Molecular biology of coronaviruses: an overview of virus-host interactions and pathogenesis

Bol Med Hosp Infant Mex. 2021;78(1):41-58. doi: 10.24875/BMHIM.20000249.

Abstract

Coronaviruses (CoV) are enveloped, plus-strand RNA viruses that have the largest known RNA genomes and infect birds and mammals, causing various diseases. Human coronaviruses (HCoVs) were first identified in the mid-1960s and have been known to cause enteric or respiratory infections. In the last two decades, three HCoVs have emerged, including the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), which initiated the ongoing pandemic. SARS-CoV-2 causes a respiratory illness that presents as a mild upper respiratory disease but may result in acute respiratory distress syndrome, multi-organ failure and can be fatal, especially when underlying comorbidities are present. Children account for a low percentage of coronavirus disease 2019 (COVID-19) cases, with seemingly less severe disease. Most pediatric patients present mild or moderate symptoms or are asymptomatic. However, some cases may be severe. Therefore, SARS-CoV-2 infection and COVID-19 in pediatric patients must be studied in detail. This review describes general features of the molecular biology of CoVs and virus-host interactions that may be implicated in the pathogenesis of SARS-CoV-2.

Los coronavirus son virus envueltos de ARN de polaridad positiva, con los genomas más grandes que se conocen. Infectan aves y mamíferos, y causan una amplia variedad de enfermedades. Los coronavirus humanos se identificaron a mediados de la década de 1960 y se sabe que causan infecciones entéricas y respiratorias. En las últimas dos décadas han emergido tres coronavirus humanos pandémicos, incluido el coronavirus 2 del síndrome agudo respiratorio grave (SARS-CoV-2) que ha causado la pandemia actual. El SARS-CoV-2 produce enfermedad respiratoria que se presenta con padecimientos moderados de las vías respiratorias altas, pero puede resultar en síndrome respiratorio agudo, falla multiorgánica y muerte, en especial en casos con morbilidad subyacente. Los casos de COVID-19 en niños representan un porcentaje bajo y con síntomas menos graves de la enfermedad. La mayoría de los pacientes pediátricos son asintomáticos o presentan enfermedad leve o moderada; sin embargo, también en niños la enfermedad puede ser grave, por lo que la infección con SARS-CoV-2 y la COVID-19 en pacientes pediátricos deben estudiarse con detalle. En esta revisión se describen las características generales de la biología molecular de los coronavirus y de las interacciones virus-hospedero que se conocen para los coronavirus humanos identificados previamente, y que podrían estar implicados en la patogénesis del SARS-CoV-2.

Keywords: COVID-19 en niños; COVID-19 in children; Coronavirus endémicos; Coronavirus epidémicos; Endemic coronaviruses; Epidemic coronaviruses; Interacciones virus-hospedero; Pathogenesis; Patogénesis; SARS-CoV-2; Virus-host interactions.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review

MeSH terms

  • Animals
  • COVID-19 / epidemiology
  • COVID-19 / virology*
  • Child
  • Coronavirus / classification
  • Coronavirus / genetics*
  • Coronavirus / isolation & purification
  • Coronavirus Infections / classification
  • Coronavirus Infections / epidemiology
  • Coronavirus Infections / virology*
  • Humans
  • SARS-CoV-2 / genetics
  • SARS-CoV-2 / isolation & purification
  • Severity of Illness Index