Интеграция вируса

До сих пор мы имели дело с ретровирусами в условиях инфекционного цикла, когда для образования новых копий РНК необходим процесс интеграции. Однако при интеграции вируса в клетку зародышевой линии его эффективная экспрессия прекращается, он способен стать наследственным эндогенным вирусом организма. Такое состояние вируса более всего изучено у мышей и цыплят, чьи геномы несут неактивные эндогенные вирусы. Иногда [c.492]

Помимо разобранной автономной репликации вирусных ДНК-гено.мов в ряде случаев — прежде всего у умеренных вирусов — реализуется существенно иной способ воспроизведения вирусной ДНК- Речь идет об интеграции вирусных и клеточных геномов. Такая интеграция может осуществляться несколькими способами. [c.283]

С такой точки зрения вирусный онкогенез представляет собой взаимную адаптацию вируса и клетки-хозяина, в ходе которой каждый из партнеров подвергается определенной генотипической трансформации, ведуш,ей к взаимной выгоде. Ключом к такому развитию событий служит интеграция некоторого генетического материала. [c.265]

Биотехнология — интеграция естественных и инженерных наук, которая при использовании клеток, клеточных структур и отдельных биомолекул позволяет получать улучшенные и более дешевые продукты медицинского и промышленного назначения или проводить различные генетические манипуляции для получения трансформированных геномов любых живых объектов — от вируса до человека. [c.549]

Вирусная ДНК встраивается в случайные сайты генома клетки-хозяина. Инфицированная клетка содержит от одной до десяти копий провируса. В каждом сайте внедрения образуются короткие прямые повторы ДНК мишени. Их длина у разных вирусов может быть равна 4, 5 или 6 парам оснований. Наличие прямых повторов свидетельствует о том, что механизм интеграции включает образование ступенчатых разрезов в ДНК хозяина, аналогичных тем, которые образуются при бактериальной транспозиции. Сайт интеграции специфичен в отношении вируса, и интегрированная ДНК отличается от неинтегрированной двумя парами оснований в каждом конце. Таким образом, интегрированная вирусная ДНК утрачивает две пары оснований в левом конце 5 -концевой последовательности из и две пары оснований в правом конце З -концевой последовательности U5. [c.491]

Гены one, входящие в состав генома ретровирусов, получили название v-on , и именно они придают вирусу способность трансформировать определенный тип клеток хозяина. Локусы с гомологичными последовательностями, найденные в геноме хозяина, получили название с-опс-генов. В большинстве случаев о функциях клеточных генов ничего не известно. Однако в некоторых экспериментах по трансфекции были идентифицированы активные с-опс гены. Их добавление к реципиентным клеткам вызывало трансформацию последних. Такие гены могут быть активированы и при интеграции вблизи них ге- [c.492]

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]

Некоторые бактериальные вирусы (бактериофаги) способны рекомбинировать с ДНК хозяина таким образом, что ДНК бактериофага встраивается в линейной форме в бактериальный геном. Интеграция бактериофага происходит по механизму, пред- [c.71]

Рис. 57.4. Схематическое изображение процесса активации протоонкогена в результате вставки энхансера. А. Нормальная хромосома курицы содержит неактивный ген туе. Б. Вирус лейкоза птиц встраивается в хромосому в форме провируса в области, соседней с геном туе. В данном случае, однако, сайт интеграции расположен за геном туе и не может работать как промотор (рис. 57.6). Определенная последовательность провируса в данном случае выступает в роли энхансера, что ведет к активации гена туе и транскрипции его. Для простоты изображена лишь одна цепочка ДНК.

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]

Опухолевые вирусы встречаются в большинстве основных групп ДНК-содержащих вирусов, но чаще всего в группах аденовирусов и нановавирусов, где они и изучены лучше. На примере этих вирусов нетрудно проследить принципы генетического взаимодействия и генетической интеграции вируса и его хозяина. [c.266]

Способность включать фланкирующие последовательности хозяина аналогична свойству некоторых бактериальных транспозонов, хотя способность к включению может быть иногда обусловлена скорее наличием усилителя (enhan er), чем промоторными последовательностями. Активность провирусного генома, вероятно, зависит и от сайта, в котором произошла интеграция вируса в геном хозяина. [c.492]

Сопоставление результатов этих двух экспериментов позволяет высказать предположение, что наиболее вероятно взаимодействие онковирусов с регуляторными участками транскриптонов клеточной ДНК [1]. Действительно, эти регуляторные зоны не только содержат повторы [55], но и подвержены преимущественному метилированию [39]. Этоиепротиворечиттому факту, что интеграция вирус-специфичной ДНК (продукта обратной транскрипции вирусной РНК) происходит в фракции эу-хроматина [90]. [c.74]

Первая изученная система сайт-специфической рекомбинации — это интеграция фага лямбда в хромосому бактерии-хозяина. Поскольку она описана в главе о вирусах (см. гл.. ХП1), мы не будем здесь на ней останавливаться, от.метим только, что в отличие от рассмотренных случаев хромосо.мы бактерии и фага не гомологичны, а для рекомбинации необходимы специальные последовательности и специализированный фермент. [c.104]

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]

В настоящее время наиболее вероятной представляется такая последовательность событий, ведущих к включению вирус-специфической ДНК ретровирусов в клеточную хромосому (рис. 161). После образования кольцевой молекулы в месте стыка двух LTR возникает короткий несовершенный инвертированный повтор. Этот повтор выполняет функцию att, т. е. специфического участка интеграции. Участок att узнается вирус-специфическим с рментом, обладающим эндонуклеазной активностью — одним из продуктов гена poU который попадает в клетку из заражающей вирусной частицы. Фермент вносит в обе цепочки молекулы вирус-специфической ДНК разрывы на расстоянии 4 нуклеотидов друг от друга. Этот же фермент вносит ступенчатый разрыв (на расстоянии 4—6 нуклеотидов) и в клеточную ДНК- Положение разрыва в клеточной ДНК не фиксировано. Далее происходит интеграция вирусной ДНК в хозяйскую хромосому. Предполагают, что механизм интеграции напоминает тот, который реализуется в фаговых системах, прежде всего у фага Ми (см. раздел 1 этой главы), т. е. разрывы цепей ДНК и воссоединение гетерологичных нуклеотидных последовательностей осуществляет один и тот же фермент — особая топоизомераза (интеграза). Процессы типа репарационных (застраивание брешей и удаление одноцепочечных хвостов ) приводит к двум последствиям во- [c.312]

Вектор для позитивно-негативной селекции обычно содержит следующие элементы 1) два блока последовательностей (НВ1 и НВ2), гомологичных отдельным участкам сайта-мишени 2) трансген (ТО), кодирующий новую функцию реципиента 3) последовательность, кодирующую устойчивость к соединению 0-418 (КеоО 4) два разных гена тимидинкиназы 1к1 и 1к2) вируса простого герпеса типов 1 и 2 (Н8У-Г / и Н8У-/ 2) (рис. 19.5, А). Ключевым для позитивно-негативной селекции является взаимное расположение этих элементов. Трансген и ген устойчивости к 0-418 (МеоО должны находиться между двумя участками ДНК, гомологичными сайту-мишени, а гены Н8У- А / и НБУ-(к2 - по бокам этой конструкции. Если встраивание происходит в случайный сайт (не в НВ1 и НВ2), то с высокой вероятностью вместе с другими последовательностями интегрируют один или оба гена Н8У-/ (рис. 19.5, А). Напротив, если интеграция происходит в результате гомологичной рекомбинации путем двойного кроссинговера в нужный сайт, то в геном встроятся только трансген и ген N60 а гены Н5У-/Л - нет (рис. 19.5, Б). При выращивании трансфицированных клеток в присутствии 0-418 клетки, не несущие ген Neo расти не будут. Выживут только клетки, в которых произошла интеграция -иными словами, осуществляется позитивная селекция. Если одновременно с 0-418 в среду [c.422]

В области защиты здоровья человека, главным образом в борьбе с переносчиками возбудителей эпидемий и эпизоотий, сделаны первые успешные шаги к интеграции методов. Например, почти полностью уничтожен важнейший переносчик Aedes aegypti) вируса желтой лихорадки в Центральной и Южной Америке (1900— 1925 гг.) для этого проводили массовую санацию местностей, уничтожение мест выплода и прямую борьбу с личинками комаров при обязательном учете экологических требований. К сожалению, при уничтожении насекомых, вредящих здоровью человека, часто создается неблагоприятная ситуация, так как сохраняющаяся после обработок часть популяции должна быть минимальной. Попытки резко сократить численность переносчиков только с помощью химических инсектицидов, давали очень впечатляющие быстрые результаты при борьбе с некоторыми эпидемиями, однако длительный эффект был редко удовлетворительным и почти всегда [c.300]

Первоначальное определение вирусов как агентов, неспособных развиваться вне живой клетки, уже содержало в себе указание на то, что вирусы не обладают всеми свойствами живого организма, что у них отсутствует способность к обмену веществ, присущая живым системам (см. выше пунк-т а ). В настоящее время принято следующее определение вирусов вирусы — это частицы, состоящие из одной или нескольких молекул ДНК или РНК, обычно (но не всегда) окруженных белковой оболочкой вирусы способны передавать свои нуклеиновые кислоты от одной клетки-хозяина к другой и использовать ферментный аппарат хозяина для осуществления своей внутриклеточной репликации путем наложения собственной информации на информацию клетки-хозяина иногда вирусы могут обратимо включать свой геном в геном хозяина (интеграция), и тогда они либо ведут тайное существование , либо так или иначе трансформируют свойства клетки-хозяина. [c.15]

Почти все онкогенные РНК-содержащие вирусы принадлежат к одной группе (для которой было предложено название лейковирусы) и более или менее родственны между собой. Для них интеграция требует взаимодействия РНК — ДНК, а возможно, и обратной транскрипции — синтеза ДНК на РНК-матрице Это обстоятельство представляет большой интерес для будущих биохимических исследований. [c.266]

Теперь уже почти доказано, что на втором важном этапе лизогенизации происходит не только прикрепление фагового генома, а его истинное включение (интеграция) в ДНК клетки-хозяина. По-видимому, включаться может только кольцевая, суперспирализованная ДНК, причем включение это происходит в результате специфического спаривания гомологичных участков фаговой ДНК и ДНК хозяина (аа и ЬЬ). Включение фагового генома происходит путем реципрокной рекомбинации этих участков. В результате циклической перестановки последовательность генов во включенном линейном геноме отличается от их последовательности в вирусе — расположенные на разных концах (К и АР) функции становятся соседними. Это, очевидно, происходит в результате того, что локализация разрывов в кольцевой молекуле не соответствует липким концам фаговой ДНК (фиг. 73) [61, 393]. [c.279]

Сложность сайтспецифической рекомбинации может быть обусловлена необходимостью регулировать реакцию таким образом, чтобы при переходе вируса в состояние профага происходила интеграция, а при вступлении профага в литический цикл развития-исключение. Нужная в данной ситуации реакция осуществляется благодаря контролю количества белков Int и His. [c.456]

Рис. 38.5. Дефектные в отнощении репликации вирусы могут возникать благодаря интеграции и делеции вирусного генома, в результате чего образуются сливщиеся вирусно-хлеточные транскрипты, которые упаковываются вместе с нормальным

В устойчиво грансформированной вирусом клетке должно установиться равновесие, вирус не должен убивать клетку, а клетка должна сохранять вирусные гены при размножении (передавать из поколения в поколение). Обычно это осуществляется путем интеграции этих генов в одну или более клеточных хромосом. По иногда вирусные гены существуют в клетке в виде плазмиды, реплицирующейся одновременно с хромосомами. Так, вирус 8У40 и ретровирусы встраиваются в хромосомы клеток, которые они трансформируют папилломавирусы - класс ДПК-содержащих вирусов, вызывающих у человека образование бородавок (и, вероятно, участвующих в возникновении рака шейки матки). [c.466]

Использование с этой целью векторов ВРУ-типа удобно в том отношении, что довольно быстро устанавливается множество копий вируса (до нескольких сотен на клетку). Этим объясняется успешное применение вектора на основе ВРУ для высокоэффективной экспрессии многих белков [1]. Недостатки вирусных векторов связаны с ограниченным набором клеточных линий, в которых возможна репликация вектора, а уровень экспрессии и поддержание эписомного состояния конструкции в целом зависят кроме всего прочего и от конкретных последовательностей ДНК, клонированных в векторе. Альтернативный способ увеличения числа копий, описанный в данной главе, предусматривает селекцию клеток на амплификацию последовательностей вектора после его интеграции в ДНК клетки-хозяина такой подход не имеет принципиальных ограничений на использование того или иного типа клеток. При этом подходе можно выбрать клетки с любыми нужными свойствами, например способностью определенным образом модифицировать белковый продукт или узнавать конкретную регуляторную последовательность ДНК. [c.239]

Одной ИЗ ВОЗМОЖНЫХ причин делеций в ретровирусных геномах служит аномальный сплайсинг вирусной РНК. Хотя в MLV-векторах сигнал для упаковки расположен ниже вирусного донорного сайта сплайсинга (относительно направления транскрипции), так что молекулы, претерпевшие сплайсинг с участием именно этого сайта, неспособны упаковываться в вирусные частицы, криптические сайты сплайсинга, присутствуюш,ие во вставке, способны вызывать нежелательные последствия. Делеции и перестройки могут происходить также в результате рекомбинационных событий с участием эндогенных мышиных ретровирусных последовательностей, рекомбинации в процессе трансфекции или же ошибок при обратной- транскрипции и интеграции [14]. Кроме всего прочего в некоторых случаях делеции могут неумышленно отбираться при селекции на экспрессию определенного маркерного гена. Примером этого может служить эксперимент (табл. 9.7), демонстрирующий особенности сплайсинг-вектора для спаренных генов рМХ 1122/иг/с. пео в присутствии последовательности с-тус ингибируется сплайсинг вирусной РНК (разд. 9.7.1). Несмотря на низкую эффективность трансфекции, обнаруживаемую, этим вектором при селекции на устойчивость к G418, трансфицированные клетки активно продуцировали пео-трансдуцирующий вирус (табл. 9.7). Однако последующий анализ показал, что эти вирусные частицы несут делецию с-тус (М. Скотт, Г. Вармус, неопубликованные данные). Следовательно, селекция на эффективную экспрессию гена neo привела к утрате последовательностей с-тус, ответственных за ингибирование образования субгеномной лео-мРНК- Высокая частота делеций, обусловливающая повышенный уровень экспрессии селективного маркера, также свойственна и векторам с внутренним промотором, однако пока такие данные получены только для векторов на основе ретровирусов птиц [41]. [c.305]

Многие вирусы животных, особенно онкогенные вирусы, могут встраиваться в геном млекопитающих либо непосредственно, либо, в случае РНК-вирусов через ДНК-транскрипты. Интеграция вирусной ДНК в хромосомы животных, как правило, не является сайт-специфической. [c.72]

Некоторые бактерии несут вирусы (умеренные бактериофаги), которые либо встроены в хромосому клетки-хозяина и реплицируются вместе с ней, либо существуют в клетке автономно и реплицируются самостоятельно, что в конечном итоге приводит к лизису и гибели бактерий. Один из таких умеренных бактериофагов — бактериофаг лямбда (X). При инфицировании чувствительных бактерий Е. соИ он инъецирует в бактериальную клетку свой геном, состоящий из линейной двухцепочечной ДНК размером 45000 пар оснований (рис. 41.5). В зависимости от физиологического статуса микроорганизма дальнейшее развитие фага может протекать либо по jm-зогенному пути, который заключается в интеграции фаговой ДНК с хозяйским геномом и сохранении [c.113]

Рис. 11-14. Эта схема показывает, как случайная интеграция нуклеиновой кислоты вируса в хромосому клетки-хозяина может привести к постоянному присутствию вирусного белка в клетках-потом-ках. У ретровирусов есть фермент, называемый обратной тран-скриптазой, он синтезирует ДНК-копию геномной РНК вируса, и в хромосому клетки-хозяина встраивается именно эта ДНК (см. рис. 5-52).

Справочник химика 21

Химия и химическая технология