Τα επιδημιολογικά δεδομένα της στιγμής λένε ότι: Ο SARS-CoV-2 είναι παρών σε περισσότερες από 200 χώρες του κόσμου, περίπου 113 εκατομμύρια άνθρωποι έχουν αρρωστήσει με COVID-19 σε όλο τον κόσμο (Φεβρουάριος 2021) και, από αυτούς, όχι 2,5 εκατομμύρια πέθανε.
Ο SARS-CoV-2 είναι ένας ιός που επηρεάζει κυρίως την αναπνευστική οδό, προκαλώντας συμπτώματα όπως βήχας, κρυολόγημα, πυρετό και, σε σοβαρές περιπτώσεις, δυσκολίες στην αναπνοή. μερικές φορές, ωστόσο, μπορεί επίσης να προκαλέσει συστηματική φλεγμονή, προκαλώντας σήψη, καρδιακή ανεπάρκεια και δυσλειτουργία πολλών οργάνων.
Η μόλυνση SARS-CoV-2 είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη για άτομα άνω των 60 ετών, για άτομα με χρόνιες παθήσεις (π.χ. διαβήτη, στεφανιαία νόσο) και για άτομα που λαμβάνουν θεραπεία με φάρμακα καταστολής του ανοσοποιητικού συστήματος (π.χ. χημειοθεραπεία, ανοσοκατασταλτικά).
Αυτό το άρθρο στοχεύει στην ανάλυση της δομής, του γονιδιώματος και των πρωτεϊνών του SARS-CoV-2 και παρέχει βασικές πληροφορίες που σχετίζονται με την παθογένεια του ιού.
Για περισσότερες πληροφορίες: SARS-CoV-2: Πώς να αναγνωρίσετε τα πρώτα συμπτώματα και τι να κάνετε , Ο SARS-CoV-2 είναι θετικός μονόκλωνος ιός RNA με περικαψίδιο (ή φάκελος).
Το περικαψίδιο είναι ένα είδος φακέλου τοποθετημένο γύρω από το καψίδιο ορισμένων ιών. αποτελείται από φωσφολιπίδια και γλυκοπρωτεΐνες.
Ο SARS-CoV-2 διαθέτει γονιδίωμα 29.881 αζωτούχων βάσεων, το οποίο κωδικοποιεί 9.860 αμινοξέα.
Αυτό το γονιδίωμα χωρίζεται σε γονίδια για δομικές πρωτεΐνες και σε γονίδια για μη δομικές πρωτεΐνες.
Τα δομικά γονίδια πρωτεΐνης κωδικοποιούν την ακίδα πρωτεΐνης (συντομογραφία S), την περικαψιδική πρωτεΐνη (συντομογραφία Ε, από φάκελο), πρωτεΐνη μεμβράνης (συντομογραφία Μ) και πρωτεΐνη νουκλεοκαψιδίου (συντομογραφία Ν).
Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι δομικές πρωτεΐνες συνδυάζονται για να σχηματίσουν τη δομή του SARS-CoV-2.
Τα γονίδια για μη δομικές πρωτεΐνες, από την άλλη πλευρά, κωδικοποιούν πρωτεΐνες, όπως η πρωτεάση παρόμοια με την 3-χυμοτρυψίνη, η πρωτεάση παρόμοια με την παπαΐνη ή η εξαρτώμενη από RNA πολυμεράση RNA, των οποίων οι λειτουργίες ρυθμίζουν και κατευθύνουν τις διαδικασίες αντιγραφής. Και συναρμολόγηση ιών.
Παρακάτω είναι μια περιγραφή των επιμέρους δομικών πρωτεϊνών, με έμφαση στην πρωτεΐνη S, και των μη δομικών πρωτεϊνών.
Ξέρατε ότι ...
Ο SARS-CoV-2 μοιράζεται περίπου το 82% του γονιδιώματός του με τους κορωνοϊούς SARS-CoV (υπεύθυνους για τον SARS) και MERS-CoV (υπεύθυνους για το αναπνευστικό σύνδρομο της Μέσης Ανατολής).
