LTR и транспозоны

По своей структуре LTR являются типичными вставочными элементами с короткими (3 — 15 п. н.) инвертированными повторами на концах, содержащими нуклеотидные последовательности, которые инициируют и терминируют транскрипцию, а также регулируют активность генов.

В процессе синтеза ДНК-проретровируса на его концах образуются два LTR (225 — 1200 п. н.), которые содержат уникальный фрагмент с 5´-конца геномной РНК, прямой короткий повтор и уникальный фрагмент с З´-конца РНК. LTR разных штаммов одного вида ретровируса сходны, наблюдаемые различия малы и представляют собой транзиции, транслокации, точечные мутации и дупликации.

Например, при сравнении LTR двух вариантов MuLV оказалось, что из 563 пар оснований в LTR нуклеотиды от 309-го до 626-го (весь участок U5, R и часть участка U3) идентичны (инвертированный повтор размером 13 пар оснований на конце LTR, ТАТА-последовательность, ЦАТ-блок и сигнал полиаденирования ААТААА). Основные различия наблюдались в зоне тандемного повтора размером 99 пар оснований [Villemur R. et al., 1983].

LTR разных ретровирусов значительно отличаются друг от друга, однако перечисленные выше структурные особенности характерны для всех LTR ретровирусов. В некоторых случаях, например, при сравнении LTR вируса лейкоза кошек (GA-FeLV) с вирусами лейкоза мышей AKR и Молони была выявлена высокая консервативность определенных участков, включая блоки ЦААТ и TATA и участок повторов в LTR.

Инвертированные повторы, которые фланкируют LTR GA-FeLV, идентичны повторам в LTR мышиных ретровирусов, за исключением того, что последние длиннее на один нуклеотид [Elder J. Н., Mullins J. J, 1983].

Важно отметить, что при интеграции проретровируса всегда образуются короткие прямые повторы на концах клеточной ДНК [Temin Н. М, 1981]. При анализе интегрированных провирусов установлено, что в участках интеграции происходит дупликация коротких (2 — 6 нуклеотидов) клеточных последовательностей ДНК, как это наблюдается и для транспозонов [Skalka А. М. et al., 1981] .

В некоторых клеточных системах LTR в составе интегрированного провируса могут содержать делеции, которые, как правило, затрагивают один конец LTR и продолжаются в соседствующих последовательностях. Этот феномен наблюдается для многих мобильных элементов типа Is или Тn.

В LTR экзогенных проретровирусов идентифицированы последовательности, гомологичные некоторым участкам в транспозонах и других генетических элементах. Эти гомологичные фрагменты включают регуляторные участки для 23S рибосомной РНК и SV40 [Skalka А. М. et al., 1981; Ju G. et al., 1982].

Таким образом LTR обладают основными структурными особенностями, которые характерны для перемещающихся (транспозонов) генетических элементов эукариот и прокариот:

  1. наличие инвертированных комплементарных повторов на концах;
  2. делеции последовательностей LTR, соседствующих с клеточной ДНК;
  3. дупликация коротких клеточных последовательностей, фланкирующих интегрированный провирус;
  4. гомологии последовательностей LTR с транспозонами и другими генетическими регуляторными элементами.

Транспозоны и провирусы транскрибируются в длинную поли-А-РНК, которая инициируется в одном прямом концевом повторе и терминируется в другом. В зараженных клетках провирус до интеграции проходит стадию циркуляторной ДНК и в культуре клеток дрозофилы удалось выявить такую же ДНК, содержащую последовательности транспозона copia [Finnegan D. J, 1983].

И в провирусе, и в транспозоне выявлены последовательности, необходимые для инициации синтеза РНК и ее полиаденирования, связывания с тРНК-затравкой и синтеза комплементарной цепи ДНК.

В клетках дрозофилы, культивируемых, in vitro, обнаружены вирусоподобные частицы (VLP), содержащие последовательности элемента copia. Эти частицы ассоциированы с ядрами клеток, содержат как низко-, так и высокомолекулярную РНК (размером 5,0 кб).

РНК VLP в системе in vitro кодирует синтез нескольких белков, причем это осуществляют copia-последовательности, поскольку при прегибридизации РНК VZP с ДНК copia матричная активность исчезала. Кроме того, в ассоциации с VLP обнаружена обратнотранскриптазная активность.

Отсутствовала гибридизация РНК с ДНК других copia-подобных элементов.
VLP не инфекционны для клеток дрозофилы и напоминают в этом плане интрацистернальные частицы А-типа клеток мышей. По ряду других критериев эти частицы также сходны [Finnegan D. J., 1983].

Итак, проретровирусы принадлежат к группе транспозонов, a LTR могут способствовать интеграции и, возможно, обеспечивать перемещение проретровируса, т. е. осуществлять транспозицию ретровирусных геномов. Вместе с тем, несмотря на структурное сходство проретровирусов с транспозонами, пока не доказано их перемещение в геноме клетки.

Обычно после интеграции ДНК-провируоы становятся стабильными элементами клеточного генома й в течение длительного срока передаются последующим популяциям клеток. Об этом свидетельствуют результаты исследований, в которых в большинстве случаев не было обнаружено никаких изменений структуры и окружения ДНК-провируса [Hughes S. Н. et al., 1978, 1981; Collins С. J. et al., 1980]. Отмечена лишь утрата вирусного генома у некоторых ревертантов.


«Онкогены и канцерогенез», А.И.Агеенко

← Назад
Вперед →