Вирусы, использующие обратную транскрипцию: экспрессия и репликация
Геном ретровирусов и вируса гепатита В на разных стадиях цикла размножения образован или РНК, или ДНК.
Ретровирусы . Ретровирусы имеют диплоидный геном, представленный двумя идентичными плюс-цепями РНК; вирусы содержат также ферменты - обратную транскриптазу и интегразу . Только у ретровирусов на матрице вирусной РНК с помощью обратной транскриптазы синтезируется двухцепочечная ДНК - провирус . Затем провирус встраивается в хромосому клетки-хозяина. Интеграция провируса с клеточным геномом - обязательный этап жизненного цикла этих вирусов.
В геноме человека обнаружены нуклеотидные последовательности эндогенных ретровирусов, поэтому не исключено, что существуют пока неизвестные ретровирусы человека, способные к репродукции.
Транскрипцию интегрированного провируса с образованием мРНК и геномной РНК обеспечивает вирусный промотор. Транскрипция контролируется клеточными и вирусными регуляторными факторами.
Так, относящиеся к подсемейству Oncovirinae Т-лимфотропные вирусы человека типа 1 и 2 (возбудители тропического спастического парапареза и Т-клеточного лейкоза-лимфомы взрослых ) помимо характерных для всех ретровирусов структурных белков, обратной транскриптазы, интегразы и белков внешней оболочки синтезируют также белок Tax и белок Rex , регулирующие транскрипцию и процессинг РНК.
У относящихся к подсемейству Lentivirinae ВИЧ-1 и ВИЧ-2 в результате альтернативного сплайсинга образуются многочисленные мРНК, кодирующие регуляторные белок Tat , белок Rev , белок Nef , белок Vpr , белок Vpu (у ВИЧ-1 ) и белок Vif .
Сборка ретровирусов происходит вблизи клеточной мембраны. Нуклеокапсиды формируются из двух идентичных молекул РНК, включающих полный вирусный геном, клеточной тРНК и структурных белков, образующихся при разрезании полипротеина Gag . Внешнюю оболочку вирусы приобретают, отпочковываясь в участках клеточной мембраны, содержащих вирусные гликопротеиды.
Геном вируса гепатита В . Геном вируса гепатита В, относящегося к семейству гепаднавирусов , состоит из кольцевой частично двухцепочечной ДНК. Цепи ДНК ковалентно не замкнуты. После проникновения вируса в цитоплазму короткая цепь ДНК достраивается с помощью вирусной ДНК- полимеразы с образованием полностью двухцепочечной ДНК. Затем ковалентно замкнутая ДНК поступает в ядро и сохраняется там в виде эписомы . Здесь вирусная ДНК транскрибируется при участии клеточной РНК-полимеразы II с образованием полных РНК-копий генома и коротких мРНК. Полные РНК-копии генома, содержащие концевой повтор (то есть они длиннее исходной ДНК), 7-метилгуанозин на 5'-конце и полиаденилатный "хвост" на З'-конце, транспортируются в цитоплазму клетки и включаются в нуклеокапсид. Вирусная ДНК-полимераза, обладающая также активностью обратной транскриптазы, синтезирует на матрице РНК минус-цепь (кодирующую) ДНК, РНК разрушается и частично замещается короткой плюс-цепью (некодирующей) ДНК.
