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
ГоловнаМедицинаВірусологія
« Попередня Наступна »
Н.А. Новикова. ЗБЕРІГАННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ ГЕНЕТИЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ ВІРУСІВ, 2007 - перейти до змісту підручника

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



Реплікація генетичної інформації - єдина найбільш відмінна характеристика живих систем, і ніде в біосфері цей процес не виконується з більшою економією і очевидною простотою, як у РНК-вірусів. Щоб здійснити експресію, реплікацію і перенесення генів, різні сімейства РНК-вірусів розвинули різноманітні генетичні стратегії і життєві цикли, які експлуатують біологію та біохімію їх господарів багатьма різними способами. РНК-віруси - єдині відомі створення природи, що використовують РНК в якості генетичного матеріалу. Ці віруси копіюють свої геноми з використанням одного з двох унікальних біохімічних шляхів: або шляхом РНК-залежного синтезу РНК (реплікація РНК) або, як ретровіруси, РНК-залежного синтезу ДНК (зворотна транскрипція), який супроводжується реплікацією ДНК і транскрипцією. Ці шляхи вимагають роботи ферментів, які зазвичай відсутні в неінфікованих клітинах-господарях. У зв'язку з цим, дані ферменти повинні бути генетично детерміновані вірусом і експресувати протягом інфекції. У деяких родинах РНК-вірусів ці унікальні синтетичні процеси необхідні на перших стадіях інфекційного циклу, що вимагає наявності упакованих

в вирион полімерази та інших ферментів, необхідних для здійснення наступного циклу інфекції.

Мінливість РНК. Полімерази, що каталізують реплікацію РНК, і зворотна транскриптаза мають мінімальні можливості для виправлення помилок синтезу. В результаті, частота виникнення помилок при синтезі РНК приблизно в 10 тисяч разів вище, ніж при реплікації ДНК, і вона залежить від числа нуклеотидів, складових вірусний геном. Це означає, що геном будь-якої індивідуальної частинки РНК-яке містить вірусу буде містити одну або кілька мутацій, що відрізняють його від послідовності дикого типу даної вірусної різновиди. Цей простий факт має далекосяжні наслідки для біології та еволюції РНК-вірусів, тому що потомство РНК-вірусу (природне або лабораторне) являє собою не сукупність однорідних двійників, а скоріше молекулярний рій родинних нуклеотиднихпослідовностей, згрупованих в місці синтезу послідовностей. Цей молекулярний рій або "квазі-різновид" забезпечує джерело фенотипічних варіантів, які можуть швидко відповісти на змінюється тиск природного відбору. Як наслідок, РНК-віруси можуть еволюціонувати в мільйон разів швидше ніж, ДНК-організми. У той же час висока мінливість РНК не забезпечує швидку еволюцію РНК-вірусів, так, як розміри генома вірусів накладають верхні межі на високу норму помилок полімерази. Комбінація рівня Реплікаційний помилок і розміру генома визначають "поріг помилки", вище якого вірус не може підтримувати цілісність послідовності квазі-різновидів. У результаті, деякі РНК віруси мають розмір генома більше 30 кілобаз (kb), найчастіше він коливається в межах 5-15 kb. Беручи до уваги, що генетично різноманітне потомство може нести летальні мутації, що знижує потенціал для швидкого еволюційного відповіді, РНК-геноми цього розміру збалансовані нижче їх порогів помилки.

Внутріклітинні місця реплікації РНК-геномів вірусів. Основна маса РНК-вірусів реплікується в цитоплазмі. Проте відомий ряд винятків із цього правила. На додаток до ретровірусів, які синтезують ДНК копії своїх геномів і вбудовують їх у клітинні хромосоми, ортоміксо-і борнавірусів, чий геном представлений лінійної

(-) РНК, і кільцева РНК вірусу гепатиту дельта, подібна віроїди рослин, також реплицируются в ядрі. Кожен компартмент клітини має свої можливості і резерви,

визначаються доступністю клітинних компонентів і біохімічних шляхів, які можуть бути використані і скоординовані вірусами.

