Cos'è un Virus ad RNA come il SARS-CoV-2 ? - Struttura e Ciclo Infettivo (semplificati)

A lungo si è dibattuto (a livello filosofico più che altro) sul fatto se i Virus fossero o meno essere viventi. Questo perché nessun Virus (sia a DNA che ad RNA) è in grado di aver vita autonoma e essendo parassiti obbligati.

Il Virus, a differenza di un Batterio (organismo unicellulare), NON è UNA CELLULA.

I Batteri, anche quelli patogeni, sfruttano l'ospite per ricavarne energia, ma hanno al loro interno tutto il necessario per duplicarsi. Esistono infatti Batteri ambientali che vivono senza infettare alcun ospite ed in laboratorio possono esser cresciuti in culture, dando loro solo gli "elementi" base (glucosio etc.) per la loro sopravvivenza. I Virus, invece, possono crescere in cultura solo se si dà loro un ospite da infettare. 

Esistono migliaia di Virus differenti, alcuni infettano solo batteri (es. il Fago lambda), altri infettano le piante, altri gli insetti, altri i mammiferi. Detto questo, spesso sono monofagi, ovvero infettano un'unica specie. Quando si parla di "salto di specie" ci si riferisce ad un Virus che, mutando, è diventato in grado di infettare una specie che prima gli era immune; ovviamente più le due specie sono affini più il "salto di specie" è probabile. In altri termini è molto più facile che un Virus dei pipistrelli (mammiferi) diventi capace di infettare l'uomo (mammifero), rispetto ad una rana (anfibio), così come è praticamente impossibile (parola da non utilizzare mai parlando di Scienza) che un Virus dei Vegetali inizi ad infettare gli Animali.

I Virus ad RNA sono un'immensa famiglia, caratterizzata dall'avere l'RNA (invece che il DNA) come Acido Nucleico. Al loro interno troviamo il gruppo dei Coronavirus a cui appartengono i comuni Virus influenzali (es. HCoV-229E), oltre al SARS-CoV-2 , che causa la malattia nota come COVID-19 (clicca qui per informazioni sui Vaccini ad RNA).

N.B. 

- SARS-CoV-2 (virus severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) è il nome del Virus

- COVID-19 (COronaVIrus Disease-2019) è la malattia provocata dal SARS-CoV-2 

Struttura del SARS-CoV-2 :

Il genoma è formato da una molecola di RNA a singolo filamento (single-stranded RNA) della lunghezza di circa 30.000 ribo-nucleotidi. Giusto per dare un ordine di grandezza con dei numeri, il genoma umano è di circa 3 miliardi di nucleotidi. Il nucleotide (che diventa ribo-nucleotide se c'è RNA al posto di DNA) è il mattoncino con cui si costruisce il DNA (o l'RNA), ne esistono 4 diversi e la loro sequenza determinerà le caratteristiche del vivente. Per analogia pensate all'RNA (od al DNA) come se fosse una "parola" ed al nucleotide (4 diversi) come se fosse una "lettera" (21 diverse).

L'RNA del SARS-CoV-2 viene tradotto (grazie ai nostri Ribosomi), producendo 29 proteine. Alcune di esse servono per la replicazione/trascrizione dell'RNA virale (RTC complex), altre sono proteasi (tagliano le proteine), altre ancora stimolano la risposta immunitaria.  (Ref 1-2)

Solo 4 proteine vengono definite proteine strutturali, in quanto formano fisicamente l'involucro del Virus; esse sono :

1) Nucleocapsid Protein (Proteina-N): questa proteina, la più abbondante ed espressa sin dai primi stadi dell'infezione, lega l'RNA virale e lo avvolge formando una sorta di nucleo protettivo. Inoltre aiuta l'RNA ad entrare nella cellula ospite ed ad interagire con gli apparati cellulari di quest'ultima.

2) Membrane Protein (Proteina-M): è una proteina transmembrana che media le interazioni proteina-proteina e guida il processo di assemblaggio dell'involucro virale all'interno dell'ospite, oltre a facilitare l'innesto della proteina Spike.

3) Envelope Protein (Proteina-E): si tratta di una Viro-porina, ovvero una sorta di minuscolo canale ionico che attraversa la membrana. Insieme alla Proteina-M è essenziale per il corretto assemblaggio e rilascio della nuova generazione di Virus.

4) Spike Protein (Proteina-S): è la glicoproteina con cui il Virus lega il recettore posto sulla membrana della cellula bersaglio. E' indispensabile affinché il Virus possa entrare e parassitare le nostre cellule.

Le proteine S, E ed M, insieme al doppio strato fosfolipidico, formano il Capside (l'involucro esterno del SARS-CoV-2) (Ref 2).

Come Avviene l'Infezione da parte del SARS-CoV-2 ? - Basi Molecolari

Il Virus entra nel nostro corpo tramite le vie respiratorie e si lega ai recettori ACE2, situati sulla membrana delle cellule dell'epitelio nasale. Il legame tra Spike (del Virus) e ACE2 (delle nostre cellule) è altamente specifico (un po' come se fosse "chiave-serratura") ed è il primo (ed indispensabile) step dell'infezione. Il SARS-CoV-2 può infettare tutte le altre cellule che esprimano (abbiano) il recettore ACE2 (es. cellule del Cuore, Rene, Intestino).

Tramite un processo sul quale non mi soffermerò, il legame Spike-ACE2 innesca una serie di reazioni che permettono l'entrata del Coronavirus in cellula (Ref 3-5).

All'interno della cellula l'RNA del Virus verrà tradotto dai Ribosomi dell'ospite, producendo le proteine Virali, le quali sintetizzeranno altro RNA virale. In altre parole il Virus ha usato le vostre cellule per produrre un gran numero delle 4 proteine strutturali (vedi sopra), oltre a quelle che servono per fare più copie (replicazione) del proprio genoma (RNA). A questo punto ci sono tutti i pezzetti (4 proteine strutturali + RNA + fosfolipidi dell'ospite) per formare la nuova generazione di Virus, si tratta solo di assemblarli.

Anche per l'assemblaggio il Virus ha bisogno degli apparati (Golgi e Retticolo Endoplasmatico) dell'ospite (Ref 4-5). 

Finito il ciclo i neo-Virus fuoriescono tramite esocitosi od uccidendo la cellula ospite e sono pronti per infettare nuove cellule. 

Ho volutamente tralasciato moltissimi dettagli, il tutto è ovviamente molto più complesso; tuttavia può dare un'infarinatura a tutti coloro che non hanno fatto studi medico-scientifici.

Referenze

1) A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019.

Zhu N, Zhang D, Wang W, Li X, Yang B, Song J, et al.

N Engl J Med. 2020;382(8):727–33 – DOI: 10.156/NEJMoa2001017

2) Structural Proteins in Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2.

Satarker S, Nampoothiri M.

Arch Med Res. 2020 Aug;51(6):482-491.- DOI: 10.1016/j.arcmed.2020.05.012.

3) The protein expression profile of ACE2 in human tissues.

F. Hikmet, L. Mear, M. Uhlen, C. Lindskog.

bioRxiv, (2020); DOI: 10.1101/2020.03.31.016048.

4) Drugs targeting various stages of the SARS-CoV-2 life cycle: Exploring promising drugs for the treatment of Covid-19.

Ramarao Poduri, Gaurav Joshi, Gowraganahalli Jagadeesh.

Cellular Signalling 74 (2020) 109721 - DOI : 10.1016/j.cellsig.2020.109721

5) A comprehensive review about SARS-CoV-2

SK Manirul Haque , Omar Ashwaq , Abdulla Sarief  & Abdul Kalam Azad John Mohamed 

FUTURE VIROLOGYVOL. 15, NO. 9REVIEW  - doi.org/10.2217/fvl-2020-0124

Come Coltivare la Bietola da Costa nell'Orto - Temperature e Cure

Le Coste, chiamate anche Bietole o Biete, sono un ortaggio a foglia appartenente alla famiglia delle Chenopodiaceae; in realtà la Bieta è solo una particolare varietà di Barbabietola, per l'esattezza Beta vulgaris var. cicla.

In questo articolo, dopo aver fatto una breve descrizione della specie, cercherò di rispondere alle domande più comuni, le cui risposte sono indispensabili per coloro che volessero coltivare con successo la Bietola da Costa nel proprio orto. 

Botanica :

Le Coste sono piante erbacee biennali, sebbene in coltivazione vengano raccolte prima che finiscano il loro ciclo vitale. In cucina, previa cottura, si utilizzano le foglie, che hanno un sapore a tratti dolciastro. Le foglie della Bieta sono di grosse dimensioni, color verde scuro, con venature bianche, così come il picciolo che risulta turgido, consistente e massiccio (ed è forse quest'ultimo la parte più buona da mangiare). 

Le radici si sviluppano sotto forma di grosso fittone, piuttosto profondo. A livello commerciale le Coste vengono raccolte prima che fioriscano, tuttavia se lasciate crescere liberamente andranno a fiore, producendo una lunga infiorescenza centrale ramificata con numerosi fiori, che si trasformeranno in frutti. A livello amatoriale questa pratica (far andar a fiore) è utile per ottenere i preziosi semi, con cui far nascere la nuova generazione di piantine. I semi sono relativamente grandi ed un grammo equivale a circa 50 semi.

Coltivazione :

Quando e Come Seminare le Coste ?

