Длинной терминал повтор
Длинная терминальная повтор ( LTR ) представляет собой пару идентичных последовательностей ДНК несколько сотен пар оснований , которые встречаются в эукариотических геномах на конце серии генов или псевдогенов , которые образуют ретротранспозон или эндогенный ретровирус или ретровирус , длиной . Все ретровирусные геномы окружают LTR, в то время как есть несколько ретротранспозонов без LTR. Как правило, элемент, окруженный парой LTR, кодирует обратную транскриптазу и интеграцию , позволяя копировать и вставить элемент в другое место генома. Копии такого элемента, связанного с LTR, часто можно найти сотни или тысячи раз в геноме. LTR ретротранспозоны составляют около 8% генома человека . [ 1 ]
Первые последовательности LTR были обнаружены AP Czernilofsky и J. Shine в 1977 и 1980 годах. [ 2 ] [ 3 ]
Транскрипция
[ редактировать ]Последовательности LTR-флунков частично транскрибируются в промежуточное соединение РНК, а затем обратная транскрипция в комплементарную ДНК (кДНК) и в конечном итоге дцДНК (двухцепочечная ДНК) с полным LTR. Затем LTRs опосредуют интеграцию ДНК посредством специфической интегразы LTR в другую область хромосомы хозяина .
Ретровирусы, такие как вирус иммунодефицита человека ( ВИЧ ), используют этот основной механизм.
Знакомство ретровирусные вставки
[ редактировать ]Поскольку 5 'и 3' LTR идентичны при введении, разница между парными LTR может использоваться для оценки возраста древних ретровирусных вставков. Этот метод знакомства используется палеовирологами , хотя он не учитывает смешанные факторы, такие как преобразование генов и гомологичная рекомбинация . [ 4 ]
ВИЧ-1
[ редактировать ]ВИЧ -1 LTR составляет 634 п.н. [ 5 ] по длине и, как и другие ретровирусные LTR, сегментируется в области U3, R и U5. U3 и U5 были дополнительно подразделены в соответствии с сайтами транскрипционных факторов и их влиянием на активность LTR и экспрессию вирусных генов. Многоэтапный процесс обратной транскрипции приводит к размещению двух идентичных LTR, каждый из которых состоит из области U3, R и U5, на любом конце провиральной ДНК. Концы LTR впоследствии участвуют в интеграции Провируса в геном хозяина . Как только провирус был интегрирован, LTR на 5'-конце служит промотором для всего ретровирусного генома, в то время как LTR на 3'-конце обеспечивает зарождающуюся вирусную полиаденилирование РНК и, в ВИЧ-1, ВИЧ-2 и SIV, кодирует вспомогательный белок, NEF . [ 6 ]
Все необходимые сигналы для экспрессии генов обнаружены в LTRS: энхансер, промотор (может иметь как энхансеры транскрипции, так и регуляторные элементы), инициация транскрипции (такая как ограничение), транскрипционный терминатор и сигнал полиаденилирования. [ 7 ]
В ВИЧ-1 область 5'UTR была охарактеризована в соответствии с функциональными и структурными различиями в нескольких субрегионах:
- TAR или элемент ответа транса-активации играет критическую роль в активации транскрипции посредством его взаимодействия с вирусными белками. Он образует очень стабильную структуру стволовых стволов, состоящую из 26 пар оснований с выпуклостью во вторичной структуре, которая взаимодействует с белком активатора вирусной транскрипции . [ 8 ]
- Poly A играет роли как в димеризации , так и в упаковке генома, поскольку это необходимо для расщепления и полиаденилирования . Сообщалось, что последовательности вверх по течению (область U3) и нижестоящие (область U5) необходимы для того, чтобы сделать процесс расщепления эффективным. [ 9 ]
- PBS , или сайт связывания праймера , составляет 18 нуклеотидов длиной и имеет специфическую последовательность, которая связывается с тРНК Свет праймер, необходимый для начала обратной транскрипции. [ 10 ]
- PSI (ψ), или элемент упаковки PSI , является уникальным мотивом, участвующим в регулировании упаковки вирусного генома в капсид . Он состоит из четырех конструкций ствола (SL) с основным сплайсинговым донорным сайтом, встроенным во второй SL. [ 11 ]
- DIS или сайт инициации димера представляет собой высококонсервативную взаимодействующую РНК -РНК -последовательность, составляющую стволовую стволу SL1 в элементе упаковки PSI многих ретровирусов. DIS характеризуется консервативной стеблем и палиндромической петлей, которая образует комплекс поцелуев между геномами РНК ВИЧ-1 для димеризации их для инкапсадации . [ 12 ]
Стенограмма начинается в начале R, ограничена и проходит через U5 и остальную часть провируса, обычно заканчивая добавлением поли -тракта сразу после последовательности R в 3 'LTR.
Обнаружение того, что оба ВИЧ -LTR могут функционировать как транскрипционные промоторы, не удивительно, поскольку оба элемента, по -видимому, идентичны в нуклеотидной последовательности. Вместо этого 3 'LTR действует при завершении транскрипции и полиаденилировании. Тем не менее, было высказано предположение, что транскрипционная активность 5 'LTR намного больше, чем у 3' LTR, ситуация, которая очень похожа на работу других ретровирусов. [ 7 ]
Во время транскрипции провируса вируса иммунодефицита человека тип 1 тип 1, сигналы полиаденилирования, присутствующие в 5 -футовом длинном конце (LTR), игнорируются, в то время как идентичные сигналы полиаденилирования, присутствующие в 3'ltr, используются эффективно. Было высказано предположение, что транскрибируемые последовательности, присутствующие в области ВИЧ-1 LTR U3, действуют в цис-диапазоне для усиления полиаденилирования в пределах 3 'LTR. [ 13 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ишак, Чарльз А.; Де Карвалью, Даниэль Д. (2020). «Реактивация эндогенных ретроэлементов в развитии рака и терапии» . Ежегодный обзор биологии рака . 4 : 159–176. doi : 10.1146/annurev-cancerbio-030419-033525 .
- ^ Shine, J.; Czernilofsky, AP; Фридрих, Р.; Епископ, JM; Гудман, HM (1977). «Нуклеотидная последовательность на 5 -дюймовом конце генома вируса птичьей саркомы» . Труды Национальной академии наук . 74 (4): 1473–7. Bibcode : 1977pnas ... 74.1473s . doi : 10.1073/pnas.74.4.1473 . PMC 430805 . PMID 67601 .
- ^ Czernilofsky, AP; Delorbe, W.; Swanstrom, R.; Вармус, он; Епископ, JM; Tischer, E.; Гудман, HM (1980). «Нуклеотидная последовательность непереводящегося, но консервативного домена на 3' -конце генома вируса птичьей саркомы» . Исследование нуклеиновых кислот . 8 (13): 2967–84. doi : 10.1093/nar/8.13.2967 . PMC 324138 . PMID 6253899 .
- ^ Хейворд, Александр (август 2017 г.). "Происхождение ретровирусов: когда, где и как?" Полем Текущее мнение о вирусологии . 25 : 23–27. doi : 10.1016/j.coviro.2017.06.006 . ISSN 1879-6265 . PMC 5962544 . PMID 28672160 .
- ^ Человеческие ретровирусы и СПИД, 1998.
- ^ Кребс, Фред С.; Хоган, Триша Х.; Quiterio, Шейн; Гартнер, Сюзанна; Вигдаль, Брайан (2001). «Лентивирусная LTR-направленная экспрессия, изменение последовательности и патогенез заболевания» (PDF ) в Kuikimen, C; Фоли, б; Б; Маркс, P; Маккатчан, F; Mellors, JW; Wolinsky, S; Corber, B (ред.). сборка ВИЧ -последовательность Лос -Аламос, Нью -Йорк: Группа теоретической биологии и биофизики, Лос -Аламос Национальная лаборатория. Стр. 29–7
- ^ Jump up to: а беременный Клавер, б; Berkhout, B (1994). «Сравнение 5 'и 3' длиной терминальной промоторной функции в вирусе иммунодефицита человека» . Журнал вирусологии . 68 (6): 3830–40. doi : 10.1128/jvi.68.6.3830-3840.1994 . PMC 236888 . PMID 8189520 .
- ^ Ву, Юнтао (2004). «Экспрессия гена ВИЧ-1: уроки от провируса и неинтегрированной ДНК» . Ретровирология . 1 : 13. doi : 10.1186/1742-4690-1-13 . PMC 449739 . PMID 15219234 .
- ^ Вальсамакис, а; Schek, n; Alwine, JC (1992). «Элементы выше по течению от аааааа в рамках сигнала полиаденилирования вируса иммунодефицита человека необходимы для эффективного полиаденилирования in vitro» . Молекулярная и клеточная биология . 12 (9): 3699–705. doi : 10.1128/mcb.12.9.3699 . PMC 360226 . PMID 1508176 .
- ^ Goldschmidt, v.; Rigourd, M; Ehresmann, C; Le Grice, SF; Эресманн, б; Marquet, R (2002). «Прямой и косвенный вклад РНК вторичных структурных элементов в инициацию обратной транскрипции ВИЧ-1» . Журнал биологической химии . 277 (45): 43233–42. doi : 10.1074/jbc.m205295200 . PMID 12194974 .
- ^ Джонсон, Сайлас Ф.; Telesnitsky, Alice (2010). Мадхани, Хитен Д. (ред.). «Ретровирусная димеризация РНК и упаковка: что, как, когда, где и почему» . PLO -патогены . 6 (10): E1001007. doi : 10.1371/journal.ppat.1001007 . PMC 2951377 . PMID 20949075 .
- ^ Хенг, Сяо; Харитонхик, Сиархей; Гарсия, Эрик Л.; Лу, Кун; Дивакаруни, Сай Сачин; Лакотти, Кортни; Эдме, Кеди; Телесницкий, Алиса; Саммерс, Майкл Ф. (2012). «Идентификация минимальной области 5'-лидера ВИЧ-1, необходимой для димеризации РНК, связывания NC и упаковки» . Журнал молекулярной биологии . 417 (3): 224–39. doi : 10.1016/j.jmb.2012.01.033 . PMC 3296369 . PMID 22306406 .
- ^ Браун, ph; Тили, LS; Каллен, Б.Р. (1991). «Эффективное полиаденилирование в пределах человеческого вируса иммунодефицита типа 1 клеммного повторения требует фланкирования U3-специфических последовательностей» . Журнал вирусологии . 65 (6): 3340–3. doi : 10.1128/jvi.65.6.3340-3343.1991 . PMC 240993 . PMID 1851882 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с длинным повторением терминала в Wikimedia Commons - Long+Terminal+Повторение в Национальной медицинской библиотеке Медицинской библиотеки США (Mesh)
