Chapter 7: DNA Repair and Recombination

Back to chapter

7.13:

Retrovirüsler

JoVE Core
Molecular Biology

This content is Free Access.

JoVE Core Molecular Biology

Retroviruses

Previous Video
7.12: DNA-only Transposons

Next Video
7.14: LTR Retrotransposons

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Transpozisyon, çeşitli patojenler tarafından yaygın olarak, konakçı hücrenin genomunu ele geçirmek için kullanılır. Bu prosesi kullanan bir ölümcül patojen sınıfı, retrovirüs olarak adlandırılmaktadır. Bir retrovirüs, konakçı hücrenin dışındayken, bir lipit zarfı, çekirdek protein kılıfı veya bir kapsit olarak bulunur.Kapsit, viral proteinler ve enzimler ile üç ana protein tipini kodlayan bir dimerik RNA genomu içerir. Birinci protein tipi, viral partikülün çekirdek yapısını oluşturan, gruba özgü bir antijendir İkinci tip, spesifik konakçı hücre yüzey reseptörlerini tanıyan ve bağlanmayı sağlayan zarf proteinleri için kodlar. Son gruptaysa, bir ters transkriptaz enzimi, bir integraz ve RNaz H dahil olmak üzere genler ve kodlayıcı pol proteinleri bulunur.Retrovirüs bir hücreyi enfekte ederken, lipit zarfını konakçı hücre zarı ile birleştirir. Hücrenin içine girdikten sonra, protein kapsidi kaybolur ve viral ters transkriptaz, viral genomik RNA’yı, tek zincirli bir DNA’ya transkribe eder;bu da bir DNA-RNA dupleksi olarak viral RNA’ya bağlanır. Daha sonra, RNaz H, RNA şablonunu bozar ve ters transkriptaz, tamamlayıcı DNA zincirini sentezleyerek, viral genomun bir çift zincirli DNA kopyasını oluşturur.Sonra viral enzim integraz, konakçı DNA’yı böler ve proviral DNA’yı konakçı genomuna bağlar. Retrovirüsler, endojen veya eksojen olarak sınıflandırılabilir. Endojen retrovirüsler, patojenik değildir ve hücre içinde zararsız, yer değiştirebilen elemanlar olarak kalırlar.İnsan genomu, bu tür virüslerden 100 ila 1.000 kopya içerir. İkinci grup olan ekzojen retrovirüsler veya ekzovirüsler patojendir Bir hücreye girerler ve virüsün daha fazla kopyasını oluşturmak ve virüs tarafından kodlanmış proteinler üretmek için, konakçı hücrenin replikasyon ve translasyon mekanizmasını kullanırlar. Bunların iyi bilinen örnekleri arasında AIDS virüsü, T-hücresi lösemi ve Hepatit B sayılabilir.

7.13:

Retrovirüsler

Retrovirüsler ve retrotranspozonların her ikisi de kendi genetik elemanlarının kopyalarını konakçı hücrenin genomuna ekler. Böylece, viral genler, konak genomu kopyalandığında veya çevrildiğinde aktarılır. Tipik bir retroviral DNA dizisi, yapısal birleşmesi için gerekli olan farklı proteinleri kodlayan ve bir moleküler parazit olarak işlev gören 3-4 gen içerir. Bu DNA, yapı olarak geleneksel mRNA'lara çok benzeyen tek bir mRNA'ya kopyalanır, yani 5’ terminalinde kapatılmıştır ve poliadenile edilmiş bir 3’ sona sahiptir. Bu nedenle, konakçı hücrenin ribozomu, retroviral mRNA'yı tek bir poliprotein zincirine çevirir. Bazı retrovirüsler, bu tek zinciri viryon birleşmesi için gerekli proteinlere dönüştürmek için virüs kodlu proteazları kullanır. Retroviral mRNA daha sonra, kapsid proteinleri ile kapsüllenmiş gag proteinleri ile bir çekirdek halinde paketlenir. Virüsün hücreden salınması için, konakçı hücre zarının lipit çift tabakasının bir kısmı, virüsün dış kabuğunu oluşturmak üzere sıkıştırılır. Birleştirilmiş virüs parçacığı daha sonra enfeksiyon döngüsünü sürdürmek için salınır.

Retrovirüslerin yaşam döngüsündeki transpozisyon benzeri olaylar tesadüfi değildir. Günümüz retrovirüslerinin, okyanusta yaşayan eski bir retrovirüs dizisi olan köpüklü virüsten evrimleştiği öne sürülüyor. Balık gibi omurgalılar, köpüklü virüsleri yakalayan zar proteinlerini kodlayan genlerin retrotranspozonlarını içeriyordu.

Retotranspozonlar ile retrovirüsler arasındaki yakın ilişki bugün bile mevcuttur. İkisi arasındaki ana ayırt edici faktör, retrotranspozonların kapsid proteinleri oluşturabilmesine rağmen viral zarları sentezleyememesidir. Bu nedenle, hiçbir olgun virüs parçacığı oluşmaz ve retrotranspozonlar yatay olarak bir hücreden diğerine aktarılamaz.

İnsan genomunun dizilenmesi, insan genomunun % 8'inin gizli durumda olmalarına rağmen retroviral elementler içerdiğini ortaya çıkardı. Bu elementlerin, eski retrovirüslerin “ fosilleri ” olduğu düşünülüyor ve bu elementler sadece viral değil, aynı zamanda vertebral evrimin anlaşılmasında da son derece faydalıdır.

Suggested Reading

Krebs, Jocelyn E., Elliott S. Goldstein, and Stephen T. Kilpatrick. Lewin's genes X. Jones & Bartlett Publishers, 2009.
Aiewsakun, Pakorn, and Aris Katzourakis. "Marine origin of retroviruses in the early Palaeozoic Era." Nature communications 8 (2017): 13954.