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 »

Особливості транскрипції ДНК-геномів вірусів

Кожна клітина ссавців містить приблизно 6 * 109 пар азотистих основ ДНК і > 104 активних промотора. Це створює певні труднощі для вірусної ДНК, тому що вірусні промотори повинні ефективно конкурувати за використання клітинного транскрипційного апарату, а завербований апарат клітини повинен ефективно генерувати вірусні транскрипти. Для цього ДНК-віруси здійснюють стратегію ефективного ініціювання транскрипції на вірусної ДНК в одному або більш специфічному промоторі незабаром після того, як ДНК введена в ядро. Ці промотори безпосередньо керують транскрипцією так званих ранніх генів.

Енхансери (гени - підсилювачі). Для того щоб елементи клітинного транскрипційного апарату могли взаємодіяти з ранніми вірусними промоторами і активізувати транскрипцію, багато ДНК-віруси містять гени-підсилювачі або енхансери - cis-acting регуляторні послідовності, що виконують роль мінімальних промоторів.

На відміну від промоторів, вони можуть активізувати транскрипцію, перебуваючи вище або нижче сайту зв'язування, що запускає транскрипцію, зі швидкістю від тисячі пар азотистих основ (біти) в секунду. Ця особливість певних енхансером підкреслює конкурентноздатну перевагу до зв'язування з вірусними промоторами. Дійсно, висока активність енхансера / промотора ранніх генів цитомегаловірусу визначає його часте використання у векторах експресії. Хоча клітинні гени часто містять енхансери, перший ген-підсилювач був виявлений у поліомавірус SV40. Енхансер SV40 складається з двох тандемних дуплікацій 72 п.н., які містять сайти зв'язування, принаймні, для шести різних факторів транскрипції, включаючи множинні сайти зв'язування для деяких факторів. Необхідною умовою для оптимальної функції енхансера є його специфічна місце розташування і кратність чинників, що у транскрипції.

Багато енхансери також містять специфічні сайти для "архітектурних" білків, які не мають функції активації транскрипції, а утворюють з енхансером власний, швидше стереоспецифической, тривимірний комплекс білка і гена, який названий енхансеосомой. Ці комплекси нуклеопротеида можуть активувати транскрипцію зі значною потужністю і специфічністю за рахунок взаємодії з РНК-полімеразою II.

Фактори транскрипції віріона. На додаток до енхансером деякі ДНК-віруси кодують білки, які упаковані в вирион, вводяться в клітку з вірусною ДНК і, потім, полегшують транскрипцію ранніх генів. Класичним прикладом цього є поксвирусов, які реплікуються в цитоплазмі, що робить марним клітинний апарат транскрипції. Поксвирусов кодують і упаковують в віріони власну РНК-полімеразу, ферменти кеппірованія і поліаденілювання і фактори транскрипції. Після проникнення в клітину і роздягання, вірусний транскрипційний апарат активується і синтезує вірусні ранні транскрипти. Інший прикладом є трансактиватор VP16 вірусу простого герпесу (HSV). HSV VP16 синтезується на пізній стадії інфекції і упаковується в частину віріона, відому як тегумент, який знаходиться між капсидом і оболонкою. Після проникнення HSV в клітку, VP16 транспортується в ядро, де формує комплекс, принаймні, з двома клітинними білками - Oct-1, який є активатором транскрипції, який дізнається 8 п.н. послідовність ДНК, і HCF-1. Цей тривимірний комплекс зв'язується зі специфічною ДНК-послідовністю HSV в області TAATGARAT (R=пурин), розташованої вище ранніх генів. Специфічність і аффинное спорідненість забезпечує Oct-1. Комплекс служить потужним активатором транскрипції. Ця функція пов'язана з С-термінальним активаційним доменом VP16, який може зв'язуватися фактично з будь-якою послідовністю ДНК, розташованої вище TATA-боксу промотора, у зв'язку з чим, він може активізувати транскрипцію в будь-якій клітині еукаріот.
трусы женские хлопок
Дійсно, VP16 є універсальним активатором транскрипції, т.к. активаційний домен VP16 може взаємодіяти з багатьма різними білками клітинного апарату транскрипції, проте не ясно, який саме білок найбільш важливий для його дії.

Стимуляція генної експресії вірусними ранніми білками. У процесі внутрішньоклітинного життєвого циклу ДНК-віруси експресують свої гени у високо впорядкованої послідовності. Хоча експресія геномів вірусів може регулюватися посттранскрипційна, головний контроль здійснюється на рівні транскрипції. Вірусні ранні гени кодують білки, які, будучи трансльовані, стимулюють експресію так званих пізніх вірусних генів. Це відбувається завдяки наявності ранніх і пізніх промоторів, які зазвичай відчувають нестачу енхансером або специфічних сайтів для комплексів транскрипції, подібних тим, що формуються білками віріона або, наприклад, VP16, для того, щоб ефективно конкурувати з клітинними промоторами транскрипції. Вираз деяких вірусних генів (наприклад, пізніх генів папіломавірус) обмежено

специфічним станом клітинної диференціювання. В основі цього обмеження може лежати ткане-специфічна експресія клітинних факторів транскрипції. Має також бути зазначено, що кілька вірусів кодують білки, які додатково стимулюють експресію деяких вірусних генів у специфічний час життєвого циклу вірусу. Крім того, багато вірусів впливають на експресію клітинних генів, що може спричинити за собою індукцію або репресію специфічних генів, а також неспецифічне вимикання експресії генів. Мається багато механізмів, які пов'язані з функцією ранніх вірусних білків. Наприклад, білок BZLF1 (також відомий, як Zta) вірусу Епштейна-Барр (сем. Herpesviridae), може вести себе подібно клітинним факторам транскрипції, які зв'язуються зі специфічною послідовністю вище генів і активізують їх транскрипцію. Інші ранні білки збільшують активність клітинних факторів транскрипції. Наприклад, білок аденовірусу E1A заміщає членів транскрипції, руйнує комплекс білків сімейства E2F і білків-репрессоров сімейства Rb. Це збільшує транскрипцію ранніх генів аденовірусу, які містять E2F-зв'язуючі сайти, що має важливі наслідки для клітинної транскрипції і, побічно, для реплікації вірусної і клітинної ДНК. Інші ранні білки, подібні ICP4 вірусу простого герпесу, можуть стимулювати транскрипцію шляхом прямої взаємодії з транскрипційним апаратом без зв'язування зі специфічними послідовностями ДНК цільового промотора, або стимулювати експресію вірусних генів з використанням механізмів посттранскрипційна процесингу. У будь-якому випадку результатом дій цих вірусних білків є те, що клітинний транскрипційний апарат використовується для реалізації інформаційних програм вірусу, а не клітини.

Регуляція транскрипції. У вірусних і клітинних системах молекулярні механізми транскрипції принципово подібні. Відмінність полягає в існуванні різних способів регуляції транскрипції вірусних геномів. Необхідність такого регулювання визначається різною потребою в вірусоспецифічні білках. Структурні білки, як правило, потрібні у великих кількостях, ніж ферменти. Білки, що забезпечують реплікацію генома вірусу, потрібні на ранніх стадіях інфекції, а структурні білки - на пізніх. Тому доцільно, щоб різні вірусні гени зчитувалися з різною ефективністю, і ця ефективність змінювалася в часі.

Процес транскрипції регулюється на рівні транскріптона за рахунок роботи репрессоров і активаторів білкової природи і енхансером. Транскрипція регулюється

кількісно і якісно і здійснюється як клітинними, так і вірусоспецифічні механізмами. У вірусів встановлено існування цілого ряду способів регуляції транскрипції:

Тимчасової тип регуляції.
У ДНК-вірусів існує три періоди транскрипції: сверхранний, ранній і пізній. При надранньої та ранньої транскрипції зчитуються сверхранние і ранні гени, при пізній - пізні гени. Кількість транскриптов пізніх генів перевищує кількість ранніх. Багато сверхранние мРНК є генами неструктурних білків - ферментів і регуляторів транскрипції і реплікації. Пізні мРНК є генами структурних білків. Фактором регуляції транскрипції у ядерних вірусів також є транспорт мРНК в цитоплазму.

Каскадний тип регуляції транскрипції генів. Суть такої регуляції полягає в тому, що продукти надранньої транскрипції, наприклад?-Білки, необхідні для транскрипції іншої групи генів, що кодують?-Білки, які в свою чергу включають транскрипцію наступної групи генів -?-Білків.

Полярний тип регуляції визначається порядком розташування генів в геномі. Кількість синтезованих молекул поліпептиду залежить від відстані між геном і промотором. Уздовж генома (-) РНК вірусів існує як би градієнт ефективності транскрипції. Найчастіше транскрибируются гени 3'-регіону, рідше - гени 5'-кінця.

Взаимноерасположениеисиларегуляторныхсигналов. Зчитування або несчітиваніе траскрібіруемого ділянки матриці залежить від властивостей і розташування регуляторних сигналів - промоторів (забезпечують початок транскрипції) і термінаторів (забезпечують припинення траскріпціі). Основа регуляції - взаємне розташування регуляторних сигналів і їх сила. Активність сигналів може змінюватися в часі.

Характер освіти транскриптів і спосіб регуляції залежать від того, чи маємо ми справу з вірусами прокаріотів або еукаріот. Нагадаємо, що в клітинах прокаріотів можлива множинна ініціація трансляції на поліцістронной матриці, тоді як у клітинах еукаріот на мРНК реалізується тільки одна точка ініціації трансляції і ця мРНК функціонально моноцістронна. Обмеження, що накладаються кліткою господаря, в першу чергу позначаються на механізмах транскрипції і посттранскрипційна дозрівання мРНК. Наведемо конкретні приклади способів регуляції транскрипції вірусних геномів в клітинах еукаріот, яка здійснюється за допомогою більш складних механізмів, ніж у клітинах прокаріотів. Крім промоторів, енхансером і термінаторів Транскрипційних система доповнюється різноманітними способами процесингу первинних транскриптів.

Розглянемо процесинг первинних транскриптів на прикладі ядерного вірусу еукаріот - аденовірусу. Процесинг - це посттранскрипційна зміни первинних транскриптів або дозрівання мРНК, що включає кепірованіе 5'-кінця, поліаденілювання 3'-кінця і сплайсинг. У аденовірусу лише кепірованіе йде ефективно на різних стадіях репродукції і відбувається до завершення синтезу транскрипта. Великий внесок у регуляцію експресії генома аденовірусів вносить альтернативне поліаденілювання. Особливо наочно це видно при утворенні пізніх мРНК. У первинному транскрипті пізньої області генів є 5 ділянок, несуть сигнал поліаденілювання (гексануклеотід AAUAAA). Поліаденілювання може відбутися в будь-якій ділянці і з первинного транскрипту може утворитися тільки одна з 5-ти можливих класів мРНК. Від вибору тієї чи іншої ділянки поліаденілювання залежить відносна концентрація тієї чи іншої мРНК. Переважна більшість кепірованних і поліаденілірованних транскриптов аденовірусного генома піддається альтернативного сплайсингу - видаленню різних ділянок первинного транскрипту, що здійснюється за допомогою клітинних механізмів. Наявність альтернативного сплайсингу і альтернативного поліаденілювання при процессинге первинних транскриптів вірусів еукаріот визначається моноцістронностью еукаріотичних мРНК.
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна " Особливості транскрипції ДНК-геномів вірусів "
  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. Рибонуклеїнові кислоти 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. ІСТОРІЯ ВІРУСОЛОГІЇ.
    Перші згадки про вірусних хворобах людей і тварин зустрічаються в дійшли до нас письмових джерелах древніх народів. У них, зокрема, містяться відомості про епізоотій сказу у вовків, шакалів і собак і поліомієліті в Стародавньому Єгипті (II-III тис. років до н. Е..). Про натуральної віспи було відомо в Китаї за тисячу років до нашої ери. Давню історію має також жовта лихоманка, на
  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.  Інфекція, викликана вірусом гепатиту В
      ^ Збудник - вірус гепатиту В. ^ Поширеність - 1-2% вагітних. ^ Шлях передачі - статевий, парентеральний, вертикальний. ^ Клініка у вагітної - захворювання зазвичай легкого або середнього ступеня тяжкості (нудота, блювота, гепатоспленомегалія, жовтяниця, біль у правому підребер'ї), безсимптомний перебіг. ^ Діагностика - серология. ^ Вплив на плід - не володіє тератогенним
  7.  Онкоген І неопластичними ЗАХВОРЮВАННЯ
      Поль Нейман (Paul Neiman) При розподілі ракові клітини передають дочірнім клітинам неопластичний фенотип. Але цієї причини отримало загальне поширення думка про те, що спадкування неопластичного фенотипу зумовлюється специфічними генами. Це припущення пояснює надзвичайний інтерес дослідників-онкологів до онкогенних вірусів. Незважаючи на порівняльну генетичну
  8.  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
  9.  ГРИП
      Рафаел Долін (Raphael Dolin) Визначення. Грип є гостре респіраторне захворювання, викликане вірусом грипу. Інфекція вражає верхні і / або нижні дихальні шляхи і часто супроводжується такими системними симптомами, як лихоманка, головний біль, міалгія, слабкість. Спалахи захворювання різної тривалості і тяжкості, що виникають практично кожну зиму, призводять до
  10.  Т-лімфотропні ВІРУСИ ЛЮДИНИ
      Роберт К. Галло, Антон С. Фаучи (Robert С. Gallo, Anthony S. Fauci) Біологія ретровірусів. Вперше ретровіруси були виділені від курчат на початку цього століття. Пізніше, в 50-х роках, від мишей, хворих на лейкоз, був виділений ретровірус ссавця. В даний час вже добре відомо, що ці віруси пов'язані з виникненням у багатьох видів тварин як злоякісних, так і
загрузка...

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