Retrovirus

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 20 april 2022; verifiering kräver 1 redigering .
Retrovirus
vetenskaplig klassificering
Grupp:Virus [1]Rike:RiboviriaRike:PararnaviraeSorts:ArtverviricotaKlass:RevtraviricetesOrdning:OrterviralesFamilj:Retrovirus
Internationellt vetenskapligt namn
Retroviridae
Underfamiljer
  • Orthoretrovirinae
  • Spumaretrovirinae
Baltimore-gruppen
VI: ssRNA-RT-virus

Retrovirus [2] [3] ( lat.  Retroviridae , av lat.  retro -  reverse) är en familj av RNA- innehållande virus som främst infekterar ryggradsdjur. Den mest kända och aktivt studerade representanten är det humana immunbristviruset .

Efter att en cell har infekterats med ett retrovirus , börjar syntesen av det virala DNA- genomet i cytoplasman med användning av virion -RNA som mall. Alla retrovirus använder den omvända transkriptionsmekanismen för att replikera sitt genom: det virala enzymet omvänt transkriptas (eller reversetas ) syntetiserar en DNA-sträng på den virala RNA-mallen och kompletterar sedan den andra, komplementära strängen, på mallen för den syntetiserade DNA-strängen. En dubbelsträngad DNA-molekyl bildas, som integreras i cellens kromosomala DNA under celldelning , när det inte finns något kärnhölje , (undantaget är HIV , vars DNA aktivt penetrerar kärnan) och fungerar sedan som mall för syntes av virala RNA-molekyler. Dessa RNA:n frigörs från cellkärnan och packas i cellens cytoplasma i virala kapsider som kan infektera nya celler.

Enligt en hypotes kunde retrovirus ha sitt ursprung från retrotransposoner , mobila delar av det eukaryota  genomet [4] .

Enhet

Virioner är sfäriska till formen, 80-100 nm i storlek, täckta med ett yttre lipoproteinhölje, som har villi 8-10 nm långt. Inuti den icosaedriska kapsiden finns ett spiralformat ribonukleoprotein . Det yttre skalet, kapsidmembranet och nukleoiden är belägna koncentriskt på sektionen av virion. Eterkänslig, termolabil, relativt resistent mot UV- strålar. Ett karakteristiskt kännetecken för familjen är närvaron i virionen av ett RNA-beroende DNA-polymeras, annars kallat omvänt transkriptas. Detta fungerade som grund för familjens namn (från lat.  retro  - omvänd). Virioner har 6 strukturella proteiner, varav 4 är interna (kapsid) icke-glykoliserade och 2 höljesglykoproteiner.

De huvudsakliga strukturella generna som kodar för translationen av proteiner från vilka viruset sedan byggs upp är gag (gruppspecifika antigener), pol (polymeras), env (hölje). Regulatoriska gener inkluderar: tat (transaktivator av alla virala proteiner), rev (virion proteinuttrycksregulator), vif (virion infektiös faktor), vpr (funktioner förblir oklara), nef (negativ expressionsfaktor), vpx (funktioner okända).

Kapsidproteiner bär gruppspecifika antigener mellan arter och är grunden för indelningen av virus i släkten och undersläkten. Glykoproteiner är typspecifika antigener involverade i neutraliseringsreaktionen. Genomet hos retrovirus representeras av ett enkelsträngat RNA med en molekylvikt på 7 megadalton och består av två kopior, som var och en är ett komplett genom och innehåller samma genetiska information, men det är inte känt om båda är funktionella . Nukleinsyran i onkovirus delar homologi med det cellulära DNA:t hos dess värdarter. Virion RNA är icke-infektiöst. Viralt RNA transkriberas till kovalent kopplat dubbelsträngat DNA, som integreras med cellulärt DNA som ett DNA- provirus . Ett provirus extraherat från en cell är smittsamt. Många virus av denna familj orsakar neoplastiska processer, främst leukemier och sarkom hos ett antal djurarter. Normala celler av vissa djurarter innehåller integrerade kopior av motsvarande typer av onkovirus. De kanske inte visar sig på något sätt eller aktiveras av vissa fysiska och kemiska faktorer, och möjligen av infektion med andra onkovirus. Ofta finns det defekta virus som förökar sig med hjälp av ett hjälpvirus. Överförs vertikalt och horisontellt.

Livscykel

Retroviruset delar upp funktionerna hos sitt genetiska material: den infektiösa funktionen, det vill säga funktionen av självförökning, utförs av viralt RNA, och funktionen av uttryck av virala gener och syntesen av RNA-molekyler, som sedan överför genetisk information till andra celler, utförs av viralt DNA.

Väl inne i cellen under en virusinfektion, fungerar retroviralt RNA som en mall för DNA-syntes genom den nu välkända processen med omvänd transkription. Detta DNA integreras i det genomiska DNA:t och från det ögonblicket blir det en integrerad del av cellens genom. Och viruset blir ett provirus. Ett provirus är för en djurcell vad en profet är för en bakteriell. Idéerna om lysogeni ledde tydligen Howard Temin, som tillsammans med David Baltimore upptäckte omvänd transkription, till idén om ett proviralt tillstånd av retrovirus. När det gäller informationsinnehåll skiljer sig DNA-varianten av retrovirusgenomet från RNA-varianten endast genom att DNA:t inte innehåller korta terminala upprepningar, utan långa terminala upprepningar, LTR.

Funktioner för translation av RNA-retrovirus

Eftersom de är en del av genomiskt DNA, transkriberas virala gener under kontroll av LTR.

LTR , långa terminalrepetitioner . LTR-sekvenserna inkluderar STR-sekvenserna. Förekomsten av LTR är mycket viktig för uttrycket av virala gener. De innehåller virala transkriptionsreglerande element: promotor, förstärkare och andra. Till exempel innehåller vissa virus element som bestämmer beroendet av viral transkription på närvaron av vissa hormoner. LTR är de regulatoriska signaler som viruset använder för att utnyttja den cellulära transkriptionsmaskinen för sina egna syften.

Transkriptionsprodukten är viralt RNA i full längd. Det måste sändas. Och här behöver viruset lösa ett sådant problem: det är nödvändigt att syntetisera många proteiner, men det finns bara ett RNA. Och i eukaryota celler är RNA monocistroniska, det vill säga de är avsedda för syntes av endast ett protein. Proteinsyntes börjar i de flesta fall med initieringskodonet närmast cap-stället [5] .

Om vi ​​tittar på den öppna läsramen från detta närmaste initieringskodon, kommer vi att se att om viruset använde traditionella uttrycksmetoder, skulle det bara kunna syntetisera GAG-polypeptiden. Och så är det stoppkodonet. Hur är det med POL och ENV? Dessutom är dessa polypeptider mycket långa, medan viruset innehåller mycket kortare. Problemet löses på flera sätt.

Först, med hjälp av splitsning, omvandlas detta ena RNA i vår förenklade version till en annan, kortare. I detta fall är sekvenserna som kodar för ENV-polypeptiden bredvid initieringskodonet närmast cap-stället och börjar translateras.

För det andra, på olika sätt för olika retrovirus, lyckas de kringgå stoppkodonet efter den öppna läsramen för GAG och syntetisera den fusionerade GAG-POL-polypeptiden, som innehåller sekvenserna för båda grupperna av proteiner.

För det tredje bearbetas och skärs de resulterande långa polypeptiderna till många proteiner, som fungerar antingen i rollen som regulator, såsom omvänt transkriptas, eller i rollen som strukturella, såsom höljeproteiner hos mogna virus.

Med andra ord använder retrovirus ett flexibelt totalitärt system för mycket fin reglering av syntesen av en mängd olika proteiner under kontroll av en enda promotor.

Retrovirus som vektorer

Retrovirus kan användas som vektorer, till exempel vid genterapi. Mekanismen för penetration in i celler genom membranfusion. De har ett antal fördelar: ett brett utbud av värdar, stabilitet i tillståndet integrerat i värdgenomet. Nackdelar: det är svårt att uppnå en hög titer, infekterar bara celler som delar sig.

Klassificering

Från och med mars 2018 inkluderar familjen 2 underfamiljer med 6 respektive 5 släkten [6] :

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Taxonomy of Viruses  på webbplatsen för International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) .
  2. ↑ Atlas of Medical Microbiology, Virology and Immunology: Lärobok för medicinska studenter / Ed. A. A. Vorobieva , A. S. Bykova . - M .  : Medical Information Agency, 2003. - S. 132. - ISBN 5-89481-136-8 .
  3. ↑ Coffin J, Blomberg J, Fan H et al. (2021). "ICTV Virus Taxonomy Profile: Retroviridae 2021". J Gen Virol . 102 (12): 001712. doi : 10.1099 /jgv.0.001712 . PMID  34939563 .
  4. ↑ A. Markov. Jämförande genomik belyser ursprunget till retrovirus Arkiverad 12 mars 2008 på Wayback Machine
  5. ↑ Kozak, 1986 (se artikel om Kozaks konsensussekvens )
  6. ↑ Taxonomy of Viruses  på webbplatsen för International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) . (Tillgänglig: 6 april 2018) .
  7. ↑ 1 2 3 4 Pinevich A. V. , Sirotkin A. K. , Gavrilova O. V. , Potekhin A. A. Virologi: lärobok. - St Petersburg.  : Publishing House of St. Petersburg University, 2012. - S. 408-410. — ISBN 978-5-288-05328-3 .
  8. ↑ 1 2 3 4 5 Sergeev V. A. , Nepoklonov E. A. , Aliper T. I. Virus och virala vacciner. - M .  : Biblionics, 2007. - S. 348-351. — ISBN 5-98685-012-2 .

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
Taxonomi
I bibliografiska kataloger
 Typer av RNA
Proteinbiosyntes
RNA-bearbetning
Reglering av genuttryck
cis-reglerande element
Parasitiska element
Övrig