Рівні сегментації: гени, мРНК і білки. Поділ еукаріотів на ядерні та ендоплазматичного компартменти глибоко впливає на біологію вірусів. Рибосоми еукаріот вимагають метилірованої кеп-структури на 5'-кінці мРНК, яка відіграє критичну роль у передачі сигналів ініціювання білкового синтезу. В результаті, еукаріоти підкоряються правилу - «одна мРНК - одна поліпептидний ланцюг», і, за небагатьма винятками, кожна мРНК функціонує як окрема одиниця трансляції. РНК-залежні РНК-полімерази вірусів мають обмежену здатність до взаємодії з внутрішніми инициирующими сайтами РНК-матриць, що створює проблему одержання декількох індивідуальних білків на основі єдиного генома. У процесі еволюції різні сімейства РНК-вірусів знайшли три рішення цієї проблеми: фрагментація на рівні білків, освіта субгеномних мРНК, сегментація геному. Наприклад, РНК-віруси сімейств Picorna-, Toga-, Flavi-і Retroviridae для того, щоб отримати функціональні білкові продукти використовують протеолітичну розщеплення поліпротеїну-попередника. Віруси інших сімейств - Сorona-, Аrteri-, Rhabdo-, Paramyxoviridae - залежать від складних механізмів транскрипції і щоб справити кілька різних моноцістронних мРНК з єдиною РНК-матриці змушені синтезувати субгеномние мРНК. Представники сімейств Reo-, Orthomyxo-, Bunya-, Arenaviridae та ін вирішили проблему, фрагментируя геноми. При цьому віріони містять багаторазові частки геному, кожен з яких часто представлений єдиним геном. У вірусів рослин такі частки РНК геному можуть пакетуватися в окремі віріони (явище мультипартитні), вимагаючи інфекції декількома вірусними частками для забезпечення інвазивної здатності вірусу, в той час, як сегменти геному вірусів тварин зазвичай пакетований спільно. Навпаки, ДНК віруси рідко використовують або сегментацію генома або синтез поліпротеїну. Це ймовірно пов'язано з відносною простотою синтезу моноцістронних мРНК, яка може бути транскрибуватися з внутрішніх промоторів на двунітевой ДНК і піддана альтернативному сплайсингу, подібно ядерним транскрипт клітини.

Види РНК-геномів вірусів. На відміну від геномів клітин, які складаються тільки з днДНК, вірусні РНК-геноми є прикладами структурного розмаїття. Різні сімейства РНК-вірусів мають геноми, представлені

двунітевой (дн) або однонитевой (він) РНК, які в свою чергу можуть бути лінійною або кільцевою форми, можуть бути єдиною або складатися з багатьох часток ( рис. 4).

Різноманіття видів РНК-геномів розширюється за рахунок існування послідовностей, що відрізняються напрямком зв'язків цукрово-фосфатного

остова. Однонітевиє РНК можуть мати позитивну полярність - (+) РНК, негативну полярність - (-) РНК або можуть бути представлені обоюдозначащей ланцюгом - (+ / -) РНК (амбісенс стратегія кодування). У свою чергу, РНК позитивної полярності можуть мати різну структурну організацію. Будучи матричної РНК, можуть мати на 5'-кінці кеп (7-метілгуанозін), а на 3'-кінці - полі-А послідовність; можуть не мати кепа або полі-А; можуть мати на 5'-кінці геномної білок; можуть мати на 3'-кінці тРНК-подібну або Шпількова структуру.

Кожна різновид генома має свої стратегії реплікації, експресії генів і упаковки в віріони.

Одно-і двунітевие РНК-геноми вірусів. Хоча всі РНК-геноми реплицируются звичайним способом комплементарного спаровування нуклеотидних основ матриці і дочірньої нитки, різні сімейства РНК-вірусів реалізують різні молекулярні стратегії реплікативного циклу РНК і її інкапсідаціі. Сімейства онРНК-вірусів перевершують чисельністю сімейства вірусів з днРНК геномом майже в

10 разів. Зважаючи більшої стабільності двунітевих нуклеїнових кислот, це розходження вимагає пояснення. Здаються вірогідними дві можливості, що пояснюють відносний дефіцит днРНК вірусів. По-перше, днРНК-віруси на початку інфекційного циклу повинні, так чи інакше, обійти придушення трансляції, яке випливає з співіснування еквімолярних кількостей анти-смислових ниток. По-друге, днРНК сприймається клітинами вищих еукаріот, як сигнал для індукції механізмів захисту, типу системи інтерферону у хребетних, які спрямовані на пригнічення вірусної реплікації. Ці ж самі причини важливі і для онРНК-вірусів. Щоб обмежити накопичення проміжних реплікативних форм, що містять області днРНК, віруси розробили стратегії, що розрізняються у (+) РНК і (-) РНК. Всі (+) РНК-віруси синтезують непропорційно низькі рівні негативних ниток - 1-5% від рівня позитивної РНК і таким чином мінімізують потенціал для накопичення днРНК. Навпаки, (-) РНК-віруси потребують суттєвих кількостях (+) РНК ниток, щоб використовувати їх в якості матриці для синтезу геномного потомства.
Зазвичай (-) РНК-віруси запобігають отжиг (+) і (-) ниток, зберігаючи геномную РНК у складі нуклеокапсида.



Рис. 4. Види РНК-геномів вірусів







(+) РНКі (-) РНКгеноми. Відмінності між позитивним і негативним РНК-геномами визначаються полярністю ниток, інкапсідірованних в віріони. (+) РНК-геном на початку інфекції використовує синтезовані на рибосомах

вірусоспецифічні білки і клітинні РНК-зв'язуючі білки. Після того, як синтезовані вірусоспецифічні РНК-залежна РНК-полімераза (RdRp) та інші неструктурні білки покидають рибосоми, починається реплікація РНК. Потім знову синтезовані структурні білки віріона і РНК асемблює з утворенням вірусного потомства. На противагу цьому, (-) РНК-геноми і їх антігеномние комплементи залишаються пов'язаними з білками нуклеокапсида, як в межах вірусних частинок, так і протягом усього циклу вірусної реплікації. Ці фундаментальні адаптаційні відмінності засновані на тому, що геноми позитивної полярності повинні задовольняти трансляційним критеріям, які диктуються клітиною-господарем, в той час як негативні геноми і антігеноми повинні задовольняти тільки матричним вимогам вірусоспецифічні RdRp, у зв'язку з тим, що вони копіюються, але ніколи не транслюються. Хоча до цього часу залишається неясним, як полімераза може копіювати вкриті білком РНК-матриці. днРНК-геноми є проміжними між цими крайнощами: батьківські частки геному залишаються ізольованими в вірусний частинках протягом усього інфекційного циклу. Проте слід враховувати, що позитивні нитки-попередники днРНК потомства спочатку не інкапсідіровани. Ймовірно, ці варіації відображають істотні відмінності в структурах вірусних комплексів RdRp-матриця і в молекулярних механізмах реплікації позитивних, негативних і днРНК-геномів.

ЛінейниеікольцевиеРНК-геноми. Реплікація РНК не тільки вимагає збереження прийнятного рівня помилок, як обговорено раніше, але також повинна уникати систематичних делеций або вставок нуклеотидів. Особливо схильні до змін кінцеві послідовності геномів, дублювання яких представляє проблему. При реплікації ДНК проблема термінації синтезу посилено тим, що ДНК-полімераза не може почати синтез дочірньої нитки de novo, для чого потрібна наявність затравки. Це створює додаткові складності, пов'язані з копіюванням праймер-зв'язує послідовності. Одним з кількох відомих, найбільш економічних і широко поширених в природі рішень цієї проблеми є усунення решт шляхом утворення кільцевої ДНК, як у прокариотических геномах. На відміну від ДНК-полімерази, більшість РНК-полімерази не вимагає затравок, так що РНК-геноми менш сприйнятливі до проблеми кінців. Відповідно, більшість РНК-геномів вірусів - лінійні молекули. Ковалентно замкнуті кільцеві РНК знайдені тільки у вірусу гепатиту дельта тварин, серед віроїдів і деяких інших вірусний РНК-

патогенів, які інфікують рослини. Однак кінці лінійних рибонуклеинових кислот особливо чутливі до деградації та їх реплікація особливо схильна до помилок. Отже, кожне сімейство РНК-вірусів має особливості, розроблені для збереження решт геному. Наприклад, безліч РНК-геномів позитивної полярності несуть 5'-кеп і 3'-полі-A трек, які захищають від деградації кінці послідовності еукаріотичних мРНК. Подібну роль, ймовірно, виконує геномної білок (Vpg), який ковалентно пов'язаний до 5'-кінцем РНК пикорнавирусов, а також стійкі вторинні структури РНК, знайдені на 3'-кінці РНК флавивирусов і в інших геномах. 3'-кінці багатьох рибонуклеинових кислот вірусів рослин формують структури типу «кленового листа», які подібні клітинним тРНК. Крім цього, в (+) РНК вірусів виявлені модифікації, які можуть служити для з'єднання її кінців. Ці модифікації опосередковують взаємодію

3'-кінця з клітинними білками типу полі-A-зв'язуючого білка і кеп-зв'язуючого комплексу, що призводить до формування нековалентно замкнутих функціональних комплексів, які можуть повторно промотувати трансляцію рибосомами і повторно реплицироваться RdRp's. На відміну від (+) РНК-геномів вірусів, негативні - і амбісенс РНК-геноми рідко несуть ковалентні кінцеві модифікації. Ці РНК зазвичай мають деякою ступенем комплементарності кінцевий послідовності, яка, як думають, стабілізує вірусний нуклеокапсид і промотуючу реплікацію РНК, можливо, роблячи матрицю функціонально кільцевої, як описано для рибонуклеинових кислот позитивної полярності. Концевая компліментарність послідовності також дозволяє кінців РНК виступати в ролі теломеров і служити 5'-кінцевий матрицею для відновлення зруйнованих 3'-кінцевих нуклеотидів. Інше рішення проблеми решт є у деяких (+ / -

  ) РНК-аренавірусів. Ці віруси стійкі до кінцевим змінам і здатні допустити істотний рівень варіабельності кінцевих послідовностей генома, можливо, маючи необхідними внутрішніми cis-acting сигналами, далеко віддаленими від кінців РНК. Ретровірусні геноми навпаки надлишкові, і мають прямі повтори між 12 і 235 нуклеотидами на кожному кінці. Ці прямі повтори підтримують і відновлюють цілісність решт РНК протягом зворотної транскрипції та вірусної реплікації.

  СегментированныеинесегментированныеРНК-геноми. Сегментація генома вірусів полегшує виробництво індивідуальних продуктів в еукаріотичних клітинах. У теж час це означає, що кожна частка генома для забезпечення експресії, реплікації і

  складання віріонів повинна містити відповідні регуляторні cis-acting сигнали. У деяких родинах вірусів з сегментованим геномом (Orthomyxoviridae, Reоviridae) ці сигнали включають консервативні для всіх сегментів кінцеві послідовності, але у вірусів інших сімейств (біпартітние Noda-і Tetraviridae), істотних консервативних послідовностей у різних часткою генома не виявлено. У цих випадках специфічність реплікації РНК і складання віріонів, можливо, визначається консервативністю вторинної або третинної структури РНК. Проте механізми, які координують реплікацію і упаковку різних сегментів геному, залишаються погано понятими для будь-якого вірусу еукаріот.

  Сегментація генома вірусу робить істотний вплив на його біологію, бо індивідуальні сегменти можуть часто піддаватися реассортаціі в клітинах, інфіцрованних двома штамами вірусу, дозволяючи вірусам сегментованим геномом робити істотні еволюційні стрибки допомогою горизонтальної передачі генів. Цей механізм лежить в основі антигенних змін (антигенний шифт), забезпечують виникнення нових пандемічного штамів вірусу грипу з сімейства Orthomyxoviridae.

  Cis-аcting сигнали і специфічність реплікації. Реплікація та упаковка вірусних РНК є дивно специфічними процесами. Обидва ці процеси безпомилково вибирають правильні вірусні молекули з числа тисяч рибонуклеинових кислот, що містяться в клітині. Це в основному пов'язано з присутністю сis-аcting сигналів, які селективно визначають реплікацію вірусних РНК і збірку віріонів, але в більшості РНК-геномів вірусу ці сигнали до кінця ясно не ідентифіковано. Сигнали, які були охарактеризовані, включають не лінійні нуклеотидні послідовності, а вторинні структури у вигляді петель, тРНК-подібних структур і псевдовузлів, які створюють специфічні тривимірні молекулярні форми, здатні взаємодіяти тільки з вірусними ферментами і структурними білками вірусу. Однак розуміння молекулярних основ специфічності реплікації РНК і складання віріонів обмежено браком знань тривимірних структур вірусної РНК та її діючих сis-аcting сигналів.

  Сателітні РНК і дефектні РНК геноми. Іноді в інфікованих клітинах виявляються молекули РНК, які не є ні незалежно інфекційними, ні істотними для инвазионной здатності вірусу, але проте містять діючі сis-аcting сигнали, що активують їх власну реплікацію та / або упаковку в білки, які кодуються іншим вірусом. Такі супутникові (сателітні) РНК, що паразитують на

  материнському вірусі, можуть модулювати його реплікацію і вірулентність. Серед РНК-вірусів тварин основним прикладом вірусу сателіта є вірус гепатиту дельта, який упаковує свій геном в білки, які кодуються вірусом гепатиту B, і може істотно посилювати його патогенність. Паразитування РНК-сателіта на ДНК-містить вірусному батьку незвично; як правило, супутникові РНК копіюються і інкапсідіруются в білки РНК-яке містить вірусу-батька, з яким вони мають, принаймні, деяку, гомологию послідовностей. У ряді випадків, сателітні РНК кодують власні білки капсида, або білки, необхідні для реплікації РНК (як у випадку вірусу гепатиту дельта), але частіше вони з точки зору трансляції не активні. Сателітні РНК частіше зустрічаються серед вірусів рослин, ніж серед вірусів тварин, можливо, тому що трансмісія тварин вірусів між господарями відбувається шляхами, які не оптимальні для сателітів.


  На відміну від передачі вірусної інфекції між господарями, поширення інфекції в межах одного організму тварини зазвичай залучає послідовні епізоди обмеженою вірусної реплікації. Ці стани формують покоління і збільшують число дефектних вірусних РНК, які є результатом, як простих делеций, так і більш складних перебудов геному, що відбуваються в процесі реплікації РНК. Подібно сателітом РНК, дефектні РНК паразитують на материнському вірусі і заважають його реплікації. Однак дефектні віруси у своєму виживанні повністю залежать від материнського вірусу. Більшість родин рібовірусов тварин з готовністю виробляють дефектні интерферирующие РНК в культурі клітин, але їх вплив на розвиток вірусної хвороби до кінця не вивчено.

  Структурні та неструктурні білки вірусів. За визначенням, вірусоспецифічні структурні білки включені в вірусні частки, а неструктурні білки знайдені тільки в інфікованих клітинах. Однак віруси з негативним, Амбіполярна і днРНК геномами включають в потомство віріонів RdRp та асоційовані ферменти і тому кодують переважно або виключно структурні білки. На додаток до полімеразі, кодуються вірусом ферменти часто включають одну або декілька протеаз, РНК-ХЕЛІКАЗИ, гуаніліл-і метилтрансферази, полі-А-полімеразу, іноді нуклеазу, а в разі ретровірусів - ДНК-інтеграли. У теж час, для декількох РНК-вірусів встановлено участь у реплікативного циклі ферментів клітини-господаря.

  Протеази розщеплюють продукт первинної трансляції, частиною якого вони є,



  у високо певних послідовностях (сайтах). У деяких клітинах,

  інфікованих пикорнавирусов, вони також вибірково забороняють синтез білка клітини-хазяїна шляхом протеолізу клітинного кеп-зв'язуючого білка. ХЕЛІКАЗИ необхідні великим РНК вірусів для руйнування внутримолекулярного справно підстав протягом синтезу РНК, хоча деякі RdRp здатні розплітати дуплекси РНК без її допомоги. Гуаніліл-і метілтрасферази будують 5'-кеп на мРНК майже у всіх РНК-вірусів еукаріот, крім пикорнавирусов, РНК яких не кепірована, і ортоміксо-і буньявірусов, які крадуть кеп у клітинних мРНК допомогою кеп-специфічної ендонуклеази. На 3'-кінці мРНК більшості вірусів тварин перебуває полі-А трек, а у РНК-вірусів рослин, як правило, тРНК-подібна структура. Поліаденілювання зазвичай відбувається в результаті побічної реакції (пробуксовування) вірусної RdRp, а не в результаті роботи полі-А-полімерази, як у поксвирусов.

  Білки клітини-хазяїна. Істотну роль в реплікації РНК-вірусів можуть грати білки клітини-хазяїна. Слід зазначити, що в різних вірусних системах в цей процес залучені різні клітинні білки. Найяскравішим прикладом є РНК-реплікази бактеріофагів Qb і MS2, у яких, на додаток до єдиного фагоспеціфіческому поліпептиду для забезпечення полімеразної активності необхідно чотири клітинних субодиниці: рибосомальних білок S1 E.coli, два фактори елонгації трансляції та РНК-зв'язуючий білок.

  У деяких вірусів еукаріот в реплікацію РНК також можуть бути залучені фактори трансляції господаря. Наприклад, у бромовірусов (віруси рослин) субодиниця ініціюючого фактора eIF-3 зв'язується з RdRp і збільшує її активність. У інфікованих клітинах кілька інших білків господаря взаємодіють з кінцевими нуклеотидними послідовностями вірусних РНК. Серед них - полі-A-і поліпірімідін-зв'язуючі білки, карлетікулін і білки Ro і L, що взаємодіють з малими ядерними РНК. Хоча слід зазначити, що відрізнити випадкові взаємодії від тих, які грають функціональні ролі, часто скрутно.

  Мембрани клітини-хазяїна. На відміну від фагових реплікази, RdRp вірусів еукаріот незмінно пов'язана з надмолекулярними структурами: мембранами клітини-господаря у (+) РНК-вірусів, нуклеокапсидом у (-) РНК-вірусів і вірусний частками у днРНК-вірусів (рис. 5Б, В, Г ). Внутрішньоклітинні мембрани клітин, інфікованих вірусами з (+) РНК-геномом, піддаються швидкому перерозподілу, формуючи місця заякоріванню вірусних реплікативних комплексів. Коли ці комплекси від'єднуються від мембран, вони втрачають здатність каталізувати справжню реплікацію РНК, хоча

  часто зберігають обмежену здатність копіювати РНК-матрицю. При вивченні нодавірусной інфекції справжня РНК-репліказная активність частково очищеної RdRp була відновлена ??шляхом додавання до безклітинні екстракту гліцеролфосфоліпідов. Ці результати підтвердили ідею, що мембранна організація відіграє центральну роль в реплікації (+) РНК. Те ж саме висновок отримано при інгібуванні реплікації РНК поліовірусу брефелдіном А, який блокує внутрішньоклітинні мембранні взаємодії. Хоча певна роль мембран неясна, ймовірно, вони можуть прискорювати збірку реплікативних комплексів, скорочуючи час

  процесу та відокремлюючи дочірні молекули від матриць.









  А.

 Б.











  В. Г.













  Рис. 5. Стратегії реплікації РНК-геномів вірусів



  А - реплікація за механізмом котиться кільця РНК вірусу гепатиту D.



  Б - реплікація (+) РНК пикорнавирусов на мембрані ЕПР.



  В - реплікація днРНК реовірусів у складі вірусний частинки.



  Г - реплікація (-) РНК вірусу грипу у складі РНП.

  Механізми реплікації РНК-геномів. Як вже зазначалося, реплікація РНК-геномів здійснюється вірусоспецифічні RdRp, яка може входити до складу віріона або детерминироваться геномом. Цікаво, що у тогавирусов (вірус Сіндбіс), реплікація (+) РНК на стадії синтезу мінус-нитки (освіта РФ) здійснюється тільки перехідною версією RdRp, яка згодом протеолітичних процесує, що перемикає матричну специфіку RdRp на синтез позитивних ниток.

  Найпростіший механізм реплікації РНК реалізує вірус гепатиту дельта, в якому клітинна РНК-полімераза II з використанням механізму котиться кільця синтезує мультімерной РНК позитивної і негативної полярності. Після цього Рибозим розщеплює лінійні мономери РНК на конкатамери і ковалентно з'єднує їх у кільця, виробляючи, таким чином, зрілі антігеноми і геноми, відповідно (мал. 5). Цей простий механізм встановлений тільки для віроїдів і ряду інших вірусний патогенів рослин. Вірус гепатиту дельта - єдиний РНК-вірус тварин, який використовує для реплікації РНК механізм котиться кільця. Набагато більш звичайно, онРНК-геноми реплицируются в процесі безперервного копіювання лінійних матриць, що супроводжується послідовними актами витіснення дочірніх ланцюгів. Однак для матричного синтезу потрібні обидва кінці РНК. Це передбачає, що навіть лінійні РНК можуть функціонувати, як кільцеві, можливо полегшуючи повторювану реплікацію і перешкоджаючи кінцевий термінації синтезу.

  На відміну від ферментів, які копіюють ДНК з використанням затравки, більшість RdRp можуть почати синтез РНК de novo. Винятком є ??RdRp пикорнавирусов, яка для ініціювання синтезу використовує маленький вірусний білок (VPg), ковалентно пов'язаний з урацилом. VPg видаляється при трансляції генома, але зберігається при його інкапсідаціі (ріс.5Б).

  У іншому механізмі праймування, ферменти, які кодуються ортоміксо-і буньявірусов, отщепляют від клітинних мРНК короткі кепірованние олігонуклеотиди і використовують їх для транскрипції, хоча реплікацію РНК RdRp, асоційована з нуклеокапсидом, починає de novo. RdRp аренавірусів також починає реплікацію (-) РНК de novo, для чого використовує передостанній нуклеотид матриці, а потім перебудовує знову синтезований ділянку та використовує її для реплікації повного генома.

  Унікальний механізм реплікації генома здійснюють двукапсідние віруси з сегментованим днРНК-геномом - реовірус і бірнавіруси. У них перша стадія

  реплікації (вона ж і транскрипція) відбувається у складі однокапсідной вірусний частинки. Асоційована з коровою оболонкою RdRp синтезує нитки (+) РНК всередині вірусний частинки, які виходять в цитоплазму через пори (рис. 5В). Знову синтезовані (+) РНК служать як мРНК і як матриця для синтезу мінус нитки при складанні віріона.

  У контексті даного викладу не можна не відзначити ще один механізм реплікації, який здійснюють (+) РНК-містять ретровіруси. Це реплікація через інтеграцію з хромосомою клітини-хазяїна. Зберігаючи генетичну інформацію у складі ендогенного провируса, ретровіруси реплікують її разом з геномом клітини, підкоряючись його механізмам. 
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "Реалізація генетичної інформації вірусів"
  1.  Структура вірусу грипу
      реалізації повної 'біологічної активності' віріона. Hi. МОРФОЛОГІЯ І ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК КОМПОНЕНТІВ У віріони А. РОЗМІР І ФОРМА Ранні дослідження вірусу грипу за допомогою методів ультрафільтрації та електронної мікроскопії показали, що віріони грипу мають форму, близьку до сферичної, з середнім діаметром 80-120 нм (Elford et al., 1936; Taylor et al., 1943). За допомогою негативного
  2.  Лейоміома матки
      реалізації процесу репродукції [74]. Важливе практичне значення цих уявлень полягає в залученні уваги до ролі процесу ангіогенезу і тимчасового, вірніше - морфометрического, фактора в патофізіології системних і локальних змін в організмі жінки. У свою чергу, це дає підставу для обгрунтування сучасної стратегії ведення даного контингенту гінекологічних хворих.
  3.  Механізми захисту з боку плода (становлення імунної системи плоду)
      реалізацію конкретної заду-чи. До 22-му тижні гестації (маса тіла плода не менше 500 г) відбувається інтеграція взаємодії імунної та нейроендокринної систем, які об'єднують також систему гемостазу. Формується єдина система регуляції. Період становлення імунної системи плода (14-22 тижнів гестації) називається антигензависимая дифференцировкой. Коли Т-лімфоцити «навчилися»
  4.  ГОЛОВНИЙ КОМПЛЕКС ГЕНОВ гістосумісності
      реалізацію та модуляцію імунної відповіді під впливом множинних генів. Прикладом полигенного імунного захворювання є атонічне алергія, при якій асоціація з HLA може бути очевидною лише в осіб з низьким генетично контрольованим (не в зв'язку з HLA) рівнем продукції IgE. Інший приклад такого роду - дефіцит IgA (див. табл. 63-3), асоційований з HLA-DR3. Клінічне значення
  5.  ОСНОВИ неоплазією
      реалізації геномного набору. {Foto165} Рис. 78. Рівні смертності від раку різної локалізації в США 1930 - 1979 рр.. (Підготовлено Американським протиракову союзом за даними Національного центру статистики здоров'я та Бюро перепису). Контроль за експресією генів здійснюється за допомогою недостатньо відомих молекулярних взаємодій, які можуть бути частково змінені
  6.  ПІДХІД ДО ПРОБЛЕМИ ІНФЕКЦІЙНИХ ХВОРОБ
      реалізації інфекції, якщо відбулося впровадження мікроорганізму в тканини, а також у исходах вже розвинулися інфекційних хвороб. До їх числа відносяться цілісність шкірно-слизових бар'єрів, дія місцевих макрофагів, адекватність захисної реакції поліморфно-ядерних лейкоцитів, функція системи комплементу, наявність або відсутність специфічних антитіл або специфічного клітинного імунітету. На
  7.  ХВОРОБИ периферичної нервової системи
      реалізації в США національної програми з вакцинації свиней проти грипу відзначена поява майже 500 випадків даного синдрому, що в кілька разів перевершує середню частоту СГБ, очікувану в цей період часу серед вакцинованих. Епідеміологічні риси цього вибуху захворюваності нагадують епідемію з одного Таблиця 355-2. Поліневропатії, зумовлені впливом лікарських
  8.  Н.А. Новикова. ЗБЕРІГАННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ ГЕНЕТИЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ ВІРУСІВ, 2007
      реалізації закладеної генетичної інформації. Особливу увагу приділено розгляду питань обміну генетичною інформацією як основ еволюції вірусів. Посібник призначений для підвищення кваліфікації викладачів біологічних факультетів класичних університетів, наукових співробітників, студентів, магістрів та аспірантів, які вивчають молекулярну біологію та
  9. А
      реалізації без обмежень. Літ.: Заходи проти акарапідозу бджіл, «Ветеринарія», 1971, № 8, с. 65-66; Гапонова В. С., Гробов О. Ф. Кліщові хвороби бджіл, М., 1978. + + + Акарициди (від грец. {{A}} kari - кліщ і лат. Caedo - вбиваю), хімічні та біологічні засоби боротьби з кліщами. А. діють на всі життєво важливі органи і тканини кліщів, але володіють також деякої
© medbib.in.ua - Медична Бібліотека