Вирусные геномы

РЕПЛИКАЦИЯ И ТРАНСКРИПЦИЯ ВИРУСНЫХ ГЕНОМОВ [c.260]

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]

Посттранскрипционный процессинг осуществляется ферментами, закодированными в вирусном геноме. [c.308]

Различия между вирусными геномами касаются не только формы молекул ДНК- У некоторых вирусов — пока это известно только для вирусов прокариот, т. е. для фагов,— в состав ДНК входят необычные и модифицированные основания. Классический пример ДНК Т-четных фагов вместо цитозина содержит 5-оксиметилцитозин (ОМЦ), причем к оксигруппе этого основания могут быть присоединены один или два остатка глюкозы (с образованием соответственно гликозил-ОМЦ и гентибиозил-ОМЦ). Геномы некоторых других фагов также содержат необычные основания. В большинстве случаев модифицированным оказывается пиримидин (тимин или цитозин). Ни одна из указанных модификаций не нарушает способности оснований вступать в стандартные уотсон-криковские взаимодействия. [c.262]

Для понимания принципов биосинтеза нуклеиновых кислот важно представлять, что в природе существует большое разнообразие способов образования молекул ДНК и РНК. Это разнообразие наиболее подробно изучено в случае репликации и транскрипции вирусных геномов. [c.260]

На фаговой ДНК имеется несколько промоторов, которые исход-ио узнаются клеточной РНК-полимеразой (рис. 153, а). С этих Промоторов — их можно называть истинно-ранними — и начинается транскрипция проникшего в клетку вирусного генома. В частности, с промотора Pl транскрипция идет влево (по отношению к [c.291]

После начала репликации вирусного генома транскрипция мн -гих (хотя и не всех) ранних генов угнетается и активируется считывание поздних генов. Промоторы поздних н ранних генов различны в частности, первые как будто несколько беднее А-Т-парами, чем вторые. Считают, что поздние промоторы узнаются модифицированной вирус-специфической РНК-полимеразой модификация заключается в том, что в состав этого фермента включается субъединица клеточной РНК-полимеразы П. [c.307]

РЕПЛИКАЦИЯ ТРАНСКРИПЦИЯ ВИРУСНЫХ ГЕНОМОВ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ СИНТЕЗ ДНК НА МАТРИЦЕ РНК [c.308]

После трансляции вновь синтезированных мРИК и накопления соответствующих белков начинается собственно репликация генома ВВС. Сначала синтезируются точные, полноразмерные (+)копии вирусного генома. Для этого необходимо подавить буксование РНК-полимеразы на полиуридиловых последовательностях матрицы, а также внутреннюю терминацию. Предполагают, что такое регуляторное переключение происходит в результате взаимодействия вирус-специфических белков (вероятно, белка N) с растущей (+)це-пью. Во всяком случае, все имеющиеся в зараженной клетке полноразмерные молекулы (+)РНК находятся там в виде РНП, сходного по структуре с РНП, содержащим геномную (—)РНК. В заключение на полноразмерной (+)РНК синтезируются (—)нити, которые включаются в состав дочерних вирионов. [c.325]

Репликация/транскрипция вирусных геномов, включающая синтез ДНК на матрице РНК 308 [c.353]

Геном большинства вирусов представлен или двухцепочечной ДНК, или одноцепочечной РНК, однако у некоторых мелких вирусов ДНК одноцепочечная, а другие содержат двухцепочечную РНК- Число нуклеотидов в вирусном геноме варьирует от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч, а число генов —от 3 до 200 и более. Иногда молекулы нуклеиновой кислоты в вирионе имеют форму замкнутого кольца, в других случаях они линейны. [c.286]

Отметим, что некоторые вирусные геномы кодируют собственные вирус-специфические праймазы (например, у фагов Т4 и Т7). [c.263]

При другом способе терминальной инициации роль затравкн выполняет белок, точнее — ковалентное соединение белка с нуклеотидом. Такое соединение возникает в результате образования фосфодиэфирной связи между 5 -гидроксилом дезоксирибонуклео-тида (например, ёСМР) и гидроксилом оксиамииокислоты (например, серина) специального, так называемого терминального белка. В изученных вирусных системах терминальный белок — это всегда вирус-специфический (т. е. закодированный в вирусном геноме) полипептид, и фермент, осуществляющий присоединение нуклеотида, также всегда имеет вирус-специфическую природу. Нуклео-тид-белковый комплекс взаимодействует с З -концом одноцепочечной вирусной ДНК-матрицы при этом нуклеотид, входящий в комплекс с терминальным белком, комплементарен З -концевому нуклеотиду матрицы и служит затравкой, к которой присоединяются последующие нуклеотиды (рис. 136). Ясно, что к 5 -концу синтезированной таким образом цепи ДНК будет ковалентно присоединен белок. Рассмотренный способ инициации цепи ДНК реализуется, например, у аденовирусов и у фага ф29, у которых однонитевые ДНК-матрицы образуются в процессе репликации двунитевого гено-.ма (с.м. с. 267). [c.264]

После попадания вирусного генома в клетку его З -концевой сегмент образует как бы Т-образную двухнитевую структуру (из-за соответствующего расположения самокомплементарных последовательностей) эта структура и выполняет роль затравки. В ре- [c.268]

Встраивание вирусного генома в клеточную хромосому — обязательная стадия репродукции ретровирусов независимо от того, обладают ли они онкогенным (трансформирующим) действием. Реплици-руясь в.месте с клеточной ДНК при митозе, вирус-специфическая ДНК — провирус — передается в дочерние клетки. [c.313]

После того как репликационная вилка совершит чуть больше-полного оборота по (—).матрице и будет синтезировано чуть большеполного эквивалента вирусного генома, вытесненная (+)цепь ДНК замыкается в кольцо. Схематически этот интересный процесс можно представить следующим образом (рис. 142). Белок А, находящийся В области репликационной вилки на 5 -конце вытесненной цепи, узнает свое место на границе между З -концом полностью вытесненного генома [(-т-)цепи1 и 5 -концом следующего генома, еще находящегося в дуплексе. Узнав это место, белок А вносит в него разрыв при этом он отсоединяется от уже вытесненной цепи и присоединяется к 5 -концевому нуклеотиду (+)цепи, находящейся в дуплексе. Одновременно 5 - и З -концы вытесненной (-+-)цепи лигируются, и те.м самым она превращается в кольцо. Все эти реакции ос>ществляются одномоментно (точнее — сопряженно) н без затраты внешней энергии. [c.273]

Поздняя репликация ДНК фага Я ведет к образованию а-мо-йкул, хвостовая часть которых содержит множественные тандемные копии (конкатемеры) вирусного генома. На заключитель- [c.275]

Третье различие между системами репликации ДНК фагов Т4 и Т7 касается способа превращения конкатемера в зрелый мономерный геном. В первом случае длина сегмента ДНК, отрезаемого от конкатемера, задается не специфической нуклеотидной после-доватачьностью (как у Т7), а вместимостью фаговой головки кон-катемерная молекула ДНК начинает упаковываться в головку, а когда головка заполнится, активируется эндонуклеаза, которая отщепляет оставшийся снаружи участок молекулы. Поскольку в головку помещается сегмент ДНК, превышающий по своим размерам уникальную последовататьность вирусного генома, повторение актов упаковки и нарезания генерирует молекулы с кольцевыми перестановками и прямыми концевыми повторами (рис. 147). Отметим, что в фаговом геноме закодирован фермент, способствующий превращению разветвленных молек л ДНК в линейные. [c.280]

В геноме SV40 закодировано шесть белков. На ранней стадии образуются два белка, так называемые большой (Т) и малый (Л антиген ны. Затем — после начала репликации вирусной ДНК — идет синтез главным образом трех структурных белков вариона (VPI, VP2 и VP3). Функция и динамика синтеза шестого белка — агнопро-теина—изучены недостаточно. Регуляция экспрессии вирусного генома осуществляется прежде всего на уровне транскрипции. Так, вскоре после инфекции в зараженных клетках начинают накапли- [c.299]

Все эти регуляторные элементы позволяют хозяйской РНК-полимеразе II осуществить эффективную транскрипцию ранних генов вскоре после попадания ДНК этого вируса в клеточное ядро. В результате процессинга ранних транскриптов (см. с. 302) образуются мРНК для ранних белков, а затем и сами эти белки. Один из них — Т-антиген — играет центральную роль в последующей перестройке транскрипции вирусного генома. Он вызывает ряд эффектов. Во-первых, взаимодействует с участками вирусной ДНК, связывающими Т-антиген (сильнее всего с участком и слабее всего с участком ]11 см. рис. 158). В результате угнетается транскрипция ранних генов, в том числе и гена, кодирующего Т-антиген, Таким образом, Т-антиген проявляет здесь свойства репрессора, синтез которого подчиняется транскрипционной аутогенной регуляции. Впрочем, транскрипция ранних генов на поздней стадии прекращается не полностью. Она продолжается, хотя и со значительно. меньшей эффективностью, но при этом стартовая точка транскрипции заметно смещается, так что ТАТА-элемент оказывается теперь внутри транскрибируемой последовательности (рис. 158). Механизм, обеспечивающий позднюю транскрипцию ранней области с новой стартовой точки, не расшифрован. [c.301]

Второй эффект Т-антигена заключается в том, что он запускает репликацию вирусного генома и тем самым резко увеличивает число матриц ( дозу гена ), с которых происходит считывание мРНК. Возможно, что увеличение числа молекул вирусной ДНК в клетке — одна из важных причин стимуляции транскрипции поздних генов. Дело в том, что на ранней стадии считывание этих генов угнетено в результате присоединения особого клеточного белка к повтору длиной 21 п. н. Количество этого белка-ингибитора в клетке весьма ограничено. Поэтому после начала репликации вирусного генома этот белок оказывается в дефиците и значительная доля молекул вирусной ДНК остается свободной от ингибитора. [c.301]

Транскрипция вирусного генома осуществляется в ядре клеточными РНК-полимеразами при этом подавляющее большинство генов транскрибируется РНК-полимеразой II. Лишь два класса низкомолекулярных вирус-специфических РНК — УА1 и УА2 — синтезируются при помощи РНК-полимеразы III (эти РНК, по-ви-ди-мому, принимают участие в регуляции трансляции вирусных матриц). [c.303]

ДНК вируса осповакцины — один из самых крупных вирусных геномов — содержит почти 200 т. п. н. и кодирует более сотни белков, синтез которьгх регулируется во вре.мени. Важнейшая особенность транскрипционной системы этого вируса — ее локализация в цитоплазме зараженной клетки. Поэтому транскрипционный аппарат клетки, содержащийся в ядре,. малодоступен для вируса, [c.306]

В вирусной РНК записана информация для синтеза по крайней мере трех групп вирус-специфических белков структурных белков сердцевины вириона (Qag-белков), ферментативных белков, принимающих участие в обратной транскрипции вирусного генома и в интеграции вирус-специфической ДНК и клеточной хромосомы (продуктов гена pol), и белков, входящих в состав наружной липо-протеидной оболочки вириона (Env-белков). У некоторых ретровирусов есть дополнительные гены нередко наблюдаются также всякого рода перестройки генома, что обычно ведет к дефектности вируса, т. е. к его неспособности размножаться без вируса-помощника. [c.309]

Вироиды — это инфекционные низкомолекулярные (от 250 до 370 нуклеотидов) однонитевые кольцевые РНК, способные к автономному размножению в растениях и обычно вызывающие развитие патологических симптомов, например веретеновидность клубней у картофеля, тяжелое заболевание каданг-каданг кокосовых пальм и др. Наиболее важное отличие вироидов от вирусных геномов — это то, что первые не кодируют никаких специфических белков. Тем не менее для удобства изложения будем обозначать вироидную РНК [c.329]

Глава XIII. Репликация и транскрипция вирусных геномов 260 [c.353]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология