РНК репликация, обратна транскрипция Flashcards
РНК репликация общи характеристики, ензим, субстрати, стадии
- синтез на РНК върху матрица РНК само при РНК вируси (без ретровируси)
- ензим - РНК-зависима РНК полимераза/РНК-репликаза (кодирана от вирусния геном)
- субстрати - нуклеозид трифосфати
- инициация - прибавя се нуклеозид трифосфат към началния нуклеотид върху 3’-края на матрицата (de novo) ИЛИ се прибавя праймер (genome-linked primer)
- елонгация - повтаряне на трансфера
Sense на вирусните РНК
- положителна геномна РНК (5’-3’) - може да бъде директно транслирана във вирусен протеин, тя е и геном и мРНК, РНК репликаза се синтезира веднага (не е складирана във вириона)
- отрицателна геномна РНК (3’-5’) - комплементарна на вирусна мРНК, необходимо е + копие за синтез на протеини, трябва да има репликаза във вириона
Репликация и транслация на положителна РНК процес
1) След напускане на вирусните белтъци + РНК (репликационен комплекс VRC) се транслира в полипротеин (първо гените за репликация)
2) Полипротеин се обработва до единични протеини
3) Произведената РНК репликаза копира + РНК в - РНК (+ РНК се освобождава от VRC, - РНК остава свързана с тях)
4) Новата - РНК е матрица за синтез на нова + РНК, която участва в транслация/репликация/опаковане във вирион
Репликация на отрицателна РНК процес и превключване репликация/транскрипция
1) Започва се от участък лидер (3’ на -)
2) Синтезират се + копия (антигеномни), които са матрици за нови - копия
3) При синтез на нови - копия, но то започва от участък трейлър (3’ на +)
4) Докато РНК репликазата прави репликация се игнорират сигнали за транскрипция на отделни гени (по принцип е транскриптаза, но при висока конц. на вирусна РНК-капсидни белтъци комплекси преди сглобяване на нови вируси реплицира)
Транскрипция на много мРНК върху една отрицателна РНК
1) РНК репликаза се свързва с 3’-края и синтезира къса лидерна РНК, спира до сигнал за започване на транскрипция
2) Синтез на транскрипт, който получава шапка
3) На края на всеки ген има терминиращ участък, където репликазата се забавя върху У, получава се полиА-опашка
4) Репликазата намира следващия иницииращ участък на следващия ген
Къде се осъществява репликацията на отрицателна вирусна РНК?
- вируси с несегментиран геном (една мол. РНК) - в цитоплазмата, получават се множество мРНК
- вируси със сегментиран геном (няколко РНК) - в ядрото, всеки сегмент се копира като мРНК
Механизъм на размножаване на човешките делтавируси
- РНК се реплицира като търкалящо колело, синтезира се верига от свързани антигеноми, които се разделят
- вирусни белтъци се синтезират в цитоплазмата, влизат в ядрото и образуват комплекси с РНК
- комплексите се свързват с антиген на хепатит В - зрели вириони
Особености на репликация на + РНК
- синтезираните белтъци участват в образуването на VRC с кл. белтъци - образуване на мембранни джобове при различни органели (зърнеста ЕПР, митохондрии, вакуоли, Голджи)
- с цел скриване на РНК репликация от защитни механизми на кл.
- отначало се образува двуверижна РНК, която се копира в геномна и мРНК
- 5’ на + РНК може да се кепира, свързже с праймер или да остане гол, 3’ - гол или полиА
Структура на РНК-репликаза
- сърцевина (PB1 - polymerase basic protein) за репликация - входове за матрицата и за нуклеозид трифосфатите, изходи за матрицата и за продукта
- PB2, РА - транскрипция на вирусна мРНК
Обратна транскрипция същност, ензим, функции
- използва се ретровирусна РНК като матрица за синтез на комплементарна ДНК, която се вгражда в генома на кл.
- РНК-зависима ДНК-полимераза (обратна транскриптаза)
- размножаване на ретровируси
- увеличване на ген. разнообразие чрез ретротранспозони
- репликация на хромозомни теломери чрез теломеразна обратна транскриптаза
- синтез на извънхромозомни multicopy single-strand DNA при бактерии
Репродуктивен цикъл на ретровирусите
1) Свързване с клетъчната мембрана
2) Влизане в клетката
3) Обратна транскрипция
4) Транспорт на провирусния геном в ядрото
5) Интегриране на провирусния геном в клетъчния геном
6) Транскрипция на провируса
7) Транслация на вирусната мРНК за получаване на вирусни белтъци
8) Сглобяване на вирион
9) Зреене на вириона и излизане от клетката.
Обратна транскриптаза функции, особенсот на действие
- придържа РНК матрица към ДНК в полимеразния център
- премахва РНК матрица (хидролиза) при готово копие ДНК в нуклеазния център
- синтезира се втора верига кДНК в полимеразния център
- често греши - бърза изменчивост, мутации за устойчивост срещу лекарства
