Реплікація транскрипція — РНК-вмісних вірусів Генетичні карти РНК-вмісних

Реплікація/транскрипція - РНК-вмісних вірусів

Генетичні карти РНК-вмісних вірусів Valeriy Polischuk Virology Department Kyiv National Taras Shevchenko University

Віруси з ол - РНК (-) sense РК геном: Геномна РНК не транслюється Вірусна РНК транскрибується в (+)sense РНК неінфекційна В складі віріона обов’язково присутня РНК-залежна РНК-полімераза Більшість, але не всі віруси мають суперкапсидну оболонку

Mononegavirales (несегментована -РНК) Геном: лінійна несегментована (-) РНК. Організація: 3’-[leader]-[Core]-[Env]-[Pol]-[trailer]-5’ РНК компетентна для транскрипції після роздягання; утворюється 5 -10 дискретних м. РНК, отримані синтезом з одного промотора Реплікація: утворюється повнорозмірна (+) РНК, що слугує шаблоном для геномів-потомків. Повинна проходити крізь stopstart сигнали; ключове рішення відбувається в межах лідерної послідовності.

Nonsegmented negative strand viruses: Mononegavirales (rhabdo, filo, paramyxo)

Структура Rhabdovirus Всі 5 білків кодуються вірусним геномом і знаходяться в складі віріону G protein M Protein P Protein N Protein L Protein

Організація геному вірусу сказу Розмір геному ВС 12 -kb. А). Чорні жирні лінії: N, P, M (matrixprotein), G, та L (поверхневі білки). епсілон представляє нетранслюємий регіон 39 нп(pseudogene). B). Організація геному “химерних” вірусів

Деталі структури геному ВВС. Кодуючі регіони для нуклеопротеїну (N), фосфопротеїну (P), матриксного білку (M), глікопротеїну (G) та РНКз. РНКп (L) розділені регуляторними послідовностями, що влючають “ transcription stop” (“gene end”) сигнал, сигнал поліаденілювання, нетранслюючий міжгенний (“intergenic”) регіон та сигнал старту транскрипції ( “transcription start” (“gene start”). Транскрипційна одинця фланкована лідерною (Le) та кіцевою (“trailer” (Tr) послідовностями. Зверніть увагу, що геном показаний від 3’ до 5’ кінця. From Neumann et al. , J. Gen Virol. DOI 10. 1099/vir. 0. 18400 -0

n n n Матрицею для РНКз. РНКп ВВС слугує не депротеінізована РНК, а рибонуклеокапсид (РНК, зв’язана з Nбілком) Всі м. РНК ВВС кеповані і поліаденільовані Лідерна РНК (48 нп) не кепується і не поліаденілюється

Модель синтезу РНК ВВС Модель синтезу РНК: Схематичне зображення генома VSV, що показуэ регіон (Le) лідера і гени N і P. Протягом транскрипції RDRP, комплекс L (великий овал) і trimer P (маленький овал), зв'язуються із специфічними послідовностями і ініціюють старт синтезу гену N. Продуктом цієї реакції є м. РНК генів N і P ВВС. 5 -термінальний кеп зображений чорним трикутником, а 3' кінець poly. A(n). Протягом реплікації RDRP ініціюється в 3' кінці генома. Реплікація потребує, щоб синтез забезпечував протеїн N для енкапсидації виникаючої РНК. Протеїн N(штрихований овал) утримується в розчинній взаємодії з P, в співвідношенні 2: 1. Позиції ініціації вказуються чорними трикутниками. From Whelan and Wertz, 2002, PNAS 99: 9178 -9183

Структура і організація геному філовірусів

Paramyxoviridae Glycoproteins - do not form such prominent spikes as on influenza virus: HN - haemagglutinin + neuraminidase activities; Measles - referred to as H protein - no neuraminidase activity; RSV - G protein - neither activity. F - consists of 2 disulphide-linked subunits (F 1 + F 2) - responsible for cell fusion + haemolytic function. Other proteins: The M (matrix) protein lines the inner surface of the envelope. NP - nucleoprotein. L and P - polymerase activity Глікопротеїни - не утворюють такі видатні спайки як на вірус грипу: HN - гемаглютиніну + нейрамінідази діяльності; Кір - називають білка H - не нейрамінідази діяльності; RSV - G білка - ні активності. F - складається з 2 -дисульфідпов'язаних субодиниць (F 1 + F 2) відповідає за злиття клітин + гемолітичної функції. Інші білки: M (матриця) білка лінії внутрішньої поверхні конверта. NP нуклеопротеїдів. L і P - полімеразної активності From Alan Cann website

Структура віріону вірусу грипу - Гемагглютинін - Нейрамінідаза - Мембрана - Матрикс - Нуклеопротеїд Valeriy Polischuk Virology Department Kyiv National Taras Shevchenko University

Геном вірусу грипу 1. 2341 bp Компонент РНК-транскриптази; зв’язування м. РНК господаря (30 -60 копій на віріон) 2. 2341 bp Компонент РНК-транскриптази; ініціація транскрипції (30 -60 копій на віріон) 3. 2233 bp Компонент РНК-транскриптази; елонгація транскрипції (30 -60 копій на віріон) 4. 1778 bp Гемаглютинін; головна антигенна детермінанта; рецептор (500 копій на віріон) 5. 1565 bp Компонент РНК-транскриптази; рибонуклеопротеїд (1000 копій на віріон) 6. 1413 bp Нейрамінідаза; поверхневий глікопротеїд (100 копій на віріон) 7. 8. 1027 bp 890 bp Valeriy Polischuk Virology Department Kyiv National Taras Shevchenko University Матриксний білок; (3000 копій на віріон) Неструктурний білок; функція невідома

Influenza has 8 gene segments Sequencing has revealed the genome for influenza along with the proteins it codes for. Segme nt Size (nucleotide s) 1 2341 PB 2 Subunit of polymerase: Host cap binding and endonuclease 2 2341 PB 1 Catalytic subunit of polymerase 3 2233 PA Subunit of polymerase, active in v. RNA synthesis 4 1778 HA Haemagglutinin 5 1565 NP Nucleoprotein: Part of transcriptase complex 6 1413 NA Neuraminidase: release of virus 7 1027 M 1 Matrix protein: Major component of virion M 2 Integral membrane protein: Ion channel NS 1 Anti-interferon protein. Effects on cellular RNA transport NS 2 RNP nuclear export 8 890 Polypeptide Source: http: //www. omedon. co. uk/influenza/ Function

Синтез РНК вірусу грипу A n n n Всі кінцеві ділянки геномної і м. РНК індивідуальних сегментів геномів відмінні 3’ –кінці геномних РНК немодифіковані; на 5’-кінці ppp (не кеп) Транскрипція вірусної м. РНК проходить з приєднанням 10 -13 нп фрагментів, "викрадених" (stolen) від клітинної м. РНК Перед 5’-кінецем вірусна полімераза робить паузу і повторює копіювання внутрішнього тракту U 7 для додавання ~ 150 залишків до 3’-кінця м. РНК копії Геномна РНК копіюється в повнорозмірну антигеномну (+) ол. РНК 1 2 3 4

Реасортація геномів вірусу грипу Valeriy Polischuk Virology Department Kyiv National Taras Shevchenko University

Nature, October 2005

Зворотня генетика вірусу грипу Figure from The Scientist, based on Neumann et al. , PNAS 96: 9345

(plant hosts)

Самостійна робота n Скласти схему реплікаціїтрансктипції вірусу паротиту