproteina possiede diverse attività, tra le quali spicca quella proteasica.
  3. Replicasi-transcrittasi. L'attività proteasica delle poliproteine appena formate serve a scindere le proteine neoformate in altri frammenti proteici. I frammenti, una volta prodotti, si uniscono tra loro e formano diverse proteine funzionali. Tra queste spicca la proteina che porta alla duplicazione e alla trascrizione dell'RNA (RNA-dipendente RNA-polimerasi). Nella prima fase, quella di ricombinazione, il filamento di RNA positivo (ssRNA+) è replicato in RNA negativo (ssRNA-) che servirà da stampo per la successiva replicazione in serie di filamenti a RNA positivo. Nella seconda fase, avviene la trascrizione dell'RNA negativo che si comporta da RNA messaggero.
  4. Ricombinazione. In alcuni casi è possibile che, nella stessa cellula, siano presenti più genomi virali determinati da coinfezioni. Il complesso delle proteine funzionali sembra mediare la ricombinazione genetica, attraverso la quale frammenti di genoma di due o più virus sono mescolati per formare un ibrido.
  5. Assemblamento del virus e rilascio. A questo punto, nella cellula ospite, sono presenti filamenti di RNA a polarità positiva che servono per direzionare i ribosomi per la biosintesi delle strutture virali. L'apparato del Golgi finalizza la produzione delle proteine che, una volta unite porteranno all'assemblaggio di una struttura virale biologicamente attiva. Il virus fuoriesce dalla cellula tramite esocitosi.

Infezione nell'uomo

L'infezione da Coronavirus nell'uomo avviene prevalentemente a livello delle vie aeree superiori e inferiori. I bronchi e i polmoni rappresentano le zone colpite nelle quali il virus penetra all'interno delle cellule dirottandone il metabolismo. L'infezione determina la comparsa di sintomi particolari che possono essere più o meno importanti in base al ceppo virale e alle condizioni globali di salute del soggetto.

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