Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с длинных терминальных повторов )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Идентичные последовательности LTR на обоих концах ретротранспозона.

Длинный концевой повтор ( LTR ) представляет собой пару идентичных последовательностей ДНК , несколько сот пар оснований длинных, которые происходят в эукариотических геном на обоих концах ряда генов или псевдогенов , которые образуют ретротранспозон или эндогенный ретровирус или ретровирусный провирус . Все ретровирусные геномы фланкированы LTR, хотя есть некоторые ретротранспозоны без LTR. Как правило, элемент, окруженный парой LTR, будет кодировать обратную транскриптазу и интегразу., позволяя копировать элемент и вставлять его в другое место генома. Копии такого LTR-фланкированного элемента часто можно найти сотни или тысячи раз в геноме. Ретротранспозоны LTR составляют около 8% генома человека . [1]

Первые последовательности LTR были обнаружены А.П. Черниловски и Дж. Шайном в 1977 и 1980 годах. [2] [3]

Транскрипция [ править ]

Последовательности, фланкированные LTR, частично транскрибируются в промежуточную РНК с последующей обратной транскрипцией в комплементарную ДНК (кДНК) и, в конечном итоге, в дцДНК (двухцепочечную ДНК) с полными LTR. В ДКПЕ затем опосредованная интеграция ДНК с помощью специфического LTR интегразов в другую область принимающей хромосомы .

Ретровирусы, такие как вирус иммунодефицита человека ( ВИЧ ), используют этот основной механизм.

Свидания с ретровирусными вставками [ править ]

Поскольку 5 'и 3' LTR идентичны при вставке, разницу между парными LTR можно использовать для оценки возраста древних вставок ретровирусов. Этот метод датирования используется палеовирологами , хотя он не принимает во внимание смешанные факторы, такие как конверсия генов и гомологичная рекомбинация . [4]

ВИЧ-1 [ править ]

ВИЧ-1 LTR составляет 634 п.н. [5] в длину и, как и другие ретровирусные ДКП, сегментирован в У3, R и U5 областей. U3 и U5 были дополнительно подразделены в соответствии с сайтами факторов транскрипции и их влиянием на активность LTR и экспрессию вирусных генов. Многоступенчатый процесс обратной транскрипции приводит к размещению двух идентичных LTR, каждый из которых состоит из области U3, R и U5, на любом конце провирусной ДНК. Концы LTR впоследствии участвуют в интеграции провируса в геном хозяина . После интеграции провируса LTR на 5'-конце служит промотором для всего ретровирусного генома, в то время как LTR на 3'-конце обеспечивает полиаденилирование зарождающейся вирусной РНК.а в ВИЧ-1, ВИЧ-2 и SIV кодирует дополнительный белок Nef . [6]

Все необходимые сигналы для экспрессии генов находятся в LTR: энхансер, промотор (может иметь как энхансеры транскрипции, так и регуляторные элементы), инициация транскрипции (например, кэппинг), терминатор транскрипции и сигнал полиаденилирования. [7]

В ВИЧ-1 область 5'UTR была охарактеризована в соответствии с функциональными и структурными различиями в нескольких субрегионах:

  • TAR , или элемент ответа на трансактивацию , играет решающую роль в активации транскрипции через взаимодействие с вирусными белками. Он образует высокостабильную структуру стержень-петля, состоящую из 26 пар оснований с выпуклостью во вторичной структуре, которая взаимодействует с вирусным белком активатором транскрипции Tat . [8]
  • Поли А играет роль как в димеризации, так и в упаковке генома, поскольку он необходим для расщепления и полиаденилирования . Сообщалось, что последовательности выше (область U3) и ниже (область U5) необходимы для того, чтобы сделать процесс расщепления эффективным. [9]
  • PBS , или сайт связывания праймера , имеет длину 18 нуклеотидов и имеет специфическую последовательность, которая связывается с праймером тРНК Lys, необходимым для инициации обратной транскрипции. [10]
  • Psi (Ψ), или упаковывающий элемент Psi , представляет собой уникальный мотив, участвующий в регуляции упаковки вирусного генома в капсид . Он состоит из четырех структур «стебель-петля» (SL) с основным донорным сайтом сплайсинга, встроенным во второй SL. [11]
  • DIS , или сайт инициации димера, представляет собой высококонсервативную РНК-РНК-взаимодействующую последовательность, составляющую стебель-петлю SL1 в пакующем элементе Psi многих ретровирусов. DIS характеризуется консервативным стволом и палиндромной петлей, которая образует комплекс петли поцелуя между геномами РНК ВИЧ-1, димеризуя их для инкапсидации . [12]

Транскрипт начинается в начале R, кэпируется и проходит через U5 и остальную часть провируса, обычно заканчиваясь добавлением поли-А-тракта сразу после R-последовательности в 3'-LTR.

Открытие того, что оба LTR ВИЧ могут функционировать как промоторы транскрипции, неудивительно, поскольку оба элемента явно идентичны по нуклеотидной последовательности. Вместо этого 3 'LTR действует при терминации транскрипции и полиаденилировании. Однако было высказано предположение, что транскрипционная активность 5'-LTR намного выше, чем у 3'-LTR, ситуация очень похожа на ситуацию с другими ретровирусами. [7]

Во время транскрипции провируса вируса иммунодефицита человека типа 1 сигналы полиаденилирования, присутствующие в 5'-длинном концевом повторе (LTR), не учитываются, тогда как идентичные сигналы полиаденилирования, присутствующие в 3'LTR, используются эффективно. Было высказано предположение, что транскрибируемые последовательности, присутствующие в области U3 LTR ВИЧ-1, действуют в цис-форме, усиливая полиаденилирование в 3'-LTR. [13]

См. Также [ править ]

  • Прямое повторение
  • RetrOryza
  • LTR ретротранспозон

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ishak, Чарльз A .; Де Карвалью, Даниэль Д. (2020). «Реактивация эндогенных ретроэлементов в развитии и терапии рака» . Ежегодный обзор биологии рака . 4 : 159–176. DOI : 10,1146 / annurev-cancerbio-030419-033525 .
  2. ^ Шайн, Дж .; Черниловский А.П .; Фридрих, Р .; Бишоп, JM; Гудман, HM (1977). «Нуклеотидная последовательность на 5'-конце генома вируса саркомы птиц» . Труды Национальной академии наук . 74 (4): 1473–7. Bibcode : 1977PNAS ... 74.1473S . DOI : 10.1073 / pnas.74.4.1473 . PMC 430805 . PMID 67601 .  
  3. ^ Черниловский, AP; Delorbe, W .; Swanstrom, R .; Вармус, ОН; Бишоп, JM; Tischer, E .; Гудман, HM (1980). «Нуклеотидная последовательность нетранслируемого, но консервативного домена на 3'-конце генома вируса саркомы птиц» . Исследования нуклеиновых кислот . 8 (13): 2967–84. DOI : 10.1093 / NAR / 8.13.2967 . PMC 324138 . PMID 6253899 .  
  4. ^ Хейворд, Александр (август 2017). «Происхождение ретровирусов: когда, где и как?» . Текущее мнение в вирусологии . 25 : 23–27. DOI : 10.1016 / j.coviro.2017.06.006 . ISSN 1879-6265 . PMC 5962544 . PMID 28672160 .   
  5. ^ Ретровирусы человека и СПИД, 1998.
  6. ^ Кребс, Фред С .; Hogan, Tricia H .; Китерио, Шейн; Гартнер, Сюзанна; Вигдал, Брайан (2001). «Лентивирусная LTR-направленная экспрессия, вариация последовательности и патогенез заболевания» (PDF) . In Kuiken, C; Фоли, B; B; Маркс, П; McCutchan, F; Меллорс, JW; Волинский, С; Корбер, Б. (ред.). Сборник последовательностей ВИЧ 2001 . Лос-Аламос, Нью-Мексико: Группа теоретической биологии и биофизики, Национальная лаборатория Лос-Аламоса. С. 29–70.
  7. ^ а б Клавер, Б; Беркхоут, Б. (1994). «Сравнение функции промотора длинных концевых повторов 5 'и 3' в вирусе иммунодефицита человека» . Журнал вирусологии . 68 (6): 3830–40. DOI : 10,1128 / JVI.68.6.3830-3840.1994 . PMC 236888 . PMID 8189520 .  
  8. ^ У, Yuntao (2004). «Экспрессия гена ВИЧ-1: уроки провируса и неинтегрированной ДНК» . Ретровирология . 1 : 13. DOI : 10,1186 / 1742-4690-1-13 . PMC 449739 . PMID 15219234 .  
  9. ^ Валсамакис, А; Щек, Н; Алвин, JC (1992). «Элементы перед AAUAAA в сигнале полиаденилирования вируса иммунодефицита человека необходимы для эффективного полиаденилирования in vitro» . Молекулярная и клеточная биология . 12 (9): 3699–705. DOI : 10.1128 / mcb.12.9.3699 . PMC 360226 . PMID 1508176 .  
  10. ^ Goldschmidt, V .; Ригурд, М; Ehresmann, C; Ле Грис, Сан-Франциско; Ehresmann, B; Марке, Р. (2002). «Прямые и косвенные вклады элементов вторичной структуры РНК в инициацию обратной транскрипции ВИЧ-1» . Журнал биологической химии . 277 (45): 43233–42. DOI : 10.1074 / jbc.M205295200 . PMID 12194974 . 
  11. ^ Джонсон, Сайлас Ф .; Телесницкий, Алиса (2010). Мадхани, Хитен Д. (ред.). «Димеризация и упаковка ретровирусной РНК: что, как, когда, где и почему» . PLOS Патогены . 6 (10): e1001007. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1001007 . PMC 2951377 . PMID 20949075 .  
  12. ^ Хэн, Сяо; Харитончик, Сергей; Гарсия, Эрик Л .; Лу, Кун; Дивакаруни, Саи Сачин; Лакотти, Кортни; Эдме, Кеди; Телесницкий, Алиса; Саммерс, Майкл Ф. (2012). «Идентификация минимальной области 5'-лидера ВИЧ-1, необходимой для димеризации РНК, связывания NC и упаковки» . Журнал молекулярной биологии . 417 (3): 224–39. DOI : 10.1016 / j.jmb.2012.01.033 . PMC 3296369 . PMID 22306406 .  
  13. ^ Браун, PH; Тили, LS; Каллен, Б. Р. (1991). «Эффективное полиаденилирование в длинном концевом повторе вируса иммунодефицита человека типа 1 требует фланкирования U3-специфических последовательностей» . Журнал вирусологии . 65 (6): 3340–3. DOI : 10,1128 / JVI.65.6.3340-3343.1991 . PMC 240993 . PMID 1851882 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с повторением длинного терминала, на Викискладе?
  • Long + Terminal + Repeat в предметных заголовках медицинской тематики Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)