Структура генома:

Начнем с регуляторных 5 и 3 концевых элементов (5 и 3 читать как 5 штрих и 3-штрих).

До первого значащего гена находится еще несколько сот нетранслируемых нуклеотидов. U3 – участок также (как и U5) регуляторный.

А теперь о значащей части генома:

Любой ретровирус содержит первые три гена (gag, pol, env), но далеко не все содержат регуляторный ген, в данном случае (в случае вируса саркомы Рауса) это ген src. Белки, построенные с таких генов, связаны с онкогенными свойствами вируса.

Внутри капсида после попадания вируса в клетку и частичного его «раздевания» начинается обратная транскрипция. Синтез первой цепи ДНК на матрице геномной РНК вируса осуществляет ревертаза. Как любой ДНК-полимеразе ревертазе нужна затравка – тРНК. 3' конец тРНК используется

для наращивания ДНК цепи длиной 100 нуклеотидов. Потом РНКаза H

удаляет R и U5 из гетеродуплекса. 3' конец ДНК комплементарен 3'

участку РНК-матрицы. И тут происходит прыжок полимеразы. R участок

ДНК св. комплементарно с R участком РНК. После этого у нас опять

есть свободный 3', можно дальше наращивать ДНК. РНКаза H опять

удаляет из гетеродуплекса всю РНК, кроме полипуринового тракта, он

становится затравкой для синтеза второй нити ДНК, после чего он

тоже удаляется. И у нас есть ДНК структура. Дальше еще один прыжок

за счет комплементарности PBS-участков. У обоих цепей есть

свободные 3' концы, можно закончить синтез в обоих направлениях.

Наша двухцепочечная ДНК получилась длиннее своей РНК матрицы, и

на концах есть повторы. Их называют LTR (длинные концевые повторы). Эти участки важен для регуляции транскрипции и интеграции. Все вместе - провирус.

Дальше провирус интегрируется в геном. В цитоплазме находится

прединтеграционный комплекс, который содержит линейную дц - ДНК, CA,

интергразу (либо в составе ревертазы, либо отдельный белок), ревертазу, матриксный и NP белок. Размеры его велики,

через ядерную пору не влезть. Поэтому интегрируется он во время

митоза. Но у лентивирусов есть механизм активного проникновения в

ядро.

Интеграция происходит неспецифически, т е вирус может встраиваться в любое место генома клетки независимо от нуклеотидной последовательности мишени. На концах провируса есть

инвертированные повторы(2-10 нуклеотидов). Интеграза убирает два

тимидина с двух сторон и одновременно она же вносит в ДНК хозяина

разрывы на расстоянии 5-6 н.п. один от другого и быстро объединяет провирус с ДНКклетки. Клеточные системы репарации заполняют бреши и

удаляют неспаренные нуклеотиды. При интеграции провирус

укорачивается на два терминальных нуклеотида; его концы имеют одну и ту же последовательность. И от 4 до 6 нуклеотидов клеточной ДНК

дуплицированы и фланкируют провирус.

Еще раз:

В РЕЗУЛЬТАТЕ:

• ДНК провируса укорачивается на 2 терминальных нуклеотида LTR по сравнению с неинтегрированной формой провируса;

• Концы интегрированного провируса всегда имеют одну и ту же последовательность 5’-TG….CA - 3’;

• От 4 до 6 нуклеотидов клеточной ДНК, фланкирующих интегрированный провирус, дуплицированы.

Дальше идет транскрипция провируса. После интеграции ретровируса они ведут себя как клеточные гены, их транскрибирует РНК полимераза II. Важную роль в инициации и терминации транскрипции вирусных генов играют LTR- участки. Именно на границе U3 и R находится промотор вирусных генов.

Образуется 2 или 3(если есть src) вида мРНКпри транскрипции провируса. Одна из них полноразмерная, она кэпируется, полиаденилируется. При трансляции полноразмерной мРНК появляется предшественник гена gag или gag+pol, в зависимости от слабого терминатора трансляции. Итак, полноразмерная м-РНК дает реализоваться gag и pol белкам.

мРНК для трансляции SU и ТМ образуется за счет альтернативного сплайсинга полноразмерной мРНК. Также образуется предшественник, содержащий последовательности белков SU и ТМ. Окончательный протеолиз происходит в момент модификации этим предшественником мембраны клетки. Если есть src, то 3-я матричная РНК образуется также за счет альтернативного сплайсинга.

• Взаимодействие с рецепторами

• Попадание капсида в цитоплазму клетки

• Обратная транскрипция

• Образование прединтеграционного комплекса

• Прединтеграционный комплекс во время митоза (для большинства) попадает в ядро и првирус встраивается в геном клетки

• С помощью клеточных ферментов образуется м-РНК

• ПОЛНОРАЗМЕРНЫЕ М-рнк поступают в цитоплазму и транслируются с образованием предшественника и в то же время находятся в цитоплазме как геномные рнк. М-РНК, соответствующие гликопротеидам на ЭР или на АГ транслируются и модифицируются в мембрану ЭР и АГ

• Миграция пузырьков к клеточной мембране и встраивание в нее, здесь окончательный протеолиз гликопротеидов

• Предшественник gag+pol взаимодействует в виде предшественника с геномной РНК и мигрирует к мембране

• Белок в составе предшественника нуклеокапсида начинает взаимодействовать с РНК, а участок предшественника, который соответствует матриксному белку, взаимодействует с гликопротеидами

• Окончательное созревание белков

• Отпочковывание вируса

В лекции того не упоминается, но на слайдах есть, сводная табличка: