Resumen de Análisis estructural del dominio 3´x terminal del arn del virus de la hepatitis c
El virus de la hepatitis C (HCV) afecta a unos 170 millones de personas en todo el mundo y es una de las principales causas de cirrosis y cáncer de hígado. El genoma del HCV contiene una cadena de ARN de polaridad positiva que se traduce en una sola poliproteína. El marco abierto de lectura (ORF) está flanqueado por regiones no traducidas (UTR) fuertemente conservadas, que forman estructuras esenciales para la replicación, traducción e infectividad del virus. En la región 5’UTR se encuentra el sitio interno de entrada al ribosoma, responsable del inicio de la síntesis de la poliproteina viral, cuya estructura tridimensional ha sido ampliamente estudiada. La región 3’UTR comprende un segmento variable, un tracto rico en pirimidinas y un dominio terminal altamente conservado de 98 nucleótidos llamado 3’X.
El dominio 3’X contiene dos secuencias solapadas, k y DLS, que intervienen en un contacto distal con una horquilla 5BSL3.2 localizada en el ORF y en la dimerización del ARN del virus, respectivamente. Como el dominio 3’X puede adoptar conformaciones alternativas que exponen en distinto grado las secuencias k y DLS, varios autores propusieron que este dominio puede regular la replicación, traducción y posiblemente el empaquetamiento del ARN del virus. Sin embargo, a pesar de su importancia funcional, la estructura secundaria adoptada por esta secuencia no estaba bien definida.
Empleando espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) y electroforesis en gel, hemos determinado la estructura secundaria del dominio 3’X. Los resultados de estos experimentos indicaron que en estado monómerico esta estructura contiene dos horquillas, SL1’ y SL2’. Esta conformación expone un segmento palindrómico de la seuencia DLS en un bucle apical, y entierra los nucleótidos del tracto k en el tallo superior de la horquilla SL2’. En consonancia con la exposición de bases autocomplementarias, a alta fuerza iónica el dominio formó homodímeros simétricos de 196 nucleótidos, compuestos por dos hebras SL2’ apareadas en antiparalelo y flanqueadas a ambos lados por horquillas SL1’ intramoleculares.
Estos resultados se confirmaron mediante experimentos de dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS), que nos permitieron obtener las primeras estructuras tridimensionales de los monómeros del dominio 3’X completo y subdominios SL1 y SL2’, así como de los dímeros del dominio 3’X completo y subdominio SL2’.
También hemos analizado la interacción distal que establecen el domino 3’X y la horquilla 5BSL3.2 empleando experimentos de RMN y electroforesis en gel. Sobre la base de estos resultados, demostramos que la formación del complejo 3’X-5BSL3.2 solamente implica una reorganización de los nucleótidos localizados en la región superior del subdominio SL2’.
Con la información obtenida de estos análisis estructurales, proponemos un modelo funcional que explica cómo el ciclo viral del HCV podría estar modulado por el intercambio entre los estados monomérico, homodimérico y heterodimérico del dominio 3’X.
