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 »

Основні принципи і механізми реплікації ДНК-геномів вірусів

Підготовка клітин для реплікації вірусної ДНК. У ході продуктивної вірусної інфекції багато ДНК-віруси з єдиної молекули генома можуть отримати 100

000 або більше копій генома протягом декількох днів. Для цього потрібна робота безлічі білків, включаючи ДНК-зв'язуючі білки і полімерази, а також рясна поставка нуклеотидів. Реплікація деяких ДНК-вірусів відбувається тільки в клітинах, які природно реплікують свою власну ДНК, забезпечуючи тим самим необхідну клітинну середовище для реплікації вірусної ДНК. Інші ДНК-віруси також значною мірою покладаються на клітинні системи реплікації ДНК, але ці віруси кодують білки, що стимулюють клітинний цикл поділу. Нарешті, деякі з найбільших ДНК-вірусів обмежено використовують клітинний реплікативний апарат, т.к. самі кодують вірусні версією багатьох з необхідних білків.

До першої групи вірусів відносяться найпростіші ДНК-віруси сімейства Parvoviridae, які мають лінійний однонитевой геном. Парвовіруси можуть реплицировать свою ДНК і здійснювати повний інфекційний цикл тільки в клітинах, що у стадії реплікації ДНК - тобто в S-фазі клітинного циклу. Фактично, експресія вірусних генів не активується до тих пір, поки клітина не увійде в S-фазу і ДНК-геном вірусу не буде перетворений в двунітевой РФ, яка є матрицею для транскрипції. Однак, на відміну від інших вірусів, які вимагають, щоб клітини активно копіювали свою ДНК, парвовіруси нездатні стимулювати перехід клітини в S-фазу. У зв'язку з цим, вони можуть виконувати успішну репродукцію тільки в тому випадку, якщо потрапляють в клітину, вже здійснює синтез ДНК. Деякі парвовіруси, особливо аденассоціірованний вірус (AAV), мають навіть більш суворі вимоги і можуть копіюватися лише у присутності помошника -

аденовірусу або вірусу герпесу, генні продукти яких активують експресію генів парвовіруса і реплікацію його ДНК.

Інші ДНК-віруси для того, щоб створити умови для реплікації своєї ДНК, стимулюють клітини до поділу. Для цих вірусів реплікація вірусної ДНК є результатом взаємодії між клітинними реплікативного білками та вірусними білками, які прямим чином беруть участь в реплікації, а також білками-ініціаторами, які локалізуються в точці початку реплікації вірусного реплікативного апарату. Ці ДНК-віруси перебудовують реплікативний апарат клітини на вірусну реплікацію, беручи участь у білок-білкових взаємодіях з ключовими клітинними регуляторними молекулами, деякі з яких виконують роль шаперонов, що дозволяє їм стабілізувати білкові комплекси. Часто, ці взаємодії приводять до нейтралізації клітинних білків-репрессоров пухлини типу транскрипційного фактора p53 і членів сімейства ретинобластомі білків (Rb) і, як наслідок, до активації клітинного росту.

Вірусні білки, які стимулюють реплікативного стан клітини, зазвичай інактивують членів сімейства Rb - P105Rb, p107, і p130. Інактивація Rb запобігає репресію клітинного ділення і дозволяє E2F-опосередковану транскрипцію, що стимулює вираз численних клітинних білків, необхідних для S-фази, включаючи ДНК-полімеразу?, Тимідинкіназу, рибонуклеотидредуктазу і тіміділатсінтазу. Деякі вірусні білки, наприклад Е1А аденовірусів і Е7 папіломавірус людини, безпосередньо пов'язують Rb білки та інгібують їх функцію, і таким чином активують E2F. Інші вірусні білки регулюють активність циклин-залежних кіназ (Cdks), які каталізують фосфорилювання Rb, приводячи до активації E2F і транскрипції E2F-регульованих генів. Ряд вірусних білків можуть побічно впливати на регуляцію клітинного циклу поділу. Наприклад, E1B-55КБ і E4orf6 білки аденовірусів і E6 папіломавірус забороняють дію транскрипційного фактора p53 через взаємодію з CBP/p300, який є коактіватором гена p53. Скасування функції p53 призводить до зменшеної експресії інгібітору клітинного ділення p21 (репрессор комплексу Cdk-циклин), таким чином активуючи Сdk і відповідно перехід клітин в S-фазу. Точно так само, аденовірусні E1A пов'язує p27, який є інгібітором Сdk, нейтралізуючи його ефекти. Великий T антиген мавпу вірусу SV40 не тільки зв'язує і інактивує Rb і p53, а й виконує кілька функцій, безпосередньо необхідних для реплікації ДНК вірусу. Інший механізм використовують середній T-антиген

