Retroviry

Retroviry
vědecká klasifikace
Skupina:Viry [1]Oblast:RiboviriaKrálovství:PararnaviraeTyp:ArtverviricotaTřída:RevtraviricetesObjednat:OrterviralesRodina:Retroviry
Mezinárodní vědecký název
Retroviridae
Podrodiny
Orthoretrovirinae Spumaretrovirinae
Baltimorská skupina
VI: viry ssRNA-RT
Systematika na Wikispecies Obrázky na Wikimedia Commons NCBI   11632 EOL   8053

Retroviry [2] [3] ( lat.  Retroviridae , z lat.  retro  - reverzní) je rodina virů obsahujících RNA , které infikují hlavně obratlovce. Nejznámějším a aktivně studovaným zástupcem je virus lidské imunodeficience .

Poté , co je buňka infikována retrovirem , začíná v cytoplazmě syntéza genomu virové DNA pomocí virionové RNA jako templátu. Všechny retroviry používají k replikaci svého genomu mechanismus reverzní transkripce: virový enzym reverzní transkriptáza (nebo reverzní transkriptáza ) syntetizuje jeden řetězec DNA na templátu virové RNA a poté dokončí druhý, komplementární řetězec, na templátu syntetizovaného řetězce DNA. Vznikne dvouvláknová molekula DNA, která se integruje do chromozomální DNA buňky při buněčném dělení , kdy neexistuje jaderný obal (výjimkou je HIV , jehož DNA aktivně proniká do jádra) a slouží pak jako templát pro syntéza molekul virové RNA. Tyto RNA se uvolňují z buněčného jádra a v cytoplazmě buňky jsou zabaleny do virových kapsid , které mohou infikovat nové buňky.

Podle jedné hypotézy mohly retroviry pocházet z retrotranspozonů , mobilních sekcí eukaryotického  genomu [4] .

Zařízení

Viriony jsou kulovitého tvaru, velikosti 80-100 nm, pokryté vnějším lipoproteinovým obalem, který má klky dlouhé 8-10 nm. Uvnitř ikosaedrické kapsidy je šroubovitý ribonukleoprotein . Vnější obal, kapsidová membrána a nukleoid jsou umístěny soustředně na úseku virionu. Citlivý na éter, termolabilní, relativně odolný vůči UV záření. Charakteristickým rysem rodiny je přítomnost ve virionu RNA-dependentní DNA polymerázy, jinak nazývané reverzní transkriptáza. To posloužilo jako základ pro jméno rodiny (z lat.  retro  - reverz). Viriony mají 6 strukturních proteinů, z nichž 4 jsou vnitřní (kapsidové) neglykolizované a 2 obalové glykoproteiny.

Hlavními strukturálními geny kódujícími translaci proteinů, ze kterých je následně virus vybudován, jsou gag (skupinově specifické antigeny), pol (polymeráza), env (obal). Mezi regulační geny patří: tat (transaktivátor všech virových proteinů), rev (regulátor exprese virionových proteinů), vif (virionový infekční faktor), vpr (funkce zůstávají nejasné), nef (negativní expresní faktor), vpx (funkce neznámé).

Kapsidové proteiny nesou skupinově specifické mezidruhové antigeny a jsou základem pro rozdělení virů na rody a podrody. Glykoproteiny jsou typově specifické antigeny, které se účastní neutralizační reakce. Genom retrovirů je reprezentován jednovláknovou RNA o molekulové hmotnosti 7 megadaltonů a skládá se ze dvou kopií, z nichž každá je kompletní genom a obsahuje stejnou genetickou informaci, není však známo, zda jsou obě funkční . Nukleová kyselina onkovirů sdílí homologii s buněčnou DNA svého hostitelského druhu. Virion RNA je neinfekční. Virová RNA je transkribována do kovalentně vázané dvouvláknové DNA, která se integruje s buněčnou DNA jako DNA provirus . Provirus extrahovaný z buňky je infekční. Mnoho virů této rodiny způsobuje neoplastické procesy, zejména leukémie a sarkomy řady živočišných druhů. Normální buňky některých živočišných druhů obsahují integrované kopie odpovídajících typů onkovirů. Nemusí se nijak projevovat nebo jsou aktivovány některými fyzikálními a chemickými faktory, případně infekcí jinými onkoviry. Často existují defektní viry, které se množí pomocí pomocného viru. Přenáší se vertikálně i horizontálně.

Životní cyklus

Retrovirus bifurkuje funkce svého genetického materiálu: infekční funkci, tedy funkci samomnožení, vykonává virová RNA a funkci exprese virových genů a syntézy molekul RNA, které následně přenášejí genetickou informaci. k jiným buňkám, se provádí virovou DNA.

Jakmile je retrovirová RNA během virové infekce uvnitř buňky, slouží jako templát pro syntézu DNA dnes dobře známým procesem reverzní transkripce. Tato DNA je integrována do genomové DNA a od tohoto okamžiku se stává integrální součástí buněčného genomu. A virus se stává provirem. Provirus je pro živočišnou buňku tím, čím je profág pro bakteriální. Myšlenky lysogeneze zjevně vedly Howarda Temina, který spolu s Davidem Baltimorem objevil reverzní transkripci, k myšlence provirového stavu retrovirů. Z hlediska informačního obsahu se DNA varianta genomu retroviru liší od varianty RNA pouze tím, že DNA neobsahuje krátké terminální repetice, ale dlouhé terminální repetice, LTR.

Vlastnosti translace RNA retrovirů

Virové geny jsou součástí genomové DNA a jsou transkribovány pod kontrolou LTR.

LTR , dlouhá koncová opakování . LTR sekvence zahrnují STR sekvence. Výskyt LTR je velmi důležitý pro expresi virových genů. Obsahují virové transkripční regulační elementy: promotor, zesilovač a další. Některé viry například obsahují prvky, které určují závislost virové transkripce na přítomnosti určitých hormonů. LTR jsou regulační signály, které virus používá k využití buněčného transkripčního stroje pro své vlastní účely.

Produktem transkripce je virová RNA plné délky. Musí se to vysílat. A zde virus potřebuje vyřešit takový problém: je nutné syntetizovat mnoho proteinů, ale existuje pouze jedna RNA. A v eukaryotických buňkách jsou RNA monocistronní, to znamená, že jsou určeny pro syntézu pouze jednoho proteinu. Syntéza proteinu ve většině případů začíná iniciačním kodonem nejblíže místu čepice [5] .

Pokud se podíváme na otevřený čtecí rámec z tohoto nejbližšího iniciačního kodonu, uvidíme, že pokud by virus používal tradiční metody exprese, byl by schopen syntetizovat pouze GAG ​​​​polypeptid. A pak je tu stop kodon. A co POL a ENV? Tyto polypeptidy jsou navíc velmi dlouhé, zatímco virus obsahuje mnohem kratší. Problém se řeší několika způsoby.

Nejprve se pomocí sestřihu tato jedna RNA transformuje v naší zjednodušené verzi na jinou, kratší. V tomto případě jsou sekvence kódující polypeptid ENV vedle iniciačního kodonu nejblíže místu čepičky a začínají být translatovány.

Za druhé, různými způsoby se jim u různých retrovirů daří obejít stop kodon po otevřeném čtecím rámci GAG a syntetizovat fúzovaný polypeptid GAG-POL, který obsahuje sekvence obou skupin proteinů.

Za třetí, výsledné dlouhé polypeptidy jsou zpracovány a rozřezány na mnoho proteinů, které fungují buď v roli regulační, jako je reverzní transkriptáza, nebo v roli strukturální, jako jsou obalové proteiny zralých virů.

Jinými slovy, retroviry využívají flexibilní totalitní systém pro velmi jemnou regulaci syntézy široké škály proteinů pod kontrolou jediného promotoru.

Retroviry jako vektory

Retroviry mohou být použity jako vektory, například v genové terapii. Mechanismus průniku do buněk membránovou fúzí. Mají řadu výhod: širokou škálu hostitelů, stabilitu ve stavu integrovaném do hostitelského genomu. Nevýhody: je obtížné dosáhnout vysokého titru, infikuje pouze dělící se buňky.

