Viral RNA'ların replikasyonu benzersiz bir olgudur. Viral RNA sentezi mekanizması ile hücre RNA sentezi mekanizması arasındaki temel fark, ilk aşamadaki matrisin RNA'ya, diğerinde ise DNA'ya dönüştürülmesi gerçeğinde yatmaktadır.

RNA transkripsiyonu için RNA matrisinde virion RNA'ya bağımlı bir RNA polimeraz gereklidir. Viral RNA'nın replikasyonu, daha sonra büyük miktarda viral RNA için bir şablon görevi gören tamamlayıcı RNA'nın sentezine yol açar.

Viral RNA ise negatif polariteye (orto-, paramixo-, rabdo-, filo-, borne-, arena- ve bunyavirüsler) sahiptir, pozitif polariteye ve RNA polimeraza sahip RNA'yı tamamlayıcıdır, viral transkriptaza benzer, birincil transkripsiyon ї mRNA için vikoristiktir.

Parçaların çoğu transkriptler Deride sentezlenen viral (-) neşter RNA'sı, subgenomik RNA molekülleri ile büyük boyutlu neşterler, viral RNA'nın sentezi (kopyalanması) için şablon görevi görür. Bazı virüsler transkripsiyon ve replikasyon için farklı RNA polimerazlara ihtiyaç duyarken, diğer durumlarda aynı enzimler farklı işlevleri yerine getirebilir.

Birçok RNA virüsünde, (picorn-, calici-, astro-, toga-, flavi-, korona-, arteri-, nodavirüsler) tamamlayıcı RNA negatif polardır. Bir düzine viral RNA molekülü, tek bir tamamlayıcı RNA şablonu üzerinde eşzamanlı olarak kopyalanabilir ve deri RNA transkriptinde polimeraz üretimi başlar. Replikatif aracı olarak bilinen, tek bağlantılı kuyruklara sahip, kısmen çift eklemli bir yapı olan bir yapı kurulur.

Erken RNA replikasyonu için Picornavirüsler ve calicivirüslerin yanı sıra adenovirüslerin DNA'sı, yeni sentezlenen (+) veya (-) Lancug RNA'nın 5" ucuna kovalent olarak bağlanan küçük bir protein gerektirir; tıpkı babamın iyonik RNA'sında olduğu gibi, mRNA'ya değil.

Yeni sentezlendi(+) RNA'nın çeşitli amaçları olabilir: replikasyon kompleksine dahil olmak ve tamamlayıcı (-) RNA'nın sentezi için bir şablon görevi görmek; mRNA'nın fonksiyonlarını tanımlayın; yeni bir viriondaki genom gibi birleşin. Yeni oluşturulan (+)RNA'nın oranını belirleyen mekanizma bilinmemektedir.

Retrovirüsler genomik (+) monolant RNA üretir. Diğer RNA virüslerinden farklı olarak DNA aracısı olarak çoğalırlar. Primer olarak bir RNA molekülünü kullanan viral ters transkriptaz, tek sarmallı bir DNA kopyası oluşturur. Daha sonra, bir ribonükleaz görevi gören aynı enzim, ana RNA molekülünü DNA-RNA hibritinden ayırır ve tek sarmallı DNA'ya bağlı DNA'yı kopyalayarak doğrusal çift sarmallı DNA'yı oluşturur, böylece ek dizinin yerini alır. kutanöz uçta uzun terminus tekrarı (LTR).
Tsya dvolantsyuzhkova DNA'sı daha sonra dolaşır ve hücre kromozomal DNA'sı ile bütünleşir. Viral RNA, entegre (proviral) DNA'dan kopyalanır.

Yan sayfalar: 5 (kitabın 45 yüzü vardır) [mevcut okuma dersleri: 11 yüzü]

Yazı tipi:

100% +

Cis-etkili sinyaller ve replikasyonun özgüllüğü. Viral RNA'ların replikasyonu ve paketlenmesi spesifik süreçleri içerir. İtaat süreçleri, hücrede bulunan binlerce ribonükleik asit arasından doğru viral molekülleri güvenli bir şekilde seçer. Bu, viral RNA'ların ve katlanmış viryonların replikasyonunu seçici olarak gösteren cis-etkili sinyallerin varlığı nedeniyle önemlidir, ancak virüsün çoğu RNA genomunda bu sinyaller açıkça tanımlanmamıştır.

Karakterize edilen sinyaller, doğrusal nükleotid dizilerini içermez, ancak yalnızca viral enzimler ve yapısal viral proteinlerle etkileşime girerek oluşturulan spesifik önemsiz moleküler formlar yaratan ilmekler, tRNA benzeri yapılar ve psödodüğümler formundaki ikincil yapıları içerir. Bununla birlikte, RNA replikasyonunun ve viryonların katlanmasının özgüllüğünün moleküler temelinin anlaşılması, viral RNA'nın ve diğer cis-etkili sinyallerin önemsiz yapılarının bilgisiyle sınırlıdır.

Virüslerin yapısal ve yapısal olmayan proteinleri. Buna göre virüse özgü yapısal proteinler viral partiküllere dahil edilir ve yapısal olmayan proteinler esas olarak enfekte olmuş hücrelerde bulunur. Bununla birlikte, negatif, ambipolar ve çift sarmallı RNA genomlarına sahip virüsler, virionların yavrularında RdRp ve ilgili enzimleri içerir ve bu nedenle en önemlisi yapısal proteinleri kodlar. Polimerazın yanı sıra, virüs tarafından kodlanan enzimler genellikle bir veya daha fazla proteaz, RNA helikaz, guanilil ve metiltransferazlar, poli-A polimeraz, inode nükleaz ve bazı retrovirüslerde DNA integrazı içerir. Aynı zamanda, birçok RNA virüsü için, konakçı hücrenin enzimlerinin replikatif döngüsüne katılım sağlanmıştır.

Proteazlar, bir kısmı yüksek sesli dizilerde (bölgelerde) bulunan birincil çevirinin ürününü parçalar. Picornavirüslerle enfekte olmuş bazı hücrelerde, hücre başlığını bağlayan proteinin proteolizi yoluyla hücre protein sentezini de seçici olarak inhibe ederler. Helikazlar, büyük RNA virüslerinin RNA sentezi için molekül içi omurga eşleşmesini organize etmesi için gereklidir, ancak RdRp, RNA duplekslerini onun yardımı olmadan yeniden üretme işlevi görür. Guanilil ve metiltransferazlar, kapaksız olan pikornavirüsler ve hücrelerden kapağı çalan ortomikso ve bunyavirüsler hariç, ökaryotların tüm RNA virüslerinde mRNA üzerinde 5'-kapaklı olacaktır. endonükle. Çoğu hayvan virüsünün mRNA'sının 3' ucunda bir poli-A yolu bulunurken, RNA virüsleri genellikle tRNA benzeri bir yapıya sahiptir. Poliadenilasyonun, çiçek virüslerinde olduğu gibi poli-A polimerazın çalışmasının bir sonucu olarak değil, viral RdRp'nin bir yan reaksiyonunun (kaymasının) bir sonucu olarak meydana gelmesi muhtemeldir.

Ana hücrenin proteinleri. RNA virüslerinin replikasyonundaki temel rol, konakçı proteinler tarafından oynanabilir. Farklı viral sistemlerde bu sürecin farklı hücre proteinleri ürettiğine dikkat edilmelidir. En iyi örnek, tek bir faja özgü polipeptide ek olarak polimeraz aktivitesini sağlamak için hücresel alt birimlere ihtiyaç duyan Qb ve MS2 bakteriyofajlarının RNA replikazıdır: ribozomal protein S1 E.coli, iki translasyon uzatma faktörü ve bir RNA bağlayıcı protein Bazı ökaryotik virüslerde, RNA replikasyonu translasyon faktörlerinden de elde edilebilir. Örneğin bromovirüslerde (Roslin virüsü), başlatma faktörünün eIF-3 alt birimi RdRp ile ilişkilidir ve aktivitesi daha fazladır. Enfekte olmuş hücrelerde, bir dizi başka protein, viral RNA'ların terminal nükleotid dizileriyle etkileşime girer. Bunların arasında küçük nükleer RNA'larla etkileşime giren poli-A ve polipirimidin bağlayıcı proteinler, carleticulin ve Ro ve L proteinleri bulunur. Dinamik etkileşimleri işlevsel rol oynayanlardan ayırmanın önemli olduğunu akılda tutmak önemlidir.

Ana hücrenin zarları. Faj replikazlarına ek olarak, ökaryotik virüslerin RdRp'si her zaman supramoleküler yapılarla ilişkilidir: (+)RNA virüslerinde konağın hücre zarları, (-)RNA virüslerinde nükleokapsid ve lncRNA virüslerinde subviral parçalar. (+) RNA genomuna sahip virüslerle enfekte olmuş hücrelerin iç hücre zarları hızlı bir şekilde aşırı büyümeye maruz kalır ve viral replikatif komplekslerin sabitlenmesi için bir yer oluşturur. Bu kompleksler membranlara maruz bırakıldığında, uygun RNA replikasyonunu katalize etmeye hizmet ederken, çoğu zaman RNA şablonunu kopyalama yeteneğini korurlar. Virüs enfeksiyonu durumunda, kısmen saflaştırılmış RdRp'nin gerçek RNA replikaz aktivitesi, hücre içermeyen bir gliserol fosfolipid ekstraktının eklenmesiyle arttırıldı. Bu sonuçlar, membran organizasyonunun (+)RNA replikasyonunda merkezi bir rol oynadığı fikrini desteklemektedir. Aynı dizi, iç hücre zarlarının etkileşimini engelleyen brefeldin A tarafından polivirüs RNA'nın replikasyonunun engellenmesi sırasında çıkarılır. Membranların önemli rolü anlaşılmamasına rağmen, replikatif komplekslerin katlanmasını hızlandırabilecekleri, süreci hızlandırabilecekleri ve matriste yavru moleküllerin oluşumunu hızlandırabilecekleri açıktır.

RNA genomlarının replikasyon mekanizmaları RNA genomlarının replikasyonunun, viriona girebilen veya genom tarafından belirlenebilen virüse özgü RdRp'den etkilendiği varsayılmıştır. Primerlerden DNA kopyalayan enzimlere ek olarak çoğu RdRps, RNA sentezini başlatabilir. yeni. Suçlu, virüsün sentezini başlatmak için küçük olan kornavirüslerin RdRp'sidir. viral protein(VPg), urasile kovalent olarak bağlanır. VPg, genoma translasyon sırasında çıkarılır, ancak kapsülleme sırasında korunur.

Bununla birlikte, diğer virüslerde (Sindbis virüsü), eksi iplik sentezi aşamasında (Rusya Federasyonu) (+) RNA'nın replikasyonu, yalnızca RdRp'nin geçiş versiyonuyla meydana gelir ve bu daha sonra proteolitik olarak işlenir ve bu, RdRp'nin matris özgüllüğünü değiştirir. pozitif ipliklerin sentezi için.

Poliovirüslerin replikasyon (+) RNA'sı .

Çocuk felci virüsleri, omurga virüslerini enfekte eden fraksiyonel (27 nm) kosahedral olmayan ikosahedral virüslerdir. Genom, pozitif polariteye sahip doğrusal tek sarmallı bir RNA'dır. RNA'nın 5" ucunda, aşırı miktarda tirozin, 3" uç poliadenilasyon yoluyla terminal genomik proteine ​​kovalent olarak bağlanır (Şekil 8).

Genomun replikasyonu/transkripsiyonu, virüs hücreye girdikten sonra çevrilen, genomun 3" ucu tarafından belirlenen aktif bir RNA polimerazdır. Replikasyonun ilk aşamasında, sentezi için RF çift sarmallı ödül oluşumu meydana gelir. urasil molekülünün 3"-poli-'ye eklenmesiyle başlatılan eksi iplikçik, sonuna kadar.

Şekil 8 - Çocuk felci virüslerinin RNA replikasyon şeması

Hücrelerdeki RNA polimeraz, urasil molekülüne tirozin yoluyla bağlanan, virüse özgü terminal düşük moleküler ağırlıklı proteini (VPg) sentezler. Bu yapı, bir primer olarak RNA polimeraz tarafından güçlendirilir; böylece, vekaleten nükleotid-protein primeri ile terminal başlatma elde edilir. Sentez Lanzug'dan geliyor. Bir (+)RNA molekülü oluşturulduktan sonra, yeterli sayıda virüse özgü protein birikinceye kadar mRNA'ya dönüştürülürler ve ardından viral kısımda kapsüllenmeye başlarlar.

Çocuk felci virüslerinin genomik (+) RNA'sının replikasyon şemasının evrensel olmadığını lütfen unutmayın. Viral (+) RNA genomları, 5" ve 3" terminal yapılarının organizasyonu ile farklılaşır; bu, replikasyonlarının özelliklerinin sentezin başlatılmasıyla ilişkili olduğu anlamına gelir.

(-)RNA genomlarının replikasyonu .

Viral (-)RNA genomları sürekli veya parçalı olabilir. Tüm RNA türleri ribonükleoprotein içerir; bu, replikasyonun spesifik olduğu anlamına gelir; proteinsizleştirilmiş RNA'nın fragmanları, polimeraz için bir şablon görevi göremez. (-) RNA genomuna sahip tüm virüsler, RNP deposuna giren güçlü bir RNA'ya bağımlı RNA polimeraz içerir. Tam boyutlu bir genom oluşturmak için replikatif bir tam boyutlu artı iplik sentezlendi. Ancak üreme döngüsünün ilk aşamasında genomik (-)RNA, mRNA'nın daha fazla işlenmesiyle ortaya çıkan transkripsiyon için bir şablon görevi görür ve tam boyutlu bir kopyanın sentezi için bir şablon olamaz. Replikatif tam boyutlu (+) RNA'nın sentezi, yalnızca matrisin iç bölümlerinde RNA'nın hemen sonlanmasını hızlandıran viral proteinlerin birikmesinden sonra başlar. Nasıl keşfedilip kaybolduğu hala bilinmiyor. Antigenomik ve genomik RNA'nın sentezi RNP deposundan elde edilir.

Reovirüslerin lncRNA'sının replikasyonu .

Reovirüsler, omurga, omurgasız ve algleri enfekte eden, ikosahedral simetri tipine sahip bicapsid (60-75 nm) parçacıklarıdır. Genom 10-12 lncRNA fragmanından oluşur.

LncRNA replikasyonu, ilk aşama olan transkripsiyona bütünleşik olarak bağlıdır.

1 Çift sarmallı bir şablon üzerinde (+) RNA'nın sentezi, sarmalsız konservatif bir tipte meydana gelir ve çekirdek proteinlerin - viral RNA yüklü RNA polimerazın (VP2) katılımıyla tek kapsidli bir viral partikülün depolanmasında üretilir. ve guanidiltransferaz (VP3). MRNA, iç kapsidin gözenekleri yoluyla parçacığa salınır.

2 Plus RNA iplikçikleri, yeni sentezlenen çekirdek proteinler ve yapısal olmayan (NS) proteinlerle birleştirilir. Virion olgunlaştığında, RNA polimeraz, onarım mekanizmasına göre (+) RNA matrisi üzerindeki eksi iplikçikleri sentezlemeye başlar ve oluşan kapsidin ortasını sıkılaştırır. Oluşan tek kapsid kısmı artı iplikçikli RNA sentezine başlayabilir.

Poliovirüs türlerinde olduğu gibi, reovirüslerin genomuna yönelik replikasyon yöntemi kavramı, lncRNA genomuna sahip virüsler için evrensel değildir. Örneğin, faj φb'de, Baba dubleksindeki artı iplikçiklerin sentezi muhafazakar bir modeli izler ve her zaman yukarı akış iplikçiği (+) RNA'ya bağlanır.

Bir DNA virüsünün replikasyon süreci, RNA genomik virüslerinde bulunanlara benzer diziler geliştirir. Çoğu DNA virüsü için genetik stratejiler şunları içerir: viryon DNA'sının hücre çekirdeğine taşınması, DNA'dan transkripsiyonun uyarılması, ek viral genlerin transkripsiyonunun uyarılması, DNA'nın virüse kopyalanması için hücrelerin hazırlanması, DNA genomunun kopyalanması, DNA'nın paketlenmesi. Virüsteki DNA ve viral çekirdeğin salınması. Ek olarak, birçok DNA virüsü, vücudun bağışıklık sisteminden kaçma ve hayvanlarda şişlik gelişimi için benzersiz mekanizmalar geliştirmiştir. Kan dolaşımına yakın süreçlerde, konakçı virüsleri temel hücresel düzenleyici sistemlerden yararlanır ve önemli hücresel süreçleri gasp eder. Bununla bağlantılı olarak, DNA virüslerinin replikasyonunun çeşitli yönlerinin incelenmesi, gen ekspresyonu, DNA replikasyonu ve hücre döngüsünün kontrolü dahil olmak üzere hücrelerde meydana gelen moleküler süreçler hakkında yeni temel bilgiler sağlayacaktır.

Viral DNA replikasyon hücrelerinin hazırlanması. Üretken bir viral enfeksiyon sırasında, tek bir genom molekülünden gelen birçok DNA virüsü, birkaç gün içinde genomun 100.000 veya daha fazla kopyasını üretebilir. Bu, DNA bağlayıcı proteinler ve polimerazlar dahil olmak üzere kişisel olmayan proteinlerin yanı sıra açık bir nükleotid kaynağının kullanılmasını gerektirir. Bazı DNA virüslerinin replikasyonu yalnızca kendi DNA'larını doğal olarak replike eden ve hücrelere viral DNA'nın replikasyonu için gerekli ortamı sağlayan hücrelerde meydana gelir. Diğer DNA virüsleri de hücresel DNA replikasyon sistemlerine dayanır ve bu virüsler, hücresel DNA döngüsünü uyaran proteinleri kodlar. En büyük DNA virüslerinden bazılarının hücre replikasyon aparatına müdahale etme ihtimalinin yüksek olduğu keşfedilmiştir, çünkü Virüs versiyonlarını birçok temel proteinle kodlayın.

Birinci grup virüsler ailenin en basit DNA virüslerini içerir. Parvoviridae Doğrusal tek iplikçikli bir genoma sahip olan Parvovirüsler, DNA'larını kopyalayabilir ve yalnızca DNA replikasyonu aşamasındaki hücrelerde, daha sonra S fazındaki hücrelerde yeni döngüde yeni bir enfeksiyon döngüsü başlatabilir.

Aslında viral genlerin ekspresyonu, hücre S fazına girene ve virüsün DNA genomu, transkripsiyon için şablon olan DNA RF'ye dönüştürülene kadar aktif hale gelmez. Hücrelerin aktif olarak DNA'larını kopyalamasını gerektiren diğer virüslerin aksine parvovirüsler, hücrelerin S fazına geçişini istemeden uyarır. Bununla bağlantılı olarak, DNA sentezi devam ederken hücrenin tüketilmesi durumunda, kötü koku, düvenin başarılı bir şekilde üremesine yol açabilir. Bazı parvovirüsler, özellikle adenovirüs (AAV), çok güçlü olabilir ve yalnızca, gen ürünleri parvovirüs geni ve DNA'sının replikasyonu açıkça aktive edilen bir eşlik eden adenovirüs veya herpes virüsü varlığında kopyalanabilir.

Diğer DNA virüsleri, DNA'larının kopyalanması için araçlar yaratmak amacıyla hücreleri yere doğru uyarır. Bu virüsler için viral DNA'nın replikasyonu, hücre replikatif proteinleri ve replikasyona doğrudan katılan viral proteinler ile viral replikatif aparatın replikasyon noktasında lokalize olan başlatıcı proteinler arasındaki etkileşimin sonucudur. Bu DNA virüsleri, hücre replikasyon aparatının viral replikasyona uğramasını sağlar, protein komplekslerini stabilize etmeyi sağlayan şaperonlar olarak rol oynayan anahtar hücre düzenleyici moleküllerle protein-protein etkileşimlerinde yer alır. Çoğu zaman bu, transkripsiyon faktörü p53 tipi ve retinoblastoma proteini (Rb) ailesinin üyeleri tarafından hücre baskılayıcı proteinlerin karşılıklı olarak nötralizasyonuna ve sonuç olarak hücrelerin büyük büyümesinin aktivasyonuna yol açar.

Hücrenin replikasyon tesisini uyaran viral proteinler, Rb ailesi üyelerinin (P105Rb, p107 ve p130) aktivasyonuna neden olur. Rb'nin etkisizleştirilmesi, hücre baskılanmasının üstesinden gelir ve DNA polimeraz a, timidinkin zu, ribonükleotid redüktaz ve timidilat sentaz dahil olmak üzere S fazı için gerekli olan çok sayıda hücre proteininin ekspresyonunu uyaran E2F aracılı transkripsiyona izin verir. Bazı viral proteinler, örneğin adenovirüslerin E1A'sı ve insan papillomavirüslerinin E7'si, Rb proteinlerine doğrudan bağlanır ve onların fonksiyonlarını inhibe eder ve böylece E2F'yi aktive eder. Diğer viral proteinler, Rb'nin fosforilasyonunu katalize eden ve E2F'nin aktivasyonuna ve E2F tarafından düzenlenen genlerin transkripsiyonuna yol açan siklin birikinti kinazlarının (Cdks) aktivitesini düzenler. Bir dizi viral protein dolaylı olarak hücre döngüsünü düzenleyebilir. Örneğin, adenovirüslerin E1B-55KB ve E4orf6 proteinleri ve papillomavirüslerin E6 proteinleri, p53 geninin bir koaktivatörü olan CBP/p300 ile etkileşime girerek p53 transkripsiyon faktörünün aktivitesini korur. P53'ün etkilenen fonksiyonu, hücre inhibitörü p21'in (Cdk-siklin kompleksinin bir baskılayıcısı) ekspresyonunun değişmesine yol açar, böylece Cdk'yi aktive eder ve dolayısıyla hücrenin S-fazına geçişini sağlar. Yani adenoviral E1A, bir Cdk inhibitörü olan p27'yi bağlayarak etkilerini nötralize eder. SV40 virüsünün büyük T antijeni, yalnızca Rb ve p53'ü bağlayıp etkisiz hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda virüsün DNA replikasyonu için gerekli olan birçok işlevi de yerine getirir. Polyomavirüslerin orta T antijenini ve papillomavirüslerin E5 proteinini sentezlemek için başka bir mekanizma kullanılır. Bu proteinler, büyüme faktörü reseptörünün aracılık ettiği bir sinyalleşme kademesini aktive eder ve muhtemelen Cdk - siklin D'nin düzenleyici alt biriminin ekspresyonunu uyarır, böylece Cdk aktivitesini ve Rb ailesi proteinlerinin fosforilasyonunu uyarır. Herpes virüslerinin ve hepatit virüslerinin bazı proteinleri genel olarak sinyal yollarının basamaklarını uyararak aktive eder. İçsel proteinler NFKB, P21ras ve pp60c-src sinyaline iletim.

Bir dizi replikatif hücre proteininin indüksiyonunun, DNA replikasyonunu güçlü bir şekilde teşvik eden ana hücre üzerinde derin etkileri vardır. Proliferatif sinyal, örneğin viral DNA replikasyonunu desteklemeyen, izin vermeyen hücrelerde kalıcı bir şekilde muhafaza edildiğinde, hücreler kalıcı dönüşüm sergileyebilir. Böylece birçok DNA virüsü, statik hücreleri tekrarlanan döngülere teşvik etmekle kalmaz, aynı zamanda kültürdeki hücreleri de dönüştürerek hayvanlarda şişmeye neden olur. Pek çok dolgun DNA virüsünün yerel olmayan hücre büyümesini uyarması, virüslerin normal çoğalmasına değil, daha ziyade anormal hücre tipine karşılık gelir. viral enfeksiyon. Görünüşe göre hücre DNA'sının replikasyonunu uyarmayan parvovirüsler, hücreleri dönüştürmeyen birkaç DNA virüsü arasında yer alıyor. Bu virüsler, her zaman hücreleri dönüştürme yetenekleriyle bağlantılı olan hücre DNA'sının sentezini uyarır. Örneğin, bazı herpes virüsleri DNA sentezini uyarırken, diğerleri aslında yumuşak doku tabanını tıkar. Bu kadar büyük virüsler, büyük kodlama kapasiteleriyle, hücre replikasyon aparatını aktive etmeden viral DNA'nın replikasyonu için güvenilir bir merkez oluştururlar.

DNA replikasyonu için nükleotidlere ihtiyaç vardır. Yukarıda açıklandığı gibi, parvovirüslerin replikasyonu için hücrelerin S fazında olması gerekir ve papillomavirüsler, polyomavirüsler ve adenovirüsler, hücreleri S fazına girmeye teşvik eder, bu da yüksek konsantrasyonlu DNA sentezi x deoksinükleosid trifosfatları (dNTP'ler) destekler. Papillomavirüsler ve adenovirüsler, Rb ve E2F protein ailelerinin üyelerini aşılayarak, yeterli desteği sağlamak için gerekli olan ribonükleotid redüktaz enziminin sentezini uyarır. viral replikasyon DNTF'ye eşittir. Ancak herpes virüsleri ve diğer virüsler hücrelerde çoğalır ve hareketsiz kalır. Bu virüslerin S fazına kadar kalabilmesinin nedenlerinden biri, dNTP'lerin - ribonükleotid redüktaz ve timidin kinaz - sentezi için enzimleri kodlamalarıdır. Herpes virüsü ve varisella/suçiçeği virüsü vakalarında viral timidin kinaz, antiviral kemoterapi için önemli bir noktadır çünkü viral enzim, Siklovir gibi nükleosid analoglarını fosforile eder ve hücre enzimlerine müdahale etmez. DNTP analogları, herpesvirüs DNA'sının replikasyonuna titreşimli olarak müdahale etmek için fosforik asit formuna dönüştürülür.

DNA genomunun tipine bakılmaksızın replikasyon birimine denir. kopya – otonom replikasyondan önce oluşturulan bir genom. Bir replikon, replikasyonun başlangıç ​​noktası (orijin veya ori) ile replikasyonun tamamlanma noktası (terminus) arasında uzanan bir nükleotid dizisidir. DNA replikasyonu süreci üç aşamaya ayrılır: lanjug'un başlatılması, lanjug'un uzatılması ve sentezin sonlandırılması. Virüsler farklı şekiller DNA genomları orijinal replikasyon stratejilerini uygular. Sentez sırasında ana özelliklerin korunduğu yer.

Virüslerin DNA genomlarının replikasyonunun ana aşamaları.

DNA sentezinin başlatılması. Ökaryotların çoğu DNA virüsü (poksvirüsler hariç) genomlarını çekirdekte kopyalar. Virüslerin DNA genomlarının replikasyonu belirli ori noktalarında başlar.

Hücresel döngü sırasında bir kez aktive olan hücresel kökenlere ek olarak viral kökenler de replikasyon döngüsü boyunca birçok kez aktive edilebilir. DNA sentezinin başlatılması ancak DNA polimeraz için bir primerin varlığıyla sağlanabilir. Tohumun türü ve oluşturulma yöntemi farklı virüsler arasında farklılık gösterir ve viral replikatif sistemlerin benzersizliğini gösterir. DNA sentezini başlatmanın üç ana yolu vardır (bölüm 3.7.1.1, s. 63).

Viral genomların replikasyonu sırasında neşterin uzaması, hücre DNA sentezi sürecinde temel olarak bozulur. Hem konakçı hücreye hem de virüse ait enzimler, yardımcı proteinler ve replikasyon proteinleri vikorize edilir. DNA sentezi genellikle DNA'ya bağımlı DNA polimeraz tarafından gerçekleştirilir. Sentezin ana gücü, nükleotidin büyüyen mızrağın 3' ucuna eklendiği polaritesidir. Doğrudan sentez 5'-3'-ucundan ilerler ve 3'-5'-ucundan okuma yapılır. Tamamlayıcı ipliklerin sentezinin özellikleri, başlatma yöntemiyle ilgilidir. DsDNA matrisinde sentez, replikasyon çatalının kurulması (Şekil 9) veya dsDNA matrisi üzerinde Lanzug'un oluşumu yoluyla - onarım mekanizması yoluyla ilerler.

Çoğaltma çatallarında, bir iplik (kablolu) 5' ucundan 3' ucuna sürekli olarak kopyalanır. Diğer ipliğin (yükselen) parçaları da aralıklı olarak kopyalanan 5' ila 3' ucundaki sentezden sorumludur, bu da büyük miktarlarda senteze ve kısa Okazaki parçacıklarının eklenmesine neden olur. Replikatif embriyodaki DNA sentezi, farklı olabilen bir dizi protein enzimi tarafından sağlanır. Dost DNA virüsleri hücre replikasyon proteinlerini güçlendirir. Polyomavirüs SV40, replikasyondan en güçlü şekilde etkilenir; burada ortaya çıkan replikasyon proteinleri, hücre içermeyen bir sistemde tanımlanır. laboratuvar ortamında.

Şekil 9 - Visistral replikasyon çatallarından DNA replikasyonunun şeması

SV40 DNA replikasyonunda 10 proteinin görev aldığı tespit edilmiştir. Bunlardan dokuzu birbiriyle ilişkili olabilir: DNA polimeraz a (ori noktasında DNA sentezini başlatmaktan ve ortaya çıkan ipliğin sentezinden sorumludur); primaz (DNA polimeraz ile ilişkilidir ve Okazaki fragmanlarının sentezini hazırlar); DNA polimeraz d (önde gelen ipliğin sentezinden ve Okazaki fragmanlarının sentezinin tamamlanmasından sorumludur); DNA polimeraza bağlanan ve DNA çevresinde bir halka oluşturarak polimerazın işlenebilirliğini artıran proliferatif hücre nükleer antijeni (PCNA); heteropentamerik replikasyon faktörü C – RF-C (PCNA halkasını DNA'ya ekler ve polimeraz d'yi uyarır); RPA - ssDNA bağlayıcı protein; RNase H (RNA primerinin bir ribonükleotidi hariç her şeyi görür); MF-1 olarak da bilinen eksonükleaz FEN-1 (eksik ribonükleotidi ortadan kaldırır); DNA ligaz I (Okazaki fragman ligasyonu); topoizomeraz I ve/veya topoizomeraz II (sentezin süperspiralizasyonunu azaltır). SV40 DNA replikasyonu için gereken tek viral protein, helikazın gücünü uygulayan ve replikasyon çatalındaki çift sarmallı yapının çözülmesini sağlayan büyük T-antijenidir.

Diğer virüslerin kendisi de replikasyon çatalının tüm proteinlerini içerebilir. Örneğin, in vitro olarak adenovirüse DNA replikasyonu sırasındaki uzama fazı, DNA polimerazın bir adenovirüs alt birimi, daha süreçli olabilen bir adenovirüs tek sarmallı DNA bağlama proteini tarafından sağlanır. Polimerazlar ve hücresel topoizomeraz I veya II vardır. Bu basitlik, Lanzug'un modern sentezinde olduğu gibi, genellikle adenovirüse DNA replikasyonunun benzersiz doğasıyla ilişkilendirilir.

Büyük DNA virüsleri, replikasyon enzimleriyle daha da donanımlıdır. Örneğin, herpes virüsleri, DNA polimerazı, uzama faktörünü, primaz-şelikaz kompleksini, tek sarmallı DNA bağlama proteinini ve muhtemelen tanımlanmamış bir dizi başka viral proteini kodlar.

Sentezin sonlandırılması. Farklı halka genomlarında sentez tamamlanır ve genomlar ayrılır, yavru neşterin fragmanları halka boyunca ve yuvarlak dönüşün sonunda ori noktasında veya halka 3' ortasında çift yönlü replikasyon sırasında sentezlenir - Ve yeni oluşturulan sentezlenmiş neşterin 5' uçları birleştirilir ve katlanır. Eşleştirilmiş halkalar topoizomeraz ile ayrılır. RNA primerlerinin yardımıyla sentezlenen doğrusal DNA için her şey daha karmaşıktır. Çıkarılan RNA primeri, 3' ucu ve 5' ucunda boşluk bulunan bir DNA molekülü üretir. Matris lansetinin yeni bir kopyasının oluşturulmasıyla replikasyonun tamamlanması için iki yöntem önerilmiştir: vikoristik konkatamerlerle veya saç tokalarının oluşturulması yoluyla.

DNA genomik virüslerinin temel replikasyon şemaları.

1 Kendinden emişli bir mekanizma aracılığıyla terminal başlatma.

2 Ek bir protein-nükleotid (B-N) primerinin terminal başlatılması.

3 Halkanın yuvarlanma mekanizması.

4 Kearns şeması.

5 Entegrasyon yoluyla çoğaltma.

Şekil 1 Ek bir kendinden emişli mekanizma kullanılarak kısır terminal aşılamasından replikasyon (Şekil 10). Bu tip genomik DNA replikasyonu, saç tokası yapıları oluşturan her iki ucunda kendi kendini tamamlayan dizilere sahip doğrusal ssDNA'yı temsil eden bir genoma sahip olan parvovirüslerde meydana gelir. DNA'nın 3' ucu, DNA polimeraz için bir primer görevi gören çift sarmallı T benzeri bir saç tokası yapısı oluşturan 125 nükleotidlik benzersiz bir diziye sahiptir.

Tamamlayıcı lansetin onarım sentezinin bir sonucu olarak, DNA polimeraz, lanseti bir ucunda kovalent olarak birleştirilen bir dubleks oluşturur. Bu durumda Batkiv genomunun 3'-terminal segmenti matris olarak değiştirilmez. Ancak viral genomun tamamı henüz oluşmadı. Bir sonraki aşamada, virüse özgü enzim, dizinin kopyalanmış ve kopyalanmamış bölümleri (125 ila 126 nükleotit arasında) arasındaki sınırda Babanın Mızraklı Mızrakçısını parçalar.

Şekil 10 - Parvovirüslerin tek sarmallı DNA'sının replikasyonunun ilk aşamalarının şeması

Baba genomunun terminal 125 nükleotidi, sentezlenen neşterin entelektüel kısmı haline gelir ve bu şekilde türetilen Baba neşterinin 3'-ucu, onun yenilenmesi için güçlendirilir. Bu reaksiyonların sonucunda viral DNA'nın dağılmış çift sarmallı replikatif formu ortaya çıkar (Şekil 10). Bunu, DNA primerinin bir ucunda “tavşan kulağı” formunda ışığın oluşumunu, antik Batkivska'dan yeni bir Lantzug'un sentezini ve başka bir kopya formunun oluşumunu içeren bir reaksiyon takip eder. DNA'nın başka bir replikatif formu, viral DNA'nın daha fazla sentezi için bir şablon olarak oluşturulur ve tek sarmallı bir molekül, bir dubleks halinde preslenir ve ya replikatif döngüye girer ya da yavru viral kısmın deposuna girer.

Şekil 2 Ek bir protein nükleotid primeri kullanılarak kısır terminal aşılamasından replikasyon (Şekil 11). Bu tür genomik DNA replikasyonu, genomu, ters tekrarlara ve 5' uçlarında kovalent olarak bağlanmış genomik proteinlere sahip olan doğrusal DNA'nın bir temsili olan adenovirüslerde meydana gelir. 55kDa.

Enfekte olmuş adenovirüs hücrelerinde, serin yoluyla deoksisitidin'e bağlanan, 80 kDa'lık bir kütleye sahip virüse özgü bir protein sentezlenir. Yerleşmiş olan yapı B-Ser – dCTP Bu, sitozin yoluyla genomun 3'-terminal guanozine tamamlayıcı olarak bağlanan ve DNA sentezini başlatan bir primerdir.

Başlatma, babanın DNA'sının herhangi bir ucunda meydana gelebilir ve aynı anda veya sırayla gerçekleşebilir. Son başlangıç ​​sırasında, yavru neşterin sentezine Batkiv neşterlerinden uzatılmış bir tanesi eşlik eder ve tamamlayıcı neşterin sentezi, onarım mekanizmasının arkasındaki tek iplikçikli bir matris üzerinde meydana gelir. Aynı zamanda başka bir ipliğin sentezi için başka bir mekanizma tartışılmaktadır. İkameli tek sarmallı babanın DNA'sının uçlarında, babanın DNA'sının sentezini sağlayan, aşılama proteinleri tarafından tanınan, çift sarmallı nokta ori'yi yenileyerek ateşlenen, kendi kendini tamamlayan ters çevrilmiş tekrarlar bulunur. Dublekse iyi şanslar. Bu şekilde, Babanın dış görünüm dubleksliği muhafazakar bir şekilde kopyalanır.

Şekil 11 – Adenovirüs genomuna replikasyon şeması

Bu süreç Lanzug sentezi olmadan gerçekleşmektedir ki durum böyle görünmektedir. Okazaki parçalarının birden fazla başlangıç ​​ve sentez bölgesi yaratılmadan.

3 Halka mekanizmasının arkasında halka genomlarının replikasyonu (Şekil 12). Yuvarlanan bir halka, çoğaltma çatalının bir halka matrisine sarılmadan hareket ettiği bir çoğaltma yöntemidir. Deri döngüsünde sentezlenen iplik, ön döngüde sentezlenen dolan molekülünün kolumbin (homolog) mızrağını, tek mızraklı matris halkası Yu'yu tamamlayıcı bir dizi diziden oluşan pıhtılaşma kuyruğunu asar. Zagal pirincinde, yuvarlanan halka mekanizmasının arkasındaki kopyalama aşağıdaki aşamalarda meydana gelebilir:

Malyunok 12 – Dönen halka mekanizmasının ardındaki DNA genomlarının replikasyon şeması

1 Virüse özgü bir enzim, Babanın Lantzug'unun replikatif formunun benzersiz bir bölgesinde tek sarmallı bir dalgalanma üretir.

2 Enzim, birleştirildiğinde DNA polimeraz için bir primer görevi gören 5' ucuna bağlı nükleotidden yoksun bırakılır.

3 DNA polimeraz tamamlayıcı kapalı mızrağın nükleotidlerini ekler, böylece yalnızca öncü mızrak sentezlenir. Babanın neşterinin 5' ucu dışarı sarkıyor. Sigma moleküllerinin (δ) oluşumu engellenir.

4 Çoğaltma çatalı tam bir turdan fazlasını tamamladıktan sonra, viskozite mızrakları halkaya kilitlenir ve enzim yeni sentezlenen ipliğe hareket eder ve döngü tekrarlanır. Bu şekilde genomik dizilime sahip bir iplik yeniden sentezlenmiş, RF'nin bir bileşeni haline gelmiş ve ön kısım (Batkovsky) açıkça ortaya çıkmıştır.

Nükleik asitler 1868 r'de açıldı. İsviçreli bilim adamı F. Mischer.
Organizmalarda, çeşitli hücre organoidlerinde - çekirdekler, mitokondri, plastidler - bulunan bir dizi nükleik asit türü vardır.
Nükleik asitlere ulaşmak DNA, i-RNA, t-RNA, r-RNA.

Deoksiribonükleik asit (DNA)

- Bir çift anti-paralel tamamlayıcı (konfigürasyona göre birbirine benzer) neşter tarafından oluşturulan, alt spirale benzeyen doğrusal bir polimer. DNA molekülünün geniş yapısı, 1953'te Amerikalı bilim adamları James Watson ve Francis Crick tarafından modellendi.
DNA monomerleri nükleotidler .
Kozhen nükleotid DNA purin (A - adenin veya G - guanin) veya pirimidin (T - timin veya C - sitozin) içerir azotlu baz, beş kömürlü çukur– deoksiriboz fosfat grubu.
Bir DNA molekülündeki nükleotidler nitrojenli bazlarla bire bir birleşerek eşleşirler tamamlayıcılık kuralları: adeninin karşısında timin, guanin karşısında ise sitozin bulunur. A – T çifti iki su bağlantısıyla bağlanır ve G – C çifti bir üçlüdür. Sulu bağın DNA moleküllerinin replikasyonu (kopyalanması) sırasında kırılırlar ve mızraklar ayrılır ve yeni bir DNA mızrağı sentezlenir. Ostіv, şeker-fosfat fazlalığının yaratılmasının DNA'sını gösteriyor.
Bir DNA molekülündeki nükleotid dizilimi şu anlama gelir: özgüllük ve bu sekans tarafından kodlanan vücuttaki proteinlerin spesifikliği. Bu diziler organizmaların deri türlerinde ve diğer bireylerde bireyseldir.
popo :
DNA nükleotidlerinin dizisi verilmiştir: CGA - TTA - CAA.
Haberci RNA (i-RNA), amino asit zincirini sentezlemek için kullanılacaktır: alanin – asparajin – valin.
Üçlülerden birinde nükleotidler değiştirildiğinde veya yeniden düzenlendiğinde, üçlü farklı bir amino asidi kodlar ve dolayısıyla bu genin kodladığı protein de değişir. Nükleotidlerin depolanmasındaki veya dizilerindeki değişikliklere denir. mutasyon .

Ribonükleik asit (RNA)

- Bir dizi nükleotidden oluşan doğrusal polimer. RNA deposunda timik nükleotidin yerini urasil (U) alır. Deri RNA nükleotidi bir pentakarbonat tsukor - riboz, dört azotlu bazdan biri ve fazla miktarda fosforik asit içerir.
RNA çekirdekte sentezlenir. Süreç denir transkripsiyon - Bu, DNA iplikçiklerindeki RNA moleküllerinin biyosentezidir; uygulamanın ilk aşaması genetik bilgi hücrelerde, DNA nükleotid dizisinin RNA'nın nükleotid dizisine "yeniden yazıldığı" bir süreçte.
RNA molekülleri, DNA iplikçiklerinden biri olarak görev yapan bir matris üzerinde oluşturulur; nükleotid dizisi, tamamlayıcılık ilkesine göre ribonükleotidlerin dahil edilme sırasını gösterir. DNA iplikçiklerinden birinden kayan RNA polimeraz, nükleotidleri matrisin gösterdiği sırayla birleştirir. RNA molekülünün oluşmasına denir transkriptler.
Bkz. RNA.
Matris ya da başka bilgi RNA. Çekirdekte RNA polimeraz enzimi aracılığıyla sentezlenir. Sentezin gerçekleştiği DNA genişlemesini tamamlayıcıdır. İşlevi, DNA'dan bilgi çıkarmak ve onu ribozomlar üzerindeki protein sentezi yerine aktarmaktır. %5 klitin RNA içerir.
Ribozomal RNA- çekirdekte sentezlenir ve ribozom deposuna girer. Klitinin RNA'sının %85'ini oluşturur.
RNA'yı aktar- Amino asitleri protein sentezi bölgesine taşır. At yaprağı şeklindedir ve 70-90 nükleotidden oluşur.

Adenozin trifosforik asit - ATP

– nitrojenli baz adenin, karbonhidrat riboz ve ikisi büyük miktarda enerji depolayan üç fazla fosforik asitten oluşan bir nükleotiddir. Fosforik asitin bir fazlası ayrıldığında 40 kJ/mol enerji açığa çıkar. ATP üretmek için bu kadar büyük miktarda enerjiyi evrensel bir cihaz kullanarak depolamak mümkündür. ATP sentezi esas olarak mitokondride gerçekleşir.

Masa. Hücrelerdeki nükleotidlerin görevleri.

Masa. DNA ve RNA'nın özellikleri aynıdır.

Temalı hazineler.

Bölüm A

A1. DNA ve RNA monomerleri
1) azotlu bazlar
2) fosfat grupları
3) amino asitler
4) nükleotidler

A2. Haberci RNA'nın işlevi:
1) savaş öncesi bilgiler
2) DNA'dan bilgi çıkarmak
3) amino asitlerin ribozomlara taşınması
4) bilgileri kaydetme

A3. İlkini tamamlayan başka bir DNA zincirini belirtin: ATT – HCC – TTG
1) UAA - TGG - AAC
3)UCC – GCC – ACG
2) TOV – TsMG – AAC
4) TOV – UGG – UUC

A4. DNA'nın iletildiği hipotezinin doğrulanması Genetik materyal klitini, servis yapın:
1) bir moleküldeki nükleotid sayısı
2) DNA bireyselliği
3) azotlu bazların kombinasyonu (A = T, G = C)
4) Gametlerde ve somatik hücrelerde DNA eşleşmesi (1:2)

A5. DNA molekülü bilgi aktarma yeteneğine sahiptir:
1) nükleotid dizisi
2) nükleotit sayısı
3) parselasyondan önce bina
4) molekülün spiralleşmesi

A6. RNA nükleotidlerinden birinin konumu doğru şekilde belirtildiğinde
1) timin – riboz – fosfat
2) urasil – deoksiriboz – fosfat
3) urasil - riboz - fosfat
4) adenin – deoksiriboz – fosfat

Bölüm B

1'DE. DNA molekülü sembollerini seçin
1) Mono-Lance molekülü
2) Nükleotid - ATUC
3) Nükleotidler – ATGC
4) Karbonhidrat - riboz
5) Karbonhidrat – deoksiriboz
6) Çoğaltma öncesi tarih

2'DE. Ökaryotik hücrelerin RNA moleküllerinin karakteristik fonksiyonlarını seçin
1) durgunluk bilgilerinin bölünmesi
2) patlama bilgisinin protein sentezi bölgesine iletilmesi
3) amino asitlerin protein sentezi bölgesine taşınması
4) DNA replikasyonunun başlatılması
5) ribozomların yapısının şekillendirilmesi
6) durgunluk bilgilerini kaydetme

Bölüm C

Z1. DNA yapısının kurulması çok az soruna izin verdi. Sizce bu keşfin sorunları nelerdi ve sonuçları nelerdi?
C2. Deponun ve yetkililerin arkasındaki nükleik asitleri doğrulayın.

Matris bir rol oynar. Neşterin çıkışından cilt üzerinde sentezlenen yeni lanset diğerinin aynısıdır. hafta sonu lantsyug. Eğer süreç biter, Dış yüzeyi bir eski (çıkış) ve bir yeni mızraktan oluşan iki özdeş alt spiral oluşturulur (Şekil 1). Bu şekilde, bir nesilden diğerine, çıktı DNA molekülünü oluşturmak için iki mızraktan yalnızca biri aktarılır; ses konservatif olmayan replikasyon mekanizması

Çoğaltma çok sayıda ardıldan oluşur. aşamalar,replikasyon kulağının noktasının tanınması, çıkış dubleksinin (spiral) çözülmesi, bu neşterlerin izole edilmiş tek tip tek aşamada olgunlaşması, üzerlerinde yeni yavru neşterlerin sentezinin başlatılması, bunların büyümesi (uzama), sarmalın bükülmesi ve sentezin sonlandırılması (tamamlanması). Meydana gelen tüm bu çoğaltma aşamaları yüksek hız kapatmak. Tam olarak 20'den fazla enzim ve proteinden oluşan bir kompleks sağlayacaktır; ses DNA replikaz sistemi veya replizom. işlev. bir kromozomun veya kromozom sonrası DNA'nın bir segmenti (bölümü) olan, replikasyonun başlangıcında bir nokta ve replikasyonun başladığı bir sonlandırma noktası ile çevrelenmiş bir damarın replikasyon birimi-kopyası Katsia kekeliyor. Çoğaltma hızı başlatma aşaması tarafından kontrol edilir. Çoğaltma, sanki başlamış gibi, replikonun tamamında hiçbir kopya (alt çoğaltma) kalmayıncaya kadar devam eder. Başlatma sıklığı karşılıklı olarak belirlenir. uzman. replikasyon noktasından düzenleyici proteinler. Bakteriyel kromozomlar bir replikonun yerini alır: birliğe başlama. replikasyonun başlangıcından tüm genomun replikasyonuna kadar. Kutanöz hücre döngüsünde replikasyon yalnızca bir kez gerçekleşir; otonom genetik olan Plazmidler ve virüsler. Replikonların etrafındaki öğeler, klitoristeki gazlı aşılamaya kadar uzanıyor. Ökaryotik. Kromozomlar (bakteriler ve mavi-yeşil algler dahil tüm organizmaların kromozomları) çok sayıda replikon içerir ve bunların derisi de bir hücre döngüsünde bir kez yoğunlaşır.

Küçük 1. Konservatif replikasyon mekanizmasının şeması: A, T, G ve C - aşırı purin ve pirimidin bazları (adenin, timin, guanin ve sitozine karşılık gelir); 1-çıkışlı DNA DNA; 2-yeni DNA DNA.

Kesi noktasından başlayarak, çıkış DNA zincirinin etrafında hareket eden çevreleyen bölgede replikasyon meydana gelir. Bu aktif çoğaltma bölgesi (çoğaltma çatalı olarak da bilinir) her iki yönde de çökebilir. DNA'nın tek yönlü replikasyonu sırasında bir replikasyon başarısız olur. Kova. Çift yönlü kopyalama durumunda, iki kopyalama, başlangıç ​​noktasından en uzun yönlerde ayrılır. çatallar; Sıvının akışkanlığı değişebilir. Bakteriyel DNA'nın replikasyonu sırasında yavru neşterin büyüme hızı buna karşılık gelir. 1 saniyede 500 ve 50 nükleotid; Roslyn'de bu değer 1 saniyede 20 nükleotidi geçmez. Protilgal düz çizgilerdeki iki görüntünün çökmesi, bir "ampul" veya "gözler" gibi göründüğü için bir döngü oluşturur. Devam eden kopyalama, “göz”ü kopyanın tamamını kapsayacak şekilde genişletir.

Çoğalmanın bir sonucu olarak Lanzug'un büyümesi her zaman etkileşim halindedir. DNA'nın önceden oluşturulmuş kısmının 3"-OH terminal nükleotidi ile deoksiribonükleosit trifosfat; bu sırada pirofosfat salınır ve fosfodiester bağı yaratılır. Polinükleotid lanjug'un büyümesi (Şekil 2) yalnızca buradan itibaren "-son," doğrudan 5" : 3 "(böl. Nükleik asitler) olacaktır. Bu reaksiyonu katalize eden enzim, DNA polimeraz (div. Polideoksiribonükleotid sentetaz), oligonükleotid bispiral bölümü (yani tohum tam zamanlı oligonükleotid) olmadığından, tek sarmallı DNA üzerinde şablon sentezine başlamaz; çoğul olarak tohum oligonükleotidi. Bazı durumlarda DNA değil RNA'dır.

