35. Транскрипція, трансляція і реплікація тогавірусів.

Значна частина інформації про реплікацію тогавірусів отримана при вивченні двох близькоспоріднених альфавірусів: вірусу ліса Семліки (SFV) і вірусу Синдбіс (SIN).

Родина тогавірусів включає два роди: альфа- і рубівіруси Якщо за будовою генома і структурою віріонів вони дуже подібні, то в деяких важливих деталях реплікативних циклів відрізняються між собою.

Тогавіруси відносять до числа найбільш простих вірусів людини і тварин, які мають зовнішню оболонку. Геном у них - це один плюс-ланцюг РНК, що заключений у білковий капсид, який складається з однакових молекул, упакованих в ікосаедричній структурі. Нуклеокапсид вірусної частки вкритий ліпідним бішаром, який походить від мембрани клітини-господаря. Поверх ліпідно бішару виступають глікопротсїни, які кодуються вірусним геномом. Крім того, геном кодує вірусний капсидний білок і невелику кількість білків, що беруть участь у реплікації вірусної РНК

Більша частина вірусів родини - це дрібні ікосаедрич-ні віруси діаметром 65-70 нм. Величина генома становить 11,2 kb, 5'-кінець генома містить кеп, а 3'-кінець поліаденільований. Ці властивості характерні і для еукаріотичних мРНК. При реплікації утворюються дискретні субгеномні мРНК, що складаються з близько 3 700 нуклеотидів. Ці РНК також кеповані та поліаденільовані і слугують мРНК для стуктурних білків вірусу.

Чергові етапи вірусної реплікації включають трансляцію, реплікацію і транскрипцію вірусної РНК. Структура нуклеокапсиду альфа- і рубівірусів достатньо пластична для забезпечення дисоціації комплексу РНК-капсидні білки. Це відбувається при проникненні вРНК в цитоплазму після злиття оболонки ендосоми з оболонкою віріона. При низьких значеннях рН нуклеокапсид може стискатися в діаметрі приблизно на 15%, що сприяє роздяганню РНК.

36. Транскрипція, трансляція і реплікація міовірусів.

Бактеріфаг Т4

Як тільки вірусний геном потрапив у клітину і звільнився від білка, він може служити джерелом інформації як для реплікації, так і для транскрипції, діючи як матриця для біосинтезу відповідних продуктів. Реплікація ДНК відбувається за допомогою тих самих біохімічних механізмів, що і реплікація генетичного матеріалу клітини. Реплікація вірусного ДНК-генома в клітині господаря можлива, якщо геном є рспліконом, що розпізнається реплікаційним апаратом клітинного або вірусного походження. При вірусній інфекції набір клітинних ферментів може поповнюватися за рахунок ферментів віріона, а інколи за участю ферментів. Коли ДНК фага Т4 потрапляє до чутливої клітини Е. соlі, вона не деградується ендонуклеазами клітини-господаря, оскільки містить глзильований 5-гідроксиметилцитозин замість цитозину. Ця хімічна модифікація ДНК запобігає деградуванню фагового генома бактерійними ендонуклеазами рестрикції. Фаг Т4 кодує ферменти, що синтезують 5-гідроксиметилцитозин і тилцитозину послідовно приєднують глюкозу до нуклеотиду.

Глікозилювання генома Т4 потребує уридиндифосфоглюкози. Якщо Т4 фаг розмножується в клітині-господарі, що не утворює уридиндифосфоглюкози, фагова ДНК не буде глюкозильована. Вона не може реплікуватись у інших клітинах, оскільки геномна ДНК фага буде розщеплена ендонуклеазами рестрикції. Вірусний геном повинен бути малим і компактним, щоб поміститися всередині капсиду, але він ще й має кодувати велику кількість регуляторних і структурних білків. Генетичні карти декількох вірусів свідчать, що гени згруповані відповідно до їхніх функцій. У деяких вірусів виявлено явище перекривання генів і транскрипції дволанцюгових ДНК у протилежних напрямках.

Рання експресія генів. Фаг Т4 кодує більше 20 білків, які синтезуються в ранньому періоді після інфекції. Продукування білків репрезентує ранні розвиткові кроки фагової реплікації. Ферменти, задіяні у цих етапах, названо ранніми білками (білки, що продукуються відразу після проникнення фага). Вони слугують для зупинення макромолекулярного синтезу клітини-господаря. Одним з перших ранніх білків фага Т4 є нуклеаза, що руйнує ДНК клітини-господаря; дезоксирибонуклеотиди, що утворилися внаслідок деградації бактерійної хромосоми, стають попередниками синтезу фагової ДНК. Геном Т4 також кодує ферменти, що руйнують попередник для нормальних нуклеотидів клітини-господаря - дезоксицитидинтрифосфат, який перетворюються в оксиметилцитозил-трифосфат. Уся послідовність проникнення, виключення транскрипції і трансляції клітини-господаря і деградація метаболізму клітини-господаря займає лише кілька хвилин.

ДНК фага Т4 на початку транскрибується бактерійною РНКполімеразою. Серед перших білків, які синтезуються в клітині, є певні модифікації РНК полімерази Е. соlі. Фаг-кодовані поліпептиди замінюють чи модифікують а-субодиниці РНК-полімерази Е. соlі. Отже, вони змінюють послідовність впізнавання так, що РНК-полімераза не зв'язує нормальних послідовностей Прібнова ДНК Е. соlі.

Ранні гени контролюють утворення ферментів, задіяних у реплікації ДНК фага. Ці ферменти синтезуються у великих кількостях, так, що синтез ДНК відбувається швидко. ДНК фага Т4 містить гідроксиметилцитозин, який синтезується двома фаг-кодованими ферментами. Після синтезу ДНК фага Т4, відбува¬ється глюкозилювання гідроксиметилцитозину ДНК.

Пізня експресія генів. Після ранніх подій у фаговому реплікативному циклі модифікується РНК-полімераза, що призводить до закінчення синтезу ран-ніх фагових білків. РНК-полімеразні кори зв'язуються з новими фагоспецифіч-ними а-факторами, що контролюють транскрипцію пізніх генів. Ця зміна у сай-ті рекогніції РНК-полімерази збігається з початком синтезу пізніх білків.

Пізні фагові гени кодують пізні білки, що входять до складу капсиду, і відповідають за його структуру. Хвіст, хвостові відростки і структура головки фага утворюються білками, кодованими різними фаговими генами. Близько 32 генів задіяні у формуванні хвостової структури і не менше 55 генів задіяні у формуванні структури головки.