Вирусология: В 3-х т. Том 1 - Филдс Б.Н.
ISBN 5-03-000283-9
Скачать (прямая ссылка):
Фаза I: ранние события
Об этой стадии вирусной инфекции известно сравнительно немного [189]. Ее исследования затруднены из-за низкой эффективности заражения (более 10 частиц на инфекционную дозу). Поскольку большинство частиц неинфекционно, с помощью биохимических и морфологических приемов можно проследить скорее путь деградации, а не репликации. Например, некоторые количества вирусной РНК обнаруживали в ядре клеток птиц через несколько минут после заражения [34]. В этом наблюдении, однако, мало биологического смысла, поскольку основной синтез вирусной ДНК на матрицах вирионной РНК идет в цитоплазме [192].
Выше отмечалось, что проникновению вирионов ретровирусов в клетки предшествует специфическое взаимодействие между поверхностным гликопротеином вируса и рецептором клетки-хозяина [37]. Сведения о способе попадания вириона внутрь, клетии противоречивы: неясно, .происходит ли проникновение непосредственно через плазматическую мембрану или путем эндоцитоза ;(виропексиса) [2, 34, 104, 120]. Часть вирионов деградирует в лизосомах, однако неизвестно, ведет ли этот путь к инфекции или гибели вируса. Так или иначе, на первых этапах заражения вирион переходит в новое 'состояние, когда он готов, начать синтез вирусной ДНК. В какой степени происходит при этом «раздевание» вирионов, остается неясным.
Для MuLV процессы адсорбции и йроникновения вирионов отличаются специфичностью и зависят от рецепторов [37, 189]. ASLV адсорбируются не столь специфично, но проникновение этих вирусов также зависит от рецепторов [125]. При этом связывание очищенного гликопротеина птичьих вирусов строго специфично в отношении рецептора. Частицы MuLV связываются: с клеточной поверхностью с полупериодом (время связывания 50% частиц) 2 ч, а время их проникновения 3 ч. Связывание может идти при 4°С, а проникновение зависит от температуры [2].
Фаза II: синтез неинтегрированной (свободной) вирусной ДНК
О большинстве стадий этой фазы ретровирусной репликации известно довольно много [189]. Главная задача этого этапа
Левый (5') конец
rPHK-saipmt для минус-* ^ ^ цепи
R U5 tb Sa9
Правый (3') конец
тРНК-затравка для плюС'цепи
1 Субъединица
I вирусном РНК
^ env рр до
Синтез (U5 + 5'R)-последовательностей минус-цепи ДНК
R US tb
gag pel env
pp U3 R РНКаза H удаляет 5'R-PHK из гибрида PHK-flHK
U5tb
gag. pol env ^ J5 ,}
(Последовательность R минус-цепи ДНК связывается сЗ'-концевой последовательностью 17 РНК
РНКаза Н продолжает удалять РНК из гибрида РНК-ДНК
Синтез минус-цепи ДНК продолжается с З'-конца Рнк-матрицы
Синтез первого участка плюс-цепи ДНК (LTR+tb)
Продолжение синтеза минус-цепи ДНК через участок tb
РНКаза Н удаляет участок tb из состава гибрида РНК-ДНК
Участок tb минус-цепи связывается с комплементарным ему участком плюс-цепи
Синтез минус-цепи второго (девого) LTR на матрице плюс-цепи ДНК
U3 R U5 Уа9 P°t env U3 R U5
Рнс. 13.2. Этапы репликации .ретровирусного генома от РНК до свободной двухцепочечной линейной ДНК. tb — тРНК-связывающнй участок и комплементарные ему последовательности; рр — положение затравки для синтеза плюс-цепи. Репликация показана для одной цепи РНК. В ходе элонгации мннус-цепи вирусной ДНК может происходить однократная или многократная смена матриц — двух цепей вирионной РНК.
инфекции — превратить одноцепочечный РНК-геном в линейную-двухцепочечную вирусную ДНК [61]. Синтез вирусной ДНК, который идет в цитоплазме и требует по крайней мере четырех часов [192], осуществляется обратной транскриптазой (ревертазой). В ходе этого процесса определенные последовательности, присутствующие в виде уникальных копий в РНК, должны быть дуплицированы, , чтобы образовать LTR на обоих концах ДНК-'продукта (рис. 13.1). Поэтому главными участниками второй фазы заражения являются ревертаза, последовательности на концах вирусной РНК и LTR. Прежде чем рассмотреть модель обратной транскрипции, будет уместно остановиться на продуктах гена pol и структуре вирусной РНК.
Обратная транскриптаза
Продукты гена pol (обычно называемые ревертазой) обладают по крайней мере тремя ферментативными активностями [60, 193]: ДНК-полимеразной, использующей в качестве матриц как РНК, так и ДНК [7, 183]; активностью РНКазы Н, гидролизующей РНК в составе гибрида РНК — ДНК (ноне одно- или двухцепочечную РНК) [121], и ДНК-эндонуклеазной активностью [60]. Первые две из них необходимы для синтеза свободной вирусной ДНК. Эндонуклеазная активность, вероятно, необходима для интеграции вирусной ДНК с геномом клетки-хозяина (S. Goff, личное сообщение).
Наиболее детально изучена ревертаза ретровирусов птиц [189]. Каждый вирион содержит около 50 молекул ревертазы. Использование температурочувствительных и безусловно-летальных мутантов по гену pol показало, что присутствие ревертазы в вирионе есть необходимое условие инфекционности. Отсутствие ревертазы не может быть комплементировано дополнительным заражением вирусом дикого типа [194]. Выделенный из-вирионов фермент состоит из «двух субъединиц—альфа (р65!,о!) и бета (р95рог), присутствующих в эквимолярном количестве. Альфа-субъединица представляет собой N-концевую часть (две трети) бета-субъединицы. Большая субъединица обладает всеми тремя активностями, в то время как меньшая — только полимеразной и активностью РНКазы Н. Эндонуклеазная активность обусловлена С-концевой частью бета-субъединицы, поскольку «отрезанный» от нее С-концевой пептид с мол. массой 32 кДа обладает этой активностью. Ревертаза MuLV выделена из вирио-нов в виде мономера, соответствующего меньшей альфа-субъединице ревертазы ретровирусов птиц. Эндонуклеазная активность, присутствующая в вирионах MuLV, вероятно, кодируется С-концевой частью гена pol.