Για να μάθετε περισσότερα: Κοροναϊός: Τι είναι αυτά; την εμφάνιση ενός στέμματος (εξ ου και ο όρος "Coronavirus").
Η πρωτεΐνη αιχμής ζυγίζει 180-200 kDa (διαβάστε kiloDalton) και αποτελείται από 1.273 αμινοξέα.
Το Spike αποτελείται από δύο κύρια συστατικά αμινοξέων, που ονομάζονται υπομονάδες S1 (14-685) και υπομονάδες S2 (686-1.273):
- Η υπομονάδα S1 φιλοξενεί μια αλληλουχία αμινοξέων γνωστή ως RBD (αγγλικό αρκτικόλεξο για "Δεσμευτικός τομέας υποδοχέα", δηλαδή το πεδίο δέσμευσης υποδοχέα), το οποίο είναι απαραίτητο για τη σύνδεση του ιού με τα κύτταρα του ξενιστή (δηλαδή τον άνθρωπο).
- Η υπομονάδα S2, από την άλλη πλευρά, είναι η θέση των αλληλουχιών αμινοξέων (πεπτίδιο σύντηξης, HR1, HR2, διαμεμβρανική περιοχή και κυτταροπλασματική περιοχή), της οποίας η τελική λειτουργία είναι να ευνοεί τη σύντηξη και την είσοδο του ιού στα κύτταρα ξενιστές.
Στη φυσική του κατάσταση (δηλ. Όταν ο ιός δεν μολύνει κανέναν), η πρωτεΐνη αιχμής έχει τη μορφή ενός ανενεργού προδρόμου. Όταν ο ιός συναντά έναν πιθανό οργανισμό να μολυνθεί, αλλάζει αμέσως σε ενεργή μορφή: οι πρωτεάσες των κυττάρων -στόχων ενεργοποιούν τη διαδικασία ενεργοποίησης (άρα ο ίδιος ο ξενιστής τον ενεργοποιεί!), Οι οποίοι «σπάνε» ακίδα και σχηματίζουν τις υπομονάδες S1 και S2.
Πώς λειτουργεί η πρωτεΐνη Spike SARS-CoV-2
Η λειτουργία της πρωτεΐνης ακίδων SARS-CoV-2 είναι πολύπλοκη. το εν λόγω άρθρο έχει ως στόχο να το απλοποιήσει όσο το δυνατόν περισσότερο, ώστε να γίνει κατανοητό από τους αναγνώστες.
Η πρωτεΐνη αιχμής είναι απαραίτητη για την έναρξη της διαδικασίας μόλυνσης του ξενιστή · με άλλα λόγια, είναι το όπλο που χρησιμοποιεί ο νέος κοροναϊός για να προκαλέσει τη μόλυνση γνωστή ως COVID-19.
Η διαδικασία μόλυνσης με αιχμή μπορεί να χωριστεί σε δύο στάδια:
- Η σύνδεση με το κύτταρο ξενιστή. Είναι η φάση κατά την οποία ο ιός επιτίθεται και συνδέεται με τα κύτταρα του οργανισμού τα οποία στη συνέχεια θα μολύνει.
- Η σύντηξη της ιικής μεμβράνης (ουσιαστικά του ιού) με τη μεμβράνη του κυττάρου ξενιστή. Είναι η φάση που επιτρέπει στον ιό να εισέλθει στα κύτταρα του προσβεβλημένου οργανισμού και να εξαπλώσει το γονιδίωμά του εκεί.
Σύνδεση με κύτταρα ξενιστές
Η πρωτεΐνη αιχμής συνδέεται με τα κύτταρα ξενιστές μέσω της αλληλουχίας RBD της υπομονάδας S1.
Επιστημονικές μελέτες έχουν παρατηρήσει ότι η αλληλουχία RBD συνδέεται με τα κύτταρα ξενιστές μέσω μιας "αλληλεπίδρασης με τον υποδοχέα ACE2 που τοποθετείται στην επιφάνεια της μεμβράνης πλάσματος των ίδιων των κυττάρων.
Το ACE2 είναι ένα ένζυμο και είναι ομόλογο με το ACE, την πρωτεΐνη που είναι υπεύθυνη για τη μετατροπή της αγγειοτενσίνης 1-9.
Στους ανθρώπους, το ACE2 βρίσκεται κυρίως στην επιφάνεια της μεμβράνης πλάσματος των κυττάρων οργάνων όπως οι πνεύμονες, τα έντερα, η καρδιά και τα νεφρά.
Μόλις η υπομονάδα S1 συνδεθεί με το ACE2, η πρωτεΐνη S αρχίζει να αλλάζει τη διαμόρφωση. Αυτό το γεγονός εξυπηρετεί τη φάση σύντηξης και την είσοδο του ιού στο κύτταρο ξενιστή.
Η δέσμευση με το ACE2 και η διαμορφωτική αλλαγή που προκύπτει είναι δύο θεμελιώδεις πτυχές για την πραγματοποίηση του εμβολίου κατά του SARS-CoV-2 και για την κατανόηση των μηχανισμών αντιγονικότητας και ανοσοαπόκρισης που εφαρμόζονται από τον ξενιστή.
Ωστόσο, υπάρχει ένα πρόβλημα που πρέπει να ληφθεί υπόψη: οι μεταλλάξεις στην υπομονάδα S1 και, ιδιαίτερα στην αλληλουχία RBD, θα μπορούσαν να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσεται η διαμορφωτική αλλαγή · κατά συνέπεια, αυτό θα μπορούσε να επηρεάσει τα αντιγονικά χαρακτηριστικά και τα εμβόλια αποτελεσματικότητας (για να μάθετε περισσότερα για το θέμα, σας συνιστούμε να διαβάσετε το άρθρο αφιερωμένο στις παραλλαγές του SARS-CoV-2).
Φιλοξενία κυττάρων
Η πρωτεΐνη ακίδα συγχωνεύει τον ιό με το κύτταρο ξενιστή μέσω των αλληλουχιών αμινοξέων της υπομονάδας S2.
Η διαδικασία σύντηξης του ιού λαμβάνει χώρα στο κύμα της διαμορφωτικής αλλαγής της πρωτεΐνης S που προκαλείται από το δεσμό μεταξύ του RBD και του υποδοχέα ACE2 του ξενιστή: η αλλαγή στη διαμόρφωση της ακίδας, στην πραγματικότητα, φέρνει την ιική μεμβράνη πιο κοντά στην πλασματική μεμβράνη του κυττάρου ξενιστή , μέχρι την αλληλεπίδραση, τη σύντηξη μεταξύ των μεμβρανών και, τέλος, την ενσωμάτωση του μολυσματικού ιού.
Μόλις το γονιδίωμα του ιού βρίσκεται μέσα στο κύτταρο ξενιστή, ο ιός αρχίζει την αντιγραφή του και η διαδικασία μόλυνσης μπορεί να θεωρηθεί ολοκληρωμένη.
Για περισσότερες πληροφορίες: Μεταλλάξεις πρωτεϊνών ακίδων: Παραλλαγές SARS-CoV-2 ώριμο, με το νουκλεϊκό του οξύ (DNA ή RNA) κλεισμένο σε μια κάψουλα πρωτεΐνης, που ονομάζεται καψίδιο.Οι σχετικές μελέτες έχουν δείξει ότι η πρωτεΐνη SARS-CoV-2 E είναι μια ιονοπορίνη, η οποία, μόλις βρεθεί στο κύτταρο-ξενιστή, εντοπίζεται στη μεμβράνη της συσκευής Golgi και του ενδοπλασματικού δικτύου, για να διευκολύνει τη συναρμολόγηση και την απελευθέρωση των βιριόντων.
Η βιροπορίνη είναι μια ιική πρωτεΐνη που δρα ως κανάλι μεμβράνης μέσα στα κύτταρα του ξενιστή.
Η πρωτεΐνη Ε SARS-CoV-2 είναι πολύ παρόμοια με αυτή του SARS-CoV, ενώ έχει κάποιες διαφορές από αυτήν του MERS-CoV.
ιογενής, που ονομάζεται πρωτεάσες και παράγεται νωρίς από τον ιό. Αυτές οι πρωτεάσες φροντίζουν να "κόβουν" τις πολυπρωτεΐνες σε ακριβή σημεία, προκειμένου να δημιουργηθούν οι μεμονωμένες μη δομικές πρωτεΐνες.
Η στρατηγική πολυπρωτεϊνών (από την οποία προέρχονται μικρότερες πρωτεΐνες) είναι πολύ κοινή μεταξύ των ιών.
Είναι ενδιαφέρον να επισημανθεί ότι, πριν από την εργασία κοπής, οι πρωτεΐνες που εξακολουθούν να περιλαμβάνονται στις πολυπρωτεΐνες είναι ανενεργές, μη λειτουργικές · καθίστανται λειτουργικές μόνο μετά την παρέμβαση των πρωτεασών και τη διάσπασή τους σε σχέση με τις κύριες αλυσίδες αμινοξέων.
Η κύρια λειτουργία των μη δομικών πρωτεϊνών SARS-CoV-2 είναι η αντιμετώπιση της μεταγραφής και αντιγραφής του ιικού RNA.
Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι αυτές οι πρωτεΐνες εμπλέκονται επίσης στην παθογένεση του ιού.
Πρωτεάση SARS-CoV-2
Δύο μη δομικές πρωτεΐνες θεμελιώδεις για τον SARS-CoV-2 είναι, αναμφίβολα, οι πρωτεάσες που ασχολούνται με την "κοπή" των πολυπρωτεϊνών και τον σχηματισμό των πρωτεϊνών που είναι χρήσιμες για τη μεταγραφή και αναπαραγωγή του ιικού RNA.
Αυτές οι πρωτεάσες είναι γνωστές ως πρωτεάσες τύπου 3-χυμοτρυψίνης (συντομογραφία 3CLpro) και πρωτεάσες τύπου παπαΐνης (συντομογραφία PLpro).
Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι πρωτεΐνες που δημιουργούν στη συνέχεια χρησιμεύουν για τη διάδοση της λοίμωξης στον ξενιστή, οι εν λόγω πρωτεάσες αντιπροσωπεύουν έναν ενδιαφέρον φαρμακολογικό στόχο.
RNA RNA-εξαρτώμενη πολυμεράση
Η εξαρτώμενη από RNA πολυμεράση RNA είναι η μη δομική πρωτεΐνη του SARS-CoV-2 απαραίτητη για την αντιγραφή του γονιδιώματος του ιού που προορίζεται για νέα ιό.
Αυτή η μη δομική πρωτεΐνη θα αντιπροσωπεύει επίσης έναν ελκυστικό φαρμακολογικό στόχο.
του ξενιστή και τους εκμεταλλεύεται για να μεταφράσει το δικό του γονιδίωμα σε RNA και να δημιουργήσει τις πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για την αναπαραγωγή του ίδιου γενετικού υλικού και για τη συναρμολόγηση νέων ιοσωμάτων.Με βάση τα παραπάνω, ένας βασικός ρόλος στη μεταγραφή και αντιγραφή του ιικού RNA ανήκει σε μη δομικές πρωτεΐνες.
Με τη μεταγραφή και αντιγραφή του γονιδιώματος του ιού, ο SARS-CoV-2 αρχίζει να εξαπλώνεται στον ξενιστή, ξεκινώντας την πραγματική μολυσματική ασθένεια.
Σε αυτή τη φάση, ο ιός δρα στον οργανισμό ξενιστή τόσο με κυτταροκτόνο δράση (δηλαδή που σκοτώνει τα κύτταρα) όσο και με μηχανισμούς που προκαλούνται από το ανοσοποιητικό.
Όσον αφορά την κυτταροκτόνο δραστηριότητα, τα στοιχεία υποδηλώνουν ότι ο SARS-CoV-2 προκαλεί απόπτωση (κυτταρικό θάνατο) και κυτταρική λύση · πιο συγκεκριμένα, έχει αποδειχθεί ότι ο ιός προκαλεί συγκυτία εντός του μολυσμένου κυττάρου και προκαλεί ρήξη κυττάρων. "Golgi apparatus , μετά την αντιγραφή.
Όσον αφορά τους μηχανισμούς που προκαλούνται από το ανοσοποιητικό, η έρευνα έχει δείξει ότι ο SARS-CoV-2 περιλαμβάνει τόσο το έμφυτο όσο και το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα (αντισώματα και Τ λεμφοκύτταρα).
Γιατί ο SARS-CoV-2 είναι πιο μολυσματικός από τον κορονοϊό SARS;
Ο SARS-CoV, ο κορονοϊός υπεύθυνος για τον SARS, εισβάλλει επίσης στα κύτταρα ξενιστές εκμεταλλευόμενοι την αλληλεπίδραση μεταξύ του RBD και του υποδοχέα ACE2 που υπάρχει στα κύτταρα της αναπνευστικής οδού.
Ωστόσο, υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ αυτού του τύπου δέσμευσης και αυτού που εφαρμόστηκε από τον SARS-CoV-2: η αλληλουχία RBD του Coronavirus που είναι υπεύθυνη για τον COVID-19 έχει πολύ μεγαλύτερη συγγένεια με το ACE2 και συνδέεται με αυτό πολύ πιο αποτελεσματικά. , με αποτέλεσμα πολύ πιο αποτελεσματικό στη διαδικασία εισβολής κυττάρων ξενιστών.
Επιστημονικές μελέτες σχετικά έχουν δείξει ότι η διαφορά στην αλληλεπίδραση που περιγράφεται παραπάνω οφείλεται σε διαφορετική σύνθεση αμινοξέων μεταξύ RBD του SARS-CoV και RBD του SARS-CoV-2. Συγκεκριμένα, υπάρχουν δύο περιοχές αμινοξέων με σημαντικές διαφορές.
Αυτή η διαφορά συγγένειας εξηγεί διάφορες πτυχές:
- Ο λόγος για τον οποίο ο SARS-CoV-2 έχει υψηλότερο R0 από τον SARS-CoV.
- Ο λόγος που τα φάρμακα και τα εμβόλια που στόχευαν την αλληλουχία SARS-CoV RBD και φάνηκαν να είναι αποτελεσματικά δεν είναι κατάλληλα έναντι του SARS-CoV-2.
Τι είναι το R0;
Γνωστό και ως «αριθμός αναπαραγωγής βάσης», το R0 αντιπροσωπεύει τον μέσο αριθμό δευτερογενών λοιμώξεων που παράγονται από κάθε μολυσμένο άτομο σε έναν πλήρως ευαίσθητο πληθυσμό (δηλαδή ποτέ σε επαφή με το νέο αναδυόμενο παθογόνο).
Αυτή η παράμετρος μετρά την πιθανή μεταδοτικότητα μιας μολυσματικής νόσου.
Οι προφλεγμονώδεις κυτοκίνες προκύπτουν από τη δραστηριότητα ορισμένων κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος.
Υπό κανονικές συνθήκες, χρησιμεύουν για τη ρύθμιση της ανοσοαπόκρισης, της φλεγμονής και της αιματοποίησης.
Επιπλέον, κλινικά δεδομένα και άλλες έρευνες έχουν δείξει ότι η υπερπαραγωγή προφλεγμονωδών κυτοκινών που παρατηρείται παρουσία σοβαρής λοίμωξης SARS-CoV-2 μπορεί να εξαπλωθεί σε άλλα όργανα (π.χ. στην καρδιά), προκαλώντας δυσλειτουργία και επηρεάζοντας την πήξη διαδικασίες, προκαλώντας το σχηματισμό θρόμβου.
Όταν ο SARS-CoV-2 προκαλεί εκτεταμένη υπερπαραγωγή προφλεγμονωδών κυτοκινών, οι ειδικοί αναφέρονται στο φαινόμενο ως "σύνδρομο θύελλας κυτοκινών".
-cause-sintomi-e-terapia.jpg)
