Deltaretrovirus

Deltaretrovirus

HTLV-1 och HIV - 1
vetenskaplig klassificering
Grupp:Virus [1]Rike:RiboviriaRike:PararnaviraeSorts:ArtverviricotaKlass:RevtraviricetesOrdning:OrterviralesFamilj:RetrovirusUnderfamilj:OrthoretrovirinaeSläkte:Deltaretrovirus
Internationellt vetenskapligt namn
Deltaretrovirus
Typer
  • Bovint leukemivirus __
  • Primat T-lymfotropiskt virus 1
  • Primat T-lymfotropiskt virus 2
  • Primat T-lymfotropiskt virus 3
Baltimore-gruppen
VI: ssRNA-RT-virus

Deltaretrovirus [2] ( lat.  Deltaretrovirus ) är ett släkte av virus från familjen retrovirus ( Retroviridae ). Består av exogena horisontellt överförda virus som är isolerade från flera grupper av däggdjur.

Virus av detta släkte är RNA- virus som replikerar i värdceller med hjälp av enzymet omvänt transkriptas för att bilda proviralt DNA från deras RNA-genom. DNA:t inkorporeras sedan i värdens genom av ett integrasenzym . Viruset replikerar sedan som en del av värdcellens DNA. Viruset själv lagrar sin nukleinsyra i form av + mRNA (inklusive 5'-cap och 3'-poly(A) inuti virion ) genomet och fungerar som ett sätt att leverera detta genom till celler, in i vilka det söker som en obligat parasit , och startar infektionen . När den väl kommer in i värdcellen genomgår RNA-strängarna i cytosolen omvänd transkription och inkorporeras i värdgenomet, varifrån det retrovirala DNA:t kallas retrovirus. Innan viruset har infekterat värden är det svårt att upptäcka.

Virionets struktur

Retrovirusvirioner är sammansatta av höljespartiklar med en diameter på cirka 100 nm. De innehåller två identiska enkelsträngade RNA-molekyler 7-10 kilobaser långa. Även om virionerna av olika retrovirus inte delar samma morfologi eller biologi , är alla virionkomponenter mycket lika andra medlemmar av släktet [3] .

Reproduktion

Efter att deltaretrovirusen har inkluderat sina egna genom i reproduktionslinjen, förs deras genom vidare till nästa generationer. Dessa endogena retrovirus (ERV), skilda från exogena, utgör nu upp till 5-8% av det mänskliga genomet [5] . De flesta av inneslutningarna har en okänd funktion och kallas ofta för "skräp-DNA".

Roll i värdbiologi

Emellertid spelar många endogena delta-retrovirus viktiga roller i värdbiologin , såsom att styra gentranskription, celldelning under placentautveckling under embryonal reproduktion och resistens mot exogen retroviral infektion. Endogena delta-retrovirus har också fått särskild uppmärksamhet i studien av immunologiskt relaterade patologiska tillstånd vid autoimmuna sjukdomar som multipel skleros , även om endogena delta-retrovirus ännu inte har visat sig spela en orsakande roll i denna sjukdom [6] .

Rollen av endogena deltaretrovirus i mänsklig genetisk evolution

En sådan roll utforskas i en uppsats från 2005 [6] . Medan klassisk transkription ansågs gå från DNA till RNA, transkriberar omvänt transkriptas RNA till DNA. Termen "retro" i retrovirus hänvisar till denna omvända process (produktion av DNA från RNA) av den centrala dogmen inom molekylärbiologi . Omvänt transkriptasaktivitet utanför retrovirus har hittats i nästan alla eukaryoter , vilket skapar möjligheten att producera och införliva nya kopior av retrotransposoner i värdgenomet. Dessa insatser transkriberas av värdenzymer till nya RNA-molekyler som kommer in i cytosolen. Efter detta översätts några av dessa RNA-molekyler till virala proteiner. Till exempel översätts gag-genen till en kapsidproteinmolekyl, pol-genen till omvänt transkriptasmolekyler och env-genen översätts till höljeproteinmolekyler. Det är viktigt att notera att alla retrovirus måste "injicera" sitt eget omvända transkriptas i sin kapsid, annars kan det inte använda enzymerna från den infekterade cellen för att utföra uppgiften som ett resultat av den ovanliga naturen hos det genererade DNA:t från RNA [6] .

Naturen av läkemedelsresistens

Kommersiellt producerade läkemedel som är designade som hämmare av proteas och omvänt transkriptas kan snabbt bli ineffektiva eftersom gensekvenserna som kodar för detta proteas och omvänt transkriptas är föremål för många substitutioner. Sådana substitutioner av kvävehaltiga baser som bildar en DNA-sträng kan göra proteaser eller omvänt transkriptas svåra att attackera. Aminosyrasubstitution gör att enzymer kan undvika läkemedelsregimer eftersom mutationer i gensekvenser kan orsaka en fysisk eller kemisk förändring som gör dem svåra att upptäcka med ett läkemedel. På grund av det faktum att omvänt transkriptas inte kontrollerar riktigheten av DNA-replikation , muterar retroviruset mycket ofta. Detta gör att viruset blir resistent mot antivirala läkemedel och hindrar utvecklingen av effektiva vacciner och hämmare för retrovirus [7] .

Utsikter för att övervinna motstånd

När läkemedel utvecklas som är utformade för att attackera enzymer som proteas, riktar tillverkare in sig på specifika platser på det enzymet. Ett sätt att attackera dessa mål skulle vara genom hydrolys av molekylära bindningar. Genom att lägga till vattenmolekyler till någon plats i viruset kommer läkemedlet att bryta de tidigare bindningarna som fanns med varandra. Om flera av dessa bindningar bryts kan detta resultat leda till lysis , virusets död [8] .

Genomets struktur

Vanligtvis innehåller retrovirusgenom tre öppna läsramar som kodar för proteiner som finns i mogna virus: gruppspecifik antigen (gag) kodar för virusets kärna och strukturella proteiner; polymeras (pol) kodar för omvänt transkriptas och integras; och höljekoder (env) för retrovirusbeläggningsproteiner.

Provvirus

Detta DNA kan inkorporeras i värdgenomet som ett provirus som kan överföras till avkommaceller. På så sätt kan vissa retrovirus förvandla normala celler till cancerceller . Vissa provirus förblir latenta i cellen under en lång tid innan de aktiveras av en förändring i miljön runt cellen.

Evolutionär utveckling

Forskning på retrovirus ledde för första gången till demonstration av DNA-syntes från RNA- mallar , ett grundläggande sätt att överföra genetiskt material som ses i både eukaryota och prokaryota celler. Det har föreslagits att RNA-till-DNA-transkriptionsprocesserna som används av retrovirus initialt kan ha lett till användningen av DNA som genetiskt material. I en sådan modell ( RNA-världsmodellerna ) har cellulära organismer antagit mer kemiskt stabilt DNA, medan retrovirus har utvecklat förmågan att skapa DNA från RNA-mallar.

Utsikter för behandling

Antiretrovirala läkemedel är läkemedel som används för att behandla infektioner orsakade av retrovirus, främst HIV . Olika klasser av antiretrovirala läkemedel verkar i olika skeden av HIV-livscykeln. Kombinationen av flera (vanligtvis tre eller fyra) aniretrovirala läkemedel är känd som högaktiv antiretroviral terapi ( HAART ).

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Taxonomy of Viruses  på webbplatsen för International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) .
  2. ↑ Sergeev V. A. , Nepoklonov E. A. , Aliper T. I. Virus och virala vacciner. - M .  : Biblionics, 2007. - S. 349. - ISBN 5-98685-012-2 .
  3. ↑ Jhon M. Coffin (1992). "Struktur och klassificering av retrovirus". i Jay A. Levy. The Retroviridae (första upplagan). New York: Plenum Press. pp. 20. ISBN 0-306-44074-1 .
  4. ↑ Jhon M. Coffin (1992). "Struktur och klassificering av retrovirus". i Jay A. Levy. The Retroviridae (första upplagan). New York: Plenum Press. pp. 26-34. ISBN 0-306-44074-1 .
  5. ↑ Robert Belshaw; Pereira V; Katzourakis A; Talbot G; Steg J; Burt A; Tristem M. (april 2004). "Långsiktig återinfektion av det mänskliga genomet av endogena retrovirus". Proc Natl Acad Sci USA 101 (14): 4894-4899. doi : 10.1073/pnas.0307800101 . PMID 15044706 .
  6. ↑ 1 2 3 Medstrand P, van de Lagemaat L, Dunn C, Landry J, Svenback D, Mager D (2005). "Inverkan av transposerbara element på utvecklingen av däggdjursgenreglering". Cytogenet Genome Res 110 (1-4): 342-352. doi : 10.1159/000084966 . PMID 16093686 .
  7. ↑ Svarovskaia ES; Cheslock SR; Zhang W.H.; Hu W.S.; Pathak VK. (januari 2003). "Retrovirala mutationshastigheter och omvänd transkriptastrohet". Front Biosci. 8 :117-134. doi : 10.2741/957 . PMID 12456349 .
  8. ↑ Teklemariam, Ephrem | http://mason.gmu.edu/~eteklema/Researchfinal.html%7CHIV  (nedlänk) läkemedelsresistens och dess inverkan på folkhälsan.|joRes

Länkar