Структура и интеграция проретровирусов

Геном ретровирусов представлен высокомолекулярной 60 — 70S РНК, состоящей из двух идентичных субъединиц однонитевой 30 — 40S РНК, соединенных водородными связями в области частично взаимокомплементарных 5´-концов т. е. та группа вирусов имеет сегментарно-полиплоидный геном. Быстро седиментирующая 60 — 70S РНК превращается в 30 — 405-компонент после нагревания или обработки диметилсульфоксидом, мочевиной и формальдегидом, при этом конформация молекулы не изменяется, а уменьшается только молекулярная масса.

Длина каждой субъединицы, в которой содержится вся генетическая информация ретровируса, варьирует от вируса к вирусу и составляет 5 — 10 кб. Эти РНК вместе с двумя молекулами клеточной тРНК, также содержащей последовательности, комплементарные 5´-концевым участкам вирионной РНК, и образуют 60 — 705-комплекс, удерживаемый водородными связями.

Низкомолекулярный гетерогенный компонент РНК (4 — 28S) составляет 20 — 25 % от общей молекулярной массы внрионной РНК. Одни типы 4S РНК выполняют функции тРНК и акцептируют аминокислоты. Другие 4S РНК, содержащие около 65 % гуанина и цитозина, играют роль «праймера» (затравки) на матрице вирионной РНК и обеспечивают тем самым инициацию синтеза ДНК со свободного З´-конца затравочного олигонуклеотида, от которого ковалентно удлиняется растущая ДНК. Разные ретровирусы в качестве затравки используют различные тРНК.

Обычно онковирусы птиц в состав вириона включают Trp-тРНК, ретровирусы С-типа млекопитающих и вирус ретикулоэндотелиоза птиц — Pro-тРНК, а вирус рака молочных желез мышей — Ly8-тРНК. Причем специфичность включения определяет обратная транскриптаза, входящая в комплекс вирионная РНК — тРНК. В клетках, зараженных, например, ретровирусами птиц, обнаруживается единый пул вирусной РНК размером 9,3 кб, одна часть которой используется в качестве мРНК, а другая часть включается в состав вирионов [Stoltzfus С. М, et al., 1983].

Геном всех известных в настоящее время ретровирусов на 3´- и 5´концах содержит уникальные последовательности U₃ и U₅, причем наружная сторона каждой последовательности фланкирована идентичным сегментом, длина которого у разных вирусов варьирует от 13 до 80 нуклеотидов.

Следовательно, 3´- и 5´-концы генома ретровирусов, исключая «закрывающие» структуры — «кэпы» (состоящие, как правило, из 5´-нуклеозидтрифосфата и рибозы, к которой присоединен 7-метилгуанозин) у 5´-конца и поли-А-сегменты у З´-конца, включают два коротких, идентичных прямых повтора.

Сложная структура 60 — 705-комплекса РНК вероятно обусловлена необходимостью в более эффективной обратной транскрипции, т. е. в синтезе провирусной ДНК на матрице вирионной РНК. Эта транскрипция осуществляется обратной транскриптазой или ревертазой (РНК-зависимой ДНК-полимеразой) в цитоплазме зараженных клеток.

Конечный продукт обратной транскрипции, представляющий собой, как правило, линейную двуспиральную инфекционную ДНК, обычно на 600 — 1200 п.н. длиннее вирионной РНК за счет образования на его концах длинных прямых концевых повторов (long terminal repeat-large terminal redundancy — LTR).

В состав последних входят одинаковые фрагменты с З´-конца (200 — 400 п.н.) и с 5´-конца (100 — 150 п. н.) вирионной РНК. При обратной транскрипции в процессе синтеза ДНК-провируса каждый LTR формируется из уникальных последовательностей U₃ и U₅ РНК-генома ретровирусов и двух концевых повторов (R).

Таким образом, образуется блок 3´-U₃ — R — U₅-5´, содержащий на концах короткие инвертированные комплементарные повторы [McClements W. L. et al., 1981]. Предполагают, что сначала с 5´-конца вирионной РНК транскрибируется область U₅ и R.

После этого осуществляется перенос полученного сегмента РНК на З´-конец РНК (в результате комплементарности в R-районе) и после транскрипции U₃-области РНК формируется первая копия LTR, которая, в свою очередь, выполняет функцию матрицы для синтеза второй копии LTR, локализующейся на 5´-конце вируса [Temin Н. М., 1981].

Итак, первоначально, вероятно, синтезируется линейная двуспиральная ДНК, колинеарная геномной РНК и содержащая два LTR. Затем она подвергается циркулизующейся на 5´-конце вируса [Temin Н. М., 1981], лексов с 1 и 2 LTR.

Проведен анализ первичной структуры ДНК эндогенных и экзогенных провирусов [Skalka A. et al., 1981; Ju G. et al., 1982]. Оказалось, что оба класса провирусов содержат LTR, которые с обоих концов фланкируют последовательности, кодирующие структурные гены. Такие концевые повторы, находящиеся на границе провируса с обеих сторон, характерны для транспозонов эукариот Tgl и copia и прокариот Tn9.

История открытия транспозонов, существующие модели транспозиции, особенности нуклеотидных последовательностей изученных транспозонов, белки, участвующие в транспозиции и другие вопросы, связанные с подвижными элементами генома, описаны в обзоре P. Starlinger (1984).

«Онкогены и канцерогенез», А.И.Агеенко