77. Механизм процесса обратной транскрипции

Обратная транскрипция впервые была обнаружена у опухолевых вирусов. Сейчас эти РНК-содержашие вирусы наз.ретровирусами. По сравнению с др.вирусами, у ретровирусов есть 3 необычных свойства репликации. 1) вирус должен превратить свой РНК-геном в ДНК. 2) эта ДНК длиннее, чем вирусная РНК. Это удлинение обусловлено удвоением части последов-ти вирусной РНК. Дуплицированные последовательности образуют длинные концевые повторы (LTR) вирусной ДНК. Удвоенные последовательности расположены на концах провирусной ДНК. 3) эффективная интеграция свободной ДНК с геномом клетки в строго определенной ориентации, которая зависит от концевых последовательностей обоих LTR.

Механизм обратной транскрипции.  Главная задача – превратить одноцепочечный РНК-геном в линейную двухцепоч.вирусную ДНК. Синтез вирусной ДНК, идет в цитоплазме, осуществляется обратной транскриптазой (ревертазой). В ходе этого процесса определенные последов-ти в виде уникальных копий в РНК, д.быть дуплицированы, чтобы образовать LTR на обоих концах ДНК-продукта. Поэтому главными участниками второй фазы заражения являются ревертаза, последовательности на концах вирусной РНК и LTR.

Синтез вирусной ДНК начинается с появлением одноцепоч.ДНК, комплементарной вирусной РНК. Это минус-цепь ДНК, поскольку вирусная РНК служит кодирующей плюс-цепью. Минус-цепь ДНК – единая и непрерывная молекула,хотя она и синтезируется в три этапа с трех р-ных матриц. Синтез минус-цепи ДНК идет справа налево относительно РНК, поскольку косплементарная цепь имеет противоп. полярность. Вместо того чтобы начаться у 3’-конца РНК, синтез ДНК начинается с тРНК-затравки вблизи ее 5’-конца. На первом этапе синтезируется последовательность, комплементарная фрагментам R и U5, расположенным перед сайтом связывания тРНК-затравки. Эта последовательность, комплементарная самой левой части в РНК, окажется затем самой правой в вирусной ДНК. На втором этапе синтез минус-цепи ДНК продолжается на правом конце одной из двух вирионных РНК и идет влево через сайт связывания тРНК-затравки возле левого конца РНК. На этих двух этапах образуется правый LTR путем соединения последовательностей, расположенных на левом и правом концах РНК, а также оставшаяся минус-цепь вирусной ДНК, за исключением левого LTR. На третьем этапе образуется левый LTR на матрице предварительно синтезированной плюс-цепи правого LTR.

78. Биологическое значение обратной транскрипции

Перенос информации возможен не только с ДНК на РНК, но и в обратном направлении - с РНК на ДНК. Подобная обратная транскрипция происходит у РНК-содержащих опухолеродных вирусов. В их составе обнаружен фермент, который после заражения клеток использует вирусную РНК как матрицу для синтеза комплементарной нити ДНК. В результате образуется двунитевой РНК-ДНК гибрид, используемый для синтеза второй нити ДНК, комплементарной первой. Возникающая двуспиральная ДНК, несущая всю информацию исходной РНК, может встраиваться в хромосомы клетки, пораженной вирусом, и вызывать её злокачественное перерождение. Открытие обратной Т. послужило веским подтверждением вирусно-генетической теории рака. Обратная Т., возможно, играет важную роль в системах реализации и накопления информации в нормальных клетках, например при эмбриональном развитии.