Küçük 2. Replikasyon sırasında deoksiribonükleotid mızraklarının doğrudan büyümesi; kesinlikleçizgi yok - DNA çıktısı, noktalı -yeni DNA DNA (oklar gösterirbüyümelerinin doğruluğu); 1-çoğaltma. Kova.

DNA'da cildin yeni fosfodiester bağının oluşturulması için harcanan enerji, nükleosid trifosfatın a- ve b-fosfat grupları arasındaki fosfat bağının bölünmesiyle sağlanır.

DNA polimeraz, dört nükleotidin tümü için ortak olan bir nükleosid trifosfat bağlanma merkezine sahiptir. Temeli matrisin çekirdeğini tamamlayıcı olan orta nükleotidden seçim, DNA matrisinin (DNA koçanı) ilk akışını takiben kesintisiz olarak ilerler. DNA polimerazın yapısında herhangi bir mutasyon değişikliği olması durumunda, tamamlayıcı olmayan nükleotidler bir takım aşamalara dahil edilir.

Resmi DNA'nın replikasyonu sürecinde, 4 azotlu nükleotid bazının nadir tautomerik formları, 10 -4 -10 -5 homojenliği ile kısa bir saat için ortaya çıkar.Yanlış bahisler yapın. Çoğaltma doğruluğunun yüksek olması (çoğaltma doğruluğu 10 -9 olarak ayarlanmıştır), düzeltmeye (onarıma) neden olan mekanizmaların varlığından kaynaklanmaktadır.

Çoğaltma. çatal asimetriktir. Sentezlenen iki DNA zincirinden biri sürekli, diğeri aralıklı olacaktır. Perşu sv. kablolu, lider, neşter ve diğeri ayakta. Başka bir Lanzug'un sentezi daha ileri düzeydedir; Bu mızrak 3" : 5" kenarda oluşturulacak olmasına rağmen, parçalarından gelen deri 5" : 3" kenarda yuvarlak bir şekilde büyüyecektir (Şekil 3). Bu aralıklı sentez mekanizması nedeniyle, her iki anti-paralel lansetin replikasyonu, nükleotid lansetin 5": 3" düz bir çizgide büyümesini katalize eden bir DNA polimeraz enziminin katılımıyla gerçekleşir.

Küçük 3. Replikasyon sırasında DNA mızraklarının büyüme mekanizmasının şeması: A-tel mızrak, B-oluşturucu mızrak, B-Okazaki fragmanı.

Mızrak fragmanlarının sentezi için bir primer olarak, şablon DNA'yı tamamlayıcı kısa RNA fragmanlarının primer görevi gördüğü görülmektedir. Düzenli aralıklarla yaklaşık 10 nükleotidden oluşan bu RNA primerleri (primerler), yardımcı enzim RNA primerinin arkasında 5": 3" yönünde kesişen ribonükleosit trifosfatlardan oluşan bir matris üzerinde sentezlenir. Daha sonra RNA primerleri, DNA polimeraz tarafından 3" ucundan deoksinükleotidlerle uzatılır; bu, lancer, öncü fragmanın 5" ucuna eklenen RNA primerine ulaşana kadar büyümeye devam eder. Neşterin parçaları (Okazaki parçaları olarak adlandırılan) bu şekilde oluşturulur; bu, bakterilerde 1000-2000 des-oksiribonükleotit fazlası ürettiği görülmektedir; Hayvanlarda yaşamları 200 nükleotidi geçmez.

Bu tür birçok parçadan kesintisiz DNA oluşumunu sağlamak için, RNA primerini çıkarıp yerine DNA koyan özel bir DNA onarım sistemi yaratılır. Bakterilerde, RNA primeri, DNA polimerazın 5": 3" ekzonükleaz aktivitesi ile nükleotit nükleotitten çıkarılır. Bu durumda, ribonükleotid monomeri, benzer bir deoksiribonükleotid ile değiştirilir (primer, eski Lancug'da sentezlenen parçanın 3" ucu ile güçlendirildiğinden). Tüm süreç, DNA ligaz enzimi tarafından tamamlanır ve bu enzim, DNA'nın oluşumunu katalize eder. fosfodiester yeni DNA fragmanının 5 Z"-OH grubu arasında güçlü bir bağlantıdır. Bu bağlanmanın oluşturulması, pirofosfatın koenzim nikotinamid adenin dinükleotidine (bakteri hücrelerinde) bağlanmasının hidrolizi sırasında sağlanan enerjinin harcanmasını gerektirir veya ATP (hayvanlarda) ve bakteriyofajlarda).

Spiral spiralin ve boşluğun çözülmesi. Lanzyug yakınında 1 Aralık'ta yardım için çalışıyor. uzman. protein T. ses Helikazlar, replikasyondan önce ortada bulunan kısa DNA parçalarını çözer. çatalla. Enerji, iki ATP molekülünün adenozin difosfat ve fosfata hidrolizi için harcanır. Aralık ayı, ayrılan neşterlerin derisine ulaşacaktır. tamamlayıcı çiftlerin oluşumuna ve Lanzug'un tersine çevrilmesine müdahale eden DNA bağlayıcı protein molekülleri. Nükleotid dizileri kimindir?Lanczygian DNA'sı replikasyon sistemi tarafından erişilebilir görünüyor. Dr. özel. Proteinler, primazın ortaya çıkan Lanzug matrisine erişimi engellemesine yardımcı olur. Sonuç olarak primaz, DNA'ya bağlanır ve ortaya çıkan Lance fragmanları için RNA primerlerini sentezler. Yeni spirallerin oluşması için herhangi bir enerji tüketimine veya herhangi bir katılıma gerek yoktur. Enzimi “döndürür”.

Bir halka replikon durumunda (örneğin bir plazmitte) ses süreci açıklanmaktadır. q-çoğaltma. Çünkü Dairesel DNA molekülleri kendi üzerlerinde bükülmüştür (süper sarmaldır) ve kopyalama işlemi sırasında alt sarmal bükülmediğinde, sürekli olarak kendi etraflarına sarılmaya eğilimlidirler. eksen. Bunun nedeni, mızraklardan birinin kopmasına yol açan burulma gerilimidir. Daha sonra günün sonunda tek tek tekrar bir araya geleceğiz. Bu fonksiyon DNA topoizomeraz enzimini inhibe eder. O halde kopyalama aynı anda iki yerde gerçekleşir. İki kopyası var. vizyonerler (Şekil 4). Çoğaltma tamamlandıktan sonra, aynı Lance'in bir tarafından birbirine bağlanan iki Lance molekülü ortaya çıkar. Aynı bölünmeyle iki halkadan biri zamanla olgunlaşacaktır.

Küçük 4. Plazmid replikasyon mekanizmalarından biri (sembollerin beneklerdeki replikasyonu koçanı); doğrudan kopyalama akışına. Çatallar, DNA noktalı çizgisiyle yeni çizgiler açan oklarla gösterilmiştir.

Virüslerin çoğalması 99

Bakteriler teta mekanizmasını kullanarak çoğalırlar.''Ring to roll'' mekanizması temel olarak stafilokok ve streptokok plazmidleri üzerinde geliştirilmiştir.

4.8 Virüs çoğalması

Virüslerin çoğalması birkaç aşamada gerçekleşir:

1. Adsorpsiyon: Virüs, hücreyle yüzeyindeki spesifik moleküllerle temas eder: örneğin, ortomiksovirüsler ve paramiksovirüsler glikoproteinlerin yardımıyla ve adenovirüsler yardımıyla adsorbe edilir. penton lifleri. Adsorpsiyonda belirli bir kader gerçekleşir kliniform reseptörler: glikoproteinler, fosfolipitler veya glikolipitler.

Adsorpsiyon, konakçının viral membranı veya dokusuyla ilişkili antikorlar tarafından bozulabilir.

2. Adsorpsiyonun ardından penetrasyon. Bundan sonra bu viral kısmı hükümdarın vücudundan ona zarar vermeden çıkarmak artık mümkün değildir. Penetrasyon mekanizmaları:

A. Doğrudan penetrasyon: Kapsid, hücre zarının dış yüzeyinden kaybolur ve bunun yerine hücrenin ortasında kaybolur.

B. Zlittya membranlı. V. Endositoz.

3. Ruinuvannya obolonka Viral kısmı içeren endozomun ortası daima pH = 5'e kadar asitlenir. Bu nedenle endozomun zarlarında H+-ATPaz proton pompaları oluşur. Düşük pH değerleri, hidrofobik kısımlarıyla endozom zarlarıyla temas etmeye başlayan viral zarfın bileşenlerinin konformasyonunda bir değişikliğe yol açarak virüsün sitozol içine emilmesine yol açar.

