SARS-CoV-2: differenze tra le versioni

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Ogni [[virione]] SARS-CoV-2 ha un diametro di circa 50-200 nanometri.<ref>{{cita web|autore=Chen N, Zhou M, Dong X, Qu J, Gong F, Han Y, Qiu Y, Wang J, Liu Y, Wei Y, Sia J, You T, Zhang X, Zhang L|titolo=Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study|url=https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)30211-7/fulltext|rivista=[[The Lancet]]|volume=395|id=10223|pp=507–513|doi=10.1016/S0140-6736(20)30211-7|pmid=32007143|data=15 febbraio 2020|accesso=9 marzo 2020|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20200131002254/https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)30211-7/fulltext|dataarchivio=31 gennaio 2020|urlmorto=sì}}</ref>
[[File:6VSB spike protein SARS-CoV-2 monomer in homotrimer.png|miniatura|destra|La proteina S (spike) del SARS-CoV-2 con evidenziata una subunità proteica. Il dominio di legame per l'[[Enzima 2 convertitore dell'angiotensina|ACE2]] è in magenta]]
Come altri coronavirus, SARS-CoV-2 presenta quattro [[proteine]] strutturali, note come: proteina S ([[Spike (virologia)Peplomero|''spike'' o spinula]]), E ([[Pericapside|involucro]]), M ([[Membrana cellulare|membrana]]) e N ([[nucleocapside]]); la proteina N contiene il [[genoma]] dell'[[RNA]] mentre le proteine S, E e M creano insieme il [[capside]] virale.<ref name="WuStructure">{{Cita pubblicazione|coautori=Wu C, Liu Y, Yang Y, Zhang P, Zhong W, Wang Y, Wang Q, Xu Y, Li M, Li X, Zheng M, Chen L, Li H|titolo=Analysis of therapeutic targets for SARS-CoV-2 and discovery of potential drugs by computational methods |rivista=Acta Pharmaceutica Sinica B|data=febbraio 2020| doi=10.1016/j.apsb.2020.02.008}}</ref> La proteina spike, che è stata analizzata a livello [[atomo|atomico]] mediante [[microscopia crioelettronica]],<ref name="SCI-20200219" /><ref name="GZM-20200220">{{Cita web|coautori=Mandelbaum RF |titolo=Scientists Create Atomic-Level Image of the New Coronavirus's Potential Achilles Heel |url=https://gizmodo.com/scientists-create-atomic-level-image-of-the-new-coronav-1841795715 |data=19 febbraio 2020 |sito=Gizmodo |accesso=13 marzo 2020 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20200308070019/https://gizmodo.com/scientists-create-atomic-level-image-of-the-new-coronav-1841795715 |dataarchivio=8 marzo 2020 |urlmorto=no }}</ref> è quella che permette al virus di attaccarsi alla [[membrana cellulare|membrana]] di una cellula ospite.<ref name="WuStructure" />
 
Gli esperimenti di modellizzazione delle proteine sulla proteina S del virus hanno suggerito che SARS-CoV-2 ha affinità con i recettori dell'[[enzima 2 di conversione dell'angiotensina]] (ACE2) delle cellule umane per usarle come "porta" di entrata nella cellula.<ref>{{Cita pubblicazione|coautori= Xu X, Chen P, Wang J, Feng J, Zhou H, Li X, Zhong W, Hao P |titolo= Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission |rivista= Science China Life Sciences |volume= 63 |numero= 3 |pp= 457–460 |data= marzo 2020 | pmid = 32009228 | doi = 10.1007/s11427-020-1637-5 }}</ref>
La proteina S è suddivisa in due subunità S1 e S2, la subunità S1 contiene il dominio di unione al recettore (DUR) ed è responsabile dell'attacco iniziale del virus alla cellula, tramite unione S1-recettore cellulare, mentre la subunità S2 è responsabile della fusione nella membrana cellulare per l'inserimento del RNA virale all'interno. Nei virus maturi la proteina S è presente come un trimero a forma di fungo con un DUR localizzato su ognuna delle tre subunità S1 che fanno da testa poggiando su uno stelo molto flessibile<ref name="science.sciencemag.org">{{Cita pubblicazione|nome=Beata|cognome=Turoňová|nome2=Mateusz|cognome2=Sikora|nome3=Christoph|cognome3=Schürmann|data=18 agosto 2020|titolo=In situ structural analysis of SARS-CoV-2 spike reveals flexibility mediated by three hinges|rivista=Science|lingua=en|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1126/science.abd5223|url=https://science.sciencemag.org/content/early/2020/08/17/science.abd5223}}</ref> composto dalle subunità S2. Le proteine S appaiono distribuite aleatoriamente sulla superficie virale.<ref name="science.sciencemag.org" /> I DUR cambiano continuamente tra posizione alzata e sdraiata. A differenza della proteina S del SARS-CoV in cui i DUR sono preferibilmente in posizione alzata<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Yuan|cognome=Yuan|nome2=Duanfang|cognome2=Cao|nome3=Yanfang|cognome3=Zhang|data=10 aprile 2017|titolo=Cryo-EM structures of MERS-CoV and SARS-CoV spike glycoproteins reveal the dynamic receptor binding domains|rivista=Nature Communications|volume=8|numero=1|pp=15092|lingua=en|accesso=14 settembre 2020|doi=10.1038/ncomms15092|url=https://www.nature.com/articles/ncomms15092}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Miao|cognome=Gui|nome2=Wenfei|cognome2=Song|nome3=Haixia|cognome3=Zhou|data=23 dicembre 2016|titolo=Cryo-electron microscopy structures of the SARS-CoV spike glycoprotein reveal a prerequisite conformational state for receptor binding|rivista=Cell Research|volume=27|numero=1|pp=119–129|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1038/cr.2016.152|url=http://dx.doi.org/10.1038/cr.2016.152}}</ref>, la proteina S del SARS-CoV-2 mantiene prevalentemente i DUR in posizione sdraiata.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Alexandra C.|cognome=Walls|nome2=Young-Jun|cognome2=Park|nome3=M. Alejandra|cognome3=Tortorici|data=2020-04|titolo=Structure, Function, and Antigenicity of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein|rivista=Cell|volume=181|numero=2|pp=281–292.e6|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1016/j.cell.2020.02.058|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.058}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Daniel|cognome=Wrapp|nome2=Nianshuang|cognome2=Wang|nome3=Kizzmekia S.|cognome3=Corbett|data=19 febbraio 2020|titolo=Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation|rivista=Science|volume=367|numero=6483|pp=1260–1263|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1126/science.abb2507|url=http://dx.doi.org/10.1126/science.abb2507}}</ref> Questo spiega il fatto che nonostante il DUR del SARS-CoV-2 mostri maggiore affinità per l'ACE, la sua minore accessibilità fa risultare una affinità d'unione SARS-CoV-2-ACE comparabile o minore dell'affinità SARS-CoV-ACE. Ma questa caratteristica di avere un DUR più nascosto rende più facile l'evasione dall'immunosorveglianza dell'organismo ospite.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Jian|cognome=Shang|nome2=Yushun|cognome2=Wan|nome3=Chuming|cognome3=Luo|data=26 maggio 2020|titolo=Cell entry mechanisms of SARS-CoV-2|rivista=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=117|numero=21|pp=11727–11734|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1073/pnas.2003138117|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7260975/}}</ref>
 
