Вирусные также ДНК-геномы вирусов

Как показано на рнс. 15-22, хромосома обычно подразделяется на четыре оперона короткий — продуцирующий репрессор, ранний левый, ранний правый и поздний ). Ранние опероны детерминируют в основном синтез ферментов, обеспечивающих репликацию и рекомбинацию, а также синтез регуляторных белков. Поздний оперон связан с синтезом белков, необходимых для организации вирусных частиц он должен транскрибироваться с более высокой скоростью, которая обеспечивается Продуктом гена Q. В пределах позднего оперона гены от А до F участвуют в упаковке ДНК фага Айв образовании головок, тогда как гены от 2 до / обеспечивают синтез и сборку отростков. Гены S -а. R продуцируют белки, вызывающие разрушение мембраны бактерии-хозяина и лизис клетки. На последних стадиях фазы литического развития большая часть ранних генов выключается другим репрессором фага X (кодируемым геном его). Из сказанного видно, что регуляция транскрипции даже у вирусов может представлять собой достаточно сложный процесс. [c.261]

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]

Другие методы исследования. Высокочувствительными и специфичными являются молекулярно-биологические методы, в частности ПЦР. Обнаружение ВИЧ в крови методом ПЦР возможно в двух вариантах ПЦР-анализ ДНК провируса ВИЧ, интегрированного в геном мононуклеаров периферической крови, и ПЦР-анализ РНК ВИЧ, входящей в состав вирионов. Качественная ПЦР на ДНК провируса используется для диагностики ВИЧ-инфекции, а ПЦР на РНК вируса — для количественного определения концентрации ВИЧ в крови с целью прогноза уже установленной ВИЧ-инфекции. Чувствительность ПЦР на про-вирусную ДНК в настоящее время составляет от 96 до 99 %, что объясняют очень низким содержанием провирусной ДНК в клетках крови, а также высокой вариабельностью ВИЧ и неравномерным географическим распространением подвидов вируса. В настоящее время ведется работа по подбору новых праймеров, позволяющих с большей эффективностью выявлять разные подвиды и варианты ВИЧ. [c.308]

Во многих случаях для изучения экспрессии генов млекопитающих наиболее приемлема так называемая временная экспрессия, происходящая в части клеток в течение нескольких часов после введения ДНК. Если же требуются большие количества продукта, то приходится выделять клоны, клетки которых сохраняют вектор и в ходе пролиферации. Подобное стабильное наследование вектора достигается двумя путями использованием вирусного репликона, например вируса папилломы крупного рогатого скота (ВРУ) (см. гл. 8 тома П этой серии [34]), или в результате интеграции вектора в ДНК клетки-хозяина. Известно, что любая чужеродная ДНК с низкой частотой способна встраиваться в неспецифические участки хозяйской хромосомы получившиеся клоны можно выявить, если использовать подходящий селективный маркер. В гл. 6 тома И данного издания описаны различные селектируемые векторы, а также способы их введения в культуру клеток. В этой главе мы коснемся методов, позволяющих получить высокоэффективную экспрессию интегрирующихся векторов в стабильно трансфицированных линиях клеток. [c.238]

Мы уже видели, что изучение вирусов оказало глубокое воздействие на развитие молекулярной биологии. В качестве примера можно привести открытие информационной РНК. Неослабевающий интерес исследователей к вирусам объясняется несколькими причинами. Во-первых, размножение вируса -модель развития клетки, так как оно сопровождается последовательным выражением генов и сборкой макромолекул в весьма упорядоченные структуры. Относительно небольшое число вирусных генов, высокая скорость репликации и легкость генетического анализа также делают вирусы [c.167]

В приведенной ниже таблице охарактеризованы некоторые известные нам типы вирусов и ряд отдельных вирусов. Форма вирусных частиц обозначена буквами И (икосаэдр) С (спираль) и Сл (более сложная). Для некоторых спиральных вирусов и вирусов с более сложным строением приведена длина частиц в нм. Указана также длина молекулы нуклеиновой кислоты в тысячах оснований (для одноцепочечных ДНК или РНК) или в тысячах нуклеотидных пар (для двухцепочечных нуклеиновых кислот). Число генов, содержащихся в вирусной частице, иногда несколько превышает это число. [c.286]

В конце 1950-х годов Г. Темин предсказал существование обратной транскрипции. Он обнаружил, что опухолевые РНК-содержащие вирусы исчезают при добавлении их к клеткам в культуре ткани. Для объяснения этого он предположил, что вирус создает ДНК-копию своего РНК-генома, затем встраивает эту ДНК-копию в хромосомы клетки (причем исходный вирусный РНК-геном, в конце концов, разрушается). Следовательно, он предсказал существование фермента, который, используя в качестве матрицы молекулу РНК, создает молекулу ДНК. После десятилетних поисков, в конце 1960-х годов, сам Говард Темин обнаружил этот фермент. За эту работу он был удостоен Нобелевской премии (в 1975 году), разделив ее с Дэвидом Балтимором, который подтвердил существование фермента, названного обратной транскриптазой. Это открытие изменило первоначальные представления о переносе генетической информации. В последние годы стало также известно, что молекулы РНК могут играть роль катализаторов. Они могут сами себя разрезать и сшивать ( редактировать ) и потенциально способны к саморепликации. [c.47]

Известны три вида процессов, в рамках которых осуществляется специализированный перенос информации (см. рис. 11.1). Один из них, перенос информации от РНК к РНК, удается зафиксировать только в клетках, зараженных вирусами, генетический материал которых представляет собой РНК. Это, например, вирус табачной мозаики (ВТМ) и многие другие вирусы растений, РНК-содержащие бактериофаги и некоторые вирусы животных, такие, как полиовирусы. Эти вирусные геномные РНК, одноцепочечные или двухцепочечные, обязательно несут гены, кодирующие специфические РНК-репликазы, т.е. ферменты, которые по РНК-матрице могут синтезировать комплементарные молекулы РНК. Эти молекулы в свою очередь могут служить матрицами для аналогичного синтеза копий родительских цепей РНК. Перенос генетической информации от РНК к РНК также основан на принципе комплементарности оснований в родительской и дочерней цепях РНК. [c.49]

Показано, что генетическая пересортировка может быть использована для получения вирусов, сочетаюпщх антигенные свойства вирусов диких типов и высокую урожайность лабораторных штаммов [24]. При сравнении скорости роста 47 реассортантных вирусов, полученных из вирусов A/PR/8 и А/НК/68, было обнаружено, что способность к высокому урожаю связана с сегментами вируса A/PR/8, кодирующими NP, Ml и М2 [54]. Введение в эмбрионы реассортантных смесей в низких разведениях вызывало увеличение числа вирусных частиц реассортантов, содержащих сегменты вируса A/PR/8, кодирующих NP, Ml и М2, но не способствовало селекции реассортантов, содержащих гены вируса A/PR/8, ответственные за Р белки или NS1 и NS2. Определены генотипы высокопродуктивных реассортантов, полученных после смешанной инфекции вирусом A/PR/8 и различными дикими типами вируса также обнаружено, что единственным общим для всех вирусов был сегмент 7 РНК, кодирующий белки Ml и М2 [4]. [c.307]

Гены, выбранные нами в качестве иллюстрации, происходят из разных эукариотических организмов. Большой интерес представляют гены дрожжей, в основном Sa haromy es erevisiae. Во-первых, они обладают некоторыми свойствами, характерными для генов бактерий, растений, беспозвоночных и позвоночных. Во-вторых, связывающиеся с дрожжевой ДНК белки, ответственные за многие процессы регуляции транскрипции у дрожжей, могут быть заменены белками других организмов или работают совместно с соответствующими сигналами и белками из других организмов, в том числе млекопитающих. В-третьих, глубокое изучение генетики дрожжей и замена нормальных генов модифицированными (разд. 5.6.В) увеличивают возможности обратной генетики. Широко представлены в данной главе и гены вирусов млекопитающих, поскольку по своим структурным и функциональным характеристикам они часто коррелируют с генами своих хозяев. Действительно, многие неизвестные ранее особенности строения и регуляции эукариотических генов были выявлены при изучении именно вирусных геномов. В данной главе рассмотрены также некоторые гены растений, беспозвоночных (морского ежа и Drosophila) и позвоночных (амфибий, птиц и млекопитающих, включая приматов), поскольку это помогает понять сложные процессы развития многоклеточных организмов. [c.21]

Элемент хВ (иногда с небольшими изменениями) встречается во многих промоторах клеток млекопитающих и вирусов. Поэтому функциональное состояние NF-xB и его индуцибельность очень важны для экспрессии соответствующих промоторов. Например, взаимодействие Т-хелперных клеток с антигеном сопровождается активацией NF-xB, которая инициирует образование фактора роста IL2, а также рецептора 1L2, необходимых для пролиферации Т-клеток при нормальном иммунном ответе. Усиленная транскрипция генов IL2 и рецептора IL2 опосредуется связыванием NF-xB с элементами хВ в соответствующих промоторах. Транскрипция генов вируса иммунодефицита человека типа I (HIV-I) зависит от связывания NF-xB с хВ-элементом в вирусном промоторе. Экспрессия и размножение [c.65]

К рабдовирусам относится ряд важных в экономическом отношении (патогенных для животных и растений) вирусов, а также летальный вирус бешенства [44]. Их геном представлен одноцепочечной РНК с мол. массой (4—5)-10 , которая кодирует небольшое число белков, обычно пять. В ранних работах показано, что депротеинизированная геномная РНК не инфекционна. Как мы теперь знаем, это наблюдение отражает тот факт, что вирусная РНК имеет негативную полярность (т. е. комплементарна мРНК), и, следовательно, для синтеза мРНК вирус, заражающий клетку, должен содержать вирус-специфи-ческую РНК-зависимую РНК-полимеразу. [c.418]

Для удобства мы выбрали вирус гриппа А как прототип ортомиксовирусов и вирус Сендай как прототип парамиксовирусов. Подробнее о вирусах гриппа В и С, а также о других парамиксовирусах см. соответствующие обзоры. Геном вируса гриппа А содержит 10 генов, распределенных по восьми сегментам РНК (табл. 24.2). Несмотря на столь явные отличия от вируса Сендай с его несегментированным геномом, оба они относятся к вирусам с негативным РНК-геномом, а их белковые продукты имеют много общего. Генетическая информация закодирована в негативном PH К-геноме в форме, комплементарной таковой для вирусной информационной РНК (мРНК). [c.451]

С помощью литических векторов замещения поздних генов вируса 8У40 в клетках животных изучена экспрессия ряда других эукариотических хромосомных и вирусных генов, а также ДНК-копий некоторых матричных РНК. Доказано, что в различных клетках млекопитающих механизмы инициации транскрипции генов, сплайсинга и полиаденилирования мРНК, трансляции и секреции белков во многом схожи. Кроме того, обнаружено, что синтезируемые в клетках животных чужеродные белки могут подвергаться гликозилированию. К недостаткам данных литических векторов необходимо отнести прежде всего то, что активная экспрессия клонированных генов происходит лишь на позднем этапе цикла развития гибрид- [c.361]

Гены вирусов С типа могут попасть в хромосомную ДНК млекопитающих, включиться в нее и начать функционировать, продуцируя вирусные частицы. Они проникают также в клетки зародышевого пути и передаются через гаметы. Один из генов вирусов С-типа, для которого характерна особая последовательность нуклеотидов, встречается у низших и высших узконосых о-безьян. Интересно отметить, что близкий к нему ген со сходной нуклеотидной последовательностью обнаружен у домашних кошек и других видов кошачьих в Средиземноморской области, но не у кошек других континентальных областей. Такое перекрывание географического распространения двух близких форм ви- [c.193]