4. Viral genomun replikasyonu Hücresel sentez sistemlerini virüse replikasyon ve transkripsiyona geçirmek mümkün hale gelir. Bu amaçla virüs, hücrelerin protein sentezini engeller ve poliribozomları ayrıştırır. Bazı virüsler hücre sentezini bloke ederek hızlandırır.

5. Virionların katlanması.

6. Virüslerin hücreden salınması.

A Genom replikasyonu DNA virüsleri

DNA virüslerinde, transkripsiyon ve translasyon süreçleri bağlantılı değildir (poksvirüsler hariç): transkripsiyon çekirdekte meydana gelir ve translasyon sitoplazmada meydana gelir. Viral DNA, viral proteinlerin sentezi için bir matris olan viral mRNA'nın sentezi için bir matristir. Viral DNA, farklı zamanlarda kopyalanan “erken” ve “geç” genleri yok eder.

- "Erken" genler, viral genomun replikasyonunun başlaması için gerekli olan proteinleri ve enzimleri kodlar.

- “Pizni” genleri, olgun ve toplanmış viral parçacıklarda yer alan proteinleri kodlar.

Virüslerin dsDNA'dan replikasyonu normal hücre DNA replikasyonuna benzer. Bu virüslerin çoğunun genomu çekirdeğe emilir ve burada hücre polimerazları tarafından kopyalanır ve kopyalanır. Örneğin herpes virüsleri ve papilloma virüsleri bu şekilde çoğalır. Ancak iki kusuru var:

1. Poksvirüs virionunun deri kısmı sentezlenir ve sitoplazmadan toplanır. Çekirdek bu kopyalamada görev almaz.

2. Hepatit B virüsünün genomu farklı şekilde çoğalır: sentezlenir RNA bir aracıdır ve daha sonra transkripsiyonun geri dönüşü sırasında DNA sentezlenir.

RNA şablonları.

Virüslerin ssDNA'dan replikasyonu Aynı zamanda viral DNA'nın hücre tarafından tüketildikten sonra nüfuz ettiği çekirdekte de meydana gelir. Burada viral DNA'nın tamamlayıcısı olan başka bir DNA dizisi sentezlenir. Bir anda dsDNA'nın kokusu yaratılıyor. Daha sonra her şey açıklanan mekanizmayı takip eder: protein sentezi, viral DNA'nın replikasyonu ve viryonların katlanması.

Virüslerin farklı anavatanlarındaki replikasyon uygulamaları:

1. Adenovirüsler genomlarını asimetrik olarak çoğaltır: replikasyon, ek bir protein primerinin arkasındaki mızraklardan birinin 3' ucunda başlar. Kız DNA zinciri büyüdükçe annenin DNA'larından birinin yerini alır ve başka bir anne DNA zinciriyle başka bir dubleks oluşturur. Karartma mızrağı da çoğalır ve bir çift yönlü oluşturur.

2. Herpes virüsleri, terminal tekrarları olan doğrusal bir genom içerir. Tekrarlar çekirdeğe girdikten sonra sıklıkla dışarı çıkar ve bir araya gelerek dairesel bir DNA dubleksini oluşturur. Daha sonra, “yuvarlanan halka” mekanizmasının arkasında kopyalama gerçekleşir. Viral kısım olgunlaştıkça dairesel DNA kesilir ve tekrar doğrusal hale gelir.

3. Papovavirüsler dairesel DNA üretirler ve replikasyonları teta mekanizmasıyla (simetrik ve çift yönlü) gerçekleşir.

4. Parvovirüsler tek şeritli DNA (pozitif veya negatif) üretir ve replikasyonları, farklı viral parçacıklardan gelen iki şerit (+ ve -) çift yönlü bir DNA sarmalı oluşturduğunda başlar.

5. Poxvirüsler, uçları bağlantılı olan, esansiyel olmayan DNA içerir. Sitoplazmada ortaya çıkan ara DNA replikasyonları, "baştan başa" veya "kuyruktan kuyruğa" bağlı konkatemerlerdir.

6. Hepatit B virüsleri, örneğin hepatit B virüsü, vikorista kapı transkripsiyonuçoğaltma için. Genomları kısmen Lance-dairesel DNA'dan, fazladan bir negatif Lance ve eksik bir pozitiften oluşur. Hücre içine sürüklendikten sonra pozitif neşter elde edilir ve kopyalanır. RNA transkriptleri, viral enzimlerin yardımıyla ters transkripsiyon sırasında DNA sentezi için bir şablon haline gelir.

Virüs çoğalması 101

B RNA virüslerinin genomunun replikasyonu

RNA virüsleri 4 gruba ayrılabilir (böl. küçük 71 ▼):

1. Pozitif tek sarmallı RNA'ya (ssRNA+) sahip virüsler.

2. Retrovirüsler (ssRNA türleri +).

3. Negatif tek RNA virüsleri(ssRNA-).

4. dsRNA virüsleri.

Protein biyosentezinde şablon görevi gören (mRNA'nın rolünü belirleyen) tek şeritli RNA'ya denir. pozitif RNA chi RNA+. Görünüşe göre, negatif RNA veya RNA, protein sentezinde şablon görevi görecek şekilde tasarlanmamıştır.

Virüslerin ssRNA+'dan replikasyonu . Tıpkı viral olduğu gibi ssRNA+ Konakçının hücresine batırılır, ribozomlar tarafından hemen proteine ​​aktarılır. Kapsid ve viral proteinleri kodlamıştır. RNA polimeraz. Viral ssRNA+'nın doğrudan replikasyonu iki aşamada gerçekleşir:

1. Pozitif viral ssRNA+ matrisi üzerinde tamamlayıcı bir mızrak sentezlenirnegatif RNA(ssRNA-). Bu sentez viral RNA polimeraz tarafından gerçekleştirilir.

2. Daha sonra bu negatif RNA kopyalanır ve yeni moleküller oluşturulur.pozitif ssRNA+. Katlanmış viryonun kaderini alıyorlar.

yeni Bu süreç virüslere özgüdür çünkü virüs, RNA'dan RNA'yı kopyalamaz.

SsRNA virüsünün örneği çocuk felci virüsüdür (çocuk felci virüsü). Retrovirüslerin replikasyonu. Retrovirüsler ayrıca ssRNA+'dan intikam alır. Fakat,

Diğer benzer virüslerden farklı olarak mRNA içermezler. Retrovirüslerin replikasyonu şu şekilde gerçekleşir:

1. Altınbaşak transkriptazı Kapsidinin ortasında yer alan virüs, ssRNA+ matrisinde DNA sentezler.

2. Daha sonra bu DNA, yenilerin sentezi için bir şablon görevi görür. mRNA görevi gören ve anında yeni virüsler oluşturan ssRNA+.

Retrovirüs örneği VIL'dir.

Virüslerin çoğaltılması ssRNA-. Bu virüslerin RNA'ları doğrudan proteinlere çevrilemez ve fragmanlar ribozomlar tarafından tanınmaz. Bu virüslerde replikasyon haberci RNA yardımıyla gerçekleşir. RNA transkriptazı(kapsidin ortasındadır ve hücreye nüfuz ettikten sonra viral genomla birlikte sitoplazmaya emilir):

1. RNA transkriptazı viral bir ssRNA- şablonu üzerinde ssRNA+'yı sentezler.

2. Sentezlenen ssRNA+, mRNA görevi görür ve yeni sentezlenen RNA'ların sentezi için bir şablon oluşturur. ssRNA-. Gerisi virion depolanana kadar açılacaktır.

SsRNA'lı virüslerin örnekleri arasında influenza ve sRNA virüsleri bulunur. Virüslerin dsRNA'dan replikasyonu. Bu virüslerin Dvolantsyuzhkova RNA'sı aşağıdakilerden oluşur:

RNA+ ve RNA-lanzyuglar. Çoğaltmamız bir sonraki senaryoyu takip ediyor:

1. Virüsün sitoplazmasına girdikten sonra SsRNA+ sentezi için RNA polimeraz vikoristik dsRNA (negatif lanset RNA şablon görevi görür). O halde ssRNA+ neşteri mRNA'nın rolünü gösterir. ribozomlar tarafından tercüme edilir