Ретровирусы

Ретрови́русы (лат. Retroviridae) — семейство РНК-содержащих вирусов,

заражающих преимущественно позвоночных. Наиболее известный и активно

изучаемый представитель — вирус иммунодефицита человека. Ретровирусы

содержат в своем составе уникальный фермент – обратную транскриптазу, с

помощью которой синтезируется ДНК на матрице вирионной РНК.

    После инфицирования клетки ретровирусом в цитоплазме начинается синтез

вирусного ДНК-генома с использованием вирионной РНК в качестве матрицы.

Все ретровирусы используют для репликации своего генома механизм обратной

транскрипции: вирусный фермент обратная транскриптаза (или ревертаза)

синтезирует одну нить ДНК на матрице вирусной РНК, а затем уже на матрице

синтезированной нити ДНК достраивает вторую, комплементарную ей нить.

Образуется двунитевая молекула ДНК, которая, проникнув через ядерную

оболочку, интегрируется в хромосомную ДНК клетки и далее служит матрице

для синтеза молекул вирусных РНК. Эти РНК выходят из клеточного ядра и в

цитоплазме клетки упаковываются в вирусные частицы, способные

инфицировать новые клетки.

  По одной из гипотез, ретровирусы могли произойти от ретротранспозонов—

подвижных участков генома эукариот.

Классификация ретровирусов

Семейство Retroviridae включает три подсемейства:

•      Oncovirinae (онковирусы), важнейший представитель которого — T-лимфотропный вирус человека типа 1 ;

•      Lentivirinae (лентивирусы), к которому относится ВИЧ ; и

•      Spumavirinae (спумавирусы, или пенящие вирусы).

Особенности репликации

             Особенности трансляции РНК ретровирусов

             Находясь в составе геномной ДНК, вирусные гены транскрибируются под контролем LTR

LTR, long terminal repeats. Последовательности LTR включают в себя последовательности STR. Возникновение LTR очень важно для экспрессии вирусных генов. Они содержат вирусные регуляторные транскрипционные элементы: промотор, энхансер, и другие. Например, некоторые вирусы содержат элементы, определяющие зависимость вирусной транскрипции от наличия определенных гормонов. LTR и являются теми регуляторными сигналами, которые вирус использует для эксплуатации клеточной транскрипционной машины в своих целях.

           Продуктом транскрипции является полноразмерная вирусная РНК. Она должна транслироваться. И здесь вирусу необходимо решить такую проблему: нужно синтезировать много белков, а РНК одна. И в клетках эукариот РНК моноцистронны, то есть предназначены для синтеза только одного белка. Синтез белка в большинстве случаев начинается с ближайшего к кэп-сайту инициирующего кодона.

Если просмотреть открытую рамку считывания от этого ближайшего инициирующего кодона, то мы увидим, что если бы вирус пользовался традиционными способами экспрессии, то он смог бы синтезировать только полипептид GAG. А дальше идет стоп- кодон. Как быть с POL и ENV? Кроме того, эти полипептиды очень длинны, а в вирусе содержатся гораздо более короткие. Проблема решается несколькими способами.

            Во-первых, с помощью сплайсинга эта одна РНК превращается в нашем упрощенном варианте еще в одну, более короткую. При этом последовательности, кодирующие ENV полипептид, оказываются рядом с инициирующим кодоном, ближайшим к кэп-сайту, и начинают транслироваться.

Во-вторых, разными для разных ретровирусов способами они ухитряются обойти стоп — кодон после открытой рамки считывания GAG и синтезировать сплавленный полипетид GAG-POL, который содержит последовательности обоих групп белков.

            В-третьих, полученные длинные полипептиды подвергаются процессингу и разрезаются на множество белков, которые и функционируют либо в роли регуляторных, как, например, обратная транскриптаза, либо в роли структурных, как, например, белки оболочки зрелых вирусов.

Иными словами, ретровирусы используют гибкую тоталитарную систему для весьма тонкой регуляции синтеза большого разнообразия белков под контролем одного промотора.

Подсемейство онковирусов на оснавании морфологических характеристик разделяют на четыре группы (рода), обозначая их буквами латинского алфавита: онковирусы типа С, В, D и отдельно онковирус бычьего лейкоза. Наиболее распространены и наибольшее значение имееют онковирусы типа С. Они распространены среди рыб, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, включая человека. Онковирусы типа В обнаружены у мышей и морских свинок, типа D – у обезьян и мангустов. Вирус бычьего лейкоза пока не имеет аналогов среди других животных. В культурах клеток, продуцирующих онковирусы, обнаруживаются онковирусы типа А, которые большинство исследователей считают предшественниками (незрелыми формами) других онковирусов.