Back to chapter

16.5:

Жизненный цикл ретровируса

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

Languages

Share

ретровирус это одноцепочечный РНК-вирус, который привязывается к конкретным поверхностным рецепторам клетки на внешней мембране выбранной клетки, сливается с ней, и входит через эндоцитоз, чтобы реплицировать свой генетический материал уникальным образом. После входа в клетку хозяина, капсид не имеет покрытия, и фермент, обратная транскриптаза, или RT, связывается с вирусной РНК, синтезируя комплементарную ДНК, и со временем, двухцепочечную ДНК, в обратном порядке относительно обычного паттерна. Внутри ядра клетки-хозяина, вирусная ДНК интегрирована в ДНК хозяина, формируя провирус.Таким образом, вирусная ДНК активно расшифровывается, каждый раз, когда выполняется транскрибирование ДНК хозяина, формируя информационную РНК. Эта мРНК выходит из ядра, входит в цитоплазму, и транслируется в новые вирусные белки, которые затем могут собираться в новые ретровирусы, которые появятся из данной клетки, и будут готовы заразить другие клетки.

16.5:

Жизненный цикл ретровируса

Ретровирусы имеют одноструйный геном РНК, который подвергается особой форме репликации. После того, как ретровирус попал в клетку-хозяина, фермент под названием обратная транскриптаза синтезирует двухцепочечную ДНК из ретровирусного генома РНК. Эта копия генома ДНК затем интегрируется в геном хозяина внутри ядра с помощью фермента, называемого интегразой. Следовательно, ретровирусный геном транскрибируется в РНК всякий раз, когда геном хозяина транскрибируется, что позволяет реплицировать ретровирус. Новая ретровирусная РНК транспортируется в цитоплазму, где она переводится в белки, которые собирают новые ретровирусы.

Антиретровирусные препараты нацелены на различные этапы жизненного цикла ВИЧ

Для борьбы с ретровирусными инфекциями были разработаны особые препараты. Эти препараты нацелены на конкретные аспекты жизненного цикла. Один класс антиретровирусных препаратов, ингибиторы синтеза, предотвращает проникновение ретровируса в клетку-хозяина, препятствуя слиянию ретровируса с мембраной клетки-хозяина. Другой класс антиретровирусных препаратов, ингибиторы обратной транскриптазы, ингибирует ферменты обратной транскриптазы, которые делают копии ДНК ретровирусного генома РНК. Ингибиторы обратной транскриптазы являются конкурентоспособными ингибиторами; в процессе обратной транскрипции молекулы препарата включаются в растущую нить ДНК вместо обычных оснований ДНК. После включения молекулы препарата блокируют дальнейший прогресс фермента обратной транскриптазы. Третий класс препаратов, ингибиторы интегразы, предотвращает интеграцию ферментов интегразы в геном хозяина. Наконец, ингибиторы протеазы мешают ферментативным реакциям, которые необходимы для производства полностью функционирующих ретровирусных частиц.

Комбинации (или «коктейли») антиретровирусных препаратов используются для борьбы с вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). Если не лечить, этот ретровирус вызывает СПИД. Коктейли антиретровирусных препаратов необходимы для борьбы с ВИЧ-инфекцией, потому что ретровирус может быстро развить устойчивость к любому препарату. Эта способность к быстрой эволюции проистекает из одностругового генома РНК ВИЧ, который накапливает мутации быстрее, чем ДНК или двухструнное геномы. Некоторые из этих мутаций дают лекарственная устойчивость.

Однако, комбинируя препараты, нацеленные на события в начале, середине и конце ретровирусного жизненного цикла, антиретровирусные коктейли (называемые высокоактивной антиретровирусной терапией, или ВААРТ) резко сокращают популяцию ВИЧ у пациента. Вероятность множественных мутаций, которые придают устойчивость к различным препаратам в геноме ВИЧ, намного ниже, чем у одной резистентной мутации, что делает стратегию HAART гораздо более эффективной, чем однонаркотической терапии. Эта стратегия коктейлей была чрезвычайно успешной в лечении ВИЧ, так что в настоящее время редко для лечение людей развивать СПИД.

Suggested Reading

Greenwood, Alex D., Yasuko Ishida, Sean P. O’Brien, Alfred L. Roca, and Maribeth V. Eiden. “Transmission, Evolution, and Endogenization: Lessons Learned from Recent Retroviral Invasions.” Microbiol. Mol. Biol. Rev. 82, no. 1 (March 1, 2018): e00044-17. [Source]

Atta, Mohamed G., Sophie De Seigneux, and Gregory M. Lucas. “Clinical Pharmacology in HIV Therapy.” Clinical Journal of the American Society of Nephrology 14, no. 3 (March 7, 2019): 435–44. [Source]