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]

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]

Рассмотрим теперь вкратце не совсем понятные химические явления, лежащие в основе таких явлений, как генетическая рекомбинация, интеграция вирусной ДНК с геномом клетки-хозяина и исключение профага из хромосомы клетки-хозяина. О сложности процесса рекомбинации свидетельствует тот факт, что у мутантов, дефектных по способности к рекомбинации, мутации локализуются не в одном, а в нескольких участках (генах) хромосомы Е. oli-, соответствующие гены обозначаются через гесА, В, С, F, G и Н. Бактерии с мутациями в некоторых из этих генов необычайно чувствительны к ультрафиолетовому облучению, что свидетельствует об их неспособности репарировать (восстанавливать) повреждения ДНК, вызванные действием ультрафиолета (гл. 13, разд. Г, 2). Из этого следует, что некоторые из ферментов, обеспечивающих процесс рекомбинации, нужны клетке также и для восстановления повреждений, вызванных действием ультрафиолетового излучения. Однако специфические функции большинства продуктов этих генов все еще до конца не выяснены. Считают, что у Е. oli имеются две полноценные системы общей рекомбинации. В геноме фага Я, имеются гены, кодирующие другую рекомбинационную систему, функционирующую независимо от продуктов генов фага Я, inf и xis (рис. 15-15), необходимых для интеграции и исключения генетического материала вируса и обеспечивающих процессы сайт-специфической (для определенных участков геномов) рекомбинации между генами клетки-хозяина и вируса. [c.281]

Многие вирусы обладают белковым чехлом, близким по форме к сфере внутри него содержится ДНК или РНК (дополнение 4-В)- Чехол состоит обычно из большого числа идентичных субъединиц — факт, который можно понять, исходя из соображений экономии генетического материала. Действительно, для формирования специфической структуры из большого числа идентичных субъединиц достаточно одного гена [48]. Электронно-микроскопические данные показывают, что вирусные частицы часто имеют форму икосаэдров (рис. 4-11), а согласно химическим исследованиям, число белковых субъединиц в вирусной частице кратно 60. Например, чехол РНК-содержащего вируса хлоротической пятнистости коровьего гороха диаметром 25 нм состоит из 180 белковых субъединиц с мол. весом 19 600 каждая из субъединиц содержит 183 аминокислотных остатка [49]. Небольшой РНК-содержащий бактериофаг 2 имеет чехол из 180 субъединиц [50] с мол. весом 13 750, в который заключена молекула РНК с мол. весом 1,1-10 . Чехол вируса кустистой карликовости томатов диаметром 33 нм также состоит из 180 субъединиц, тогда как у вируса бородавок человека диаметром 56 нм их 420, что в семь раз превышает число частиц в правильном икосаэдре. Согласно концепции квазиэквивалентности субъ- [c.289]

Вирусы и другие нуклеопротеиды. Приаеденные примеры далеко не исчерпывают список известных нуклеопротеидных структур. Существует целый мир бактериальных, растительных и животных вирусоа, а котором обнаружено поразительное многообразие вирусных частиц (вирионов) к к по строению и составу, так и по способам хранения и воспроизведения генетической информации. В отличие от клеток, где хранителем наследственности всегда является двуспиральная ДНК, а РНК служит только для переноса и реализации генетической информации, вирусы в качестве генетического материала используют как ДНК (ДНК-содержащие вирусы), так и РНК (РНК-содержащие вирусы). Геномная ДНК может быть одноцепочечной или двуспиральной, кольцевой или линейной. РНК-содержащие вирусы также чрезвычайно разнообразны они могут содержать одноцепочечную или дауспиральную РНК, их геном может быть представлен одной или сразу несколькими молекулами РНК, упакованными в одну капсиду. [c.404]

В животных клетках, зараженных онко-генными РНК-содержащими вирусами, образуются РНК-зависимые ДНК-полимеразы, называемые также обратными транскриптазами. Эти ферменты транскрибируют вирусную РНК-хромосому с образованием комплементарной ДНК. Таким путем гены, обусловливающие рак (онкогены), могут включаться в геном животных клеток. [c.923]

Вирусная ДНК может не давать о себе знать целых шесть лет — это так называемый латентный период болезни. Однако в какой-то момент по непонятным причинам лимфоцит начинает синтезировать РНК-копии ВИЧ-генов. Эта мРНК мигрирует из ядра в цитоплазму и заставляет клетку работать на себя синтезировать вирусные белки и РНК. Из этих составляющих собираются новые вирусные частицы, которые покидают клетку, как бы отпочковываясь от ее поверхности (рис. 2.24). Они заражают еще здоровые Т4-лимфоциты, а также клетки головного мозга и некоторых других органов. Все клетки, в которых размножается вирус, в конечном итоге погибают. [c.215]

При клинических испытаниях для доставки гена в клетки бьш использован аэрозольный ингалятор, подобный тому, который применяют больные астмой. кДНК нужного гена бьша встроена в особую липосому (разд. 25.5.1). Липосомы сконструировали специально для того, чтобы они могли проникнуть в клетку и высвободить там ДНК. Метод бьш успешно опробован на мышах в 1993 г. Начались также испьггания с использованием вирусного вектора. Бьш выбран аденовирус, который в норме атакует дыхательные пути. К сожалению, ДНК вируса не встраивается в хозяйскую ДНК. Если клетка делится, новая ДНК не реплицируется одновременно с ней, и со временем ее количество уменьшается. [c.264]

Заключение. Препараты вирусов папилломы всегда онкогенны, хотя часто они приводят к образованию доброкачественных опухолей. Аденовирусен, вирусы полиомы и родственные им группы могут убивать клетки, а могут и не причинять им никакого вреда они способны также продуцировать доброкачественные опухоли. Вирусы полиомы индуцируют образование злокачественной опухоли у новорожденных грызунов. Для всех этих вирусов более или ыеиее доказано, что вирусная ДНК частично включается в геном хозяина. Трансформация клеток онкогеннымп вирусами — об.часть интенсивного изучения. С результатами проведенных исследований можно познакомиться в специальном обзоре [108]. [c.273]

Как РНК-, так и ДНК-содержащие опухолевые вирусы вызывают неопластическую трансформацию клеток, потому что присутствие в клетке вирусной ДНК индуцирует синтез новых белков, нарушающих регуляцию клеточного деления. Гены, кодирующие синтез таких белков, называются онкогенами. У опухолевых ДНК-вирусов онкогены обычно кодируют нормальные вирусные белки, необходимые для размножения вируса. Иначе обстоит дело у опухолевых РНК-вирусов онкогены, которые они несут, представляют собой модифипированные формы нормальных генов клетки-хозяина - они для размножения вируса не требуются. Поскольку в капсид ретровируса может уместиться лишь некоторое ограниченное количество РНК, необходимые онкогенные последовательности нуклеотидов часто замещают собой существенххую часть генома ретровируса и вирус оказывается дефектным. Мы расскажем позже (см. разд. 13.4.2 и разд. 21.2.1), почему изучение вирусных онкогенов послужило ключом к пониманию причин и природы рака, а также к познанию тех механизмов, которые в норме регулируют рост и деление клеток у многоклеточных организмов. [c.321]

Смотреть страницы где упоминается термин Вирусные также ДНК-геномы вирусов: [c.40] [c.146] [c.60] [c.287] [c.60] [c.121] [c.20] [c.340] [c.287] [c.307] [c.358] [c.364] [c.365] [c.282] [c.318] [c.242] [c.258] [c.277] [c.620] [c.318] [c.399] [c.346] [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология