Биохимия клеточного цикла - Вольпе П.
Скачать (прямая ссылка):
Для ответа на этот вопрос проводились опыты с заражением синхронных культур клеток HeLa вирусом в различные моменты клеточного цикла [67, 68].
Были получены следующие результаты. Так называемые «ранние события» (прикрепление вируса к клеточной мембране, его внедрение и лизис вирусного капсида с ос-
2000 §1?
1600
4200
1
1234 1234 1234
Часы
1 234
Рис. 29. Бимодальная кривая репликации полиовирусной РНК в клетках HeLa [68]. Полиовирусная РНК включала 3Н-уридин на фоне ингибирования транскрипции в клетке-хозяине актиномицином D. В период 0—2 ч (от начала инфекции) реплицируется комплементарная, или негативная, РНК полиовируса (РНК”). Между 2 и 4 ч реплицируется позитивная полиовирусная РНК (РНК+) для построения дочерних частиц.
118 | 20 24
—Г' о -------- | - '62-М Н5-
Чаш митотического цикла клеток HeLa
Рис. 30. Кривые репликации полиовирусной РНК в разные периоды жизненного цикла клеток HeLa [67]. В фазе S второй пик (от 2 до 4 ч) бимодальной кривой репликации резко преобладает над первым
пиком (0—2 ч).
вобождением генома в цитоплазме) могут происходить в любой период жизни клетки. Это означает, что мембрана клетки всегда позволяет вирусу проникнуть внутрь и ферменты, лизирующие белковую оболочку вируса, действуют все время, от одного деления клетки до другого [67, 68].
Так называемая «инициация» репликации вируса также может осуществляться на протяжении всего клеточного цикла [67, 69].
Геном полиовируса представляет собой мРНК+. После раздевания вириона в цитоплазме клетки-хозяина эта мРНК+ должна реплицироваться с образованием комплементарной мРНК-; в результате получается промежуточная структура — двухцепочечная молекула, называемая «репликативной формой» вирусной РНК. Эту фазу репликации, вероятно, катализирует фермент, который можно было бы назвать РНК+-зависимой РНК~-полиме-разой [1, 67, 78]. На комплементарной мРНК~ строятся новые цепи вирусной РНК+, возможно при участии другого фермента — РНК”-зависимой РНК+-полимеразы и]. Действительно, кривая репликации полиовирусной РНК носит биомодальный характер (рис. 29). Первый пик, между 0 и2ч с момента инфекции, соответствует синтезу вирусной РНК~ Второй пик, между 2 и 4 ч с момента инфекции, соответствует синтезу РНК* [67, 68].
На рис. 30 ясно видно, что комплементарная цепь полиовирусной РНК (РНК”) может образовываться на протяжении всего цикла, «положительная» же цепь (РНК+) нового генома вируса синтезируется только в определенный период [67, 68]. Действительно, если первый пик возникает в течение всего митотического цикла, то второй пик, соответствующий синтезу РНК+, появляется и постепенно увеличивается только в фазе S, а затем вновь исчезает.
Представленная картина, которая впервые выявила наличие в клеточном цикле специфического момента для развития вирусной инфекции, была полностью подтверждена другими исследователями [70—75]. Настоящая работа, способствовавшая разрешению десятилетнего спора между Львовым и Таммом [76, 77], показала, что в репликации полиовируса участвуют, по-видимому, две РНК-
Часы клеточного цикла
Рис. 31. Образование зрелых частиц полиовируса в течение жизненного цикла клеток HeLa [68]. А. Плотность синхронной клеточной культуры. Б. Выход полиовируса. БОЕ — число бляшкообразующих
единиц.
3—366
полимеразные системы. Одна из них — «РНК+-зависимая РНК“-полимераза» — нечувствительна к гуанидину, а другая — «РНКг-зависимая РНК+-полимераза», действующая в фазе S,— нуждается в гуанидине [78].
Последним этапом развития полиовирусной инфекции является образование белков оболочки (капсида). К большому удивлению, опыты показали, что эти белки (VPi, VP2, VP3 и VP4), кодируемые, очевидно, вирусной РНК+, синтезируются одновременно с синтезом той же PHKs т. е. в фазе S [67], а не в период синтеза клеточных белков, который происходит в других фазах — Gi и G2 (см. рис. 28).
Возможное объяснение этого парадокса носит лишь предварительный характер. Вероятно, полиовирусным РНК+ было бы легче «захватывать» рибосомы в фазе S, когда они свободны, так как в этот период клетка синтезирует ДНК, а не белки [!]• Как показывает кривая роста вируса (рис. 31), в это же время, в фазе S, происходит и сборка новых вирионов.
19. Нарушение хронологии процессов трансляции в клетке при литической вирусной инфекции
Несовпадение во времени синтеза вирусных белков и синтеза белков, кодируемых генами клетки, пока еще не получило объяснения и может рассматриваться лишь как факт. То, что происходит в случае литической инфекции, является отклонением от основных принципов «орбитальной» системы, представленной на рис. 28.
Полученные результаты можно кратко резюмировать следующим образом.
1. В то время как клеточная рибосомальная РНК в основном синтезируется в фазе Gi, вирусная РНК- синтезируется в течение всего клеточного цикла. В отличие от этого РНК+ образуется только в фазе S. Таким образом, на вирусную РНК не распространяется принцип «или ДНК, или РНК»: процессы дупликации клеточного генома и размножения вирусных генов могут происходить параллельно.