Come le proteine di fusione di molti altri virus, la proteina S è attivata da [[proteasi]] cellulari presenti sulla superficie delle cellule umane. L'attivazione di tale proteina del SARS-CoV-2 è un processo che richiede il taglio proteolitico in due distinti punti, S1/S2 e S2', che genera separa le due subunità S1 e S2 che però rimangono unite non covalentemente<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Berend Jan|cognome=Bosch|nome2=Willem|cognome2=Bartelink|nome3=Peter J. M.|cognome3=Rottier|data=2008-9|titolo=Cathepsin L Functionally Cleaves the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Class I Fusion Protein Upstream of Rather than Adjacent to the Fusion Peptide|rivista=Journal of Virology|volume=82|numero=17|pp=8887–8890|accesso=26 novembre 2020|doi=10.1128/JVI.00415-08|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2519682/}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Sandrine|cognome=Belouzard|nome2=Victor C.|cognome2=Chu|nome3=Gary R.|cognome3=Whittaker|data=7 aprile 2009|titolo=Activation of the SARS coronavirus spike protein via sequential proteolytic cleavage at two distinct sites|rivista=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=106|numero=14|pp=5871–5876|accesso=26 novembre 2020|doi=10.1073/pnas.0809524106|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2660061/}}</ref>. I taglio sono dovuti a due proteine presenti sulla membrana della cellula ospite, al punto S1/S2 tramite la [[Furina (enzima)|furina]], una proteina transmembranica che normalmente catalizza il rilascio di proteine mature a partire da precursori, e al punto S2' tramite la serina proteasi 2 transmembranica ([[TMPRSS2]]), il cui ruolo fisiologico è tuttora ignoto<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Dorothea|cognome=Bestle|nome2=Miriam Ruth|cognome2=Heindl|nome3=Hannah|cognome3=Limburg|data=2020-07-23|titolo=TMPRSS2 and furin are both essential for proteolytic activation of SARS-CoV-2 in human airway cells|rivista=Life Science Alliance|volume=3|numero=9|accesso=2021-04-29|doi=10.26508/lsa.202000786|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7383062/}}</ref>. Il taglio al sito S2' appena sopra il peptite idrofilo di fusione sembra sia responsabile dell'inizio del attività di fusione membranica<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Ikenna G.|cognome=Madu|nome2=Shoshannah L.|cognome2=Roth|nome3=Sandrine|cognome3=Belouzard|data=2009-8|titolo=Characterization of a Highly Conserved Domain within the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Spike Protein S2 Domain with Characteristics of a Viral Fusion Peptide|rivista=Journal of Virology|volume=83|numero=15|pp=7411–7421|accesso=26 novembre 2020|doi=10.1128/JVI.00079-09|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2708636/}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Alexandra C.|cognome=Walls|nome2=M. Alejandra|cognome2=Tortorici|nome3=Berend-Jan|cognome3=Bosch|data=2016|titolo=Cryo-electron microscopy structure of a coronavirus spike glycoprotein trimer|rivista=Nature|volume=531|numero=7592|pp=114–117|accesso=26 novembre 2020|doi=10.1038/nature16988|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5018210/}}</ref>. In seguito al taglio si ha lo sbloccaggio del peptide di fusione (PF) che a questo punto si protende per fondersi alla [[membrana cellulare]].
