Viriyonun ve genomunun yapısı

HCV yaklaşık 50 nm çapında, lipid bir zarf taşıyan küçük bir virustur. Hücre kültüründe üretilemeyişi ve serumda düşük titrelerde bulunmasından dolayı viriyonun özellikleri ayrıntılı olarak bilinememektedir. HCV'nin immün elektron mikroskopi ile görüntülenmesi başarılabilmiş, 55-65 nm büyüklüğünde, üzerinde zarfı delerek çıkan ince dikensi yapılar taşıyan partiküller görüntülenmiştir. Deterjan ile işlem gören viriyon 33 nm'lik kor partiküllerinden oluşmaktadır (126,127).

Şekil 7: İnsan hcv virusu modeli (http://www.bbm1.ucm.es/public_html)

HCV'nin genomu tek zincirli pozitif sens bir RNA molekülüdür. Yaklaşık 9,6 kilobaz uzunluğundadır ve tek bir open reading frame (ORF) içerir (128).

Zarf Glikoprotein Lipid Zarf Kapsül Proteini Nükleik asit

HCV virusu modeli

Bu ORF hemen hemen tüm genomu kapsamaktadır ve yaklaşık 3020 aminoasit uzunluğunda büyük bir poliprotein kodlar. Nükleik asit ve aminoasit düzeyinde, diğer genomlarla karşılaştırıldığında, HCV'nin onlarla benzerlik göstermediği saptanmıştır, bu da HCV'nin yeni bir patojen olduğunu göstermektedir.

Çeşitli genom incelemeleri ve bakteriden memeli hücresine kadar çeşitli in vitro sistemlerde yapılan incelemeler sonucu HCV genomu ile ilgili elde edilen veriler şekil 8'de şematize edilmiştir (129).

5' ve 3' translasyon olmayan (untranslated region, 5'UTR, 3’UTR), her iki uçta bulunan genom bölgeleri ve bunların arasında bulunan ORF'yi ayrı ayrı kısaca ele almak gerekirse aşağıdakiler söylenebilir.

Şekil 8: Hepatit C virusunun genom organizasyonu. Virusun RNA’sı ve kodladığı

proteinler (8).

5' UTR

Genomun 5' ucunda bulunan bu bölge 341 nükleotid uzunluğundadır. Tüm dünyada bulunan HCV suşları arasında çok fazla düzeyde benzerlik göstermektedir. Bu özellik, pratikte çok önemli bir kullanım alanının, HCV viremisinin saptanması

ve "kantifikasyonu" çalışmalarının hedef bölgesi olması sonucunu doğurmuştur. Başka bir deyişle, bugüne kadar yapılan çalışmaların çoğunda ve halen kullanılan rutin tanı kitlerinin hepsinde hedef bölge 5' UTR olmuştur. Çeşitli suşlar arasında yapılan karşılaştırmalar, tek ve çift sarmal RNAse'a duyarlılık ve termodinamik tahminler sonucu bu bölgedeki RNA yapısının şekil 2'de de görüldüğü gibi 4 tane “bukle” ("stem-loop" yapı; uygun dizilerin birbirleri ile bağlanması sonucu oluşan bir kök ve bağlanmayan bölgelerin bir halka oluşturduğu yapı) içerdiği düşünülmektedir (129).

Bu bölge, HCV proteinlerinin translasyonu için gereken işlevler yapmaktadır. Bir RNA molekülünün ribozom ile yaptığı bağlanma translasyonda rol almakta, HCV genomundaki bağlanan bölge de 5' UTR'da bulunmakta ve "internal ribosomal entry site" (IRES) olarak adlandırılmaktadır. Başlangıçtaki 29 nükleotid hariç, 5' UTR'nin tamamı bu işlevde yer almakta, "IRES"ı oluşturmaktadır. Buna karşılık ilk 23 nükleotidin, translasyonu baskılayıcı rolü olduğu sanılmaktadır (130).

HCV’nin 5’-UTR bölgesinin pestiviruslarla benzer bir mekanizma kullanarak, ökaryotlarda benzeri bulunmayan bir şekilde ribozomların 40S altünitesine bağımsız olarak bağlandığı ve prokaryotlara benzer şekilde translasyonu başlattığı, bu sayede gelecekteki antivirallere uygun bir hedef oluşturabileceği düşünülmektedir (131).

HCV'nin "kodlayan" bölgesi

Şekil 2'de de görüldüğü gibi HCV büyük tek bir polipeptid kodlamaktadır ve bu polipeptid sonradan virüs ve konak proteinazları tarafından kesilir ve işlevsel olarak farklı proteinler oluşur. Poliproteinin N-ucundan itibaren yaklaşık dörtte bir bölümü virusa ait yapısal proteinleri, kalan kısım ise yapısal olmayan proteinleri oluşturur. Genler şu şekilde sıralanabilir: 5'-C-E1-E2-p7-NS2-NS3-NS4B-NS5A- NS5B-3'. Bunlardan son beş tanesi (NS3, NS4A, NS4B, NS5A ve NS5B) “viral RNA replikaz kompleks’i oluştururlar ve replikasyonda rol alırlar. P7 ve NS2 replikasyon için gerekli değildirler. Virusun bütünlenmesinde (particle assembly) de işlevleri vardır.

Poliproteinin N-terminal bölgesindeki ilk kodlanan C geni ürünü olan kor proteinidir (p22) Çeşitli suşlar arasında benzerlik (nükleik asit dizisi uyumluluğu)

yüksektir. Çok immünojenik bir proteindir; HCV ile infekte kişilerde bu proteine karşı antikor bulunur. Bu proteine ait olduğu düşünülen biyolojik etkiler şöyle sıralanabilir: HBV replikasyonunun baskılanması, hücre siklusunun düzenlenmesi ve hücresel protoonkogenlerin transkripsiyonunun düzenlenmesinde değişiklikler yapmak, apoptozun indüksiyonu ya da baskılanması gb. HCV, sarıhumma virüsü ve başka flaviviruslarda olduğu gibi “kor”dan sonra gelen tek bir zarf proteini ve hücreyle ilişkili, glikozillenmiş bir NS1 proteini içermez. C'den sonra gelen bölge, E1 ve E2 genleri, iki zarf glikoproteini kodlarlar: gp35 ve gp70 arada, p7 proteininin oluşumuna yol açan bir kesilme daha olur. Bu küçük proteinin hidrofobik olduğu ve membranla birlikte olduğu bilinmektedir. E1 ve E2 yoğun bir şekilde glikozillenmişlerdir. E2 geninin önemli bir özelliği gp70'in ilk 30 aminoasitine denk gelen bölgenin çok fazla genetik değişkenlik göstermesidir. Bu bölge "hypervariable region 1" (HVR-1) olarak adlandırılmaktadır. Lineer B hücresi epitopları taşıyan bu bölgenin nötralize edici epitoplar taşıyor olabileceği ve "immün seleksiyon" için bağışıklık sisteminin ağır baskısı altında olduğu düşünülmektedir (126).

Yapısal proteinlerden sonra 6 adet yapısal olmayan (nonstructural, NS) protein saptanmıştır. NS2 ve NS3, poliprotein öncülünün (prekürsörünün) yapısal olmayan bölgelerinin oluşumunda rol oynayan proteazlar kodlarlar.NS3 çok işlevli olup, işlevlerinin arasında helikaz aktivitesi de bulunmaktadır. NS4A'nın ürünü NS3 proteaz için (bazı diğer bölgeler için de) kofaktör olmaktır.NS4B'nin 27 kDa'luk ürününün işlevi henüz bilinmemektedir. NS5A'nın 56 ve 58 kDa'lık iki ürünü saptanmıştır. Bu bölge proteininin işlevi de henüz bilinmemektedir. NS5A'nın kısa bir bölümündeki dizi polimorfizminin (interferona duyarlılığı belirleme bölgesi) interferona direnci belirledigi ve bunun genotiplerle bağlantılı olduğu saptanmıştır. NS5B ürünü ise (p68-p70) RNA'ya bağımlı RNA polimeraz işlevi görmektedir ve bu in vitro transkripsiyon deneyleri ile kanıtlanmıştır (126,131).

3' UTR Bölgesi

Bu bölge yaklaşık 27 ila 54 nükleotidi kapsamaktadır. HCV'nin bazı farklı genotiplerine göre değişmek üzere, bu bölge de poly-U ya da poly-A ile sonlanmaktadır (132).

Bunun virüs replikasyonuna pek bir etkisi olmadığı düşünülmektedir. Poly-U bölgesinden sonra da, çok iyi korunmuş 98 baz uzunluğunda, 3’-X dizisi adı verilen, bir dizi bulunmaktadır. Virüs replikasyonunda, negatif RNA zincirinin sentezinin başlamasında rol oynayan bir, “replikaz tanıma bölgesi” olarak işlev gördüğü sanılmaktadır.

HCV'nin replikasyonu konusunda bilinenler yetersizdir. Virüsün hücreye, bir hücre yüzey molekülüne bağlanarak girdiği düşünülmekte ve bu molekülün de çok büyük olasılıkla (E2'nin bağlandığı) CD81 molekülü olduğu sanılmaktadır. Flaviviruslar ve pestiviruslar gibi bir negatif-aracı RNA'nın replikasyonda rol oynadığı düşünülmektedir (133).

Replikasyon konusunda günümüzde bilgi birikimi bazı deneysel modellerde elde edilen başarı ile çok büyük bir hıza ulaşma aşamasındadır.