rcDNA

HBV repliziert sein etwa 3 kb großes Genom über eine proteingeprimte reverse Transkription der prägenomischen RNA (pgRNA). Dieser Vorgang läuft im Kapsid ab und liefert als Produkt die rcDNA, die kovalent mit der viralen Polymerase verknüpft bleibt.^[1] Reife, rcDNA-haltige Kapside können umhüllt und als Virionen sezerniert werden.

Die rcDNA ist nicht überspiralisiert (relaxed) und wird durch überlappende, kohäsive Enden ihrer beiden Stränge in zirkulärer Form gehalten. Die beiden Stränge unterscheiden sich:

• Der Minusstrang ist nahezu vollständig. An seinem 5'-Ende ist die virale Polymerase kovalent gebunden – ein Relikt des proteinbasierten Primings. Zusätzlich trägt er eine kurze terminale Redundanz von etwa 8–9 Nukleotiden.^[2]
• Der Plusstrang ist unvollständig und von variabler Länge, sodass ein einzelsträngiger Bereich (Lücke) verbleibt. An seinem 5'-Ende sitzt ein kappentragendes RNA-Oligonukleotid, das als Primer der Plusstrangsynthese dient.

Aufgrund dieser Lücke und der gebundenen Protein- und RNA-Anteile ist die rcDNA transkriptionell inaktiv und muss erst in cccDNA umgewandelt werden.

Nach Freisetzung aus dem Kapsid gelangt die rcDNA in den Zellkern, wo sie unter Beteiligung zellulärer DNA-Reparaturfaktoren in cccDNA überführt wird. Die wesentlichen Schritte umfassen:

• Abspaltung der kovalent gebundenen Polymerase
• Entfernung des RNA-Primers
• Beseitigung der terminalen Redundanz durch zelluläre Flap-Endonukleasen (FEN1 am 5'-Flap, Mus81 am 3'-Flap)^[2]
• Auffüllen der einzelsträngigen Lücke
• Ligation der freien Enden durch eine DNA-Ligase

Da HBV für diese Reaktionen keine eigenen Enzyme kodiert, ist es vollständig auf die DNA-Reparaturmaschinerie der Wirtszelle angewiesen.^[3]

Schematische Darstellung des Replikationszyklus von Hepatitis-B-Viren

Die rcDNA ist die Genomform, die in infektiösen Viruspartikeln zirkuliert und übertragen wird. Als unmittelbare Vorstufe der cccDNA ist sie ein zentrales Bindeglied im Replikationszyklus des HBV: Erst die aus ihr gebildete cccDNA bildet das stabile virale Reservoir, das für Persistenz und Reaktivierung einer Hepatitis B verantwortlich ist. Etablierte Virostatika (Nukleosidanaloga bzw. Nukleotidanaloga) hemmen die reverse Transkription und damit die rcDNA-Synthese, eliminieren die bereits gebildete cccDNA jedoch nicht.^[1]