поліомавірусів і білок E5 папіломавірус бика. Ці білки активують сигнальний каскад, опосередкований рецептором фактора росту, і можливо стимулюють експресію регуляторної субодиниці Сdk - цикліну D, таким чином стимулюючи активність Сdk і фосфорилювання білків сімейства Rb. Деякі білки вірусів герпесу і гепаднавирусов по всій імовірності також стимулюють каскади сигнальних шляхів, активізуючи внутрішньоклітинні білки передачі сигналу NFKB, P21ras і pp60c-src.

Індукція набору клітинних реплікативних білків має глибокі наслідки на клітину-господаря, яка насильно збуджується до реплікації ДНК. Коли проліферативний сигнал стійко підтримується, наприклад в неперміссівних клітинах, які не здатні підтримувати реплікацію вірусної ДНК, клітини можуть піддатися стійкої трансформації. Таким чином, мало того, що багато ДНК-віруси стимулюють статичні клітини до повторних циклам ділення, вони також трансформують клітини в культурі і викликають пухлини у тварин. Розглянута здатність багатьох опухолеродних ДНК-вірусів стимулювати необмежений ріст клітин не є особливістю нормальної реплікації вірусів, а швидше є аберантних відповідь клітин на вірусну інфекцію. Відповідно до цього, парвовіруси, нездатні стимулювати реплікацію клітинної ДНК, є одними з небагатьох ДНК-вірусів, що не трансформують клітини. Однак здатність вірусів стимулювати синтез клітинної ДНК не завжди корелює з їх здатністю трансформувати клітини. Наприклад, одні віруси герпесу стимулюють синтез ДНК, інші ні, і, тим не менш, вони фактично забороняють швидке клітинний розподіл. Такі великі віруси з їх великою кодує ємністю здатні створити правильне середовище для реплікації вірусної ДНК без активації клітинного реплікативного апарату.

Необхідність нуклеотидів для реплікації ДНК. Як описано вище, для реплікації парвовирусов необхідно, щоб клітини знаходилися в S-фазі, а папіломавіруси, поліомавіруси та аденовіруси стимулюють клітини, щоб ввести S-фазу, що вимагає для синтезу ДНК великої концентрації дезоксинуклеозидтрифосфатов (дНТФ). Через вплив на членів білкових сімейств Rb і E2F, папіломавіруси та аденовіруси стимулюють синтез ферменту рібонуклеотідредуктази, який потрібно для підтримання достатнього для вірусної реплікації рівня дНТФ. Навпаки, віруси герпесу і поксвирусов здатні реплицироваться у покояться клітинах. Однією з причин того, що ці віруси можуть обходити вимогу до S-фазі є їх здатність кодувати ферменти для синтезу

дНТФ - рибонуклеотидредуктазу і тимідинкіназу. У випадках вірусу герпесу і вірусу оперізувального лишаю / вітряної віспи вірусна тимідинкіназа є ключовою точкою для противірусної хіміотерапії, тому що цей вірусний фермент фосфорилирует аналоги нуклеозиду, такі, як ацикловір, більш ефективно, ніж це роблять клітинні ферменти. Перетворені в фосфорнокислим форму ці аналоги дНТФ вибірково шкодять реплікації ДНК герпесвірусів.

