Головна

Реплікація вірусів з лінійними двуцепочечной ДНК

  1. Автозатравочний механізм реплікації автономних парвавірусов
  2. Видова класифікація комп'ютерних вірусів
  3. Глава 1. Історія розвитку вірусів.
  4. Глава 4. Особливі види вірусів.
  5. Захист від комп'ютерних вірусів.
  6. Відомо кілька форм існування вірусів. Що собою являє провірус.
  7. Як діють онкогенні вірусів на клітини?

Сем. Adenoviridae.

Названо так тому, що були виділені з пухлини, званої аденомою. Віруси тварин, не мають липопротеидной оболонки, капсид ікосаедрічеськая, O 70 нм. Геном представлений лінійної двуцепочечной ДНК довжиною близько 40 000 пар основ На кінцях є інвертовані повтори довжиною 100-200 п.н. C 5'-кінцями ланцюга ковалентно пов'язаний вірусний термінальний білок (Terminal protein) масою 55 кДа. Зв'язок фосфодіефірная між серином білка і 5'-кінцевим залишком дезоксіцітіділовой кислоти. Білок може олігомерізоваться, тому в електронний мікроскоп молекули ДНК виглядають кільцевими.

 b'a'3'5'b a

Реплікація, як у більшості ДНК-вірусів, проходить в ядрі. Необхідно, щоб клітина знаходилася в S-фазі клітинного циклу. Однак, вірус може розмножуватися і в неделящихся клітинах, стимулюючи їх перехід до поділу. У ядрі вірусна ДНК, мабуть, завдяки термінального білку фіксується на певних структурах, де і відбувається її реплікація.

Загальна схема реплікації.

На дуплексі ДНК синтезується дочірня ланцюг з витісненням материнської ланцюга. Витіснена ланцюг за рахунок інвертованих повторів утворює структуру типу «сковорідки з ручкою» і на цій структурі відбувається синтез другого ланцюга по типу репаративного синтезу ДНК.

Тепер розглянемо процес реплікації більш детально.

I. Синтез нуклеотид-білкової затравки.

У процесі беруть участь такі вірусні білки продукти експресії генів, що знаходяться в одній транскрипционной одиниці (про транскрипції пізніше). Це ДНК-полімераза (~ 140 кДа), pTP (precurser TP) (80 кДа) попередник термінального білка. Білки утворюють міцний комплекс один з одним і разом знаходять відповідне місце на дуплексі ДНК, який потрапив в клітку. На кінцях знаходяться послідовності, консервативні у аденовірусів всіх серотипів і необхідні для приєднання полімерази з pTP (ділянка 9-18 пар основ). Однак ця взаємодія слабке і у відсутності додаткових білків полімераза і РТР здійснюють ініціацію реплікації неефективно. Взаємодія вірусних білків з ДНК стабілізують клітинні білки. До ділянки 9-18 П.М. примикає сайт зв'язування транскрипційного фактора NF-1 (Nuclear Factor) (18 - 40п.н.), узнающего елемент Саат (інші назви білка: CTF-1, CAT-1). Зв'язуючись з ДНК, NF-1 взаємодіє з комплексом полімерази і РТР і сприяє їх посадці на ДНК. До сайту зв'язування NF-1 примикає сайт зв'язування іншого транскрипційного фактора - Oct1 (OTF). У ініціації бере участь ще один вірусний білок - ДНК-зв'язуючий білок взаємодіє переважного з одноцепочечной ДНК. Він потрібен в основному для елонгації, а тут він, можливо, сприяє підплавлення кінця дуплексу.

У утворився комплексі РТР через серин ковалентно зв'язується з С, але цей З комплементарно приєднаний до G другого триплета. Далі полімераза синтезує CAT і відбувається ковзання триплета тому, тепер він пов'язаний з першим GAT-кодонів.

Якщо 3'-кінець буде пошкоджений, то перед ініціацією спочатку відбудеться добудова цього ланцюга по комплементарної. Ковалентное приєднання С до РТР може відбуватися і поза комплексом з ДНК.

Далі ми неодноразово будемо зустрічатися з подібною ситуацією, коли при ініціації читання матриці відбувається трохи подалі від кінцевого нуклеотиду з подальшим ковзанням тому олигонуклеотид-полімеразного комплексу.

