Советуем для ознакомления:

Вирусология:

Популярные разделы сайта:

Размножение РНК вирусов. Транскрипция и трансляция РНК вирусов

Процесс размножения РНК-вирусов во многом отличается от только что рассмотренного нами процесса размножения ДНК-вирусов. Их геном представляет собой РНК, что является уникальным случаем среди генетических систем; эта РНК транскрибируется, транслируется и реплицируется совсем не так, как ДНК. Более того, механизмы этих процессов существенно различаются у РНК-вирусов разных групп.

По сравнению с большей частью ДНК-вирусов РНК-вирусы несут чрезвычайно ограниченное количество генетической информации и, следовательно, кодируют относительно немного ферментов; само собой разумеется, что им необходима по крайней мере одна РНК-зависимая РНК-полимераза. И наконец, для подавляющей части РНК-вирусов характерно то, что они созревают, почкуясь через цитоплазматические мембраны.

Прежде чем приступить к систематическому рассмотрению размножения РНК-вирусов, мы кратко остановимся на тех стадиях цикла, где между РНК- и ДНК-вирусами есть существенные различия.

Большая заслуга в формировании у вирусологов ясных представлений о разнообразных путях осуществления транскрипции, трансляции и репликации РНК-геномов у РНК-вирусов различных родов принадлежит Балтимору (1971b). Заметим, что выделенная из вируса РНК инфекционна лишь в тех случаях, когда а) геном не фрагментирован и б) в (Вирионе отсутствует транскриптаза. Последнее условие отражает полярность вирусной РНК.

Транскриптаза необходима лишь в том случае, когда вирусная РНК является «антиматрицей» и поэтому должна быть транскрибирована для образования комплементарной ей мРНК. Особый случай представляет собой обратная транскриптаза лейковирусов.

размножение рнк

Чтобы упростить обсуждение, необходимо прежде всего объяснить терминологию, которой мы будем пользоваться для обозначения вирусных РНК различных видов. В этой книге для обозначения РНК, комплементарной РНК, входящей в состав вириона (вРНК), мы употребляем термин «кРНК» независимо от полярности вРНК. Иными словами, мРНК пикорнавирусов идентична вРНК (ее можно назвать вмРНК), тогда как мРНК рабдовирусов— это кРНК (или кмРНК).

Нам кажется, что с этой терминологией будет меньше путаницы, чем при использовании одной из двух альтернативных терминологий, с которыми читатель может столкнуться в литературе, а именно: а) традиционного обозначения вирионной РНК знаком «+», а комплементарной ей РНК знаком «—» или б) более позднего предложения Балтимора обозначать мРНК знаком «+», а комплементарную РНК знаком «—».

В обеих идеях есть логика, однако существование двух противоположных способов обозначения наводит на мысль о том, что мы не должны пользоваться ни одним из них; предлагаемая нами терминология однозначно определяет природу обсуждаемой РНК,.

Альтернативные механизмы, посредством котооых генетическая информация, закодированная в вРНК, может реализоваться в процессе трансляции, состоят в следующем:

1. Одноцепочечную молекулу вирусной РНК (вРНК) пикорнавирусов и тогавирусов можно рассматривать как гигантскую матричную молекулу (мРНК), которая содержит значащую генетическую информацию («имеющую смысл») и непосредственно транслируется рибосомами с образованием белка. Синтезирующийся в результате гигантский полипептид последовательно расщепляется ферментами на более короткие полипептиды.

2. Вместе с тем одноцепочечная молекула РНК парамиксовирусов и рабдовирусов является «антиматрицей». В данном случае в результате транскрипции должна сначала образоваться РНК с комплементарной нуклеотидной последовательностью (кРНК), и лишь она узнается молекулами тРНК и рибосомами как мРНК и может транслироваться с образованием белков.
Кодируемая вирусом РНК-зависимая РНК-полимераза (транскриптаза), находящаяся в спиральном рибонуклеопротеидном (РНП) нуклеокапсиде вирусов этих родов, катализирует синтез кРНК in situ во внутриклеточном рибонуклеопротеиде. По крайней мере часть синтезируемых транскриптов имеет длину полного генома; вопрос о способе образования более коротких молекул еще не решен. Во всяком случае, в результате ли прямой транскрипции или посредством расщепления молекул кРНК полной длины появляются короткие молекулы моноцистронных кРНК.
К 3-концу каждой из таких молекул добавляется поли (А), после чего она независимо транслируется с образованием отдельного полипептида.

3. Семь (или более) независимых одноцепочечных молекул РНК ортомиксовирусов также представляют собой «антиматрицы». Каждая из них транскрибируется при помощи находящейся в вирионе транскриптазы с образованием моноцистронной матрицы кРНК.

4. Одноцепочечная РНК лейковирусов транскрибируется находящейся в вирионе РНК-зависимой ДНК-полимеразой (обратной транскриптазой) с образованием гибрида РНК/ДНК, который является матрицей для синтеза двухцепочечной ДНК Образующаяся вирус-специфическая ДНК может встраиваться в клеточную ДНК, что приводит к состоянию скрытого носительства или к трансформации клеток. Она может также служить матрицей для образования одмоцепочечных мРКК и вРНК, которые идентичны по смыслу, но различаются по размеру.

5. Десять двухцепочечных молекул РНК реовирусов и орбивирусов транскрибируются с образованием десяти одноцепочечных молекул мРНК в присутствии транскриптазы, находящейся в сердцевине вириона. Действительно, вирионы, раздетые до стадии сердцевины, могут в течение длительного времени образовывать мРНК как in vivo, так и in vitro. Каждая молекула мРНК после добавления к ее З'-концу поли (А) транслируется на рибосомах с образованием какого-либо определенного белка.

В отличие от бактериальных систем в белоксинтезирующем аппарате клеток животных инициация трансляции отдельных цистронов в нескольких точках полицистронпой мРНК, по-видимому, невозможна, и задача образования ряда отдельных белков на одной-единственной матрице разрешалась у РНК-вирусов в процессе эволюции весьма различными способами.

- Читать далее "Репликация РНК вирусов. Почкование РНК вирусов"

Оглавление темы "РНК вирусы. Пикорнавирусы":
1. Размножение РНК вирусов. Транскрипция и трансляция РНК вирусов
2. Репликация РНК вирусов. Почкование РНК вирусов
3. Регуляция РНК вирусов. Активность РНК вирусов
4. Синтез РНК вирусов. Цикл размножения пикорнавирусов
5. Начальные стадии пикорнавирусных инфекций. Поражения пикорнавирусами
6. Трансляция пикорнавирусов. Этапы трансляции пикорнавирусов
7. Синтез молекул РНК пикорнавирусов. Этапы синтеза РНК пикорнавирусов
8. Регуляция синтеза РНК пикорнавирусов. Ферменты синтеза РНК пикорнавирусов
9. Сборка пикорнавирусов. Этапы сборки пикорнавирусов
10. Регуляция выражения генов пикорнавирусов. Механизмы представления генов пикорнавирусов