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Las semejanzas entre los coronaviruses y los genes humanos ascienden la infección

Un nuevo estudio publicado en el bioRxiv* del servidor de la prueba preliminar muestra en junio de 2020 que la proporción de A/T que empareja en genomas virales puede aumentar la tendencia de infectar a seres humanos debido a las características moleculares de igualación en algunos genes del ordenador principal, ese aumenta la susceptibilidad del ordenador principal al virus.

COVID-19 el brote que comenzó en Wuhan, China, ahora se ha extendido por todo el mundo, infectando sobre 10 millones de personas de y causando sobre 500.000 muertes. La biología y la extensión del virus han estado bajo escrutinio científico intensivo desde entonces, dado la necesidad urgente de arrestar la propagación del virus con una vacuna efectiva o antivirus.

Igualación del Humano-Virus

El coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática pertenece a la familia del coronavirus (CoV) que se encuentra en muchas especies del ordenador principal. El virus anterior (SARS) de la neumonía asiática fue estudiado para entender la ruta de la extensión y los depósitos animales potenciales para tales patógeno.

A principios de 2007, los científicos habían venido a la visión que los palos abrigaron muchos virus nuevos capaces de barreras de especie del cruce para infectar a seres humanos también, pero también a muchos virus estrechamente vinculados a los SARS-CoV. Estos virus eran sabidos para ser altamente variables, que explicaron el mayor riesgo que plantean a los seres humanos y a otros animales domésticos cuando están comparados a otros virus

El riesgo para la transmisión zoonótica aumenta el riesgo para que tal enfermedad emerja cuando hay comercio frecuente en fauna global. La suposición subyacente es que si un virus es capaz del repliegue en ordenadores principal múltiples, se adapta en un equilibrio entre la igualación exacta y funcional de modo que pueda ajustar la amplia gama de las moléculas del tRNA en diversos ordenadores principal. Por otra parte, un único ordenador principal requerirá genes virales especializados.

Diagrama de Venn que representa el número de genes humanos que se agruparon así como los genes virales para SARS-CoV-2 (NC_045512), SARS (NC_004718) y MERS (NC_038294) basado en las características moleculares.B). Frecuencias de las enfermedades asociadas a los genes humanos agrupados a los genes virales de SARS-CoV-2, del SARS y de MERS en el análisis de agrupamiento.
Diagrama de Venn que representa el número de genes humanos que se agruparon así como los genes virales para SARS-CoV-2 (NC_045512), SARS (NC_004718) y MERS (NC_038294) basado en las características moleculares. B). Frecuencias de las enfermedades asociadas a los genes humanos agrupados a los genes virales de SARS-CoV-2, del SARS y de MERS en el análisis de agrupamiento.

El estudio: Determinar la igualación molecular de SARS-CoV-2-Human

El estudio actual de dos investigadores en la universidad de los objetivos de Buenos Aires para determinar esas configuraciones moleculares virales y codones preferidos, que reflejan la maquinaria de la célula huesped y son, por lo tanto, la estructura viral preferida del gen para la viabilidad óptima del virus y la susceptibilidad humana. Los científicos han sugerido que los pares del codón orientan y las preferencias del dinucleótido es los factores primarios que reflejan el uso del codón del ordenador principal, como ha sido probado con estudios de la atenuación del virus por el deoptimization de los pares del codón.

Los científicos tenían los objetivos gemelos de destapar la naturaleza molecular y adaptante tres del ser humano mayor CoVs así como descubrir los factores de la célula huesped que seleccionaron para los codones virales. En segundo lugar, intentaron determinar esos genes virales que son esenciales para la réplica y los genes humanos requeridos para el mismo proceso. Esto ayudará a decidir a si variabilidad de la población en modelos contentos genéticos que el gen ofrece y las ayudas desarrollan susceptibilidad del ordenador principal.

Los investigadores observaban aproximadamente 500 series del genoma transferidas directamente de NCBI, incluyendo el SARS, MERS, y SARS-CoV-2, clasificado por el ordenador principal. Usando solamente los genomas de la referencia, la calidad fue fijada, y los virus representativos fueron seleccionados para el análisis adicional.

Los investigadores entonces seleccionaron 463 genes altamente por lo menos expresados en el tejido pulmonar de ordenadores principal humanos, con diferencia del uno-doblez entre su nivel de la expresión aquí y en el tejido con el nivel alto-expresado siguiente.

Análisis de la polarización negativa del uso del codón

Realizaron análisis de la polarización negativa del uso (CUB) del codón usando el contenido total de la CROMATOGRAFÍA GASEOSA de los CD así como el del primer, segundo, y las terceras posiciones del codón, denotó por P1, P2, y P3 respectivamente. También calculaban los índices del codón tales como uso sinónimo relativo del codón (RSCU), el número efectivo de los codones (ENc), índice de la adaptación del codón (CAI), índice diagonal del codón (CBI), la frecuencia óptima de los codones (petimetre), promedio general Hydropathicity (SALSA), aromaticity (Aromo), y Cromatografía-contenido en las primeras, segundas y terceras posiciones del codón (GC1, GC2, y GC3), la frecuencia de un G o de C en la tercera posición del codón de los codones sinónimos (GC3s), el promedio de GC1 y de GC2 (GC12) y la selección de translación (TrS2).

