загрузка...
Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
« Попередня Наступна »

Ингибирование клітинної транскрипції

Апарат транскрипції господаря представляє логічну мету для інгібування більшістю РНК-вірусів, включаючи віруси , реплікується в цитоплазмі і не потребують факторів транскрипції господаря. Віруси грипу є винятком, так як вони реплікуються в ядрі клітини-господаря і вимагають синтезованих знову транскриптов господаря для отримання кепірованних олигонуклеотидов, використовуваних як затравки для синтезу вірусних мРНК. Для багатьох членів інших родин РНК-вірусів (пикорнавирусов і вірусів сказу) інгібування синтезу РНК господаря є особливістю вірусної інфекції, яка відома вже багато років. Для поліовірусу, прототипний вірус пикорнавирусов, і вірусу везикулярного стоматиту, прототипний вірус рабдовирусов, в даний час досягнуто суттєвого прогресу в ідентифікації вірусних генів, продукти яких відповідальні за інгібування транскрипції господаря. Є вражаючі паралелі між цими двома вірусами. Ніякої вірус не кодує білки, чиєю єдиною функцією є інгібування експресії генів господаря. Вірусні білки, які відіграють важливу роль у вірусному реплікативного циклі (поліовірусная 3C протеаза і M-білок VSV), виконують також і другу функцію - інгібування експресії генів господаря. У обох вірусів всі вірусні білки розташовані в цитоплазмі інфікованих клітин, де відбувається реплікація та збирання віріонів. Однак, 3C протеаза поліовірусу (так само, як її попередник 3CD) і М-білок VSV локалізуються і в цитоплазмі і в ядрі інфікованих клітин, де вони виконують різні функції: беруть участь в процесі реплікації вірусу і ингибировании вираження генів господаря, відповідно. Обидва цих вірусних білка інгібують транскрипцію всіх трьох РНК полімераз (RNAP).

Ингибирование активності транскрипційного фактора IID (TFIID). TFIID - один з семи ініціюючих факторів, потрібних на додаток до РНК полімеразі II

(RNAPII) для транскрипції від RNAPII-залежного промотору. Ці фактори звичайно є основними факторами транскрипції для всіх RNAPII-залежних генів, або як основний транскрипційні фактор при слабкій транскрипції від RNAPII-залежних промоторів за відсутності інших білків, які зв'язують на послідовності ДНК специфічний елемент енхансера (гена підсилювача). Такі елементи енхансера широко варіабельні серед різних генів і формують основу для диференціального контролю генної експресії.

TFIID - мультісуб'едінічний комплекс, що складається з ДНК-зв'язує субодиниці, білка, що зв'язує TATA-бокс (TBP), і набору TBP асоційованих факторів (TAFs). TFIID - перший основний транскрипційні фактор, асемблює з RNAPII-залежним промотором через зв'язування TBP з TATA-боксом в послідовності ДНК, розташованим вище за течією від більшості промоторів. TFIID може ініціювати транскрипцію навіть за відсутності ТАТА-послідовності в промоторі, але в цьому випадку TFIID допомагає промотору за рахунок білок-білкових взаємодій з іншими факторами транскрипції, які зв'язуються з TATA-незалежними промоторами. TBP - єдина субодиниця TFIID, яка потрібна для основної транскрипції в умовах in vitro. Однак, активація транскрипції білками, які пов'язують елемент специфічної послідовності ДНК енхансера, вимагає взаємодії з одним або більше кількістю TAF субодиниць або безпосередньо, або опосередковано через так звані білки адаптера. Через його центральної ролі в основній і активізованою транскрипції, TFIID - є очевидною метою для інактивації вірусами, які забороняють загальну експресію генів господаря.

Встановлено, що TFIID не діє в клітинах, інфікованих поліовірусом і вірусом везикулярного стоматиту. Ранні експерименти показали, що інгібування транскрипції відбувається на стадії ініціації, але не елонгації, і що віруси не впливають на активність RNAPII безпосередньо, що передбачає інактивацію одного або декількох факторів ініціації транскрипції для RNAPII. Крім цього було встановлено, що гальмування RNAPII-залежної транскрипції не залежить від структури промотора. Ці експерименти ясно встановили, що головною метою викликаного вірусами інгібування RNAPII транскрипції є TFIID.

В експериментах з вивчення активності очищеного TFIID в культурі клітин, трансфекованих поліовірусом, було встановлено, що генним продуктом, відповідальним за інактивацію TFIID, є 3C протеаза. Поліовірусная 3C

протеаза зазвичай розщеплює P1, P2 і P3 білки-попередники. Ці білки виходять шляхом протеолізу поліпротеїну іншої вірусної протеазой 2A. Незважаючи на експресію двох вірусних протеаз, інгібуючий ефект пов'язаний з 3С протеазой. Протеаза 3C поліовірусов використовує для розщеплення амінокислотний мотив Gln-Gly, який знаходиться в належній послідовності та структурному контексті вірусного поліпротеїну. Три таких мотиву (Gln-Gly) були знайдені в 300 - амінокислотної послідовності TBP клітин людини. Цілком ймовірно, інгібування транскрипції в клітині-хазяїні у разі поліовірусов пов'язано з протеолітичних розщепленням ТАТА-зв'язує субодиниці TFIID протеазой 3C, однак дослідники не виключають існування поки що не відкритого механізму придушення, яка не зачіпає неушкоджений TBP.

У рабдовирусов (вірусу везикулярного стоматиту та близько пов'язаного з ним вірусу сказу), генним продуктом, відповідальним за інгібування транскрипції господаря, є вірусний матриксний білок (М-білок). М-білок відіграє головну роль у збірці віріонів. Локалізуючись на внутрішній поверхні цитоплазматичної мембрани клітини-хазяїна, цей білок створює умови для відбруньковування нуклеокапсида і придбання ним оболонки. На відміну від 3C протеази поліовірусов, М-білок не володіє ні якої відомої каталітичної активністю, яка могла б бути відповідальна за інгібування експресії генів господаря. Те, що вірусний білок, зазвичай аналізований як структурний, забороняє експресію генів господаря, є незвичайним. В експериментах по трансфекції культури клітин встановлено, що М-білок є дуже потужним інгібітором, 10000 копій на клітину M-білка інгібують 50% RNAPII-залежної транскрипції господаря. Яким чином М-білок інактивує RNAPIID залежну транскрипцію - пов'язується він з TFIID або діє побічно, активізуючи пригнічує фактор господаря, поки неясно. Ясно, що здатність М-білка інгібувати вираз генів господаря представляє функцію, незалежну від його ролі в збірці віріона.

Інші молекулярні цілі для інгібування транскрипції господаря.



Для того, щоб відбулося викликане вірусом інгібування транскрипції генів господаря, по-перше, повинно бути не менше однієї молекулярної мети, по-друге, і інші вірусні білки, крім представлених вище, можуть брати участь у цьому процесі . Виявилося, що поліовірусная протеаза 3C крім TBP розщеплює ще два інших білка

- білок Оct-1, що зв'язує енхансер, і білок, що зв'язує цAMФ-чутливий елемент ДНК послідовності (CREB). 3C протеаза іншого пикорнавирусов може

розщеплювати додаткові цілі, що не визнані ферментом поліовірусу. Наприклад, 3C протеаза вірусу ящура розщеплює гистон H3, який має непрямий ефект на транскрипцію господаря, змінюючи структуру матриці хроматину. При інфекції іншими пикорнавирусов деградації гістонів не спостерігається і, цілком ймовірно, цей механізм інгібування транскрипції може бути визначений тільки для вірусу ящуру.

Крім білкових продуктів вірусних генів на активність клітинної транскрипції можуть впливати і інші його молекулярні компоненти. Так, отриманий цілий ряд свідчень, що в VSV-інфікованих клітинах забороняти транскрипцію господаря може вірусна лідерних РНК. Лідерних РНК являє собою 45-50 нуклеотидів некодирующей РНК, яка транскрибуватися від 3'-кінця вірусного генома вірусної РНК-полімеразою до транскрипції вірусної мРНК. Лідерних РНК одна не може забороняти транскрипцію господаря в умовах in vivo, однак лідерних РНК або ДНК олигонуклеотид з послідовністю лідера можуть забороняти RNAPII і RNAPIII транскрипцію господаря в умовах in vitro. Для лидерной РНК молекулярна мета інгібування поки не ідентифікована, але цілком ймовірно це не TFIID.

Таким чином, до теперішнього часу отримані результати, що свідчать, що при взаємодії вірус-клітина віруси втягують у інгібування транскрипції господаря багато цілі і можуть реалізовувати різноманітні пригнічують механізми.

Ингибирование процесингу і транспорту РНК господаря. Інгібування вираження генів господаря в посттранскрипційна період є іншої логічної стратегією для РНК-вірусів, спрямованої на запобігання противірусного відповіді господаря. Інгібування процесингу клітинних мРНК і їх транспорту з ядра в цитоплазму є відомим властивістю вірусу грипу. При інфекції вірусом грипу єдиний вірусоспецифічні білок NS1 здійснює інгібування різних етапів експресії клітинних генів. Аналогічно, в VSV-інфікованих клітинах М-білок також забороняє багато кроків процесингу РНК. Ці два вірусу володіють цікавими паралелями, які ілюструють деякі загальні принципи інгібування експресії генів господаря. Однак, відмінності в деталях того, як вони це виконують, відображають відносну залежність від господаря.

Ингибирование процесингу РНК білком NS1 вірусу грипу.



Одним з етапів процесингу мРНК є поліаденілювання 3'-кінців. Цей етап є мішенню для білка NS1 вірусів грипу. У інфікованих клітинах 3'-кінці вірусних мРНК синтезуються вірусної РНК-полімеразою, на яку NS1

білок не впливає. Процесинг 3'-решт клітинних мРНК відбувається в два пов'язаних етапу, що включають внутрішньоядерні розщеплення попередника мРНК і поліаденілювання утворилися 3'-кінців. Білок NS1 забороняє обидва ці кроки. У першому випадку NS1 пов'язує 30-кДа субодиницю нуклеази і специфічний фактор поліаденілювання (CPSF). У нормі CPSF зв'язується з AAUAAA послідовністю, розташованої з 10 по 30 нуклеотид вище сайту розщеплення мРНК-попередника, і з трьома іншими клітинними факторами, які беруть участь у реакції розщеплення. Зв'язування NS1 білка з CPSF повністю не інгібує цю реакцію, однак, NS1 білок також забороняє подальший крок, пов'язуючи фактор, істотний для поліаденілювання. В результаті полі-А-полімераза не може додати на 3'-кінець більш ніж 10-12 залишків аденозину. Подальша робота полі-A-полімерази вимагає ядерного полі-A-зв'язуючого білка (PABII). NS1 білок пов'язує PABII і зіштовхує його з короткого полі-A хвоста. В результаті, клітинні мРНК, що містять від 10 до 12 залишків аденозину на 3'-кінці накопичуються в ядрі інфікованих вірусом грипу клітин. Передбачається, що порушення транспорту мРНК з ядра в цитоплазму пов'язано з блокуванням NS1 зв'язування PABII з 3'-кінцем мРНК, що необхідно для ядерного транспорту. NS1 білок також забороняє сплайсинг мРНК господаря. Інгібування сплайсингу може втягувати закріплення NS1 в області специфічної послідовності U6 РНК. NS1 білок не впливає на складання комплексу попередника мРНК і сплайсінгосоми, але порушує взаємодію U6 з U2 і U4

РНК, необхідне для каталізу. Однією з причин блокування процесингу на цій стадії є те, що включення мРНК-попередників у недіючі сплайсінгосоми запобігає їх транспорт в цитоплазму. Цей механізм інгібування сплайсингу має відносно слабкий ефект на експресію вірусних генів, так як більшість вірусних білків транслюється з несплайсірованних мРНК. Два вірусних сегмента геному вірусу грипу, 7 і 8, кодують і сплайсіруемую і несплайсіруемую мРНК, оскільки містять cis-acting послідовності, які активують їх сплайсинг.

Ингибирование М-білком ядерно-цитоплазматичного транспорту.



Ингибирование процесингу РНК господаря вірусом грипу було спочатку визнано як результат блокування їх ядерно-цитоплазматичного транспорту, а блок транспорту РНК в клітинах, інфікованих VSV - як блокування процесингу. У клітинах, інфікованих VSV, процесинг малих ядерних (snRNAs) і рРНК ингибируется швидко, в той час як процесинг мРНК і тРНК - більш повільно, що

відображає різну чутливість процесингу різних рибонуклеинових кислот до узагальненого блоку ядерно -цітоплазатіческого транспорту та РНК і білків, який створює М-білок. Оскільки VSV забороняє транскрипцію господаря, блокування транспорту РНК і її процесингу найбільш яскраво проявляється при умовах, коли інгібування транскрипції виражено слабо, тобто в ранні терміни після інфікування. Встановлено, що гальмування транскрипції вірусом відбувається між 2 і 4 годинами постінфекціі, беручи до уваги, у той час як інгібування процесингу і збірки snRNAs відбувається в межах 1часа. Таким чином, це - ймовірно найбільш ранній ефект VSV на експресію генів господаря.

М-білок інгібує процесинг U1 і U2 snRNAs, який відбувається в цитоплазмі, але не інгібує процесинг U3 snRNA і мРНК, який відбувається в ядрі, хоча М-білок забороняє транспорт процессірованной РНК в цитоплазму. Процесинг рРНК вимагає імпорту знову синтезованих рибосомальних білків в ядро, тобто інгібування процесингу рРНК ймовірно випливає з індукованого М-білком блоку білкового імпорту. Єдина РНК, яка уникає пригнічують ефектів М-білка

  - ТРНК. Припущено, що вплив М-білка на транспорт майже всіх білків і РНК з ядра в цитоплазму пов'язано з його взаємодією з одним або декількома компонентами системи ядерного транспорту (Ran-RCC1) і залежить від асиметричного розташування поперек ядерної мембрани двох різних форм Ran і малого GTP - зв'язуючого білка. Таким чином, М-білок, зв'язуючись з елементами, що забезпечують енергозалежний ядерно-цитоплазматичний транспорт молекул, блокує його, порушуючи градієнт Ran-GTP/Ran-GDP, спрямований поперек ядерної оболонки. 
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "Ингибирование клітинної транскрипції"
  1.  Віруси грипу та грип
      Е. Д. Кільбурн (Е. D. KILBOURNE) I. ВСТУП. ГРИП - ЗАХВОРЮВАННЯ З Незмінних симптоматики, викликає Змінюється ВІРУСОМ Величезний інтерес, який притягається до сучасної вірусології до грипу і вірусів, відповідальним за його виникнення, вимагає пояснення, якщо врахувати ординарний характер симптоматики цього, зазвичай дуже помірного, інфекційного захворювання дихальних шляхів
  2.  Біологічно активні білки вірусу грипу. Активність транскриптази в клітинах і вирионах грипу
      Р. В. ОІМПСОН і В. Д. БІН (RW SIMPSON, WJ BEAN, JR.) I. ВСТУП Ця глава «освячена досить новому розділу в біології вірусу грипу, у зв'язку з чим більша частина інформації фрагментарна по-своєму складу сі включає велике число невирішених питань. Основне твердження, на якому грунтується дана глава, полягає в тому, що мікоовіруси є вірусами з негативним геномом
  3.  РНК вірусів грипу
      М. В. Лонсі (М. W. PONS) I. ВСТУП Вірус грипу має унікальний в порівнянні з іншими вірусами тварин спектр біологічних властивостей. Він має здатність. До множинної реактивації (Hoyle, Liu, 1951), утворення неповних вірусних частинок (von Magnus, 1954), чутливий до антіноміціну D (Barry et al., 1962), його нуклеїнова кислота неінфекційні-і він має здатність до
  4.  Реплікація вірусу грипу
      К. ШОЛТІССЕК і Х.-Д. Кленк (пор. SCHOLTISSEK, H.-D. KLENK) I. ВСТУП З проблеми реплікації вірусу грипу існує ряд оглядів. Література до 1968 р. узагальнена в статтях Hoyle (1968) 'і Scholtissek (1969); пізнішими роботами є огляди White (1973), а також Compans і Choppin (1974). Більшість даних по реплікації отримано при 'вивченні вірусу грипу типу А. Істотних
  5.  Системні ефекти КОК
      Вже через кілька років після появи комбінованих пероральних контрацептивів на світовому ринку лікарських препаратів стали накопичуватися дані про негативний їх впливі на різні органи і системи. Найбільш серйозними ускладненнями при прийомі КОК прийнято вважати можливий розвиток порушень циркуляторной і коагуляції-ційної систем організму, а також вплив на функціональну активність
  6.  Вроджені порушення метаболізму (ОГЛЯД)
      Леон Нею Розенберг (Дущт У. Кщиутіукп) Взаємодія генів і навколишнього середовища. Під поняттям «обмін речовин» розуміють усі процеси утворення (анаболізм) і руйнування (катаболізм) живої матерії. Вони починаються з самих ранніх хімічних реакцій, що призводять до утворення сперматозоїда і яйцеклітини, тривають в періоди запліднення, росту, дозрівання і старіння і неминуче
  7.  ЦУКРОВИЙ ДІАБЕТ
      Деніел У. Фостер (Daniel W. foster) Цукровий діабет - найбільш поширене з важких метаболічних захворювань. Точне число хворих визначити досить важко через розбіжність критеріїв діагностики, але, по всій ймовірності, воно становить близько 1%. Хвороба характеризується метаболічними порушеннями, віддаленими ускладненнями, такими як поразка очей, нирок, нервів і
  8.  ХВОРОБИ ЯЄЧНИКІВ ТА ІНШИХ ОРГАНІВ жіночої репродуктивної системи
      Брюс Р. Карр, Джин Д. Вілсон (Bruce R. Can, Jean D. Wilson) Яєчник - парна жіноча статева залоза, місце освіти дозрівання яйцеклітин і вироблення гормонів, що регулюють статеве життя жінок. Анатомічна структура, реакції на гормональну стимуляцію і секреторна діяльність яєчників в різні періоди життя неоднакові. У цій главі нормальна фізіологія яєчників розглядається
  9.  Реалізація генетичної інформації вірусів
      При здійсненні життєвого циклу РНК-геномні і ДНК-геномні віруси реалізують різні молекулярні механізми і стратегії. У зв'язку з цим особливості реплікації цих геномів і їх експресії будуть розглянуті окремо. 3.2.1 Генетичні стратегії РНК-геномних вірусів 3.2.1.1 Основні принципи і механізми реплікації РНК-геномів
  10.  Ефект придушення господаря
      Ефект придушення господаря - процес, в якому клітинний макромолекулярний синтез пригнічений через домінування метаболізму вірусу над метаболізмом господаря. Ефект придушення не абсолютний, не всяка вірусна інфекція викликає ефект придушення, і не завжди ефект придушення потрібно, щоб полегшити вірусну реплікацію. Деякі віруси реплікуються в клітині-хазяїні без заподіяння їй
загрузка...

© medbib.in.ua - Медична Бібліотека
загрузка...