Дельта-ретровирусы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Дельта-ретровирусы
Дельта-ретровирусы
HTLV-1 и HIV-1
Научная классификация
Надцарство: Вирусы (неклеточные)
Царство: Вирусы
Группа: ssRNA-RT
Семейство: Retroviridae
Латинское название
Retroviridae
Рода

Alpharetrovirus
Betaretrovirus
Gammaretrovirus
Deltaretrovirus

Т-лимфотропный вирус приматов
Т-лимфотропный вирус человека
Вирус лейкоза крупного рогатого скота

Epsilonretrovirus
Lentivirus
Spumavirus

NCBI 11632

Дельта-ретровирусы образуют один из родов в семействе ретровирусов.[1][2] Этот род вирусов состоит из экзогенных горизонтально передаваемых вирусов, которые выделяются в нескольких группах млекопитающих. Примерами видов вирусов из этого рода являются вирус лейкоза крупного рогатого скота и Т-лимфотропный вирус человека.[3] .[4][5][6]

Вирусы рода дельта-ретровирусы — это РНК-вирусы, которые реплицируются в клетках хозяина с помощью фермента обратной транскриптазы для того, чтобы образовать ДНК из своего РНК-генома. Затем ДНК включается в геном хозяина с помощью фермента интегразы . После этого вирус реплицируется как часть ДНК клетки хозяина. Дельта-ретровирусы — это оболочечные вирусы, которые относятся к семейству ретровирусов. Вирус сам хранит свою нуклеиновую кислоту в форме +мРНК (включая 5'-кэп и 3'-поли(А) внутри вириона) генома и служит средством доставки этого генома в клетки, в которые он стремится как облигатный паразит, и начинает инфекцию . Как только он оказывается в клетке хозяина, нити РНК в цитозоле подвергаются обратной транскрипции и включаются в геном хозяина, с этого момента ретровирусная ДНК называется ретровирусом. До тех пор, пока вирус не инфицировал хозяина, его трудно обнаружить.

Строение вириона[править | править исходный текст]

Вирионы ретровирусов состоят из частиц, окруженных оболочкой, приблизительно 100 нм в диаметре. Вирионы также содержат две идентичные однонитчатые молекулы РНК длиной в 7-10 килобаз. Хотя вирионы разных ретровирусов не обладают одинаковой морфологией или биологией, все компоненты вириона очень схожие с другими представителями рода.[7]

  • Оболочка: составлена из липидного двуслоя, который получен из плазменной мембраны хозяина во время процесса почкования.
  • РНК: состоит из двумерной РНК.Она имеет колпачек на 5'-конце и полиаденилат на 3'-конце. Рибонуклеиновокислотный геном также имеет конечные некодирующие области, которые важны в репликации, и внутренние области, которые кодируют вирионные белки для генной экспрессии.

5'-конец молекулы РНК включает четыре области, такие как R, U5, PB и L.

R-область — это короткая повторяемая последовательность в каждом конце генома во время обратной транскрипции для того, чтобы обеспечить правильный конец-в-конец перенос в растущую цепь.
U5-область, с другой стороны, — это короткая последовательность между областями R и PB.
Область PB состоит из 18 оснований, комплементарных 3'-концу тРНК-ого образца. L-область — нетранслируемая ведущая область, которая дает сигнал для пакования геномной РНК. 3'-конец включает три области, среди которых PP (полиуриновая), U3 и R.
Область PP — это образец для плюс-нити синтеза ДНК во время обратной транскрипции.
Область U3 — это последовательность между областями PP и R, которая обладает сигналом, который провирус может использовать при транскрипции . Наконец, область R, —это завершающая повторяемая последовательность на 3'-конце.
  • Белки: состоящие из белков gag, протеазы (PR), белков pol и белков env.
Белки gag — это основные компоненты вирусного капсида, в количестве 2000-4000 копий на вирион.
Протеаза, с другой стороны, выражается различно у разных вирусов. Она функционирует при протеолитических расщеплениях во время созревания вирионов для того, чтобы получить зрелые белки gag и pol.
Белки pol ответственны за синтез вирусной ДНК и интеграцию в ДНК хозяина после инфекции.
Наконец, белки env играют роль в сочетании и вхождении вириона в клетку хозяина.[8]

Размножение[править | править исходный текст]

После того, как дельта-ретровирусы включили свои собственные геномы в линию воспроизводства, их геномы передаются следующим поколениям. Эти эндогенные ретровирусы (ЭРВ), отличаемые от экзогенных, теперь составляют до 5-8 % генома человека.[9] Большинство включений обладают неизвестной функцией и часто называются как ‘бесполезная ДНК’.

Роль в биологии хозяина[править | править исходный текст]

Однако многие эндогенные дельта-ретровирусы играют важные роли в биологии хозяина, такие как управление генной транскрипцией, клеточным делением во время плацентарного развития в ходе воспроизводства эмбриона, устойчивость экзогенной ретровирусной инфекции . Эндогенные дельта-ретровирусы также получили специальное внимание при исследовании связанных с иммунологией патологических состояний, при таких аутоиммунных болезнях, как рассеянный склероз, хотя еще не доказано, что эндогенные дельта-ретровирусы играют причинную роль при этой болезни.[10]

Роль эндогенных дельта-ретровирусов в генной эволюции человека[править | править исходный текст]

Такая роль исследована в статье 2005 г.[10] В то время как полагали, что классически транскрипция происходит от ДНК к РНК, обратная транскриптаза транскрибирует РНК в ДНК. Термин «ретро» у ретровирусов относится к этому обратному процессу (производству ДНК из РНК) центральной догмы молекулярной биологии . Обратная транскриптазная активность вне ретровирусов была найдена почти у всех эукариотов, создавая возможность производства и включения новых копий ретротранспозонов в геном хозяина. Эти вставки транскрибируются с помощью ферментов хозяина в новые молекулы РНК, которые вступают в цитозоль. За этим некоторые из этих молекул РНК транслируются в вирусные белки. Например, ген gag транслируется в молекулу капсидного белка, ген pol транскрибируется в молекулы обратной транскриптазы, а ген env транслируется в молекулы оболочечного белка. Важно отметить, что любой ретровирус должен «внести» свою собственную обратную транскриптазу в свой капсид, в противном случае, он неспособен использовать ферменты инфицированной клетки на выполнение задачи в результате необычной природы образуемой ДНК из РНК.[10]

Природа резистентности к лекарственным препаратам[править | править исходный текст]

Промышленно произведенные препараты, которые разработаны как ингибиторы протеазы и обратной транскриптазы могут быстро оказаться неэффективными, потому что генные последовательности, которые кодируют эту протеазу и обратную транскриптазу, способны подвергнуться многим замещениям. Подобные замещения азотистых оснований, которые образуют нить ДНК, могут сделать протеазы или обратную транскриптазу трудными для атаки. Аминокислотное замещение делает ферменты способными уклоняться от режимов лечения препаратами, потому что мутации в последовательности генов могут вызвать физическое или химическое изменение, что сделает трудным обнаружение их с помощью лекарства. По причине того, что обратная транскриптаза не проверяет правильность репликации ДНК, ретровирус мутирует очень часто. Это позволяет вирусу становиться устойчивым к антивирусным фармацевтическим препаратам и тормозит разработку эффективных вакцин и ингибиторов для ретровирусов.[11]

Перспективы преодоления резистентности[править | править исходный текст]

Когда разрабатываются препараты, которые предназначены для атаки ферментов, таких как протеаза, производители целятся в специфические сайты на этом ферменте. Один способ для того, чтобы атаковать эти цели, может быть через гидролиз молекулярных связей, который значит, что этот препарат будет добавлять молекулы H₂O (воды) к определенным связям. Путем добавления молекул воды в некоторый сайт вируса, этот препарат разорвет предыдущие связи, которые существовали друг с другом. Если несколько из таких связей нарушатся, этот результат может привести к лизису, гибели вируса.[12]

Структура генома[править | править исходный текст]

Как правило, геномы ретровирусов содержат три открытые считывающие рамки, которые кодируют белки, находимые в зрелых вирусах: коды группоспецифического антигена (gag) для ядра и структурных белков вируса; коды полимеразы (pol) для обратной транскриптазы и интегразы; и коды оболочки (env) для белков покрытия ретровируса.

