Характеристика открытых рамок считывания ретротранспозонов.

У ретровирусов продукты первой открытой рамки считывания gag кодируют внутренние белки вириона. У ретротранспозонов же основной функцией первой рамки считывания, вероятно, является формирование белково-нуклеиновых комплексов, так называемых вирусоподобных частиц (ВПЧ), сходных с вирусными частицами ретровирусов (Adams et al., 1987).  Белок гена gag специфически связывается с транскриптами ретротранспозона. Предполагается, что образование ВПЧ способствует так же изоляции в цитозоле обратной транскриптазы и других кодируемых ретротранспозонами ферментов, что уменьшает вероятность образования потенциально вредных псевдогенов (Fink et al., 1986, Linial, 1987).

Последовательность доменов второй открытой рамки считывания и механизм сдвига рамки считывания такие же, как и у ретровирусов. Эта рамка кодирует следующие продукты: протеазу, обратную транскриптазу, рибонуклеазу Н и интегразу.

Механизм действия протеазы мало изучен. Известно, что этот фермент необходим для процесса ретротранспозиции: его белковый продукт обеспечивает специфический протеолиз полипротеинового предшественника, кодируемого ретротранспозоном, приводя к образованию более мелких белковых продуктов, соответствующих доменам Pr , RT , RNAase H , Int (Hansen et al., 1992).

Обратная транскриптаза (RT) необходима для синтеза кДНК. В результате анализа аминокислотной последовательности обратной транскриптазы было выявлено, что она имеет большое сходство с последовательностями ретровирусов и других ретроэлементов, что может свидетельствовать об их общем происхождении. В составе этих доменов выявлено 7 характерных сегментов (178 аминокислотных остатков), содержащих консервативные для большинства RT последовательности аминокислот (Xiong, Eickbush, 1990). Активность RT, различная у ретротранспозонов разных классов, вероятно, влияет на транспозиционную активность элементов (Yoshika et al ., 1992).

Расположение домена рибонуклеазы в гене pol сходно у большинства ретровирусов и ретротранспозонов (Doolitle et al, 1989). Этот домен обнаруживается непосредственно вблизи домена RT и, как правило, отделен от него короткой последовательностью аминокислот. Для ретровирусов показано, что RT и RNAase H функционируют в составе одного белка; другие ретроэлементы в этом отношении, вероятно, сходны с ретровирусами.

Последним ферментом, кодируемым рамкой pol является интеграза. Она осуществляет встраивание кДНК копии элемента в геном хозяина. Интеграция вирусной ДНК в геном является сложным процессом, который включает в себя несколько последовательных стадий (процессинг концов вирусной ДНК, присоединение концов вирусной ДНК к хозяйской ДНК в сайте-мишени и репарирование разрывов). Первые две реакции осуществляются ферментом интегразой, в то время как репарирование разрывов,по всей видимости, осуществляют другие клеточные ферменты (Lewinski, 2005). В результате действия интегразы происходит дупликация нескольких пар нуклеотидов последовательности в сайте встраивания новой копии ретротранспозона.

Третья открытая рамка считывания (ген env) экспрессируется в результате альтернативного сплайсинга основного транскрипта. У ретровирусов эта ОРС кодирует компоненты, которые, ответственны за взаимодействие вирусной частицы с мембранными рецепторами клетки, в результате чего вирус проникает в нее (Varmus, Brown, 1989). Раньше считали, что основным различием ретровирусов и ретротранспозонов является именно наличие у первых гена env. Однако были обнаружены несколько семейств ретротранспозонов, имеющие эту открытую рамку считывания. К ним относятся ретротранспозоны группы Gypsy у D . melanogaster , tom у D . ananassae , Tat 1 у Arabidopsis thaliana и некоторые другие.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: