16.5: Cykle życiowe retrowirusa

Retrovirus Life Cycles
JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Retrovirus Life Cycles
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

45,816 Views

01:10 min
March 11, 2019

Overview

Retrowirusy mają jednoniciowy genom RNA, który ulega specjalnej formie replikacji. Gdy retrowirus dostanie się do komórki gospodarza, enzym zwany odwrotną transkryptazą syntetyzuje dwuniciowe DNA z retrowirusowego genomu RNA. Ta kopia DNA genomu jest następnie integrowana z genomem gospodarza wewnątrz jądra za pomocą enzymu zwanego integrazą. W związku z tym genom retrowirusowy jest transkrybowany na RNA za każdym razem, gdy genom gospodarza jest transkrybowany, co pozwala retrowirusowi na replikację. Nowe retrowirusowe RNA jest transportowane do cytoplazmy, gdzie ulega translacji na białka, które składają nowe retrowirusy.

Leki antyretrowirusowe są ukierunkowane na różne etapy cyklu życiowego HIV

Opracowano specjalne leki do zwalczania zakażeń retrowirusowych. Leki te są ukierunkowane na określone aspekty cyklu życia. Jedna klasa leków przeciwretrowirusowych, inhibitory fuzji, zapobiega przedostawaniu się retrowirusa do komórki gospodarza poprzez hamowanie fuzji retrowirusa z błoną komórkową gospodarza. Inna klasa leków przeciwretrowirusowych, inhibitory odwrotnej transkryptazy, hamuje enzymy odwrotnej transkryptazy, które tworzą kopie DNA genomu retrowirusowego RNA. Inhibitory odwrotnej transkryptazy są inhibitorami kompetycyjnymi; podczas procesu odwrotnej transkrypcji cząsteczki leku są włączane do rosnącej nici DNA zamiast zwykłych zasad DNA. Po włączeniu cząsteczki leku blokują dalszy postęp enzymu odwrotnej transkryptazy. Trzecia klasa leków, inhibitory integrazy, zapobiega integracji enzymów integrazy z genomem retrowirusa z genomem gospodarza. Wreszcie, inhibitory proteazy zakłócają reakcje enzymatyczne, które są niezbędne do wytworzenia w pełni funkcjonalnych cząstek retrowirusowych.

Kombinacje (lub “koktajle”) leków przeciwretrowirusowych są stosowane w walce z ludzkim wirusem niedoboru odporności (HIV). Nieleczony retrowirus powoduje AIDS. Koktajle leków przeciwretrowirusowych są niezbędne do zwalczania zakażeń wirusem HIV, ponieważ retrowirus może szybko rozwinąć oporność na dowolny lek. Ta zdolność do szybkiej ewolucji wynika z jednoniciowego genomu RNA wirusa HIV, który gromadzi mutacje szybciej niż DNA lub genomy dwuniciowe. Niektóre z tych mutacji nadają lekooporność.

Jednak dzięki połączeniu leków, które są ukierunkowane na zdarzenia na początku, w środku i na końcu cyklu życia retrowirusa, koktajle antyretrowirusowe (zwane wysoce aktywną terapią antyretrowirusową lub HAART) radykalnie zmniejszają populację HIV u pacjenta. Prawdopodobieństwo wystąpienia wielu mutacji, które nadają oporność na różne leki w genomie HIV, jest znacznie niższe niż w przypadku pojedynczej mutacji opornej, co sprawia, że strategia HAART jest znacznie bardziej skuteczna niż terapie jednolekowe. Ta strategia koktajlowa odniosła ogromny sukces w leczeniu HIV, tak że obecnie rzadko zdarza się, aby leczone osoby rozwijały AIDS.

Transcript

Retrowirus to jednoniciowy wirus RNA, który wiąże się ze specyficznymi receptorami powierzchniowymi komórki na zewnętrznej błonie docelowej komórki gospodarza, łączy się i wnika przez endocytozę, aby replikować swój materiał genetyczny w unikalny sposób.

Po dostaniu się do komórki gospodarza kapsyd jest niepowlekany, a enzym odwrotna transkryptaza lub RT wiąże się z wirusowym RNA, syntetyzując komplementarne DNA, a z czasem dwuniciowe DNA odwrotnie niż zwykły wzór.

Wewnątrz jądra komórki gospodarza wirusowe DNA jest zintegrowane z DNA gospodarza, tworząc prowirusa. W ten sposób wirusowe DNA jest aktywnie transkrybowane za każdym razem, gdy DNA gospodarza jest transkrybowane, tworząc informacyjny RNA.

To mRNA opuszcza jądro, wchodzi do cytoplazmy i ulega translacji, tworząc nowe białka wirusowe, które mogą następnie łączyć się w nowe retrowirusy, które wydostają się z komórki i są gotowe do zainfekowania innych komórek.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for