Види ДНК-геномів вірусів. ДНК-геноми вірусів можуть бути представлені однонитевой (онДНК) і двунітевой (днДНК) формами, які в свою чергу можуть бути лінійними або кільцевими. Особливостями ДНК-геномів є те, що лінійні молекули ніколи не мають безглуздих кінців (рис.13). Кінці молекул можуть містити прямі або інвертовані кінцеві повтори, виступаючі комплементарні (липкі) кінці, самокомплементарние кінцеві послідовності, термінальні геномні білки (Ў).

Незалежно від виду ДНК-генома одиницею його реплікації є так званий реплікон - одиниця генома, здатна до автономної реплікації. Реплікон являє собою нуклеотидну послідовність, розташовану між точкою початку реплікації (origin або ori) і точкою закінчення реплікації (terminus). Процес реплікації ДНК розділений на три стадії: ініціація ланцюга, елонгація (подовження) ланцюга і термінация синтезу. Віруси з різними видами ДНК-генома реалізують оригінальні стратегії реплікації. При цьому головні особливості спостерігаються при ініціації синтезу.

Основні принципи реплікації ДНК-геномів вірусів.



ІніціаціясінтезаДНК. Більшість ДНК вірусів еукаріот (крім поксвирусов) копіює свої геноми в ядрі. Реплікація ДНК-геномів вірусів ініціюється в специфічних точках ori.

На відміну від клітинних Оріджін, які активуються один раз протягом клітинного циклу, вірусні точки ori можуть спрацьовувати багато разів протягом окремого циклу реплікації. Ініціація синтезу ланцюга ДНК може відбуватися тільки за наявності затравки для ДНК-полімерази. Вид затравки і спосіб її утворення розрізняються у різних вірусів і визначають своєрідність вірусних реплікативних систем.
трусы женские хлопок
Розрізняють три основних способи ініціації синтезу ДНК:

Ініціація на внутрішніх ділянках ДНК - характерна для кільцевих матриць. Затравкой служить олигорибонуклеотидов, який може бути синтезований ДНК-залежної РНК-полімеразою, праймазой або праймосомой. Ці ферменти можуть мати

клітинне походження, або бути вірус-специфічними. Синтезуватися може одна або кілька затравок. На однонитевой матриці запал синтезується на певній ділянці, пізнаваному ферментом. Двунітевая ДНК-матриця спочатку підготовляється до ініціації. На ділянці ori відбувається приєднання ХЕЛІКАЗИ. Цей фермент розплітає ділянку матриці, що призводить до утворення реплікативної вилки і подальшого синтезу затравкі.Прімером є реплікація двунітевой кільцевої ДНК мавпячого вірусу SV40, сем. Polyomaviridae.





































































































Рис. 13. Види ДНК-геномів вірусів

Ініціація на кінцях ДНК (термінальна ініціація) - характерна для лінійних матриць. Розрізняють дві групи способів кінцевий ініціації ДНК-синтезу: з використанням нуклеотид-білкової затравки (аденовіруси) і з використанням самозатравочного механізму (парвовіруси).

Ініціація синтезу з використанням розривів і проломів - затравкой для подальшого подовження ланцюга може бути 3'-ОН кінець розірваної ланцюга ДНК. Такий механізм ініціювання синтезу спостерігається у ряду бактеріофагів.

Елонгаціяцепі при реплікації вірусних геномів принципово не відрізняється від процесу синтезу клітинних ДНК. Використовуються ферменти, допоміжні білки і Реплікаційний білки, що належать як клітини-господаря, так і вірусу. Синтез ДНК, як правило, здійснює ДНК-залежна ДНК-полімераза?. Основною властивістю синтезу є його полярність, при якій черговий нуклеотид приєднується до 3'-кінця зростання ланцюга. Тобто напрямок синтезу йде від 5'-до 3'-кінця, зчитування - від

3'-к 5'-кінця. Особливості синтезу комплементарних ниток пов'язані зі способом ініціації. На днДНК-матриці синтез йде через освіту реплікативної вилки (рис.14) або з витісненням ланцюга, на онДНК матриці - по-репарационному механізму.









