Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

16.5: Retrovirüs Yaşam Döngüleri
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Retrovirus Life Cycles
 
TRANSCRIPT

16.5: Retrovirus Life Cycles

16.5: Retrovirüs Yaşam Döngüleri

Retroviruses have a single-stranded RNA genome that undergoes a special form of replication. Once the retrovirus has entered the host cell, an enzyme called reverse transcriptase synthesizes double-stranded DNA from the retroviral RNA genome. This DNA copy of the genome is then integrated into the host’s genome inside the nucleus via an enzyme called integrase. Consequently, the retroviral genome is transcribed into RNA whenever the host’s genome is transcribed, allowing the retrovirus to replicate. New retroviral RNA is transported to the cytoplasm, where it is translated into proteins that assemble new retroviruses.

Antiretroviral Drugs Target Different Stages of the HIV Life Cycle

Particular drugs have been developed to fight retroviral infections. These drugs target specific aspects of the life cycle. One class of antiretroviral drugs, fusion inhibitors, prevents the entry of the retrovirus into the host cell by inhibiting the fusion of the retrovirus with the host cell membrane. Another class of antiretrovirals, reverse transcriptase inhibitors, inhibits the reverse transcriptase enzymes that make DNA copies of the retroviral RNA genome. Reverse transcriptase inhibitors are competitive inhibitors; during the process of reverse transcription, the drug molecules are incorporated into the growing DNA strand instead of the usual DNA bases. Once incorporated, the drug molecules block further progress by the reverse transcriptase enzyme. The third class of drugs, integrase inhibitors, prevents the integrase enzymes from integrating the retroviral genome into the host genome. Finally, protease inhibitors interfere with the enzymatic reactions that are necessary for producing fully functioning retroviral particles.

Combinations (or “cocktails”) of antiretrovirals are used to fight Human Immunodeficiency Virus (HIV). If left untreated, this retrovirus causes AIDS. Cocktails of antiretrovirals are necessary to fight HIV infections because the retrovirus can quickly evolve resistance to any one drug. This capacity for rapid evolution stems from the single-stranded RNA genome of HIV, which accumulates mutations more rapidly than DNA or double-stranded genomes. Some of these mutations confer drug-resistance.

However, by combining drugs that target events at the beginning, middle, and end of the retroviral life cycle, antiretroviral cocktails (called highly active antiretroviral therapy, or HAART) dramatically reduce the HIV population in a patient. The likelihood of multiple mutations that confer resistance to various drugs in the HIV genome is much lower than that of a single resistant mutation, making the HAART strategy much more effective than single-drug therapies. This cocktail strategy has been enormously successful in treating HIV, such that it is now uncommon for treated individuals to develop AIDS.

Retrovirüsler, özel bir çoğaltma formundan kaçan tek iplikli RNA genomuna sahiptir. Retrovirüs konak hücreye girdikten sonra ters transkriptaz adı verilen bir enzim retroviral RNA genomundan çift iplikçikli DNA sentezler. Genomun bu DNA kopyası daha sonra integrase adı verilen bir enzim aracılığıyla çekirdeğin içindeki konak genomuna entegre edilir. Sonuç olarak, retroviral genom, konakçının genomu her transkripsiyonu yapıldığında RNA'ya aktarılır ve retrovirüsün çoğalmasını sağlar. Yeni retroviral RNA sitoplazmaya taşınır ve burada yeni retrovirüsleri bir araya getiren proteinlere dönüştürülür.

Antiretroviral İlaçlar HIV Yaşam Döngüsünün Farklı Aşamalarını Hedef

Özellikle ilaçlar retroviral enfeksiyonlarla mücadele etmek için geliştirilmiştir. Bu ilaçlar yaşam döngüsünün belirli yönlerini hedeflemek. Antiretroviral ilaçların bir sınıf, füzyon inhibitörleri, konak hücre zarı ile retrovirüs füzyon inhibe ederek konak hücreiçine retrovirüs girişini önler. Antiretrovirallerin bir diğer sınıfı olan ters transkriptaz inhibitörleri retroviral RNA genomunun DNA kopyalarını oluşturan ters transkriptaz enzimlerini inhibe eder. Ters transkriptaz inhibitörleri rekabetçi inhibitörlerdir; ters transkripsiyon işlemi sırasında, ilaç molekülleri her zamanki DNA bazları yerine büyüyen DNA iplikçik içine dahil edilir. Bir kez dahil, ilaç molekülleri ters transkriptaz enzimi tarafından daha fazla ilerleme blok. Üçüncü sınıf ilaç, integrase inhibitörleri, integrase enzimlerinin retroviral genomu konak genoma entegre etmesini önler. Son olarak, proteaz inhibitörleri tam olarak işleyen retroviral parçacıklar üretmek için gerekli olan enzimatik reaksiyonlar ile müdahale.

Kombinasyonları (veya "kokteyller") antiretroviraller İnsan İmmün Yetmezlik Virüsü (HIV) mücadele için kullanılır. Tedavi edilmezse, bu retrovirüs AIDS'e neden olur. Retrovirüs hızlı bir şekilde herhangi bir ilaca direnç gelişebilir, çünkü antiretrovirals Kokteyller HIV enfeksiyonları mücadele için gereklidir. Bu hızlı evrim kapasitesi, mutasyonları DNA veya çift iplikli genomlardan daha hızlı bir şekilde biriken HIV'in tek iplikli RNA genomundan kaynaklanmaktadır. Bu mutasyonların bazıları ilaç direncini arttırır.

Ancak, retroviral yaşam döngüsünün başında, ortave sonunda ki olayları hedef alan ilaçları birleştirerek, antiretroviral kokteyller (son derece aktif antiretroviral tedavi veya HAART olarak adlandırılır) bir hastadaki HIV popülasyonunu önemli ölçüde azaltır. HIV genomundaki çeşitli ilaçlara direnç kazandıran birden fazla mutasyon olasılığı tek bir dirençli mutasyondan çok daha düşüktür ve bu da HAART stratejisini tek ilaç lı tedavilere göre çok daha etkilidir. Bu kokteyl stratejisi HIV tedavisinde son derece başarılı olmuştur, şimdi tedavi bireyler için AIDS geliştirmek için nadir olduğunu gibi.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter