54. Вирус гепатита в. Особенности структурной организации вируса. Транскрипция вирусной рнк и репликация на основе обратной транскрипции полного рнк транскрипта.

Ви́рус гепати́та B (англ. Hepatitis B virus, HBV) — ДНК-содержащий вирус из семейства гепаднавирусов, возбудитель вирусного гепатита B. В мире по различным оценкам от 3 до 6 % людей инфицировано вирусом гепатита B. Носительство вируса не обязательно сопровождается гепатитом, однако носитель вируса может заражать других людей.

Вирион (вирус вне клетки хозяина) состоит из нуклеопротеида, капсида и суперкапсида. Капсид — икосаэдр размером 28 нм, внутри которого заключена ДНК вируса (нуклеопротеид). В состав капсида входит основной белок ядра (HBcAg — от «Hepatitis B core Antigen»). Суперкапсид представляет собой липидную мембрану, в которую встроены молекулы белка наружной оболочки — поверхностного антигена (HBsAg — от «Hepatitis B surface Antigen»). Диаметр вирусной частицы — 42 нм.

Несмотря на то, что вирус гепатита B является ДНК-содержащим вирусом, в его жизненном цикле имеется РНК-стадия. После проникновения вируса в клетку вирусная ДНК перемещается в клеточное ядро и транскрибируется с образованием полноразмерной прегеномной РНК трёх мРНК меньшей длины. Синтезированные РНК перемещаются в цитоплазму, где мРНК транслируются и прегеномная РНК вместе с полимеразой упаковывается в белковую оболочку. Полимераза вируса гепатита B способна осуществлять обратную транскрипцию, и на матрице прегеномной РНК синтезируется вирусная минус-цепь, а на её матрице — плюс-цепь.Кроме того, геном вируса полностью или частично может интегрироваться в геном гепатоцита. При этом могут повреждаться гены гепатоцита, что приводит к раку печени.

Вирус гепатита D проникает внутрь клетки, через те же клеточные рецепторы, что и HBV (вирус гепатита В), однако структура этих рецепторов пока не установлена. HDV (вирус гепатита D) часто переносится в ядро клетки, где происходит репликация. В РНК-зависимом синтезе РНК участвует РНК-полимераза II хозяина. В процессе репликации HDV (вирус гепатита D) в инфицированном гепатоците образуются три формы РНК: геномная РНК, комплементарная ей антигеномная РНК и антигеномная матричная РНК (мРНК). Антигеномная мРНК кодирует белок S-HDAg, который участвует в транскрипции и репликации РНК. Репликация HDV (вирус гепатита D) происходит в ядре клетки по механизму «катящегося кольца». Основную роль в этом механизме играют рибозимы. Суть его заключается в том, что кольцевой геном РНК служит матрицей для промежуточной антигеномной РНК. Последняя подвергается процессингу путем автокаталитического расщепления на рибозимных сайтах с образованием мономерной линейной РНК. На конечном этапе линейная РНК сшивается рибозимом HDV (вирус гепатита D) и РНК-лигазой хозяина с образованием антигеномной кольцевой РНК, которая затем служит матрицей для синтеза следующего цикла репликации. В процессе репликации в результате сборки из белка S-HDAg образуется белок L-HDAg. До 30% белка S-HDAg подвергается преобразованию РНК-модифицирующим ферментом хозяина, называемым аденозиндеаминазой. Этот фермент заменяет UAG терминирующий кодон белка s-HDAg в UGG кодон триптофана, в результате чего становится возможным удлинение С-конца S-HDAg на 19 аминокислотных остатков и образуется L-HDAg. Затем L-HDAg подавляет репликацию вируса и инициирует сборку и упаковку вирусной частицы. Таким образом, процесс преобразования играет важную роль в достижении баланса между разнонаправленными, но существенными функциями S-HDAg (репликация РНК) и L-HDAg (подавление репликации РНК). Сборка вирусной частицы инициируется в результате взаимодействия белков S-HDAg и L-HDAg. Механизм этого взаимодействия окончательно не раскрыт.

Геном ретровирусов и вируса гепатита В на разных стадиях цикла размножения образован или РНК, или ДНК.

Ретровирусы . Ретровирусы имеют диплоидный геном, представленный двумя идентичными плюс-цепями РНК; вирусы содержат также ферменты - обратную транскриптазу и интегразу . Только у ретровирусов на матрице вирусной РНК с помощью обратной транскриптазы синтезируется двухцепочечная ДНК - провирус . Затем провирус встраивается в хромосому клетки-хозяина. Интеграция провируса с клеточным геномом - обязательный этап жизненного цикла этих вирусов.

В геноме человека обнаружены нуклеотидные последовательности эндогенных ретровирусов, поэтому не исключено, что существуют пока неизвестные ретровирусы человека, способные к репродукции.

Транскрипцию интегрированного провируса с образованием мРНК и геномной РНК обеспечивает вирусный промотор. Транскрипция контролируется клеточными и вирусными регуляторными факторами.

Так, относящиеся к подсемейству Oncovirinae Т-лимфотропные вирусы человека типа 1 и 2 (возбудители тропического спастического парапареза и Т-клеточного лейкоза-лимфомы взрослых ) помимо характерных для всех ретровирусов структурных белков, обратной транскриптазы, интегразы и белков внешней оболочки синтезируют также белок Tax и белок Rex , регулирующие транскрипцию и процессинг РНК.

У относящихся к подсемейству Lentivirinae ВИЧ-1 и ВИЧ-2 в результате альтернативного сплайсинга образуются многочисленные мРНК, кодирующие регуляторные белок Tat , белок Rev , белок Nef , белок Vpr , белок Vpu (у ВИЧ-1) и белок Vif .

Сборка ретровирусов происходит вблизи клеточной мембраны. Нуклеокапсиды формируются из двух идентичных молекул РНК, включающих полный вирусный геном, клеточной тРНК и структурных белков, образующихся при разрезании полипротеина Gag . Внешнюю оболочку вирусы приобретают, отпочковываясь в участках клеточной мембраны, содержащих вирусные гликопротеиды.

Геном вируса гепатита В . Геном вируса гепатита В, относящегося к семейству гепаднавирусов , состоит из кольцевой частично двухцепочечной ДНК. Цепи ДНК ковалентно не замкнуты. После проникновения вируса в цитоплазму короткая цепь ДНК достраивается с помощью вирусной ДНК- полимеразы с образованием полностью двухцепочечной ДНК. Затем ковалентно замкнутая ДНК поступает в ядро и сохраняется там в виде эписомы . Здесь вирусная ДНК транскрибируется при участии клеточной РНК-полимеразы II с образованием полных РНК-копий генома и коротких мРНК. Полные РНК-копии генома, содержащие концевой повтор (то есть они длиннее исходной ДНК), 7-метилгуанозин на 5'-конце и полиаденилатный "хвост" на З'-конце, транспортируются в цитоплазму клетки и включаются в нуклеокапсид. Вирусная ДНК-полимераза, обладающая также активностью обратной транскриптазы, синтезирует на матрице РНК минус-цепь (кодирующую) ДНК, РНК разрушается и частично замещается короткой плюс-цепью (некодирующей) ДНК.