Скачать презентацию Віруси з РНК геномом Реплікація транскрипція Скачать презентацию Віруси з РНК геномом Реплікація транскрипція

Lect_RNAvir1.ppt

  • Количество слайдов: 46

Віруси з + РНК геномом Віруси з + РНК геномом

Реплікація/транскрипція + РНК-вмісних вірусів Реплікація/транскрипція + РНК-вмісних вірусів

Одноланцюгові РНК-геноми + (смислові) або - (антисмислові) РНК-геноми Позитивні (смислові) Негативні (антисмислові) AUG GCA Одноланцюгові РНК-геноми + (смислові) або - (антисмислові) РНК-геноми Позитивні (смислові) Негативні (антисмислові) AUG GCA CGA met ala arg UAC CGU GCU Valeriy Polischuk Virology Department Kyiv National Taras Shevchenko University

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

Вторинна структура РНК Молекула РНК «закривається» сама на себе Можливі віріанти з'єднання: G 5’ Вторинна структура РНК Молекула РНК «закривається» сама на себе Можливі віріанти з'єднання: G 5’ C A U G hydrogen bond 3’ GAUCUUGAUC U UU LOOP C U A G G A U STEM C 5’ 3’

Stem – “стовбур” Loop – “петля” Pseudoknot – “псевдовузол” Stem – “стовбур” Loop – “петля” Pseudoknot – “псевдовузол”

Вторинна структура РНК Pseudoknot Stem Interior Loop Single-Stranded Bulge Loop Junction (Multiloop) Hairpin loop Вторинна структура РНК Pseudoknot Stem Interior Loop Single-Stranded Bulge Loop Junction (Multiloop) Hairpin loop Image– Wuchty

Структура РНК Рибосомальна РНК Варіанти третинної структури Структура РНК Рибосомальна РНК Варіанти третинної структури

Рибозимна активність (The hammerhead ribozyme (plant virus) - tertiary structure Scott et al and Рибозимна активність (The hammerhead ribozyme (plant virus) - tertiary structure Scott et al and Klug, Science 1996

Реплікаційна стратегія (+)-ланцюгових РНК вірусів Virus (+)strand RNA Genome (+) 5’ v. Rd. R Реплікаційна стратегія (+)-ланцюгових РНК вірусів Virus (+)strand RNA Genome (+) 5’ v. Rd. R p Virally-encoded RNA-dependent RNA Polymerase (v. Rd. Rp) (-) strand RNA 5’ (-) (+) 5’ (+) strand progeny RNA Assymetry

Вірусний реплікаційний комплекс (VRC) Virus (+)strand RNA Genome 5’ Viral proteins v. Rd. Rp Вірусний реплікаційний комплекс (VRC) Virus (+)strand RNA Genome 5’ Viral proteins v. Rd. Rp VRC Host protein(s) Viral RNA synthesis Cytosol Intracellularly-derived membrane (eg. ER, peroxisome, chloroplast) (+) 5’ (+) strand progeny RNA (adapted from Sanfacon, 2006)

Геном ВТМ (6, 3 -6, 6 тнп) Геном ВТМ (6, 3 -6, 6 тнп)

Експресія геному ВТМ Експресія геному ВТМ

Multiple Functions (+)std Virus viral DISASSEMBLY ? host protein(s) NUCLEUS REPLICATION (+) 5’ 5’ Multiple Functions (+)std Virus viral DISASSEMBLY ? host protein(s) NUCLEUS REPLICATION (+) 5’ 5’ (-) TRANSLATION (+) 5’ progeny genomes TRANSCRIPTION (+) 5’ 5’ (-) ASSEMBLY viral replication proteins (+) 5’ sg m. RNA CP progeny virus SUP MOV (+) 5’

Експресія геному вірусу поліомієліту Експресія геному вірусу поліомієліту

Структура геному поліовірусу Структура геному поліовірусу

Структура геному поліовірусу • Геном поліовірусу включає одну ORF, яка кодує 247 k. D Структура геному поліовірусу • Геном поліовірусу включає одну ORF, яка кодує 247 k. D поліпротеїн. На 5’-кінці VPg, на 3’-кінці poly(A) тракт • Процессінг йде в 3 етапи. Перший - розрізання P 1 попередника капсидного білку, яке каталізує 2 Apro • Другий крок - процессінг некапсидних і капсидних попередників, що каталізується 3 Cpro і 3 CDpro • Третій крок - перехід VP 0 в VP 4 і VP 2

Протеолітичний процессінг Протягом трансляції 2 A протеіназа активується відразу. Розрізання 2 A протеїназою звільняє Протеолітичний процессінг Протягом трансляції 2 A протеіназа активується відразу. Розрізання 2 A протеїназою звільняє структурний поліпротеїн (P 1), який є прекурсором структурних білків. Протеіназа 3 C та її прекурсор 3 CD здійснюють остаточне розрізання поліпротеїнів. 2 B протеїн (визначає коло господарів), також залучається в синтез РНК 2 C протеїн є висококонсервативним і також залучається в синтез РНК 3 D протеїн є РНКз. РНКп і має GDD полімеразний мотив 3 B протеїн є VPg.

Трансляція - Трансляція пікорнавірусів є cap незалежною - м. РНК пікорнавірусів не має cap Трансляція - Трансляція пікорнавірусів є cap незалежною - м. РНК пікорнавірусів не має cap (p. Up) на її 5’ кінці - Геном має довгу (743 nt) UTR нетрансльовану лідерну послідовність, що передує сайту ініціації трансляції. - Зв'язування з рибосомою відбувається завдяки Internal Ribosomal Entry Sequence (IRES). - IRES містить високий рівень вторинних структур в лідерній UTR послідовності, яка є посередником зв'язування з 40 S рибосомою. - e. IF-3, e. IF-4 G і e. IF-4 a допомагать збірці IRES. Також потрібний клітинний фактор Х.

Реплікація P g. RNA - RNA g. RNA Першим кроком реплікації є трансляція вірусної Реплікація P g. RNA - RNA g. RNA Першим кроком реплікації є трансляція вірусної РНК Використовується РНК-РНК копіювальний механізм Реплікативна РНК має VPg, але m. RNAs його не мають

Реплікація РНК поліовірусу зв'язана з 22 АК VPg через уридинтирозиновий фосфодиефірний зв'язок Протягом реплікації Реплікація РНК поліовірусу зв'язана з 22 АК VPg через уридинтирозиновий фосфодиефірний зв'язок Протягом реплікації відбувається розщеплення фосфодиефірного зв'язку клітинним ферментом для виробництва віруснийх м. РНК, що містять 5’термінальний Up Геномні РНК інкорпоруються в віріони з VPg на 5’-кінці. Ці етапи відбуваються в везикулах, що утворюються з гладкого ЕР

Реплікація Високоспарена структура, сформована 108 нуклеотидами на 5’ кінці (+) ланцюга РНК, утворює Реплікація Високоспарена структура, сформована 108 нуклеотидами на 5’ кінці (+) ланцюга РНК, утворює "листок конюшини" Вірусний протеїн 3 CD і PCBP клітинний протеїн (Polyr. C Binding Protein), взаємодіє з різними петлями cloverleaf. Ця взаємодія закінчується зближенням 5’і 3’ кінця. У цей момент VPg починає функцінувати як праймер Після синтезу мінус-РНК подібний "лист конюшини" формується в 5’ кінці негативного ланцюга. Утворення цього рибонуклеопротеїнового комплексу потрібне для синтезу як плюс, так і мінус ланцюга РНК.

Синтез -РНК Прекурсор VPg, 3 AB, служить донором VPg Рибонуклеопротеїновий комплекс сформований, коли PCbp Синтез -РНК Прекурсор VPg, 3 AB, служить донором VPg Рибонуклеопротеїновий комплекс сформований, коли PCbp і 3 CDpro зв’язується з cloverleaf структурою Цей комплекс взаємодіє з PAbp 1, продукуючи циркулярний геном

Синтез -РНК Протеаза 3 CDpro розрізає мембранний зв'язок 3 AB для продукції VPg, уридинильований Синтез -РНК Протеаза 3 CDpro розрізає мембранний зв'язок 3 AB для продукції VPg, уридинильований 3 Dpol, використовує cre послідовність як матрицю і переміщається в 3’ кінець генома 3 D pol використовує uridylated VPg як праймер для синтезу (–) РНК

Синтез +РНК Вірусний білок 2 C зв'язується з “cloverleaf” в (-) ланцюгу Мембранний зв'язок Синтез +РНК Вірусний білок 2 C зв'язується з “cloverleaf” в (-) ланцюгу Мембранний зв'язок з 3 AB розривається для продукції VPg уридинилюється 3 Dpol, використовуючи 3’ термінальні залишки А (–) ланцюга як матрицю Уридинильований VPg потім елонгується 3 Dpol для синтезу (+)RNA

Субгеномні РНК Coronaviridae (6 класів) Ідентичні як на 3”, так і на 5’-кінцях “лідер” Субгеномні РНК Coronaviridae (6 класів) Ідентичні як на 3”, так і на 5’-кінцях “лідер” – 70 нп “-” РНК на ранніх стадіях інфекційного циклу, “+” РНК на пізніх

Геном і реплікація Coronavirus Genome + RNA 32 kb genes 2 -7 gene 1 Геном і реплікація Coronavirus Genome + RNA 32 kb genes 2 -7 gene 1 (replicase) RC Leader replicase polyprotein pol RC Borrowed from web file, Mark R. Denison, M. D. , Vanderbilt S E M N

Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 5' Borrowed Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 5' Borrowed from web file, Mark R. Denison, M. D. , Vanderbilt 2 3 4 5 6 7 3' An

Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) Intermediate ( Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) Intermediate ( - ) 5' (+) 3 4 5 6 7 3' An 3' 5' Un 5' 3' RNA Genome RNA 2 Borrowed from web file, Mark R. Denison, M. D. , Vanderbilt An

Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 5' 3' Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 5' 3' 2 3 4 5 6 7 3' An 5' An Borrowed from web file, Mark R. Denison, M. D. , Vanderbilt

Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 5' 3' Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 5' 3' 2 3 4 5 6 7 3' An 5' An Borrowed from web file, Mark R. Denison, M. D. , Vanderbilt

Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 2 5' Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 2 5' 4 5 6 7 3' An 3' 5' Un Borrowed from web file, Mark R. Denison, M. D. , Vanderbilt 3

Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 2 5' Транскрипція і реплікація Coronavirus genes 2 -7 Replicase gene Genome RNA (+) 2 5' 3 4 5 6 7 3' An 3' 5' (-) strand Un subgenomic RNA An Spike (S) Borrowed from web file, Mark R. Denison, M. D. , Vanderbilt (+) strand Subgenomic m. RNA

Транскрипція і реплікація Coronavirus Gene 1 Genomic RNA (+) RNA (-) Leader RNA Genes Транскрипція і реплікація Coronavirus Gene 1 Genomic RNA (+) RNA (-) Leader RNA Genes 2 -7 2 5' 3 4 5 6 7 3' An 3' 5' Un (+) RNA Proteins 1 Replicase An An 4 NS 5 E 6 M An Borrowed from web file, Mark R. Denison, M. D. , Vanderbilt Spike (S) An 5' 3 An Genomic RNA (+) NS An Subgenomic +/( ) RNAs 2 7 N 3' An Replicase

Вірус мозаїки бромусу (Brome mosaic virus, BMV) Протеїни реплікази BMV забезпечують специфічність упаковки (Rao, Вірус мозаїки бромусу (Brome mosaic virus, BMV) Протеїни реплікази BMV забезпечують специфічність упаковки (Rao, 2006)

1 а протеїн (РНК 1) - метилтрансфераза, геліказа (110 к. Да) 2 а протеїн 1 а протеїн (РНК 1) - метилтрансфераза, геліказа (110 к. Да) 2 а протеїн (РНК 2) – РНКз. РНКп (91 к. Да) 3 а протеїн (РНК 3) – білок руху (МР) (30 к. Да) СР (РНК 3) – структурний білок (21 к. Да)

Експресія геному БМВ Експресія геному БМВ

Синтез субгеномної RNA вимагає взаємодії реплікази з послідовністю промотора в мінус-ланцюзі RNA 3, який Синтез субгеномної RNA вимагає взаємодії реплікази з послідовністю промотора в мінус-ланцюзі RNA 3, який безпосередньо розташований «вгору за течією» від RNA 4 ініціаторної послідовності

ВТМ як вектор ВТМ як вектор

ВТМ як вектор ВТМ як вектор