Рис. 14. Схема реплікації ДНК з використанням реплікативної вилки







У реплікативних вилках одна нитка (ведуча) копіюється безперервно в напрямку від 5'-до 3'-кінця. Оскільки інша нитка (відстаюча) повинна також синтезуватися від

5'-до 3'-кінця, вона копіюється з перервами, багаторазово ініціюючи синтез і з'єднуючи короткі фрагменти Окадзакі. Синтез ДНК в реплікативної вилці забезпечується цілим

набором білків-ферментів, які можуть мати різне походження. Дрібні ДНК-віруси використовують клітинні реплікативні білки. Краще за всіх вивчена реплікація поліомавірус SV40, де залучені реплікативні білки були ідентифіковані вбезклітинних системі in vitro. Встановлено, що у реплікації ДНК SV40 беруть участь 10 білків. Дев'ять з них мають клітинне походження: ДНК-полімераза? (Відповідальна за ініціацію синтезу ДНК в точці ori і синтез відстає нитки); ПРАЙМАЗИ (пов'язана з ДНК-полімеразою та праймірует синтез фрагментів Окадзакі); ДНК-полімераза d (відповідальна за синтез лідируючої нитки і завершення синтезу фрагментів Окадзакі); проліферативний клітинний ядерний антиген (PCNA), який зв'язується з ДНК-полімеразою d і формує кільце навколо ДНК, збільшуючи процессівность полімерази; гетеропентамерний реплікативний фактор C - RF-C (приєднує кільце PCNA на ДНК і стимулює полимеразу d); RPA - онДНК-зв'язуючий білок; РНаза H (видаляє всі крім одного рибонуклеотиди РНК-праймера); екзонуклеаза FEN-1, також відома як MF-1 (видаляє залишилася рибонуклеотид); ДНК-лігаза I (лігуються фрагменти Окадзакі); топоізомераза I і / або топоізомераза II (знімає сверхспіралізаціі протягом синтезу). Єдиний вірусний білок, який потрібен для реплікації ДНК SV40 - це великий T-антиген, який має властивості ХЕЛІКАЗИ і забезпечує розплітання двунітевой структури в реплікативної вилці.

Інші віруси самі забезпечують майже всі білки реплікативної вилки. Наприклад, фаза елонгації при реплікації ДНК аденовірусу в умовах in vitro забезпечується однією аденовірусної субодиницею ДНК-полімерази, аденовірусні онДНК-зв'язує білком, який може збільшувати процессівность полімерази, і клітинної топоізомеразою I або II. Це простота частково пов'язана з незвичайним характером реплікації ДНК аденовірусу, в якій відсутній синтез відстає ланцюга. Великі ДНК-віруси ще більшою мірою забезпечують себе ферментами реплікації. Наприклад, віруси герпесу кодують ДНК-полімеразу, фактор елонгації, ПРАЙМАЗИ-хеліказний комплекс, онДНК-зв'язуючий білок і, ймовірно, ще ряд вірусних білків, які не ідентифіковано.

  Термінаціясінтеза. У разі кільцевих геномів закінчення синтезу і розбіжність геномів спрощені, оскільки синтез дочірньої ланцюга йде по колу і врешті повного обороту в точці ori або при двобічної реплікації в середині кільця 3'-і 5'-кінці знову синтезованої ланцюга суміщаються і лігуються. Попарно зчеплені кільця роз'єднуються топоізомеразою. У лінійних ДНК, синтезованих за допомогою

  РНК-затравок, все йде складніше. Видалення РНК-праймера дає молекулу ДНК з виступаючим 3'-кінцем і пропуском на 5'-кінці. Запропоновано два способи завершення реплікації з утворенням повної копії матричної ланцюга: з використанням конкатамеров або через освіту шпильки.

  Основні схеми реплікації ДНК-геномних вірусів.



  1. Термінальна ініціація за допомогою самозатравочного механізму.



