Генерация разнообразия вирусных геномов.

У полимеразы (как впрочем и у ДНК-зависимой РНК-полимеразы) отсутствует корректирующая активность. Это обусловливает частоту ошибок 10^-4, т.е. одна ошибка на 10000 нуклеотидов. Если вспомнить размер генома, то получается, что в среднем каждый геном несет одну ошибку. Это много! Увеличение числа мутация в несколько раз ведет к подавлению размножения вируса. Использование рибоверина, аналога нуклеотидов, вызывающего ошибочное включение U или C, позволяет бороться с инфекциями пикорнавирусов. Можно провести отбор на вируса на устойчивость к рибоверину, так была получена полимераза, делающая меньше ошибок. Повышенная мутабельность– источник разнообразия пикорнавирусов и может иметь адаптивное значение.

Рекомбинация.

Если мы возьмем две цепи РНК и пометим разные их половины, то в инфицированной клетке обнаружим химерные молекулы. Между ними произошла рекомбинация.

Показано два механизма:

1)Репликативная рекомбинация. Полимераза обладает невысокой процессивностью и, начав синтез на одной цепи, может перескочить на другую (смена матрицы).

2)Нерепликативная рекомбинация.

Предполагается, что сначала происходит рекомбинация между гомологичными участками цепей, а потом гибридная молекула реплицируется.

Опыт.

5’

5’

5’

5’

3’

3’

3’

3’

Исходно в опыте использовались два фрагмента РНК, 3’-конец одного фрагмента комплементарен 5’-концу другого (длина участка комплементарности ~180 нт). Комплементарные участки каждого фрагмента маркировались. В эксперименте модифицировались концы фрагментов путем удаления/введения гидроксила/фосфатной группы. В результате, в зависимости от модификации получались рекомбинантные фрагменты, несущие различные маркеры. Механизм не известен.

Опыт.

Изучалось включение меченных рNTP в РНК фага Р4 во время транскрипции. Помимо меченных рNTP, добавляли немеченые pNTP и pNDP. Было установлено, что добавление немеченых pNDP влияет на включение меченных нуклеотидов сильнее, чем добавление pNTP. Возникло предположение о том, что синтез предшественников нуклеотидов осуществляется котранскрипционно, с участием белков ассоциированных с полимеразой (кое-кого напоминает). Эта работа не была ни проверена, ни отвергнута.

Суперсемейство пикорнавирусов.

Вирусы животных и растений. Принципиальных отличий в структуре РНК и механизмах репликации по сравнению с пикорнавирусами нет. Одноцепочечная (+) РНК на 5’-конце ковалентно связана с VPg, который помимо затравочной может выполнять и другие функции, на 3’-конце находится polyA. Геном одно- или двухсегментный, кодирует РНК-полимеразу. Для синтеза (-) цепи нужен 5’-конец. Работа in trans (??????).

Альфавирусы.

Размер Ø 70 нм, капсид икосаэдрический, имеется липопротеидная оболочка. Геном представлен одноцепочечной (+) РНК длиной 11-12 т.п.н. РНК кэпирована и полиаденилирована, полиА-хвост кодируется (-) цепью. Представители: вирус Semlici forest.

5’ NS 1 NS 2 NS 3 NS 4 PolyA 3’

Cap (42S)

Cap (26S)

Продуктами трансляции являются полипротеин неструктурных белков и полипротеин капсидного белка и гликопротеина оболочки. Последние кодируются так называемой субгеномной кэп+полиА+ РНК (26S), содержащей 3’-область геномной РНК и синтезирующейся в иной рамке считывания.

Таким образом, далее нам предстоит рассмотреть проблемы кэпирования РНК и образования субгеномной РНК.