Вважають, що за допомогою термінального білка ДНК закріплена в ядрі і реплікація відбувається на фіксованій матриці. Якщо врахувати, що термінальний білок здатний до олігомеризації, то тоді виходить, що, можливо, реплікація відбувається на ціркулярізованной ДНК. In vitro показано, що крім вище перерахованих білків в реплікації бере участь топоізомераза. Можливо, вона скидає сверхвіткі, що утворюються при реплікації закріпленого дуплексу ДНК. Це ще є гіпотезою.

II. Елонагція реплікації.

Здійснюється вирусспецифической ДНК-полімеразою з витісненням ланцюга. Процес не вимагає участі ХЕЛІКАЗИ. Потрібен вірусний ДНК-зв'язуючий білок. Цей білок складається з двох доменів: один власне - ДНК-зв'язуючий, інший - домен олигомеризации. У міру появи одноланцюгових ділянок ДНК, білок кооперативно зв'язується з ними. Клітинний аналог не може замінити вірусний ДНК-зв'язуючий білок.

Полімераза високопроцессівна, володіє також 3'-5 'екзонуклеазной активністю (proofreading activity), що дозволяє виправляти помилки включення нуклеотидів.

III. Терминация реплікації.

Особливих механізмів немає, синтез run-off: досягнувши кінця матриці, полімераза відокремлюється від неї.

Процесинг термінального не має відношення до реплікації і здійснюється однією з вірусних протеаз при складанні вірусних частинок.

У вирионе ДНК утворює досить міцний нуклеопротеїдні комплекс з вірусними лужними білками, аналогічний клітинним нуклеосоме. Ці лужні білки перешкоджають реплікації; в клітці вони видаляються за допомогою клітинних кислих білків.

Упаковка ДНК починається з «лівого» кінця, де на відстані 200-400 п.н. знаходиться сигнал упаковки. Механізм неясний.

Можливо, існує мінорний шлях реплікації ДНК аденовірусів за участю кільцевих молекул. У 1970-1980 роках в Nature канадець Грем опублікував три роботи за механізмами реплікації аденовірусів. В інфікованих аденовірусами клітинах він виявив кільцеві ковалентно-безперервні ДНК зшиті за типом «голова до хвоста». Вони інфекційних і при зараженні ними клітин в клітинах виявляються лінійні ДНК. Грем припустив, що існує ще один спосіб реплікації ДНК аденовірусів.

Може бути запропонована схема правильна, тоді, яким чином, з кільцевих молекул можна отримати лінійні за допомогою нуклеотид-білкової затравки? Грем запропонував цілком правдоподібну, але до кінця не доведену модель.

У кільцевій молекулі кінці дуплексу сочленени голова до хвоста, а на кінцях є паліндромний послідовності. Тоді, ці паліндроми можуть утворити шпилькову структуру.

В такому випадку вершина цієї шпилькової структури відповідає кінцю лінійного дуплексу. В шпильці є всі послідовності, необхідні для зв'язування полімерази, РТР і чинників NF-1 і Oct-1. В принципі, ніщо не заважає ініціації реплікації на цій структурі.

Якщо це так, то ми бачимо, що нуклеотид-білкова запал може використовуватися не тільки для термінальної, але і для внутрішньої ініціації реплікації. З її участю реплікація може ініціюватися не тільки на лінійних, а й на кільцевих молекулах ДНК. Може бути, і в еволюції був такий перехід.

Використання аденовірусів в генній терапії. В принципі, можна заражати клітки, що не. Проблема полягає в зниженні активності вірусних онкобелков, щоб уникнути побічних ефектів вірусної інфекції. У окремих серотипів аденовірусів є перевага відносно типу інфіковані клітин. Існував проект по лікуванню такого захворювання легенів як кістозний фіброз за допомогою адновірусних векторів. На молекулярному рівні захворювання пов'язане з пошкодженням гена одного з іонних каналів, і лікування полягало у введенні в складі вірусного вектора цього гена.

 



Poxviridae | Фаг Bacillus subtilis - ? 29.
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати