Лекция 2
II.Репликация линейных молекул днк с внутренней инициацией и внесением разрыва в цепь. Репликация вирусов с линейными одноцепочечными днк
Parvaviridae (parva - мелкий).
Поражают насекомых и животных, в т.ч. и человека. Не имеют липопротеидной оболочки, капсид икосаэдрический, Ø25 нм. Геном представлен линейной одноцепочечной ДНК длиной 5±0,5 т.нт. Размножаются в ядре в S-фазе клеточного цикла.
Парвавирусы животных можно разделить на две группы:
I.По степени автономности.
а)Автономные. Имеют все компоненты для самостоятельного размножения, для некоторых показана аденовирусная стимуляция;
б)Аденоассоциированные. В геноме два гена, кодирующие белки оболочки и Rep-белки, разнообразие продуктов экспрессии достигается за счет альтернативной инициации транскрипции и альтернативного сплайсинга транскриптов. Дефектны в отношении воспроизводства, но возможна стимуляция репликации: в присутствии канцерогенов, коинфекция аденовирусами (помощь на уровне транскрипции), в ряде случаев – коинфекция герпес-вирусами (помощь на уровне репликации).
Размножение аденоассоциированных парвавирусов подавлено белком Rep (связываясь с промотором, он подавляет транскрипцию, которая нужна для вырезания интегрировавшегося вируса, и помощь со стороны аденовирусов заключается в поставке белков, превращающих его в активатора транскрипции). Мутации в промоторе гена Rep могут сделать аденоассоциированные вирусы автономными.
II.По значимости цепи. Это условное деление, т.к. в некоторых случаях белок может кодироваться (–) цепью.
(+) или (–) цепи. Аденоассоциированные вирусы. При выделении может происходить отжиг цепей, в связи с чем раньше считали, что они двуцепочечные.
(-) цепи. Автономные вирусы.
Самозатравочный механизм репликации аденоассоциированных парвавирусов
3’
а c
C
D
А В b 145
125
5’
На концах имеются повторы длиной 145 нт., образующие шпилечные структуры, поэтому репликация начинается сразу со стадии элонгации. ДНК синтезирует клеточная ДНК-полимераза. Тогда, как решается проблема репликации концов?
Смитт предложил решение.
В репликации концов участвует полифункциональный вирусный белок – Rep. Rep-белок способен к олигомеризации. Он узнает участок в районе шпильки, вносит одноцепочечный разрыв между 125 и 126 нт. и при этом остается ковалентно связанным с 5’-концом. Далее Rep-белок действует как хеликаза, расплетая шпильку. Образовавшийся 3’-конец используется клеточной полимеразой в качестве затравки для достраивания второй цепи.
а c
C
А В b
3’
5’ 3’
5’
a
c C b B A
5’
3’ 5’
a
c C b B A 5’
A
C c B b a 3’
3’
5’
Внимательно посмотрев на 3’-конец второй цепи, можно понять, что произошла инверсия порядка участков.
Узнавание концевой структуры.
RBE’ RBE TRS
RBE – Rep Binding Element, участок
связываения Rep-белка.
TRS – Terminal
Resolution Site,
участок в котором Reр
белок вносит одноцепочечный разрыв.
C
c а
b
B А D
После элонгации репликации возможно образование одноцепочечного кольца, благодаря лигазной активности Rep, но преимущественно образуется линейный двуцепочечный продукт. В последнем случае говорят о переносе шпильки на концах.
5’ 3’
+
3’ 5’
5’ 3’
Благодаря самокомплементарности концевых участков, в двуцепочечных продуктах возможно образование структур, называемых «заячьими ушами». Однако, процесс невыгоден термодинамически, поэтому неясно, почему эти структуры все-таки образуются.
3’ 5’
Появляется 3’конец, который может служить затравкой для синтеза ДНК. В ходе достройки цепи возможно образование двух наборов продуктов. Одну из цепей обозначим условно как (+)цепь, другую – как (–) цепь.