Usando éstos, podían evaluar el grado al cual los codones específicos estaban presentes (polarización negativa del codón) para los genes individuales y para los genes altamente expresados, la frecuencia con la cual los codones determinados fueron expresados en un gen, la polarización negativa del codón para diversa especie, y la eficiencia de la acción recíproca del codón-anticodón. Esto permitió la determinación de la muesca de los pares del codón (CPS) en series de codificación - “el logaritmo natural de la índice del observado sobre el número previsto de acontecimientos de un par determinado del codón en todas las series de la proteína-codificación de una especie.”

Mientras tanto, el par del codón diagonal fue utilizado para encontrar el CPS entre los genes del virus y del ordenador principal. Es decir el número de épocas que a los pares del codón se prevee ocurrir es una dimensión del número de épocas ocurriría sin ninguna asociación entre los codones en los pares. Un valor positivo y negativo del CPS muestra que un par determinado del codón está sobre y infrarrepresentado en la serie del interés.

Así, el CPS era calculado para cada uno de sobre 3.720 pares posibles de codones de los codones (61 x 61). Los valores del Enc fueron trazados contra los valores GC3 para mostrar cómo las mutaciones de G + de C afectaron al lazo entre ellos, en contraste con el efecto de la presión de la selección. Los métodos de agrupamiento fueron utilizados para determinar los grupos de genes de las semejanzas en uso del codón entre genes del ser humano y del virus.

El análisis componente principal (PCA) fue realizado para encontrar los factores más prominentes que causan la variación entre los genes. Finalmente, realizaron un análisis filogenético en las series del genoma de la DNA de todos los virus para drenar un árbol filogenético.

De acuerdo con el hecho de que el CoVs humano tiene CACHORRO de cerca el ajustar de las proteínas altamente expresadas en el tejido infectado del ordenador principal, los investigadores examinaron las moléculas del gen de SARS-CoV-2 y MERS así como los genes humanos. Encontraron eso en total, el Enc medio eran similares entre todos los genes, virales y humanos, con solamente una unidad de diferencia entre el ordenador principal no humano original y el virus.

SARS-CoV-2 humano iguala el análisis también mostró que el SARS-CoV-2 humano era diferente del de palos y de pangolins en la distribución de ciertos genes específicos, dependiendo sobre todo del contenido de A/T en P3.

La distribución de los genes virales que son importantes para la aptitud física viral, tal como la proteína de M y la proteína de E, compartió la tendencia hacia un A/T en diagonal y mostró una diversa distribución del de virus no humanos. El CACHORRO era más alto para estos genes comparados a MERS humano y al SARS, aunque éste contradice la teoría del equilibrio. Una explicación alternativa sería el efecto de la presión de la selección que favorece la réplica del virus en un ordenador principal nuevo, o por el salto reciente del virus a través de límites de la especie.

Implicaciones de igualar genes Humano-Virales

El estudio sugiere así que la réplica del virus en seres humanos sea más fácil con el agrupamiento de la proteína de E con los genes humanos que muestran la igualación molecular, que hace el montaje y el immunomodulation del virion más fáciles. Esto es soportada por el CPB positivo y una correlación más alta del CPS para el agrupamiento proteína-humano del gen de E.

Las configuraciones similares se consideran con otros genes como ORF6 y ORF8. Un alto CPB se ve con la proteína de N, ORF1ab, y la proteína de S. Los cambios en la posición GC3 llevan a las substituciones y, a su vez, a la optimización sinónimas de codones en células humanas, usando la maquinaria de la célula huesped para traducir solamente esos genes que igualen el requisito viral en el nivel molecular.

Por otra parte, esto podría llevar a un downregulation de genes humanos en el tejido pulmonar, como se ha denunciado para resultar de la expresión imbalanced o incorrecto modificada del tRNA. Esto, a su vez, causa síntesis incontrolada o anormal de la proteína, produciendo enfermedad. Esto podría también explicar algunos efectos de la infección viral que no están debido a daño viral directo.

El estudio concluye: “En nuestros estudios, ofrecimos un filete de los genes humanos que podrían ser determinado afectados como consecuencia de sus semejanzas moleculares con los genes virales, no sólo perteneciendo a SARS-CoV-2 pero también al SARS y a MERS. El funcionamiento incorrecto de estos genes se ha asociado a diversas patologías humanas y está en aumento contínuo.”

Esto podría ayudar a desarrollar nuevos preservativos así como a entender de cómo los genes humanos afectan a la probabilidad y a los efectos de COVID-19.

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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