Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Для трансформации, а также, по всей вероятности, дляподдержания трансформированного состояния необходимы оба вирусных антигена (Ти t). Введение таких трансформированныхклеток чувствительным животным приводит к быстрому образованию опухолей. Основная цель ведущихся в настоящее времяисследований вируса SV-40 состоит в том,чтобы выяснить, как экспрессия раннейобласти интегрированной формы этого вируса делает клетку раковой.Рис. 30.34.Генетическая карта ДНК вируса SV-40, содержащая 5243парыоснований.Ранняяобласть(транскрибируетсяв направлении против часовойстрелки) показана желтым цветом, поздняя область (транскрибируется по часовой стрелке) - синим, место начала репликации (ori) - красным.Рис.
30.35.Электроннаямикрофотография формирующихся частицопухолеродного вируса SV-40,ассоциированных с клеточнойхромосомой. (Печатается с любезного разрешения д-ра JackGriffith.)30. Вирусы18930.19. Ретровирусы содержат обратнуютранскриптазу, которая синтезируетдвухспиральную ДНК, используяв качестве матрицы ( + ) Р Н КЕще один класс опухолеродных вирусов ретровирусы - содержит (+)РНК-геном викосаэдрическом «футляре». Это сферическое нуклеопротеиновое «ядро» окруженооболочкой, состоящей из кодируемых вирусом молекул гликопротеина в двуслойнойлипидной оболочке, происходящей из плазматической мембраны клетки-хозяина.Обычно диаметр ретровирусов составляет1000 А (см.
рис. 30.31).В 1964 г. Говард Темин (Howard Temin)наблюдал, что заражение такими РНК-содержащими опухолеродными вирусами, каквирус саркомы птиц, блокируется ингибиторами синтеза ДНК. Ингибиторы, напримераметоптерин, 5-фтордезоксиуридин и цитозинарабинозид, эффективныв течениепервых двадцати часов после введения вирусов. В результате этого открытия быловысказано предположение, что для ростаРНК-содержащих опухолеродных вирусовнеобходим синтез ДНК.
К тому же образование частиц вирусного потомства подавляется актиномицином D. Известно, чтоэтот антибиотик ингибирует синтез РНК поДНК-матрице (разд. 25.18). Так зародилосьпредположение о том. что для размноженияРНК-содержащихопухолеродныхвирусовРис. 30.36.Синтез ДНК по РНК-матрицеобратной транскриптазой. Затравка не показана.необходима транскрипция ДНК. Эти неожиданные данные привели Темина к мысли,что ДНК-содержащий провирус служитпромежуточным продуктом в репликациии в онкогенном действии этих вирусов:Выдвинутая Темином гипотеза, что генетическая информация может переходить отРНК к ДНК, была вначале холодно встречена большинством исследователей. Она требовала существования неизвестного тогдаеще фермента, способного синтезироватьДНК по РНК-матрице (РНК-зависимойДНК-полимеразы).
В 1970 г. Темин и Балтимор (Temin, Baltimore) независимо открылитакой фермент, который называется обратной транскриптазой, в вирионах некоторыхРНК-зависимых опухолеродных вирусов.Все вирусы этой группы, исследованныев дальнейшем, содержали обратную транскриптазу, поэтому их и называют ретровирусами (от англ. reverse transcriptase - обратная транскриптаза).Жизненный цикл обычного ретровирусаначинается со связывания вирионов со специфическими рецепторами на поверхностиклетки-хозяина и проникновения в клетку.В цитозоле вирусная (+)РНК скидываетоболочку. Затем обратная транскриптаза,190Часть IV.Информациясодержавшаяся в вирусной частице, синтезирует (—)цепь ДНК.
Тот же фермент расщепляет цепь геномной РНК в составе гибридаРНК—ДНК. Теперь обратная транскриптаза синтезирует (+)цепь ДНК, используяв качестве матрицы (—)цепь. Таким образом, обратная транскриптаза осуществляет три последовательные реакции: РНКзависимый синтез ДНК, гидролиз РНКи ДНК-зависимый синтез ДНК (рис. 30.36).Подобно другимДНК-полимеразам,обратная транскриптаза синтезирует ДНКв направлении 5'—>3' и неспособна к инициации цепей de novo.
Откуда же берется затравка для синтеза вирусной ДНК? Процессинициации весьма экономичен: ( + ) Р Н К вирусного генома содержит нековалентно связанную транспортную РНК (в вирусе саркомы птиц это - триптофановая тРНК),которая была захвачена в клетке-хозяине вовремя предыдущего цикла заражения.3'-ОН-группа этой тРНК, основания которой спарены с геномной РНК, действуетв качестве затравки синтеза ДНК.
Как происходит репликация полной цепи (+)РНК?Напомним, что при репликации любой линейной ДНК возникает особая проблема заполнения 5'-концов (разд. 30.6). Ретровирусы нашли очень остроумный выход изэтого положения. Их геномы состоят не изодной, а из двух молекул (+)РНК(рис. 30.37). Эти молекулы связаны другс другом водородными связями вблизи5'-концов. К тому же (+)РНК содержит одну и ту же последовательность у 5'- иу 3'-конца. Эта концевая избыточность, повидимому, необходима для процесса репликации, как и в случае фага Т4 (разд. 30.6).30.20.
Ретровирусная ДНКтранскрибируется только в том случае, еслиона интегрирована с геном клетки-хозяинаДвухспиральная вирусная ДНК переходитв кольцевую форму и проникает в ядро.Транскрипция ретровирусной ДНК происходит только после того, как она интегрирует с ДНК клетки-хозяина. Таким образом,в жизненном цикле ретровирусов интеграция — этап обязательный. В жизненном цикле онкогенных ДНК-содержащих вирусов,напротив, интеграция и продуктивная ин-Рис. 30.37.Рис. 30.38.Схематическоеизображениегенома вируса саркомы птиц.Две идентичные молекулы ( + )РНК связаны между собой нековалентно.
На 5'-концах находятся «колпачки», а на 3'-концах - poly(А)-последовательности. Молекула тРНК, котораяслужит затравкой, присоединена посредством спаривания оснований к каждой молекулеРНК.Генетическая карта вируса саркомы птиц. Геном имеет длину10 kb. Буквой Т обозначеныконцевые повторяющиеся последовательности.фекция - альтернативные пути. Еще одно отличие заключается в том, что частота интеграции ретровирусной ДНК очень высока,как и следовало ожидать исходя из ее ключевой роли в продуктивной инфекции.Геном вируса саркомы птиц длиной 10 kbсодержит четыре гена (рис.
30.38). Три изних - gag, pol и env - необходимы для продуктивной инфекции. Ген gag кодирует полипротеин массой 76 кДа, который расщепляется на четыре белка, образующихсердцевину вируса. Ген pol кодирует обратную транскриптазу, состоящую из α- и βсубъединиц. α-Субъединица массой 65 кДапредставляет собой фрагмент (массой90 кДа) протеолиза β-цепи. Ген env кодируетгликопротеин оболочки вируса, необходимый для прикрепления вируса к поверхности клетки-хозяина. Четвертый ген - src(от англ. sarcomа - саркома) - не нужен дляразмножения вируса, но необходим длятрансформации, как будет показано чутьниже.Различные вирусные мРНК, видимо,образуются в результате сплайсинга из первичного транскрипта длиной 10 kb.
Затемони транспортируются в цитозоль и здесьтранслируются. Геномная РНК и вирусныебелки перемещаются к плазматическоймембране и включаются в нее. Затем частьизмененной мембраны отпочковываетсяи образует новые вирусные частицы. Такимобразом, продуктивная ретровирусная инфекция в отличие от инфекции онкогеннымиДНК-содержащими вирусами не являетсялитической.
Ретровирусы обычно не убивают клеток-хозяев. Ретровирусная ДНКостается в геноме зараженной клетки и продолжает экспрессироваться. Кроме того, интегрированная вирусная ДНК реплицируется вместе с клеточной ДНК, поэтомудочерние клетки наследуют вирусный геном.30.21. Киназа, кодируемая геном src вирусасаркомы птиц, участвует в трансформацииИзучение некоторых температурочувствительных мутантов принесло новые данныео механизме трансформации под действиемвируса саркомы птиц. При высокой температуре эти мутанты нормально размножаются, но не трансформируют клеток-хозяев, а при низкой температуре оба процессапротекают нормально. Кроме того, фибро30. Вирусы191Для этого должен экспрессироваться генrsc.Что же представляет собой продукт генаsrc? Исследования, проведенные в последнеевремя, показали, что этот белок массой60 кДа - киназа, фосфорилирующая белки.Проводится изучение мишени этой киназы,что позволит выяснить механизм трансформации.
Поразительно, что один небольшойбелок может полностью изменить характерроста клетки и сделать ее раковой.30.22. Двухцепочечная РНК подавляетсинтез белка в клетках, обработанныхинтерферономРис. 30.39.Электронная микрофотография частиц вируса миелобластоза птиц. Введение этого опухолеродногоРНК-содержащего вируса новорожденнымцыплятам вызывает в течение3 недель злокачественную лейкемию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