La semina può avvenire direttamente in pieno campo, da Marzo in poi nel Nord Italia, più o meno tutto l'anno (magari evitando l'estate) al Centro-Sud. I semi devono esser interrati a circa 2 cm (0.8 in) di profondità e, nelle condizioni ottimali, germoglieranno nel giro di 7-10 giorni. La soglia minima di temperatura per il germogliamento è di circa 5° C (41° F), ma solo da temperature di circa 15° C (59° F) il germogliamento avviene in tempi ragionevoli. Alternativamente si può pensare di seminare in semenzaio, in ambiente controllato, per poi trapiantare le piantine nell'orto quando avranno formato 5 foglioline e raggiunto un'altezza di almeno 10 cm (4 in).

A Quale Distanza Piantare le Bietole nell'Orto ?

Questi ortaggi devono esser coltivati preferibilmente in file distanziate circa 45 cm (18 in) l'una dall'altra. Ogni singola piantina della stessa fila viene messa a dimora distanziandola 25 cm (10 in) dalla precedente. Se il vostro orto fosse piccolo ed aveste problemi di spazio è possibile ridurre leggermente (5 cm tra le piante e 10 cm tra le file) il distanziamento, anche se ciò andrà a discapito dell'ordine e della facilità di raccolta. 

Quali Sono le Temperatura di Coltivazione ? 

Le Coste sono piante che hanno un fabbisogno termico inferiore rispetto a quello di molti ortaggi estivi (es. Melanzane, Pomodori, Meloni etc.) e possono continuare a vegetare anche con temperature comprese tra i 10 ed i 20 gradi centigradi (50-68° F), tuttavia non sono come i Piselli, che soffrono le alte temperature estive. Ciò si traduce nel fatto che le Biete da Costa si possono coltivare per gran parte dell'anno, quantomeno da inizio primavera sino alla fine dell'autunno. 

Le Coste Resistono al Gelo ? Si Possono Coltivare in Inverno ?

La loro resistenza al freddo è buona e sopravvivono a gelate di media intensità, diciamo almeno sino a punte di -5° C (23° F). Questo non vuol dire che a tali temperature riescano a crescere, semplicemente non muoiono. Nelle zone miti del Sud Italia possono tranquillamente svilupparsi durante l'inverno, mentre nel Nord non conviene trapiantarle in inverno dato che, nel migliore dei casi, rimarrebbero in arresto vegetativo; detto questo se vengono lasciate nell'orto e superano i rigori invernali torneranno a crescere nella primavera successiva. In altre parole al Nord (zone in cui gela e senza usare serre) in inverno possono solo esser raccolte.

Quanto Dura il Ciclo Colturale ? Quando si Deve Raccogliere ?

Sicuramente è un ortaggio a ciclo breve e, in condizioni ideali, dura circa 60 giorni. Ovviamente la velocità dipende anche dalle temperature, nel periodo autunno-invernale i tempi per la raccolta potrebbero allungarsi. La raccolta si può effettuare in maniera scalare, rimuovendo le foglie più esterne.

Qual è la Migliore Esposizione ?

Un angolo assolato male non farà, sebbene le Coste reggano la mezz'ombra meglio di altri ortaggi. Magari nel Sud Italia, nel periodo più caldo dell'anno (che in queste zone non è il più consigliato per la coltivazione), sarebbe utile utilizzare una rete ombreggiante, anche per ridurre il calore.

Dove Piantarla nell'Orto ?

Se avete un orto piccolo riservate la parte più soleggiata agli ortaggi più eliofili (solitamente quelli estivi) e collocate le Coste nella zona un po' meno soleggiata (però non totalmente in ombra), associandole ad ortaggi come Carote, Ravanelli e Lattuga.

Come Concimare le Coste ? Quale Terreno Preferiscono?

Si adattano a diversi tipo di suoli, l'importante è garantire un buon apporto di sostanza organica (letame/stallatico) ed un ottimo drenaggio. Essendo le Biete ortaggi a foglia, è consigliabile usare concimi ricchi in azoto (elemento che stimola la fase vegetativa), alternativamente si possono coltivare dopo ortaggi azoto-fissatori, come le leguminose (Fave, Fagioli, etc.).

Quanto Bagnare ?

La Bieta da Costa è un ortaggio che adora l'acqua, le innaffiature dovranno essere frequenti (giornaliere), ma non eccessivamente abbondanti, al fine di evitare i dannosi ristagni idrici. Una carenza idrica (così come di Azoto) limiterà notevolmente lo sviluppo fogliare. 

Quali Sono le Principali Malattie ?

Le Coste sono rustiche e difficilmente sono attaccate in maniera tale da comprometterne la raccolta. Tuttavia possono verificarsi lievi attacchi fungini (es. Ruggine), così come di Afidi od ancora di Lumache (limacce), le quali si nutrono delle loro foglie. Tutte queste patologie sono ulteriormente circoscrivibili con semplici accorgimenti e, a livello amatoriale, quasi mai si deve trattare con anticrittogamici.