Вирусология: В 3-х т. Том 1 - Филдс Б.Н.
ISBN 5-03-000283-9
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 6.6 показано, как репликазный комплекс «прыгает», или «перескакивает», от одной части плюс-цепи РНК-матрицы к более отдаленному участку на той же матрице и как это приводит к утрате внутренних последовательностей при сохранении обоих концов РНК родительского вирусного генома. В результате появляются различные ДИ-частицы с внутренними делениями (частицы 3-го типа на рис. 6.4). Сходные схемы можно применить для объяснения механизма образования любого другого известного типа ДИ-геномных структур ошибками репликации [97, 123]. Будучи очень правдоподобными, эти схемы все же остаются гипотетическими, и поэтому не исключено, что некоторые ДИ-частицы образуются с помощью иных механизмов, отличных от репликативных ошибок (или с помощью механизмов, дейст-
-Ч
г > } / >A-J
1
5 v
-к)
is
/
\
\
X
з'------S1
*
Рис. 6.6. Модель репликативных ошибок, объясняющая образование ДИ-геномов с внутренними делециями. А, Нормально реплицирующийся вирус с новосинтезируемым 5'-концом, растущим по мере того как репликаза (черный кружок) копирует вирусную геномную матрицу, начиная с участка инициации иа З'-конце. Б. Репликазный комплекс «прыгает» (перескакивает, или проскальзывает) через внутренние участки РНК-матрицы, а затем возобновляет синтез на более удаленном по направлению к 5'-концу матрицы участке. В. Виовь образовавшийся геном ДИ-частицы сохраняет оба конца, но утрачивает внутренний участок (треугольник) вирусного генома. Подобные модели репликативных ошибок или прыжков репликазы, объясняющие образование различных ДИ-геномных структур, разработаны Перро [123} и Ла-зарини [97].
вующих совместно с ними). Важно подчеркнуть, что могут существовать ДИ-частицы (в том числе даже возникающие с высокой частотой), которые редко или даже никогда не определяются, так как они неконкурентоспособны. Для того чтобы быть конкурентоспособными, вновь образованные ДИ-частицы должны иметь эффективные участки инициации репликации на З'-конце обеих (плюс- и минус-) цепей РНК. Кроме того, в связи с тем, что РНК-содержащие вирусы с негативным геномом в процессе репликации используют в качестве матрицы спиральные рибо-нуклеопротеиновые частицы (нуклеокапсиды), а не голую РНК» геномы ДИ-частиц, для того чтобы быть конкурентоспособными, должны сохранять функционально активные участки для образования нуклеокапсида.
Роль 5'-концевых последовательностей
• инкапсидации ДИ-частиц
Как упоминалось ранее, все РНК вирусов с негативным геномом и ДИ-частиц должны сохранять РНК-последовательности, инициирующие их инкапсидацию (белком N), для того чтобы-могли сформироваться спиральные нуклеокапсиды, так как при-репликации (и транскрипции) в качестве матрицы используется не свободная РНК, а входящая в состав нуклеокапсида. Созревание инфекционного вируса или зрелых ДИ-частиц требует,, кроме того, отпочковывания нуклеокапсидов на клеточной мембране и приобретения вирусных оболочек, состоящих главным образом из липидов клеточной мембраны и вирусных белков. Таким образом, последовательность, инициирующая сборку нуклеокапсидов, необходима как для их внутриклеточного формирования и репликаций, так и для дальнейшей сборки зрелого вируса и ДИ-частиц.
Система сборки спирального нуклеокапсида лучше всего1 изучена на примере сборки вируса табачной мозаики (TMV). Она может происходить в буферном растворе in vitro [47], причем для инициации сборки необходимо, чтобы в РНК присутствовала особая последовательность инициации (~ за 1000 нуклеотидов от З'-конца), имеющая соответствующую вторичную структуру [160].' Для инициации сборки TMV мономеры белка должны агрегировать в диски. Затем происходит элонгация в направлении 3':—>-5' путем быстрой сборки мономерных субъединиц на РНК, пока вся РНК от участка нуклеации до 5'-конца не будет заключена в спиральный тяж. Завершение сборки происходит в направлении 5'-—>-3' путем медленного добавления агрегатов белковых дисков, ведущего к инкапсидации последних примерна' 1000 нуклеотидов от участка инициации сборки до З'-конца [50].
Данные, касающиеся сборки in vitro спирального нуклеокапсида какого-либо из вирусов животных, отсутствуют, так как пока не разработана система сборки в буферном солевом растворе. Однако получена сборка нуклеокапсида VSV в сложной системе in vitro, где новосинтезированный на рибосомах in vitro белок N собирается вокруг новосинтезируемой вирусной РНК в ходе ее репликации на нуклеокапсидной матрице [36, 57, 58]. В связи с тем что участки инициации репликации находятся на З'-конце плюс- и минус-цепей РНК VSV, 5'-конец синтезируемой цепи РНК потомства оказывается первым участком, доступным для сборки во время синтеза. Поэтому инициация сборки (нук-леация) скорее всего происходит на синтезируемом 5'-конце или поблизости от него, так как новосинтезируемая РНК оказывается частью образующегося нуклеокапсида, который наращиваете* в процессе репликации [142]. Действительно, Бламберг и Кола-
