Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

орки фаговой частицы.

Механизм переключения транскрипции ранних, поздних и квазипоздних мРНК и, следовательно, упорядочивающий последева-

1132

III. МЕТАБОЛИЗМ

тельность синтеза белков,'необходимых для размножения бактериофага Т4, до сих пор неизвестен. Известно, однако, что происходит вирус-индуцированная модификация хозяйской РНК-полимеразы, в частности перенос аденозиндифосфорибозного остатка NAD+ на специфический аргининовый остаток ct-субъединицы РНК-полимеразы. Возможно, что такая модификация изменяет способность РНК-полимеразы узнавать промоторные последовательности ранних и поздних генов и, таким образом, регулирует переключение транскрипции с одного класса генов на другой.

По мере накопления новых молекул ДНК начинается сборка зрелых еирионов Т4. Последний содержит 36 различных структурных белков, правильная сборка которых требует участия 55 генов. Так как она идет со сравнительно высокой эффективностью in vitro, сборка Т4 служит моделью морфогенеза сложных надмолекулярных структур, например субклеточных органелл. Процесс сборки, воссозданный на основе электронной микроскопии промежуточных продуктов и исследований сборки in vitro, идет в определенной последовательности, которая направляется взаимодействием продуктов генов, т. е. белков. Общий путь состоит из трех направлений, ведущих независимо к образованию головки, хвоста и хвостовых нитей, которые затем объединяются, как показано на рис. 28.5.

Хотя вначале предполагалось, что образование зрелого вириона фага Т4 происходит практически только путем самосборки, в настоящее время ясно, что существуют и каталитические этапы. По крайней мере одна нз стадий заключается в расщеплении предшественника основного капсидного белка (?? 55 000) с образованием белка с ?? 45 000. Из 55 генов, участвующих в процессе сборки, 7 определяют неструктурные вспомогательные белки, которые каким-то образом способствуют или направляют сборку. Еще 12 генных продуктов необходимы на разных стадиях процесса сборки, но неизвестно, играют они структурную или вспомогательную роль.

После завершения сборки зрелого вириона происходит лизис клетки и высвобождение нескольких сотен фаговых частиц. Этот процесс ускоряется, в частности, фагоиндуцированным эндолизи-ном.

28.2.2. Обезьяний вирус 40

Обезьяний вирус 40 (SV40) является одним из паповавирусов, включающих также вирусы полиомы и папилломы. SV40 содержит только белок (88%) и ДНК (12%). Вирион содержит одну молекулу циклической двухнитевой ДНК размером 5100 пар оснований (?? 3,6-106). Как и другие циклические (циркулярные) ДНК, она существует в суперскрученной конформации (гл. 7). ДНК SV40

гало*

КЗ

j 20,21.22

у 23.24.31.40.66

Рис. 28.5. Сборка бактериофага Т4. Цифры показывают номера генов, необходимых для соответствующих стадий этого процесса. (Wood W., Bishop R. J., в кн.: Virus Research (С. F. Fox, W. S. Robinson, eds.), p. 303, Acad. Press, New York,

1973.)

1134

III. МЕТАБОЛИЗМ

Г

3

/ VP -

?

?

Рис. 28.6. Ход синтеза макромолекул во время продуктивной инфекции клеток' почки обезьяны вирусом SV40. ? — Т-антиген; ? — хозяйская ДНК; V — вирусная ДНК; VP — вирусное потомство; ? — ферменты. (Tooze J., Molecular Biology of Tumor Viruses, p. 306, Cold Spring Harbor, N. Y., 1973.)

окружена оболочкой, состоящей из трех белков—-VP1, VP2 и VP3, каждый из которых кодируется вирусом. Кроме того, вирусная ДНК ассоциирована с клеточными гистонами Н2А, Н2В, НЗ и Н4 (гл. 25).

Инфицирование обезьяних клеток в культуре (пермиссивный хозяин) вирусом SV40 вызывает литический цикл, приводящий к лизису клеток и высвобождению вирусного потомства. Инфицирование непермиссивного хозяина, например мышиных клеток, является абортивным, и вирусное потомство не образуется.

Последовательность событий, происходящих во время продуктивной инфекции клеток почек обезьяны вирусом SV40, показана «а рис. 28.6. Первой стадией, которая длится примерно 1 ч, являются адсорбция вируса, вхождение его в клетку в виде пиноцитоз-ного пузырька, внедрение в ядро и удаление капсидных белков (раздевание). Затем происходит транскрипция так называемых ранних генов инфицировавшей SV40 ДНК. Трансляция ранних транскриптов приводит к образованию вирусспецифического белка Т-антигена, который появляется в ядре инфицированной клетки. Функции Т-антигена неизвестны, он был идентифицирован только по иммунохимической активности. Однако Т-антиген специфически связывается с точкой начала репликации ДНК SV40 (рис. 28.7), а температурочувствительные :мутанты по ?-гену, про который из-

28. ВИРУСЫ

1135

Рис. 28.7. Карта расщепления рестрикционными эндонуклеазами ДНК SV40. Сокращения рсстрикционных нуклеаз: Hin— Hemophilus influenzae, ??? — Hemophilus parainf luenzae, ?coRI — рестрикционная нуклеаза I. Дробные цифры показывают относительное расстояние от единственного места расщепления EcoRI, условно обозначенного 0,0. Места расщепления рестрикционными нуклеазами показаны, так: НМ, Нра\ и т. д. См. также табл. 25.3. (Nathan D., Adler S. P., Brock-man W. W., Danna K. J-, Lee ?. N. H., Sack G. H., в кн.: Viru Research (C. F. Fox, W. S. Robinson, eds.), p. 61, Acad. Press, New York, 1973.)

вестно, что он необходим для вирусной репликации, образуют Т-антиген, который, как было установлено по иммунохимической активности, инактивируется при непермиссивной температуре. Во время этой ранней фазы инфекционного цикла активность некоторых хозяйских ферментов, участвующих в синтезе ДНК, увеличивается, вероятно, за счет синтеза de novo. Среди этих ферментов— ДНК-полимераза, ДНК-лигаза, тимидинкиназа и дезоксици-тидиндезаминаза. Затем происходит увеличение скорости синтеза хозяйской ДНК, и в это же время или несколько позже начинается репликация вирусной ДНК. Репликация ковалентнозамкнутой циркулярной ДНК вируса SV40 начинается в уникальной точке и

П36

III. МЕТАБОЛИЗМ

идет в обе стороны, заканчиваясь в точке, отстоящей .на 180° от точки начала репликации, что весьма похоже на полуконсервативную репликацию циркулярной хромосомы Е. coli (гл. 25).

Одновременно с началом репликации вирусной ДНК начинается трэнокрипция поздних вирусных генов, которые определяют кап-сидные белки. Нить ДНК, с которой идет транскрипция поздних генов, противоположна той, с которой идет транскрипция ранних генов. И в этом случае неизвестен механизм, регулирующий переключение от ранней к поздней транскрипции во время лнтического цикла SV40. Затем происходит сборка вирионов потомства из ДНК и капсидных белков, последующий лизис хозяйской клетки и высвобождение инфекционных вирусных частиц.

Ранее уже обсуждалось то, что инфекция вирусом SV40 иепер-миссивных клеток является абортивной. Вирус начинает инфекцию, и протекают все ранние события, описанные для литического цикла, вплоть до синтеза Т-антигена и индукции репликации хозяйской ДНК. Однако репликация вирусной ДНК не происходит и вирусное потомство не образуется. В этих условиях большая часть клеток выживает, но небольшая часть выживших клеток трансформируется и малигнизируется. Такие трансформированные клетки проявляют наследственные изменения некоторых свойств, например, растут менее упорядоченно и теряют способность к контактному торможению роста, а будучи введенными подходящему животному, вызывают опухоль. Введение животным SV40 также может вызвать опухоли.

Различные методы гибридизации нуклеиновых кислот показали, что трансформированные клетки содержат последовательность вирусной нуклеиновой кислоты, встроенную (интегрированную) в клеточный геном. Например, мышиные клетки ЗТЗ, трансформированные вирусом SV40, содержат от 1 до 15 копий вирусного генома на диплоидный набор ДНК. Присутствующая в трансформированной клетке вирусная нуклеиновая кислота экспрессируется. Так, все трансформированные клетки ЗТЗ содержат все или некоторые РНК, появляющиеся на ранних стадиях продуктивной инфекции, и, как было отмечено выше, в ядрах обнаружен Т-антиген. Хотя предполагается, что между интеграцией вирусного генома и трансформацией непермиссивных клеток имеется причинно-следственная связь, это еще не подтверждено окончательно.

Изолировано большое количество температурочувствительных мутантов вируса SV40. Эти мутанты растут и размножаются при температуре 33°С (пермиссивная температура), но не могут расти при 41 °С (непермиссинная температура). Эти температурочувстви-тельные мутанты распадаются на четыре комплементационные группы. Так, если восприимчивую клетку коинфицировать двумя температурочувствительными мутантами, у которых мутации расположены в разных генах, мутанты дополняют друг друга. Четыре

28. ВИРУСЫ

1137

гена SV40, обнаруженные с помощью такого комилементаиионного теста, кодируют Т-антиген, (А ген) и капсидные белки VP1, VP2 и VP3.

Уточненный анализ генома SV40 был проведен с использованием специфических рестрикционных эндонуклеаз (гл. 25). Расщепление SV40 ДНК этими ферментами дает дискретные, легко разделяемые фрагменты. Анализ с помощью рестрикционных нуклеаз дал детальную карту тонкой структуры хромосомы SV40, на которой каждому гену соответствует специфический фрагмент молекулы ДНК. Впоследствии, когда будет закончен анализ первичной структуры ДНК SV40, это будет увязано со специфической нуклео-тидной последовательностью*. Карта расщепления ДНК SV40 рестрикционными эндонуклеазами приведена на рис. 28.7.

28.3. Вирусы с однонитевой ДНК 28.3.1. Бактериофаг 0X174

Маленький полиэдрический вирус, инфицирующий Е. coli— 0X174, содержит однонитевую циркулярную молекулу ДНК, состоящую из 5370 нуклеотидов. Как свидетельствует комплемента-ционный анализ, описанный выше для SV40, фаг 0X174 содержит девять генов (от А до Н), большая часть которых кодирует структурные белки вируса. ДНК маленького нитевидного вируса ?13 (или fd) имеет такие же размер и структуру. Репликация ДНК 0X174 происходит путем синтеза цепи, комплементарной исходной ДНК, с помощью хозяйских ферментов (гл. 25) с образованием циркулярной замкнутой двухнитевой молекулы ДНК, называющейся RF1 (репликативная форма I). Полуконсервативная репликация р

страница 121
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 2" (8.40Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(21.10.2019)