Klasifikace

Od března 2018 rodina zahrnuje 2 podrodiny se 6 a 5 rody [6] :

• Podčeleď Orthoretrovirinae (z jiných řeckých orto  -přímých, vlastně retrovirů [7] )
  • Rod Alpharetrovirus — Alpharetroviruses [8] (9 druhů)
    • Virus ptačí leukózy — virus ptačí erytroleukémie [7]
    • Virus Rousova sarkomu - virus Rousova sarkomu [7]
  • Rod Betaretrovirus — Betaretroviruses [8] (5 druhů)
  • Rod Gammaretrovirus — Gammaretroviruses [8] (18 druhů)
    • Virus kočičí leukémie
  • Rod Deltaretrovirus - Deltaretroviruses (4 druhy)
    • Virus bovinní leukémie – virus bovinní leukémie [8]
    • Lidský T-lymfotropní virus - Lidský T-lymfotropní virus
  • Rod Epsilonretrovirus — Epsilonretroviruses [8] (3 druhy)
  • Rod Lentivirus - Lentiviruses (10 druhů)
    • Virus lidské imunodeficience 1 - Virus lidské imunodeficience 1
    • Virus lidské imunodeficience 2 - Virus lidské imunodeficience 2
• Podčeleď Spumaretrovirinae (z latiny  spuma - pěna,  v buňkách s viry se tvoří mnoho vakuol [7] )
  • Rod Bovispumavirus (1 druh)
  • Rod Equispumavirus (1 druh)
  • Rod Felispumavirus (2 druhy)
  • Rod Prosimiispumavirus (1 druh)
  • Rod Simiispumavirus (14 druhů)

Viz také

• lidský T-lymfotropní virus

Poznámky

1. ↑ Taxonomie virů  na webu Mezinárodního výboru pro taxonomii virů (ICTV) .
2. ↑ Atlas lékařské mikrobiologie, virologie a imunologie: Učebnice pro studenty medicíny / Ed. A. A. Vorobieva , A. S. Bykova . - M .  : Lékařská informační agentura, 2003. - S. 132. - ISBN 5-89481-136-8 .
3. ↑ Coffin J, Blomberg J, Fan H et al. (2021). „Profil taxonomie viru ICTV: Retroviridae 2021“. J Gen Virol . 102 (12): 001712. doi : 10.1099 /jgv.0.001712 . PMID  34939563 .
4. ↑ A. Markov. Komparativní genomika vrhá světlo na původ retrovirů Archivováno 12. března 2008 na Wayback Machine
5. ↑ Kozak, 1986 (viz článek Kozakova konsensuální sekvence )
6. ↑ Taxonomie virů  na webu Mezinárodního výboru pro taxonomii virů (ICTV) . (Přístup: 6. dubna 2018) .
7. ↑ 1 2 3 4 Pinevich A. V. , Sirotkin A. K. , Gavrilova O. V. , Potekhin A. A. Virologie: učebnice. - Petrohrad.  : Nakladatelství Petrohradské univerzity, 2012. - S. 408-410. — ISBN 978-5-288-05328-3 .
8. ↑ 1 2 3 4 5 Sergeev V. A. , Nepoklonov E. A. , Aliper T. I. Viry a virové vakcíny. - M  .: Biblionics, 2007. - S. 348-351. — ISBN 5-98685-012-2 .

Literatura

• Khesin R. B. Inconstancy of the genome / Ed. vyd. Yu. N. Zograf , B. A. Leibovich; Ústav molekulární genetiky Akademie věd SSSR . — M .: Nauka , 1985. — 472 s. - 3000 výtisků.

Odkazy

• NCBI retrovirus kniha online

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká Katalánština Velká Katalánština Velký Rus okolo světa chorvatský Britannica (online) Universalis
Taxonomie	EOL GBIF NCBI IRMNG WoRMS
V bibliografických katalozích	BNF : 12066909q GND : 4121587-4 J9U : 987007533908405171 LCCN : sh85113381 NKC : ph137874