Будова ВІЛ

Геном і білки ВІЛ пильно вивчаються з часу відкриття вірусу у 1983 р.[1][2] Сам вірус був відкритий приблизно через два роки після першого серйозного повідомлення про СНІД (в 1981).[3][4]

Структура

Будова та зображення з електронного мікроскопа віріону ВІЛ. На стадії формування (зліва) та визрілого (справа)

Будова ВІЛ дещо відрізняється від інших ретровірусів. Діаметр сферичного віріону приблизно 120 нм.

ВІЛ-1 містить дві копії одноланцюгової РНК, захищеної конічною капсидою, утвореною p24, типовим для лентівірусів. РНК складається з 9749 нуклеотидів[5]. Капсида, в свою чергу, оточена частиною клітинної мембрани, яку вірус захопив при відході від клітини, й що містить також протеїни ВІЛ відповідальні за розпізнавання клітин. Одноланцюгова РНК міцно зв'язана з протеїнами нуклеокапсиду , p6, p7 та ензимами які необхідні для дозрівання віріону (зворотна транскриптаза) та ураження клітини-господаря (інтеграза). Нуклеокапсид (p7 і p6)асоційований з РНК (приблизно 1 протеїн на 6 нуклеотидів) й захищає її від гідролізу нуклеазами. A matrix composed of an association of the viral protein p17 surrounds the capsid, ensuring the integrity of the virion particle. Також містяться в віріонні Vif, Vpr, Nef, p7 та вірусна протеаза. The envelope утворюється коли капсида відділяється від клітини й прихоплює частину клітинної мембрани. The envelope містить глікопротеїн gp120 i gp41.

Через роль в приєднанні до клітини, структура виступу утвореного gp120 та gp41, особливо важлива.

Організація Геному

Схема Геному ВІЛ та порядок розрізання поліпептидів

ВІЛ містить кілька генів, що кодують структурні білки типові для ретровірусів і кілька неструктурних («accessory») генів що є унікальними для ВІЛ. Ген gag кодує поліпептид, що потім розрізається на основні структурні протеїни. Ген pol кодує білки відповідальні за репродукцію вірусу. Інші білки відповідають за входження в клітину та збільшують репродукцію вірусу. Всі гени за винятком tev присутні у всіх відомих штамах ВІЛ.

  • gag (англ. group-specific antigen): кодує поліпротеїн Gag, що розрізається протягом матурації віріону на MA (matrix protein, p17); CA (capsid protein, p24); SP1 (spacer peptide 1, p2); NC (nucleocapsid protein, p7); SP2 (spacer peptide 2, p1) and p6.
  • env (від «envelope», конверт): кодує gp160, прекурсор gp120 і gp41, протеїни що знаходяться на вірусній оболонці (viral envelope)та відповідають за зв'язування з поверхнею клітини.
  • tev: присутній тільки у кількох штамах. Є комбінацією частин tat, env, та rev генів, кодує протеїн з деякими властивостями tat, але без активності типової для rev.
Скорочення Опис Функції
gp41 (TM, transmembrane) трансмембранний глікопротеїн масою 41 кДа Міститься на зовнішньому шарі ліпідної мембрани. Відіграє роль «якоря», для іншого білка — gp120
gp120 (SU, surface) глікопротеїн масою 120 кДа Зовнішній білок віріону. Нековалентно зв'язаний з трансмембранним білком gp41. (до одного gp41 приєднано 3 — 5 молекули gp120. Відповідає за зв'язування з CD4 рецептором. Відіграє ключову роль в проникненні вірусу в клітину.
p24 (CA, capsid) білок масою 24 кДа утворює оболонку капсида вірусу
p17 (MA, matrix) Матричний білок масою 17 кДа Порядку 2000 молекул MA утворюють шар товщиною 5 — 7 нм, між зовнішньою оболонкою та капсидою вірусу.
p7 (NC, nucleocapsid) Нуклеокапсидний білок масою 7 кДа Входить до складу віріону (~2000 молекул) утворюючи комплекс з вірусною РНК.

Структура РНК

Некодуюча частина геному ВІЛ з великою кількість «шпильок», що знаходиться на 5' кінці вірусної РНК

Геном ВІЛ містить кілька варіативно стійких (conserved) елементів вторинної структури. Зокрема 55-нуклеотидну послідовність трансактивації(TAR, trans-activating responsive) (TAR) на 5' кінці геному (не кодує протеїни) та HIV Rev response element (RRE) всередині гену env .[6][7] Роль всіх елементів вторинної структури РНК ВІЛ відома не повністю, проте вона безсумнівно відіграє важливу роль в житті та розмноженні вірусу. Наприклад, «шпильки» SL2 та SL3 розпізнаються NC(p7) частиною протеїну GAG під час зборки нових копій вірусу на внутрішній частині клітинної мемебрани.

Структуру повного геному ВІЛ-1 було нещодавно встановлено (single-nucleotide resolution).[8]

Примітки

  1. ↑ Barré-Sinoussi F, Chermann JC, Rey F та ін. (May 1983). Isolation of a T-lymphotropic retrovirus from a patient at risk for acquired immune deficiency syndrome (AIDS). Science (journal). 220 (4599): 868—71. doi:10.1126/science.6189183. PMID 6189183. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
  2. ↑ Gallo RC, Sarin PS, Gelmann EP та ін. (May 1983). Isolation of human T-cell leukemia virus in acquired immune deficiency syndrome (AIDS). Science (journal). 220 (4599): 865—7. doi:10.1126/science.6601823. PMID 6601823. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
  3. ↑ Centers for Disease Control and Prevention (5 червня 1981). Pneumocycstis Pneumonia - Los Angeles (PDF). Morbidity and Mortality Weekly Report. 30 (21): 250—2. PMID 6265753. Архів оригіналу (PDF) за 8 березня 2008. Процитовано 10 травня 2008. {{cite journal}}: Вказано більш, ніж один |author1= та |last= (довідка)
  4. ↑ Centers for Disease Control and Prevention (4 липня 1981). Kaposi's Sarcoma and Pneumocycstis Pneumonia Among Homosexual Men - New York City and California (PDF). Morbidity and Mortality Weekly Report. 30 (25): 305—8. PMID 6789108. Архів оригіналу (PDF) за 2 жовтня 2008. Процитовано 10 травня 2008. {{cite journal}}: Вказано більш, ніж один |author1= та |last= (довідка)
  5. ↑ Ratner L, Haseltine W, Patarca R та ін. (1985). Complete nucleotide sequence of the AIDS virus, HTLV-III. Nature. 313 (6000): 277—84. doi:10.1038/313277a0. PMID 2578615. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
  6. ↑ Berkhout B (January 1992). Structural features in TAR RNA of human and simian immunodeficiency viruses: a phylogenetic analysis. Nucleic Acids Res. 20 (1): 27—31. doi:10.1093/nar/20.1.27. PMC 310321. PMID 1738599.
  7. ↑ Paillart JC, Skripkin E, Ehresmann B, Ehresmann C, Marquet R (February 2002). In vitro evidence for a long range pseudoknot in the 5'-untranslated and matrix coding regions of HIV-1 genomic RNA. J. Biol. Chem. 277 (8): 5995—6004. doi:10.1074/jbc.M108972200. PMID 11744696.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  8. ↑ Watts JM, Dang KK, Gorelick RJ, Leonard CW, Bess JW, Swanstrom R, Burch CL, Weeks KM (2009). Architecture and secondary structure of an entire HIV-1 RNA genome. Nature. 460 (7256): 711—6. doi:10.1038/nature08237. PMC 2724670. PMID 19661910.

Посилання

  • Hunt R. HIV and AIDS. Human Immunodeficiency Virus and AIDS. University of South Carolina School of Medicine. Архів оригіналу за 12 липня 2013. Процитовано 6 серпня 2008.


ДНК Це незавершена стаття з генетики.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.