Экспрессия вирусных генов, регуляция

Обратимся теперь к роли репрессоров и активаторов транскрипции в регуляции жизненного цикла бактериофага лямбда (X). Зрелая вирусная частица состоит из линейной двухспиральпой молекулы ДНК (48 кЬ), упакованной в белковую оболочку. Существует два пути развития вируса он может разрушить клетку-хозяина или он может стать ее комнонентом (отсюда и название- умеренный). При литическом пути развития происходит полное выражение (экспрессия) фаговых генов, что приводит к лизису бактерии и образованию примерно 100 вирусных частиц потомства. В другом случае развитие фага X может пойти по пути лизогенизаиди клетки, когда его ДНК становится ковалентно связанной с ДНК клетки-хозяина в строго определенном месте (сайт-специфи-ческая интеграция). Этот процесс рекомбинации, в котором участвует кольцевая молекула ДНК фага мы обсудим ниже (разд. 30.16). Когда ДНК фага интегрирует с ДНК клетки-хозяина, большинство фаговых функций выключается. Фаговая ДНК в таком состоянии называется профагом, а клетка-хозяин, содержащая профаг-лг/зо-генной бактерией. Нрофаг реплицируется [c.120]

Опыты с искусственными генными конструкциями, составленными из отрезков ДНК разного происхождения, выявили существование особого цис-действующего элемента регуляции генов эукариот, получившего название усилителя (энхансера) или активатора транскрипции. Энхансеры представлены короткими последовательностями ДНК, состоящими из отдельных элементов (модулей), включающих десятки нуклеотидных пар. Модули могут представлять собой повторяющиеся единицы. Энхансер увеличивает эффективность транскрипции гена в десятки и сотни раз. Впервые энхансеры были обнаружены в составе геномов животных ДНК-содержащих вирусов ( У40 и полиомы), где они обеспечивают активную транскрипцию вирусных генов. Извлеченные из вирусных геномов и включенные в состав искусственных генетических конструкций, они резко усиливали экспрессию ряда клеточных генов. Позднее были обнаружены собственные энхансеры генов эукариотической клетки. Особенность энхансеров состоит в том, что они способны действовать на больших расстояниях (более чем 1000 п. н.) и вне зависимости от ориентации по отношению к направлению транскрипции гена. Оказалось, что энхансеры могут располагаться как на 5 -, так и на З -конце фрагмента ДНК, включающего ген, а также в составе интронов (рис. 112, а). Например, энхансеры были выявлены в районе 400 п. н. перед стартом транскрипции генов инсулина и химо-трипсина крысы. В случае гена алкогольдегидрогеназы дрозофилы энхансер был локализован за 2000 п. н. перед промотором. Энхансеры обнаружены на 3 -фланге гена, кодирующего полипептидный гормон-плацентарный лактоген человека, а также в составе интронов генов иммуноглобулинов и коллагена. [c.203]

В основе регуляции экспрессии генов вирусов млекопитающих лежат те же принципы, что и в основе регуляции экспрессии клеточных генов. Как и промоторы большей части эукариотических генов класса II, промоторы вирусов состоят из проксимальных регуляторных элементов, как правило, входящих в последовательность, непосредственно окружающую точку начала транскрипции и простирающуюся до пары оснований- 100, и дистальных регуляторных элементов, чаще всего расположенных между парами оснований —100 и —300, которые обеспечивают экспрессию гена, специфичную для данной ткани или данной стадии развития организма (рис. 8.27). Регуляторные последовательности, находящиеся внутри единицы транскрипции или за ней, насколько известно, не входят в состав вирусных промоторов. [c.48]

В лаборатории Б, Ройзмана в 1983 г. в составе бактериальной плазмиды состыковали промотор гена а4 HSV-1 и кодирующую последовательность хромосомного гена овальбумина курицы. Экспрессия гибридного гена была подвержена ташй же регуляции, как и экспрессия вирусного гена 4. На следующем этапе (1984 г.) в той же лаборатории в ген тимидинкиназы вируса простого герпеса рекомбинационно встроили ген-эквивалент поверхностного антигена S вируса гепатита В, объединенный с промотором либо гена а4, либо гена tk HSV-1. Отобранные по фенотипу TK гибридные варианты HSV-1 направляли эффективный синтез HBsAg, который секретировался из клеток и формировал специфичные частицы диаметром около 22 нм. Причем в зависимости от использованного промотора гибридный ген S экспрессировался или как ранний ген, или как ген -типа. [c.386]

Для оптимальной транскрипции гена тимидинкиназы (ТК) HSV, одного из задержанных ранних генов, необходим один из пяти IEP, а именно IEP3, представляющий собой высокомолекулярный (примерно 175 кДа) фосфорилированный белок. Об этом свидетельствует тот факт, что уровень экспрессии гена ТК, трансфицированного в клетки, в которых может экспрессироваться ген IEP3, в 10 100 раз выше, чем в клетках, где 1ЕРЗ отсутствует. Таким образом, промотор гена ТК HSV-это еще одна удобная модельная система для анализа взаимодействия клеточных и вирусных факторов в регуляции транскрипции вирусных генов. [c.59]

Исследование функции отдельных вирусных генов можно назвать этапом функциональной анатомией генома вируса. На этом этапе широко использовались и используются различные клеточные модели (системы in vitro), а также трансгенные животные и искусственно инфицированные рекомбинантными SIV обезьяны (системы in vivo). Большое внимание в этих исследованиях было обращено на изучение роли как структурных, так и регуляторных генов HIV/SIV. Последние участвуют не только в регуляции экспрессии и репликации вирусного генома, но оказывают также существенное влияние на метаболизм хозяйских клеток. [c.149]

На базе новых данных о функциях вирусных генов и механизмов взаимодействия вирусов с клетками происходит переосмысливание некоторых общепринятых принципов работы и регуляции экспрессии генов у эукариот, а также их эволюции. Здесь существенную роль должна сыграть сравнительная геномика. [c.178]

На модели трансгенных животных были получены многочисленные данные, касающиеся регуляции экспрессии клеточных и вирусных генов in vivo и их функции в целых организмах. Для понимания сложных процессов взаимодействия вирусов и клеток принципиально важным является выяснение функций отдельных вирусных генов, т.е. создание функциональной анатомии геномов вирусов. Вирусные гены, в отличие от клеточных, часто не имеют сходных генов в геноме и их эффект прояв.пяется в чистом виде. [c.199]

По способу регуляции экспрессии генов различают два типа энхансеров. Индуцибельные энхансеры реагируют на изменения в окружающей среде (тепловой шок, вирусная инфекция, появление тяжелых металлов, ростовых факторов, стероидов и т. п.). Такие энхансеры есть у генов белков теплового шока, металлотионина, -интерферона, некоторых онкогенов и др. Т к а -неспецифичные и временные энхансеры активны только в определенных клетках или в определенное время развития организма (например, энхансеры генов иммуноглобулинов). Механизм работы энхансеров заключается в посадке на них специфичных белков, которые за счет образования петель в ДНК взаимодействуют с транскрипционными факторами, связанными с промотором ближайшего гена, увеличивая тем самым число посадок на него РНК-полимеразы П. По-видимому, так же работают и локусы с противоположным эффектом действия — сай-ленсеры (silen er — успокоитель), в присутствии которых транскрипционная активность РНК-полимеразы II уменьшается. У дрожжей аналогами энхансеров и сайленсеров являются последовательности URS и UAS (см. рис. 1.8,6). [c.31]

Многие методы и подходы, с помощью которых сформировались основные представления о регуляции экспрессии клеточных генов, были заимствованы из области изучения регуляции транскрипции у вирусов. Насколько известно, клетки и ДНК-содержащие вирусы регулируют содержание мРНК главным образом путем изменения частоты и места инициации транскрипции с участием РНК-полимеразы II. Более того, регуляция транскрипции вирусных генов, как и клеточных генов, [c.48]

ДНК бакуловирусов реплицируется в ядре хозяйской клетки. Регуляция экспрессии генов у АсКРУ, подобно большинству крупных ДНК-содержащих вирусов, осуществляется по каскадному типу. Предранние а-гены активируются факторами клетки-хозяина, и для их экспрессии не требуется предварительный синтез вирусных белков. Продукты а-генов активируют запаздывающие ранние у8-гены и некоторые поздние у-гены. Экспрессия поздних генов связана с синтезом вирусной ДНК. Бакуловирусы уникальны тем, что имеют четвертый временной класс генов — так называемые очень поздние б-гены, которые обусловливавот образование тел включения и упаковку в них вирионов. [c.416]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология