27. Каким образом в клетках еукаріот регулируется транскрипция?

Экспрессию генов контролируют определенные последовательности нуклеотидов ДНК:

Энхансеры – последовательности, которые содержат участки связывания для факторов транскрипции, которые влияют на интенсивность транскрипции;

Промоторы – последовательности, определяющие начало транскрипции;

Терминаторы – последовательности, которые заставляют фермент прекращать транскрипцию.

Промоторы генов многих эукариотических клеток и вирусов имеют консенсусную последовательность TATAA, или так называемый TATA-бокс. Эта последовательность обычно расположена на 25–30 пар нуклеотидов левее (выше) сайта начала транскрипции. TATA-бокс, например, присутствует в единственном промоторе ВИЧ-1, но является только одним из четырех промоторов в геноме вируса гепатита В. Энхансеры содержат последовательности, которые связывают факторы транскрипции, и таким образом могут ускорять начало транскрипции РНК-полимеразой II. Последовательности многих энхансеров являются специфическими для клеток разных типов.

26. Какие есть особенности транспорта вирусов и их компонентов внутри клеток еукаріот?

Молекулы вирусов, которые синтезируются внутри клетки хозяина, должны транспортироваться к определенным участкам клетки. Вирусные мРНК транспортируются из ядра в цитоплазму, и вирусные белки должны транспортироваться в определенные местоположения, включая ядро (слайд).

Многие белки имеют последовательности аминокислот, которые определяют их местоположение. Белки, которые должны быть включенными в мембраны, имеют сигнальную последовательность, представленную серией гидрофобных аминокислотных остатков, либо на N-конце, либо внутри белка. Синтез белков начинается на свободной рибосоме, но когда синтезируется сигнальная последовательность, она направляет комплекс полипептид-рибосома к эндоплазматическому ретикулюму, где синтез белка продолжается.

Участок эндоплазматического ретикулюма, ассоциированный с рибосомами, называют шероховатым эндоплазматическим ретикулюмом. Каждый интегральный мембранный белок имеет одну или более последовательностей, обогащенных гидрофобными аминокислотными остатками. Многие белки, синтезированные на шероховатом эндоплазматическом ретикулюме, транспортируются при участии везикул к комплексу Гольджи, и большинство интегральных мембранных белков гликозилируются в этом компартменте. Из комплекса Гольджи гликопротеины транспортируются к другим мембранам, таким как плазматическая мембрана или ядерная оболочка.

Эпителиальные клетки имеют апикальную (внешнюю) и базолатеральную (внутреннюю) поверхности, которые состоят из различающихся липидов и белков и отделены плотными контактами. При заражении эпителиальных клеток имеющими оболочку вирусами, почкование вирионов может ограничиваться либо апикальной поверхностью, либо базолатеральной поверхностью.

Энрике Родригес-Боулан и Дэвид Сабатини обнаружили в 1978 году, что вирус везикулярного стоматита почкуется на базолатеральной поверхности, а вирус гриппа почкуется на апикальной поверхности. Это вероятно объясняет, почему большинство вирусных инфекций у млекопитающих локализованы в дыхательных путях. Они показали, что гликопротеины каждого вируса направляются к соответствующей поверхности клетки (слайд). Каждый белок имеет сигнальную последовательность, которая определяет, к какой мембране клетки он перемещается в составе транспортных везикул.

Если вирусы реплицируются в ядре, то большинство, если не все, белков вируса должны быть направлены в ядро. Эти белки, как и собственные белки клетки, которые перемещаются в ядро, имеют так называемый сигнал ядерной локализации. Этот сигнал представляет специфическую последовательность, обогащенную одной или двумя основными аминокислотами лизином и аргинином.

Сигнал ядерной локализации впервые был обнаружен у белка вируса приматов 40. Сигнал ядерной локализации позволяет белку связываться с белками клетки, импортинами, и далее с филаментами ядерной поры, через которую белок и транспортируется в ядро.

РНК также транспортируются внутри клетки, например мРНК после синтеза в ядре должны экспортироваться через ядерную пору в цитоплазму. РНК доставляются в нужные места белками. Белок Rev ВИЧ-1 имеет как сигнал ядерной локализации, так и сигнал экспорта из ядра. Благодаря сигналу ядерной локализации, Rev транспортируется в ядро, где специфически связывается с РНК вируса. Благодаря сигналу экспорта из ядра, Rev и связанная с ним РНК транспортируются через ядерную пору в цитоплазму.