  2. Термінальна ініціація за допомогою білок-нуклеотидной (Б-Н) затравки.



  3. Схема Кернса.



  4. Механізм котиться кільця.



  5. Реплікація через інтеграцію.



  1. Реплікація з використанням термінальній ініціації за допомогою самозатравочного механізму (рис.15). Такий тип реплікації геномної ДНК мають парвовіруси - найдрібніші (15-18 нм) ікосаедрічеськая, безоболочечние, ядерні віруси тварин і комах. Геном представлений лінійної онДНК, обидва кінці якої мають самокомплементарние послідовності, що формують шпилькові структури. 3'-кінець ДНК має унікальну послідовність розміром 125 нуклеотидів, що утворить двунітевой Т-подібну шпилькову структуру, яка грає роль затравки для ДНК-полімерази.











  Рис. 15. Схема перших етапів реплікації онДНК парвовирусов матрична нитка; знову синтезована нитка

  ДНК-полімераза в результаті репарационного синтезу комплементарної ланцюга відтворює дуплекс, обидві ланцюга якого на одному кінці ковалентно з'єднані. При цьому

  3'-кінцевий сегмент батьківського геному як матриці не використовується. Отже, повного відтворення вірусного генома поки не відбулося. На наступному етапі вірусоспецифічні фермент вносить розрив у батьківську ланцюг на кордоні між повторний і нерепліцірованним ділянками послідовності (між 125 і 126 нуклеотидами). Кінцеві 125 нуклеотидів батьківського геному стають умовної частиною знову синтезованої ланцюга і виник таким чином 3'-кінець батьківської ланцюга використовується для її регенерації. У результаті цих реакцій виникає дисперсна двунітевая репликативная форма вірусної ДНК (Мал. 15). Далі слід ланцюг реакцій, що включають освіту на одному з кінців ДНК-затравки у вигляді «заячих вушок», синтез нового ланцюга з витісненням батьківської, освіта ще однієї реплікативної форми. Друга репликативная форма ДНК використовується як матриці для подальшого синтезу вірусної ДНК, а витіснена з дуплексу однониткових молекула або вступає в реплікативний цикл або входить до складу дочірньої вірусної частинки.

  2. Реплікація з використанням термінальній ініціації за допомогою білок-нуклеотидной затравки (рис. 16). Такий тип реплікації геномної ДНК мають аденовіруси - відносно великі (до 90 нм) безоболочечние ядерні віруси з ікосаедрічеськая типом симетрії капсида. Геном аденовірусів представлений лінійної днДНК, що має на 5'-кінцях інвертовані повтори і ковалентно приєднані геномні білки з м.м. 55 кДа.









  Рис. 16. Схема реплікації генома аденовірусу

  У інфікованої аденовирусом клітці синтезується вірусоспецифічні білок масою 80 кДа, який зв'язується через серин з дезоксіцітідіном. Новоутворена структура (80) Б --- Ser-dCTP є затравкой, яка через цитозин комплементарно зв'язується з 3'-кінцевим гуанозин геному і ініціює синтез ланцюга ДНК. Ініціація може спостерігатися на будь-якому кінці батьківської ДНК і може відбуватися або одночасно або послідовно.
 При послідовної ініціації синтез дочірньої ланцюга супроводжується витісненням однієї з батьківських, а синтез комплементарної ланцюга йде на однонитевой матриці по репарационному механізму. У теж час обговорюється і інший механізм синтезу другої нитки.

  Заміщена батьківська онДНК має на кінцях самокомплементарние інвертовані повтори, які отжигаются, відновлюючи двунітевой точку ori, впізнанну инициирующими білками, що забезпечують синтез батьківсько-дочірнього дуплексу. Таким чином, кожен батьківський дуплекс копіюється Напівконсервативний. Однак процес протікає без синтезу відстає ланцюга, тобто без освіти множинних сайтів ініціації та синтезу фрагментів Окадзакі.

  3. Репликациякольцевыхгеномовпомеханизмукатящегосякольца(рис.17). Катящееся кільце - спосіб реплікації, при якому репликационная вилка робить безліч оборотів на кільцевій матриці. Синтезується в кожному циклі нитка витісняє колишню (гомологичную) ланцюг двуцепочечной молекули, синтезовану в попередньому циклі, утворюючи хвіст, що складається з набору послідовностей, комплементарних одноланцюгових матричному кільцю. У загальних рисах реплікація за механізмом котиться кільця має наступні стадії:

  1). Вірусоспецифічні фермент вносить однонитевой розрив в унікальному сайті батьківської ланцюга реплікативної форми.

  2). Фермент залишається пов'язаним з 5'-кінцем, звільнився 3'-кінцевий нуклеотид служить затравкой для ДНК-полімерази.

  3). ДНК-полімераза приєднує нуклеотиди комплементарно замкнутого ланцюга, тобто синтезується тільки лідируюча ланцюг. 5'-кінець батьківської ланцюга витісняється. Спостерігається утворення сигма-молекул ().

  4). Після того, як репликационная вилка завершить трохи більше повного обороту, витіснена ланцюг замикається в кільце, а фермент переміщається на знову синтезовану нитку і цикл повторюється. Таким чином, знову синтезована нитка, що має послідовність геномної, стає компонентом РФ, а попередня (батьківська) виявляється у вільному вигляді.









  Рис. 17. Схема реплікації ДНК-геномів за механізмом котиться кільця







  Механізм котиться кільця при реплікації ДНК використовують багато бактеріофаги. Однак цей механізм не ігнорують і віруси еукаріот. Наприклад, лінійна Віріонна ДНК вірусу герпесу при попаданні в клітину переходить в кільцеву форму і, пройшовши першу стадію тета-реплікації (див. нижче), реалізує механізм котиться кільця. Однак, замість виробництва кільцевих дочірніх молекул, реплікація генерує конкатамерние молекули. Щоб відновити лінійні дочірні молекули ДНК вірусоспецифічні білки розщеплюють конкатамери в певних сайтах послідовності в процесі упаковки ДНК в капсиди.

  4. Реплікація ДНК за схемою Кернса (тета-реплікація) включає кілька етапів



  (Рис. 18):



  1). Вірусоспецифічні неструктурний білок, що володіє хеліказной активністю,



  зв'язується з ДНК-послідовністю в точці ori і розплітає двунітевой структуру.



  2). ПРАЙМАЗИ синтезує дві РНК-затравки. Утворюються дві реплікативні вилки (2 лідируючі і 2 відстаючі ланцюга), які в процесі комплементарного синтезу віддаляються один від одного, рухаючись в різних напрямках. Спостерігається утворення тета-молекул ().









  Рис. 18. Реплікація ДНК за схемою Кернса (тета-реплікація)





  3). Скидання внутримолекулярного напруги забезпечує топоізомераза I шляхом внесення точкових однониткових розривів, які тут же лігуються. Утворюються два двунітевих кільця, де батьківські ланцюга з'єднані один з одним. Роз'єднання здійснює топоізомераза II, яка вносить розриви в двунітевие кільця. Потім розриви лігуються.

  Такий тип реплікації використовують як проміжної стадії багато великих ДНК-віруси, у тому числі: бактріофагі, віруси герпесу, а також, віруси з кільцевим днДНК геномом, що вражають людину і тварин. Це віруси, що відносяться до сімейств Polyomaviridae (див. вирион SV40) і Papilomaviridae, що раніше входили в одне сімейство Papovaviridae. Поліоми-і папіломавіруси - це б / о, відносно дрібні (45-55 нм) ікосаедрічеськая віруси. Капсид, утворений трьома білками, має чітко виражену капсомерную структуру (72 капсомерами). Реплікуються в ядрі. Геном - двунітевая кільцева сверхспіралізованная ДНК розміром 5-8 т.п.н., асоційована з 4-ма клітинними гистонами. Кодує два неструктурних білка - великий і малий Т-АГ. Це трансформують антигени. Геном може інтегрувати з геномом клітини господаря. Великий Т-АГ має властивість ХЕЛІКАЗИ та бере участь у реплікації ДНК - зв'язується з ДНК в точці ori. Гени Т-АГ транскрибируются відразу після потрапляння ДНК в ядро. Т.ч. транскрипція ДНК у цих вірусів випереджає реплікацію.

  5. Реплікація ДНК з ипользованием проміжних конкатамерних форм. Конкатамер - кілька тандемно-повторюваних одиниць геному, які утворюються за рахунок злипання виступаючих 3'-решт геномів з прямими повторами на кінцях.

  5'-aagct --------------- aagct-3 '



  3'-t t cga -------------- ttcga







  Цей механізм молекулярного взаємодії використовують багато геноми як проміжну стадію реплікації, а також при завершенні синтезу повного генома.





  6. Реплікація вірусних ДНК через зворотній транскрипцію та інтеграцію.



  Унікальну стратегію реплікації генома здійснюють представники сімейства Hepadnaviridae. Розглянемо цей механізм на прикладі вірусу гепатиту В. Геном вірусу гепатиту В представлений частково двунітевой кільцевою молекулою ДНК розміром 3,2 т. п. н., Асоційованої з молекулою ДНК-полімерази, яка володіє ревертазной активністю. Після потрапляння геномної ДНК вірусу в гепатоцит відбувається репарація двунітевой структури ДНК і її перехід в ковалентно замкнуту кільцеву форму (cccDNA), яка надходить в ядро. На наступній стадії така ДНК служить матрицею для транскрипції. В результаті транскрипції утворюються три класи субгеномних РНК і прегеномная РНК розміром 3,4 т. п. н., Що трохи довший, ніж геномна ДНК. РНК експортуються в цитоплазму, субгеномние мРНК транслюються, а прегеномная РНК зв'язується з полімеразою та інкапсідіруется в корову частинку. У складі коровою частинки ДНК-полімераза здійснює синтез мінус-нитки ДНК на матриці РНК за механізмом самопраймірованія. У процесі синтезу відбувається деградація матричної РНК. Синтез мінус-нитки ДНК починається поблизу 3'-кінця прегеномной РНК, внаслідок чого 5'-кінець негативної ДНК стає пов'язаним з ревертазой. Після завершення синтезу мінус-ланцюга ДНК і видалення основної частини матричної РНК залишається кепірованний 5'-кінець РНК, що містить копію ділянки ініціації синтезу ДНК (DRI). Цей фрагмент РНК переноситься на 3'-кінцевий комплементарний ділянку мінус-нитки ДНК (DR2) і служить затравкой для синтезу плюс-нитки ДНК. Потім ДНК-полімераза синтезує неповну плюс-нитка ДНК і геном або реімпортіруется в ядро ??або відбувається дозрівання коровою частинки до інфекційного віріона. Загальна стратегія реплікації / транскрипції генома гепаднавирусов представлена ??на схемі (Мал. 19).

  В даний час встановлено, що геном вірусу гепатиту В може інтегрувати в геном клітини-хазяїна. Інтеграція - впровадження вірусної (або іншої) послідовності ДНК в ДНК клітини-господаря, що приводить до ковалентному з'єднанню з хазяйської послідовністю. У такому випадку реплікація вірусного генома і його

  транскрипція здійснюються за загальними клітинним механізмам. Інтеграція вірусного генома в геномом хазяїна може відбуватися кількома шляхами. ДНК-віруси використовують для інтеграції механізм сайт-специфічної рекомбінації. У загальному значенні рекомбінація - це взаємодія між специфічними ділянками ДНК.















  Рис. 19. Схема стратегії реплікації / транскрипції генома гепаднавирусов







  Сайт-специфічна рекомбінація - взаємодія між специфічними парами послідовностей, в межах яких є гомологічні послідовності. Це консервативна рекомбінація. Для здійснення інтеграції необхідна інтеграли (топоізомераза I) і клітинний білок IHF (клітинний фактор інтеграції). Інтегрований вірусний геном існує у вигляді провируса і може вищепляются за участю вірусоспецифічні білка.

  Існує ще кілька вірусів, у яких реплікація геному також включає реакцію зворотної транскрипції. Це каулімовіруси (віруси рослин), що мають геном у вигляді двунітевой кільцевої ДНК, обидві нитки якої не безперервні. Стратегія реплікації геному каулімовірусов схожа з реплікацією / транскрипцією ДНК гепаднавирусов. Таким чином, стратегії реплікації / транскрипції (+) РНК-геномних ретровірусів і ДНК-геномних гепаднавирусов хребетних і каулімовірусов рослин базуються на механізмі зворотної транскрипції, і це подібність, по всій ймовірності, має еволюційну основу. 
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "Основні принципи та механізми реплікації ДНК-геномів вірусів"
  1.  Загальні положення
      Захворюваність населення різними вірусними інфекціями неухильно зростає з кожним роком. Винятком не стають і жінки в період вагітності. При цьому гострі (первинні) вірусні інфекції можуть призводити як до втрати вагітності, так і до народження дітей з різними порушеннями в розвитку. Хронічні (латентні інфекції), які часто прогресують на тлі гестаційної імуносупресії,
  2.  ПРИНЦИПИ ВІРУСОЛОГІЇ
      Кеннет Л. Тайлер, Бернард Н. Філдс (Kenneth L. Tyier, Bernard N. Fields) Структура і класифікація вірусів. Типова вірусна частка (вирион) містить ядро, що складається з нуклеїнової кислоти - ДНК або РНК. Існує значна варіабельність структур і розмірів вірусних нуклеїнових кислот (табл. 128-1). Геноми з мінімальною мовляв. масою, як, наприклад, у парвовирусов, налічують 3-4
  3.  ОБМІН кальцію, фосфору і кісткової тканини: кальційрегулюючих ГОРМОНИ
      Майкл Ф. Холік, Стефеп М. Крепі, Джої Т. Поттс, молодший (Michael F. Holick, Stephen M. Krone, John T. Potts, Jr.) Структура і метаболізм кісткової тканини (див. гл. 337) Кость - це динамічна тканину, постійно перебудовували протягом життя людини. Кістки скелета добре васкулярізована і отримують приблизно 10% хвилинного об'єму крові. Будова щільною і губчастої кісток
  4.  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
  5.  Інгібування 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
  6. В
      + + + Вагіна штучна (лат. vagina - піхва), прилад для отримання сперми від виробників сільськогосподарських тварин. Метод застосування В. і. заснований на використанні подразників статевого члена, замінюють природні подразники піхви самки, для нормального прояви рефлексу еякуляції. Такими подразниками в В. і. служать певна температура (40-42 {{?}} C) її стінок,
  7. Д
      + + + Давенеідози (Davaineidoses), гельмінтози птахів, що викликаються цестодами сімейства давенеід. Серед них мають значення давенеози і райетіноеи. + + + Давенеоз (Davaineosis), гельмінтоз птахів, що викликається цестодами роду Davainea сімейства Davaineidae, що паразитують у кишечнику. Поширений повсюдно. Найбільший економічний збиток птахівництву заподіює Д. курей. Збудник Д. курей - D.
  8. Л
      + + + Лабільність у фізіології (від лат. Labilis - ковзний, нестійкий), функціональна рухливість, здатність нервової та м'язової тканин тваринного організму відтворювати за 1 сек максимальне число імпульсів (число електричних коливань) у повній відповідності з ритмом діючих на неї подразників; швидкість протікання в тканини циклів збудження, яким супроводжується її
  9.  Хронічного гепатиту
      У всьому світі захворювання печінки займають істотне місце серед причин непрацездатності та смертності населення. З кожним роком спостерігається зростання захворюваності гострими і хронічними гепатитами, які все, частіше трансформуються в цирози печінки. Термін «хронічний гепатит» об'єднує, рбшірний коло захворювання печінки різної етіології, які відрізняються за клінічним перебігом
  10.  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
загрузка...

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