Multiple Roles of Viral Replication Proteins in Plant RNA Virus Replication

Abstract

Identification of the roles of replication factors represents one of the major frontiers in current virus research. Among plant viruses, the positive-stranded (+) RNA viruses are the largest group and the most widespread. The central step in the infection cycles of (+) RNA viruses is RNA replication, which leads to rapid production of huge number of viral (+) RNA progeny in the infected plant cells. The RNA replication process is carried out by the virus-specific replicase complex consisting of viral RNA-dependent RNA polymerase, one or more auxiliary viral replication proteins, and host factors, which assemble in specialized membranous compartments in infected cells. Replication is followed by cell-to-cell and long-distance movement to invade the entire plant and/or encapsidation to facilitate transmission to new plants. This chapter provides an overview of our current understanding of the role of viral replication proteins during genome replication. The recent significant progress in this research area is based on development of powerful in vivo and in vitro approaches, including replicase assays, reverse genetic approaches, intracelular localization studies and the use of plant or yeast model hosts.

Subcellular localization and membrane association of the replicase protein of grapevine rupestris stem pitting-associated virus, family Betaflexiviridae

“…It is known that VRCs are composed of virus-encoded replicationrelated proteins, viral RNAs and host factors. Furthermore, VRCs can anchor to a cellular membrane to form a specialized compartment, which protects viral RNA from degradation by host defence mechanisms, such as RNA silencing (David et al, 1992;Ahlquist et al, 2003;Ding et al, 2004;Mackenzie, 2005;Nagy & Pogany, 2008;Novoa et al, 2005;Waigmann et al, 2007). For example, the VRCs of TMV are macromolecular structures capable of replicating genomic and subgenomic RNAs, and contain viral replicase proteins, viral RNAs, and host proteins and membranes (Kawakami et al, 2004).…”

Caracterización molecular y desarrollo de métodos de diagnóstico del género Fabavirus Evaluación de BTH como método de control

“…Se ha propuesto un modelo, en el cual la recombinación ocurre durante la replicación del RNA al producirse una traslocación accidental de la polimerasa con la cadena que está sintetizando desde la molécula molde a otra molécula o a otra parte de la molécula molde generando en este caso RNAs defectivos Nagy & Pogany, 2008). Los RNAs defectivos, son RNAs que presentan una gran deleción interna y necesitan a los RNAs parentales para su replicación.…”

Análisis Funcional De Proteínas Codificadas Por El Virus De La Rotura Del Color De La Flor Del Pelargonium

“…Otras características generales de este proceso son las siguientes: (1) las replicasas virales son traducidas directamente desde el genoma del patógeno que actúa como mRNA, (2) estas proteínas normalmente se producen en mucha menor cantidad que el resto de productos virales, y corresponden a una RdRp y a una o más proteínas auxiliares [Nagy & Pogany, 2008], (3) durante la replicación se forman intermediarios de RNA de polaridad negativa, complementarios al genoma, que sirven de molde para generar la progenie de ssRNA(+) y, en algunos casos, también para generar sgRNAs, (4) la producción de cadenas de polaridad positiva y negativa es asimétrica y permite la generación de una mayor cantidad de gRNA(+) (la progenie infecciosa) respecto a los intermediarios negativos [Buck, 1996;Ball, 2007], (5) los gRNAs deben servir como moldes para la traducción y la replicación, de manera que son necesarios interruptores moleculares que, con la ayuda de factores virales y celulares, permitan la utilización coordinada de los moldes en uno u otro proceso [Gamarnik & Andino, 1998;Thivierge et al, 2005] (Fig. 3).…”

“…En las reacciones cis, el elemento que actúa y su sitio de acción se sitúan en el propio genoma [Dreher, 1999;Sivakumaran et al, 1999;, mientras que la mayoría de los factores trans que intervienen en la replicación son componentes proteicos virales o celulares que interaccionan directa o indirectamente con el molde que va a ser copiado [Nagy & Pogany, 2008;Ishibashi et al, 2010]. A continuación se describirán algunos aspectos relacionados con los elementos cis y, en el siguiente apartado, se tratarán las características de los factores proteicos que actúan en trans.…”

“…Para algunos virus de plantas de ssRNA(+), tanto la RdRp como una proteína auxiliar de la replicación conservan por separado la capacidad de dirigirse a los orgánulos intracelulares; sin embargo, en otros casos es necesaria la participación simultánea de ambas proteínas. Una tercera posibilidad, es que la proteína auxiliar de la replicación sea responsable, en última instancia, del direccionamiento de la RdRp, del vRNA y de todo el complejo replicativo hacia los sitios de replicación [Restrepo-Hartwig & Ahlquist, 1999;Chen & Ahlquist, 2000;Weber-Lotfi et al, 2002;Prod´homme et al, 2003;Jakubiec et al, 2004;Nagy & Pogany, 2008]. Excepcionalmente, el anclaje del complejo replicativo puede no estar mediado directamente por las replicasas virales, sino por una proteína del huésped [Hagiwara et al, 2003;Yamanaka et al, 2000].…”