Провирусы[править | править исходный текст]

Эта ДНК может быть включена в геном хозяина как провирус, который может быть передан клеткам-потомкам. Таким путем некоторые ретровирусы способны обратить нормальные клетки в раковые клетки. Некоторые провирусы остаются латентными в клетке в течение длительного периода времени перед тем, как будут активированы под действием изменения в среде вокруг клетки.

Эволюционное развитие[править | править исходный текст]

Исследование ретровирусов впервые привели к демонстрации синтеза ДНК из шаблонов РНК, фундаментальный способ переноса генетического материала, который наблюдается как в эукариотических, так и у прокариотических клетках. Было предположено, что процессы транскрипции РНК на ДНК, использованные ретровирусами, могли вначале привести к использованию ДНК в качестве генетического материала. В такой модели, всемирной гипотезы РНК, клеточные организмы приняли более химически стабильную ДНК, тогда как ретровирусы развили способность создавать ДНК из шаблонов РНК.

Перспективы лечения[править | править исходный текст]

Антиретровирусные препараты — это медикаменты для лечения инфекции, вызванной ретровирусами, прежде всего ВИЧ. Различные классы антиретровирусных препаратов действуют на разные стадии жизненного цикла ВИЧ.Сочетание нескольких (обычно трех или четырех) аниретровирусных препаратов известно как высокоактивная противоретровирусная терапия. (ВААРТ).[13][14]

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. http://en:MeSH Deltaretrovirus
  2. http://en:Viralzone: Deltaretrovirus
  3. Mahieux R, Gessain A (2005). «New human retroviruses: HTLV-3 and HTLV-4». Med Trop (Mars) 65 (6): 525-8. PMID 16555510.
  4. Calattini S, Chevalier S, Duprez R, Afonso P, Froment A, Gessain A, Mahieux R (2006). «Human T-cell lymphotropic virus type 3: complete nucleotide sequence and characterization of the human tax3 protein». J Virol 80 (19): 9876-88. doi:10.1128/JVI.00799-06. PMID 16973592.
  5. Mahieux R, Gessain A (May 2008). «The human HTLV-3 and HTLV-4 retroviruses: New members of the HTLV family». Pathol. Biol. 57: 161. doi:10.1016/j.patbio.2008.02.015. PMID 18456423. http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0369-8114(08)00039-4.
  6. Calattini S, Betsem E, Bassot S, et al. (December 2008). «New Strain of Human T Lymphotropic Virus (HTLV) Type 3 in a Pygmy from Cameroon with Peculiar HTLV Serologic Results». J. Infect. Dis. 199: 561. doi:10.1086/596206. PMID 19099485. http://www.journals.uchicago.edu/doi/abs/10.1086/596206?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%3dncbi.nlm.nih.gov.
  7. Jhon M. Coffin (1992). «Structure and Classification of Retroviruses». in Jay A. Levy. The Retroviridae (1st ed.). New York: Plenum Press. pp. 20. ISBN 0-306-44074-1.
  8. Jhon M. Coffin (1992). «Structure and Classification of Retroviruses». in Jay A. Levy. The Retroviridae (1st ed.). New York: Plenum Press. pp. 26-34. ISBN 0-306-44074-1.
  9. Robert Belshaw; Pereira V; Katzourakis A; Talbot G; Paces J; Burt A; Tristem M. (April 2004). «Long-term reinfection of the human genome by endogenous retroviruses». Proc Natl Acad Sci USA 101 (14): 4894-99. doi:10.1073/pnas.0307800101. PMID 15044706. http://www.pubmedcentral.com/articlerender.fcgi?artid=387345.
  10. 1 2 3 Medstrand P, van de Lagemaat L, Dunn C, Landry J, Svenback D, Mager D (2005). «Impact of transposable elements on the evolution of mammalian gene regulation». Cytogenet Genome Res 110 (1-4): 342-52. doi:10.1159/000084966. PMID 16093686.
  11. Svarovskaia ES; Cheslock SR; Zhang WH; Hu WS; Pathak VK. (January 2003). «Retroviral mutation rates and reverse transcriptase fidelity.». Front Biosci. 8: 117—134. doi:10.2741/957. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12456349.
  12. Teklemariam, Ephrem |http://mason.gmu.edu/~eteklema/Researchfinal.html%7CHIV drug resistanceё and its impact on public health.|joRes
  13. http://en:Retrovirus Animation (Flash Required)
  14. http://en:Retrovirology Scientific journal