C8-Replicarea AND-ului viral Reverstranscriptia si Integrarea Flashcards
Cum este replicarea ADN viral?
Replicarea ADN-ului viral este întotdeauna întârziată după infecție ( in faza târzie)
(Transcripția mai întâi; au nevoie mai întâi proteine)
Regulile generale de replicare ale ADN-ului viral
- ADN-ul este sintetizat prin încorporarea direcționată de matriță a dNMP-uri (dezoxiribonucleotide monofosfat) în 3’-OH al lanțului de ADN
- ADN-ul este întotdeauna sintetizat 5’-3’ prin replicare semiconservativă (pentru ca rezulta din cele două catene fiice ce sunt copiate identic) ;
- Replicarea este inițiată in locuri specifice pe matriță numite origini
- Replicarea ADN-ului este catalizată de Adn polimeraza dependenta de ADN + proteine accesorii
- Poate fi dependenta de o amorsa (regula generala) sau independenta de primer (este recent descoperita).
ce necesita virusurile simple?
Virusurile simple necesită mai multe proteine gazdă - economie genetică
Virusurile mici ADN nu codifică un întreg sistem de replicare
- Codifică proteinele care orchestrează sistemul celulei gazda (cel puțin o proteina (Papillomaviridae, Polyomaviridae, Parvoviridae)
virusurile complexe codifica toate proteinele necesare pt replicare?
Virusurile complexe ( poxvirus, mimivirus) codifică multe, dar nu toate proteinele necesare pentru replicare (pentru ca se replica in citoplasma)
Virusurile ADN mari codifică majoritatea sistemelor proprii de replicare (Herpesviridae, Adenoviridae, Poxviridae)
ce necesita replicarea ADN viral?
necesită întotdeauna sinteza a cel puțin o proteină virală,
uneori multe (deci este o acțiune întotdeauna întârziată după infecție)
virusurile ADN pot realiza singure replicarea ADN viral?
NU
Proteinele virale implicate in replicarea ADN-ului
- ADN polimeraza si proteine accesorii
- Proteine care se atașează la originea replicării, helicaze (enzime ce desface ADN-ul)
- Exonucleaze (necesare secționării amorselor si al corecțiilor)
- Enzime necesare metabolismului acidului nucleic (timidin kinaze, ribonucleotide, reductaze, dUTP-aze) : necesare pentru sinteza trifosfatilor (dNTP)
mecanisme de sinteza a ADN ds
FURCA DE REPLICARE :
* Ambele catene sunt copiate in același timp
* Primers ARN (amorsa sau primers)
DEPLASAREA CATENEI
* O catena este deplasata iar cealaltă este copiată separat (nu este copiata in același timp cu cealaltă catena)
* Nu utilizează o amorsa ARN (este o proteina sau un ADN)
cine rezolva problema 5’ END la mamifere?
telomerele
ce rol are topoizomeraza ?
-relaxare
- topoizomeraza 1 actiuneaza asupra uneia dintre catene iar topoizomeraza 2 actioneaza asupra ambelor catene
De ce SV 40, herpes virus, adenovirus nu are prroblema cu 5’END?
pt ca este un cerc
Unde se replica poxvirus?
se replica in citoplasma
In consecință codifică toate proteinele necesare pentru replicarea ADN-ului
(variola)
unde nu se reproduc bine virusurile?
in celulele aflate in repaus
Cat de des se divid celulele umane?
- Majoritatea celulelor noastre nu se divid sau o fac rar
Ce trebuie sa contina virusurile?
Virusurile trebuie să conțină proteine care sa inducă replicarea celulei gazdei
Pot virusurile controla sinteza ADN-ului?
Virusurile pot exercita un control semnificativ asupra sintezei de ADN în celulele gazdă prin diverse mecanisme.
cum erau numite retrovirusurile initial?
virusuri tumorale
Ipotezele lui Howard Temin
- Virusurile tumorale ARN provoacă modificări permanente în celule (procesul de transformare)
- ADN-ul viral a fost integrat în genomul gazdei
- ADN-ul viral a devenit o parte permanentă a ADN-ului gazdă
- Ipoteza virusului integrat sau a provirusului
ce este un provirus/virus integrant?
Un provirus este o formă inactivă sau latentă a unui virus care s-a integrat în genomul celulei gazdă.
unde a fost descoperita reverstranscriptaza?
in virusurile tumorale ARN, de Baltmor si Temin
ce fac retrovirusurile?
ARN => ADN => ARN => proteine
Retrovirusurile și-au primit numele datorită capacității lor de a inversa fluxul normal de informații genetice (ADN => ARN => proteină)
Ce virusuri prezinta reverstranscriptaza?
hepadnavirus
retrovirusuri
Caulimoviridae (virusuri ale plantelor)
ce face Rous Sarcoma virus?
-este un retrovirus ARN care, după ce infectează celulele, convertește informația genetică din ARN în ADN și integrează acest ADN viral în genomul celulei gazdă.
-virus oncogenic
Reverstranscriptaza
- Amorsa (Primer) poate fi ADN sau ARN
- Matrița poate fi ARN sau ADN
- Doar dNTP-urile (nu rNTP-urile) sunt încorporate (este sintetizat doar ADN si nu ARN)
Activitatea reverstranscriptazelor
RT a evoluat înainte de separarea dintre Archaea, bacterii și
eucariote (celulele noastre conțin RT dar nu suficiente pentru a realiza reverstranscriptaza)
RT ar putea fi puntea dintre lumea precoce a ARN-ului și lumea modernă a ADN-ului
Secvențele de AA conservate la diferitele tipuri de polimeraze
- Gly-Asp-Asp la ARN polimerazele ARN (+)
- Asp-Asp in RT, la ARN polimerazele ARN (-) segmentate
- Gly-Asp-Asn la ARN polimerazele ARN (+) nesegmentate
Alta activitate a reverstranscriptazei
ARN-H (endonucleaza)
- Scindează ARN-ul numai când acesta este în formă de duplex
- ARN-ul poate fi în duplexuri de tip ARN:ARN sau ARN:ADN si deci RT realizează secționări endonucleolitice (endo = in interior)
- Produce oligonucleotide scurte (5’-fosfat, 3’-OH) : activitate necesara pentru reverstranscriptie
Cate schimburi au loc in sinteza de ADN viral de reverstranscriptaza?
- In sinteza ADN viral de către revers transcripaza au loc doua schimburi (la nivelul catenelor de ARN viral)
ARNss-, apoi ARNss+
RT utilizează genomul ARN viral pentru a sintetiza un ARN intermediar de ADN complementar (cADN) numit ARN dublu-catenar (ADNdc) sau preADN. Acesta servește ca șablon pentru sinteza ADN-ului viral.
ce este sinteza LTR („long terminal repeat”) ?
este rezultatul celor doua schimburi de catene in timpul copierii celor doua molecule de ARN viral de către RT
Cum are loc integrarea? (integrare ADN viral in genom)
Integrarea are loc cu doua modificări importante:
1. Integrarea in genomul celulei se face cu pierderea a doua baze de la nivelul LTR
2. Doua secvențe ale genomului gazda sunt duplicate
Ce face ADN-ul proviral?
ADN-ul proviral direcționează sistemul de transcripție a celulei gazda pentru a sintetiza multe copii ale ARNm viral
ARNm viral este tradus în proteine virale SAU încapsidat în particule virale
Nu există o replicare a ADN-ului viral și nici o replicare a ARN-ului viral
cat timp ramane provirusul integrat? Care este calea de iesire?
Nu există mecanism pentru excizia precisă a provirusului integrat (rămâne integrat atât timp cat celula trăiește)
Singura cale de ieșire din genom este transcripția de către ARN pol II a celulei gazda(enzima esentiala pt sinteza ARNm)
ce este fenomenul de endogenizare ?
Fenomenul de endogenizare se referă la integrarea materialului genetic viral în genomul gazdei, de obicei sub forma unor fragmente de ADN sau ARN viral.
Dacă acești retroviruși infectează celule germinale (celulele care formează gametele - ovulele și spermatozoizii), ADN-ul viral integrat poate fi moștenit și transmis urmașilor gazdei. Aceste elemente genetice endogene retrovirale pot deveni fixate în genomul gazdei și pot fi transmise de la o generație la alta.
Genomul celular este plin de retroelemente antice și moderne - prin fenomenul de endogenizare
Endogenizarea contemporană la Koala
(prin infectarea celulelor germinale)
Cu ~50.000 de ani în urmă, transmiterea unui retrovirus de la rozătoare (devin imunodeficiente)
ce sunt retroelementele?
Secvențe care se mișcă în genom prin intermediul RT
(diferit de retrovirusuri)
( împart caracteristici structurale și mecanisme de replicare similare cu retrovirusurile)
Adesea retroelementele au o replicare defectiva (la om
toate sunt particule defective si nu particule infectioase )
~42% din genomul uman cuprinde elemente genetice
mobile, inclusiv provirusuri endogene și alte retroelemente
ce sunt retrovirusurile endogene?
-sunt retroelemente
-ADN-ul proviral integrat în linia germinativă = retrovirusuri endogene
genomul mamiferelor contine mii de copii ale ERV (aprox. 8% din genom), elemente genetice mobile care sunt reclive ale infectiilor retrovirale
pot avea – efect negativ ( agenti ale unor boli genetice si ale cancerului)
– efect pozitiv (dezvoltare placentara)
ce retroelemente sunt in genomul uman ?
<non-LTR(Long Terminal Repeat) -LINEs(elemente lungi intercalate) si SINEs(elemente scurte intercalate)
<LTR -retrotranspozoni, ERV(retrovirusuri endogene)
ce determina cojile de ou albastre?
un retrovirus
ce sunt hepadnavirusurile?
Virusuri ADN cu RT dar fara integrarea genomului
O caracteristică distinctivă a genomului hepadnavirusurilor este capacitatea lor de a efectua un ciclu parțial de transcripție inversă în cadrul ciclului lor replicativ, dar fără integrarea efectivă în genomul gazdei
Ce este originea virala(ORI)?
- Sunt segmente bogate in AT ce sunt recunoscute de către proteinele virale ORI
- Puncte de asamblare pentru proteinele sistemului de replicare a ADN-ului
- Virusurile pot avea 1, 2 3 sau mai multe puncte de incepere a replicării ADN-ului (ORI)
Proteine virale ce recunosc ORI
- Proteina T (poliomavirus-SV40) se atașează specific la ADN-ul viral
- Proteina Rep68/78 (parvovirus) se atașează la capătul desfăcut al ADN-ului viral si este implicata in finalizarea sintezei
- Proteina pTP (adenovirus) se atașează la capătul terminal si recrutează ADN polimeraza
- Proteina UL9 (herpesvirus) recrutează proteinele virale la nivelul secvențelor AT si participa la desfacerea ADN-uli