 
Una variante della proteina S originale di Wuhan, nota come D614G già individuata nei primi mesi del 2020 ha iniziato a prendere piede in Europa per poi diffondersi successivamente in [[Nord America]], [[Oceania]] e [[Asia]] per diventare progressivamente a partire da marzo la più diffusa al mondo<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Bette|cognome=Korber|nome2=Will M.|cognome2=Fischer|nome3=Sandrasegaram|cognome3=Gnanakaran|data=20 agosto 2020|titolo=Tracking Changes in SARS-CoV-2 Spike: Evidence that D614G Increases Infectivity of the COVID-19 Virus|rivista=Cell|volume=182|numero=4|pp=812–827.e19|lingua=en|accesso=24 novembre 2020|doi=10.1016/j.cell.2020.06.043|url=https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(20)30820-5}}</ref>. Tale mutazione derivata da una [[Mutazione genetica|mutazione missenso]] nel gene codificante la proteina S, risultante nel cambio di un amminoacido [[aspartato ]] a una [[glicina]] nella posiozine 614<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Sandra|cognome=Isabel|nome2=Lucía|cognome2=Graña-Miraglia|nome3=Jahir M.|cognome3=Gutierrez|data=20 agosto 2020|titolo=Evolutionary and structural analyses of SARS-CoV-2 D614G spike protein mutation now documented worldwide|rivista=Scientific Reports|volume=10|numero=1|pp=14031|lingua=en|accesso=24 novembre 2020|doi=10.1038/s41598-020-70827-z|url=https://www.nature.com/articles/s41598-020-70827-z}}</ref>. Nonostante la variante D614G presenti una morfologia e capacità neutralizzante simile alla variante di Wuhan, la prevalsa sul ceppo iniziale è stata spiegata in esperimenti ''[[in vitro]]'' en ''[[in vivo]]'' con un aumentata [[Affinità (biochimica)|affinità]] per l'ACE2 della cellula ricevente, aumentata replicazionne e trasmissione<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Bin|cognome=Zhou|nome2=Tran|cognome2=Thi Nhu Thao|nome3=Donata|cognome3=Hoffmann|data=26 febbraio 2021|titolo=SARS-CoV-2 spike D614G change enhances replication and transmission|rivista=Nature|pp=1–8|lingua=en|accesso=4 marzo 2021|doi=10.1038/s41586-021-03361-1|url=https://www.nature.com/articles/s41586-021-03361-1}}</ref> <ref>{{Cita pubblicazione|nome=Yixuan J.|cognome=Hou|nome2=Shiho|cognome2=Chiba|nome3=Peter|cognome3=Halfmann|data=12 novembre 2020|titolo=SARS-CoV-2 D614G variant exhibits efficient replication ex vivo and transmission in vivo|rivista=Science|lingua=en|accesso=24 novembre 2020|doi=10.1126/science.abe8499|url=https://science.sciencemag.org/content/early/2020/11/11/science.abe8499}}</ref>.La variante D614G oltre al cambio nella posizione 614 è accompagnata nella maggior parte dei casi da altre 3 mutazioni ed è stata considerata dall'agosto 2020 la forma mondiale dominante<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Bette|cognome=Korber|nome2=Will M.|cognome2=Fischer|nome3=Sandrasegaram|cognome3=Gnanakaran|data=20 agosto 2020|titolo=Tracking Changes in SARS-CoV-2 Spike: Evidence that D614G Increases Infectivity of the COVID-19 Virus|rivista=Cell|volume=182|numero=4|pp=812–827.e19|lingua=en|accesso=24 novembre 2020|doi=10.1016/j.cell.2020.06.043|url=https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(20)30820-5}}</ref>.
 
Dovuto alla rilevanza della proteina S nell'attacco alle cellule ospiti per la proliferazione del virus, una pressione selettiva continua causata da persone immunizzare naturalmente o tramite vaccinazione ha portato al sorgere di numerose varianti virali con modifiche nella sequenza di questa proteina. Questo a portato a riscontrare varianti virali con capacità di maggiore infettività e/o migliore evasione ai sistemi immuni tra cui quelle scoperte originariamente in Inghilterra ([[VOC-202012/01|B.1.1.7]]), Sud Africa ([[B.1.351]]), Brasile ([[P.1]]) e India ([[B.1.617]]) <ref>{{Cita web|url=http://www.salute.gov.it/portale/nuovocoronavirus/dettaglioFaqNuovoCoronavirus.jsp?lingua=italiano&id=250|titolo=Che cosa sappiamo sulle varianti del SARS-CoV-2|autore=Ministero della Salute|sito=www.salute.gov.it|lingua=IT|accesso=2021-04-29}}</ref>. Le altre proteine del virus non subento una pressione selettiva elevata non hanno subito variazioni rilevanti nel tempo e sono anche tra le più conservate tra vari coronavirus umani preesistenti.
 
=== Persistenza del virus ===
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