Deltaretrovirus

Deltaretrovirus
HTLV-1 og HIV - 1
videnskabelig klassifikation
Gruppe:Virus [1]Rige:RiboviriaKongerige:PararnaviraeType:ArtverviricotaKlasse:RevtraviricetesBestille:OrterviralesFamilie:RetrovirusUnderfamilie:OrthoretrovirinaeSlægt:Deltaretrovirus
Internationalt videnskabeligt navn
Deltaretrovirus
Slags
Bovin leukæmivirus __ Primat T-lymfotropisk virus 1 Human T - lymfotropisk virus 1 Primat T-lymfotropisk virus 2 Primat T-lymfotropisk virus 3
Baltimore-gruppen
VI: ssRNA-RT-vira
Systematik hos Wikispecies Billeder på Wikimedia Commons NCBI   153136 EOL   67529

Deltaretrovirus [2] ( lat.  Deltaretrovirus ) er en slægt af vira fra familien af ​​retrovira ( Retroviridae ). Består af eksogene horisontalt overførte vira, der er isoleret fra flere grupper af pattedyr.

Virus af denne slægt er RNA- vira, der replikerer i værtsceller ved hjælp af enzymet revers transkriptase til at danne proviralt DNA fra deres RNA-genom. DNA'et inkorporeres derefter i værtens genom af et integraseenzym . Virussen replikeres derefter som en del af værtscellens DNA. Virussen lagrer selv sin nukleinsyre i form af + mRNA (inklusive 5'-cap og 3'-poly(A) inde i virion ) genomet og tjener som et middel til at levere dette genom til celler, som det søger som et obligat parasit , og starter infektionen . Når først det kommer ind i værtscellen, gennemgår RNA-strengene i cytosolen omvendt transkription og inkorporeres i værtsgenomet, hvorfra det retrovirale DNA kaldes et retrovirus. Indtil virussen har inficeret værten, er den svær at opdage.

Virionets struktur

Retrovirusvirioner er sammensat af indkapslede partikler med en diameter på ca. 100 nm. De indeholder to identiske enkeltstrengede RNA-molekyler på 7-10 kilobaser lange. Selvom virionerne af forskellige retrovira ikke deler den samme morfologi eller biologi , er alle virionkomponenter meget lig andre medlemmer af slægten [3] .

• Skal: Består af et lipid-dobbeltlag , der er afledt af værtens plasmalemma under spireprocessen.
• RNA: består af dobbeltstrenget RNA. Den har en hætte i 5'-enden og en polyadenylat i 3'-enden. RNA-genomet har også terminale ikke-kodende regioner, der er vigtige i replikation og interne regioner, der koder virionproteiner til genekspression .
  • 5'-enden af ​​RNA-molekylet inkluderer fire regioner såsom R, U5, PB og L.
    • R-regionen er en kort, repeterbar sekvens i hver ende af genomet under revers transkription for at sikre korrekt ende-til-ende overførsel ind i den voksende kæde.
    • U5-regionen er på den anden side den korte sekvens mellem R- og PB-regionerne.
    • PB-regionen består af 18 baser komplementære til 3'-enden af ​​tRNA - prøven.
    • L-regionen er en uoversat masterregion, der giver signalet til genomisk RNA-pakning.
  • 3'-enden omfatter tre regioner, blandt hvilke er PP (polyurisk), U3 og R.
    • PP-regionen er planen for plus-streng DNA-syntesen under revers transkription.
    • U3-regionen er en sekvens mellem PP- og R-regionerne, der har et signal, som proviruset kan bruge til transkription.
    • R-regionen er den afsluttende gentagelsessekvens ved 3'-enden.
• Proteiner: Sammensat af gag-proteiner, protease (PR), pol-proteiner og env-proteiner.
  • Gag-proteiner er hovedkomponenterne i det virale kapside , med 2000-4000 kopier pr. virion.
  • Protease udtrykkes på den anden side forskelligt i forskellige vira. Det fungerer i proteolytiske spaltninger under virionmodning for at producere modne gag- og pol-proteiner.
  • Pol-proteinerne er ansvarlige for viral DNA-syntese og integration i værts-DNA efter infektion.
  • Env-proteinerne spiller en rolle i kombinationen og indtrængen af ​​virion i værtscellen [4] .

Reproduktion

Efter at deltaretroviruserne har inkluderet deres egne genomer i reproduktionslinjen, bliver deres genomer videregivet til de næste generationer. Disse endogene retrovira (ERV'er), adskilt fra eksogene, udgør nu op til 5-8% af det humane genom [5] . De fleste af indeslutningerne har en ukendt funktion og omtales ofte som "junk-DNA".

Rolle i værtsbiologi

Imidlertid spiller mange endogene delta-retrovira vigtige roller i værtsbiologi , såsom styring af gentranskription, celledeling under placentaudvikling under embryonal reproduktion og resistens over for eksogen retroviral infektion. Endogene delta retrovira har også fået særlig opmærksomhed i studiet af immunologisk relaterede patologiske tilstande i autoimmune sygdomme såsom dissemineret sklerose , selvom endogene delta retrovira endnu ikke har vist sig at spille en årsagsrolle i denne sygdom [6] .

Rollen af ​​endogene deltaretrovira i menneskets genetiske evolution

En sådan rolle er udforsket i et papir fra 2005 [6] . Mens klassisk transkription blev antaget at gå fra DNA til RNA, transskriberer revers transkriptase RNA til DNA. Udtrykket "retro" i retrovira henviser til denne omvendte proces (produktion af DNA fra RNA) af det centrale dogme inden for molekylærbiologi . Omvendt transkriptaseaktivitet uden for retrovira er blevet fundet i næsten alle eukaryoter , hvilket skaber muligheden for at producere og inkorporere nye kopier af retrotransposoner i værtsgenomet. Disse inserts transskriberes af værtsenzymer til nye RNA-molekyler, der kommer ind i cytosolen. Efter dette oversættes nogle af disse RNA-molekyler til virale proteiner. For eksempel translateres gag-genet til et capsidproteinmolekyle, pol-genet translateres til revers transkriptasemolekyler, og env-genet translateres til kappeproteinmolekyler. Det er vigtigt at bemærke, at enhver retrovirus skal "injicere" sin egen reverse transkriptase ind i dens kapsid, ellers er den ude af stand til at bruge enzymerne fra den inficerede celle til at udføre opgaven som følge af den usædvanlige natur af det genererede DNA fra RNA [6] .

Arten af ​​lægemiddelresistens

Kommercielt fremstillede lægemidler , der er designet som inhibitorer af protease og revers transkriptase, kan hurtigt blive ineffektive, fordi gensekvenserne, der koder for denne protease og revers transkriptase, er genstand for mange substitutioner. Sådanne substitutioner af nitrogenholdige baser, der danner en DNA-streng, kan gøre proteaser eller revers transkriptase vanskelige at angribe. Aminosyresubstitution gør enzymer i stand til at unddrage sig lægemiddelregimer, fordi mutationer i gensekvenser kan forårsage en fysisk eller kemisk ændring, der gør dem svære at opdage med et lægemiddel. På grund af det faktum, at revers transkriptase ikke kontrollerer rigtigheden af ​​DNA-replikation , muterer retrovirus meget ofte. Dette gør det muligt for virussen at blive resistent over for antivirale lægemidler og hæmmer udviklingen af ​​effektive vacciner og inhibitorer for retrovira [7] .

Udsigter til at overvinde modstand

Når der udvikles lægemidler, der er designet til at angribe enzymer såsom protease, målretter producenterne specifikke steder på det enzym. En måde at angribe disse mål på ville være gennem hydrolyse af molekylære bindinger. Ved at tilføje vandmolekyler til et eller andet sted af virussen, vil lægemidlet bryde de tidligere bindinger, der eksisterede med hinanden. Hvis flere af disse bindinger brydes, kan dette resultat føre til lysis , virusets død [8] .

Strukturen af ​​genomet

Typisk indeholder retrovirusgenomer tre åbne læserammer, der koder for proteiner, der findes i modne vira: gruppespecifikt antigen (gag) koder for virusets kerne og strukturelle proteiner; polymerase (pol) koder for revers transkriptase og integrase; og kappekoder (env) for retroviruscoatingproteiner.

Provira

Dette DNA kan inkorporeres i værtsgenomet som et provirus, der kan overføres til afkomsceller. På denne måde er nogle retrovira i stand til at omdanne normale celler til kræftceller . Nogle provirus forbliver latente i cellen i lang tid, før de aktiveres af en ændring i miljøet omkring cellen.

Evolutionær udvikling

Forskning i retrovira førte for første gang til demonstration af DNA-syntese fra RNA- skabeloner , en grundlæggende måde at overføre genetisk materiale på, som ses i både eukaryote og prokaryote celler. Det er blevet foreslået, at RNA-til-DNA-transkriptionsprocesserne anvendt af retrovira oprindeligt kan have ført til brugen af ​​DNA som genetisk materiale. I en sådan model ( RNA-verdensmodellerne ) har cellulære organismer adopteret mere kemisk stabilt DNA, mens retrovira har udviklet evnen til at skabe DNA fra RNA-skabeloner.

Udsigter til behandling

Antiretrovirale lægemidler er lægemidler , der bruges til at behandle infektioner forårsaget af retrovira, primært HIV . Forskellige klasser af antiretrovirale lægemidler virker på forskellige stadier af HIV-livscyklussen. Kombinationen af ​​flere (normalt tre eller fire) aniretrovirale lægemidler er kendt som højaktiv antiretroviral terapi ( HAART ).

Se også

• human T-lymfotropisk virus

Noter

1. ↑ Taxonomy of Viruses  på webstedet International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) .
2. ↑ Sergeev V. A. , Nepoklonov E. A. , Aliper T. I. Vira og virale vacciner. - M .  : Biblionics, 2007. - S. 349. - ISBN 5-98685-012-2 .
3. ↑ Jhon M. Coffin (1992). "Struktur og klassificering af retrovira". i Jay A. Levy. Retroviridae (1. udg.). New York: Plenum Press. pp. 20. ISBN 0-306-44074-1 .
4. ↑ Jhon M. Coffin (1992). "Struktur og klassificering af retrovira". i Jay A. Levy. Retroviridae (1. udg.). New York: Plenum Press. pp. 26-34. ISBN 0-306-44074-1 .
5. ↑ Robert Belshaw; Pereira V; Katzourakis A; Talbot G; Skridt J; Burt A; Tristem M. (april 2004). "Langsigtet geninfektion af det menneskelige genom med endogene retrovira". Proc Natl Acad Sci USA 101 (14): 4894-4899. doi : 10.1073/pnas.0307800101 . PMID 15044706 .
6. ↑ 1 2 3 Medstrand P, van de Lagemaat L, Dunn C, Landry J, Svenback D, Mager D (2005). "Indvirkning af transponerbare elementer på udviklingen af ​​pattedyrs genregulering". Cytogenet Genome Res 110 (1-4): 342-352. doi : 10.1159/000084966 . PMID 16093686 .
7. ↑ Svarovskaia ES; Cheslock SR; Zhang W.H.; Hu W.S.; Pathak VK. (januar 2003). "Retrovirale mutationshastigheder og revers transkriptase-troskab". Front Biosci. 8 :117-134. doi : 10.2741/957 . PMID 12456349 .
8. ↑ Teklemariam, Ephrem | http://mason.gmu.edu/~eteklema/Researchfinal.html%7CHIV  (downlink) lægemiddelresistens og dens indvirkning på folkesundheden.|joRes

Links

• Deltaretrovirus  (engelsk)  (utilgængeligt link) . ViralZone . Arkiveret fra originalen den 11. oktober 2016.