Геном ретровирусов
Геном ретровирусов ( рис. 192.2 ) содержит как кодирующие, так и некодирующие нуклеотидные последовательности. Многие некодирующие последовательности представляют собой специфические участки связывания регуляторных факторов.
Концевые участки ДНК-генома ретровирусов отличаются от концевых участков РНК-генома. На обоих концах ДНК-генома имеются идентичные последовательности, названные длинными концевыми повторами (LTR), которые выполняют регуляторные функции: содержат промоторы, участвуют в интеграции провируса в клеточный геном и полиаденилировании вирусной РНК. Участок связывания праймера , необходимого для инициации обратной транскрипции, и последовательности, ответственные за сборку вирусов, находятся вне длинных концевых повторов. Кодирующие участки генома содержат структурные гены gag , pol и env . В результате транскрипции генов gag и pol образуется единая молекула мРНК, которая в большинстве случаев транслируется в полипротеин Gag . Однако часть молекул мРНК в результате сдвига рамки считывания дает большой полипротеин Gag-Pol .
При расщеплении полипротеина Gag образуются от трех до пяти капсидных белков.
Полипротеин Pol состоит из трех белков: обратной транскриптазы, интегразы и протеазы. Обратная транскриптаза обеспечивает образование на матрице вирусной РНК двухцепочечной ДНК, которая затем встраивается в клеточный геном при участии интегразы. Протеаза расщепляет полипротеин Gag-Pol на отдельные белки.
Ген env кодирует гликопротеиды внешней оболочки: один из белков обеспечивает адсорбцию вируса на мембранных рецепторах клетки и определяет тропность вируса; другой небольшой трансмембранный белок удерживает комплекс гликопротеидов во внешней оболочке.
Строение ретровирусов показано на рис. 192.3 .
В геноме Т-лимфотропных вирусов человека между геном env и З'-длинным концевым повтором расположена нуклеотидная последовательность, кодирующая по меньшей мере два разных белка. Белок Tax с молекулярной массой 40000 сам не взаимодействует с ДНК, но запускает синтез клеточных факторов, стимулирующих транскрипцию клеточных генов. Белок Rex с молекулярной массой 27000 регулирует транскрипцию вирусных генов. Образование обоих белков обеспечивается альтернативным сплайсингом, в результате которого из одного транскрипта образуются две зрелые мРНК на основе различных, хотя и перекрывающихся экзонов .
Геномы всех лентивирусов , и особенно ВИЧ-1 и ВИЧ-2 , превосходят по размеру геномы других патогенных ретровирусов, поскольку между генами pol и env у них имеется дополнительный участок. Этот участок кодирует несколько белков, синтезируемых путем трансляции одной мРНК с различными рамками считывания. Белок Tat с молекулярной массой 14000 стимулирует экспрессию вирусных генов, связываясь с трансактивируемым регуляторным элементом (TAR) , расположенным в области длинных концевых повторов. Белок Rev регулирует у ВИЧ-1 сплайсинг транскриптов, а также транспорт РНК из ядра в цитоплазму. Он функционирует аналогично белку Rex у Т-лимфотропных вирусов человека . Белок Nef подавляет образование антигенов CD4 (на которых адсорбируется ВИЧ ), нарушает процесс активации Т-лимфоцитов и способствует распространению вирусной инфекции. Белок Vif необходим для правильной сборки нуклеокапсидов ВИЧ ; без этого белка нарушается образование ДНК провируса в некоторых типах зараженных клеток. Белки Vpr и Vpu / Vpx (соответственно у ВИЧ-1 и ВИЧ-2 ) синтезируются путем трансляции одной мРНК с различными рамками считывания.
Как уже было сказано, лентивирусы в отличие от онкогенных ретровирусов способны заражать непролиферирующие клетки. Эта способность в значительной степени зависит от белка Vpr , который облегчает перенос провируса в клеточное ядро, вызывает задержку пролиферации клетки в периоде G2 или дифференцировку некоторых клеток- мишеней. Белок Vpx структурно сходен с белком Vpr , но функция белка Vpx окончательно не установлена. Белок Vpu стимулирует разрушение CD4 в эндоплазматическом ретикулуме, а также выход вирусов из клетки.
