Вирусы иммунодефицита человека: геном
РЕТРОВИРУСЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ
| СЕМЕЙСТВО | Retraviridae | ||
| ПОДСЕМЕЙСТВО | Oncornavirinae | Spumavirinae | Lentivirinae |
| характеристика подсемейства | 4 рода (Oncornavirus A - D) онкогенных РНК-содержащих вирусов | малоизученные вирусы, вызывающие интенсивное симпластообразование в культуре клеток, которая принимает вспененный вид | вызывают медленные инфекции (типичный представитель - вирус висна/мэди овец) |
| ВИРУСЫ (инфекционные для человека) | 1. HTLV-I · Т-клеточная лимфома · миелопатия 2. HTLV-II · волосатоклеточ-ный лейкоз | инфекционность для человека окончательно не установлена | ВИЧ: · ВИЧ-1 · ВИЧ-2 |
РЕТРОВИРУСЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА СЕМЕЙСТВА
Диаметр: 90 - 120 нм.
Сложные вирусы с кубическим типом симметрии.
РНК:
· 1-цепочечная,
· плюс-нить,
· в вирионе содержатся две идентичные копии РНК, соединенные на одном конце водородными связями, ассоциированна с обратной транскриптазой.
Специфические белки:
1. gag-белки (серцевинные)
формируют антигены:
· группоспецифические
· видоспецифические (кошачий, мышинный и т.д.)
· могут включать межвидовые детерминанты.
2. pol-белок (обратная транскриптаза)
представляет собойполимеразный комплекс, обладающий тремя видами активности:
· обратной транскриптазы,
· РНК-азы,
· ДНК-зависимой ДНК-полимеразы
3. env-белки (гликопротеины суперкапсида)
формируют типоспецифические антигены
Лабораторная диагностика вызываемых ими заболеваний затруднена. Применяют методы:
1. выделения ретравирусов в культурах клеток.
2. Обнаружение вирусных антигенов или антител к ним с помощью РИФ или ИФА.
3. Обнаружение ретровирусов путем регистрации активности обратной транскриптазы.
Уникальные особенности семейства
1. Диплоидный геном.
2. Обратная транскриптаза.
3. Функция обратной транскриптазы не подвергается контролю, поэтому фермент допускает много ошибок (высокая частота мутаций структурных белков вируса).
4. Семейство сформировано по единственному признаку - наличию обратной транскриптазы. Поэтому включает самые разнообразные вирусы.
5. В клетке РНК-геном превращается в ДНК-геном, который интегрируется в хромосому клетки-хозяина.
ВИРУСЫ ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА: ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ
1. Рубеж 70 - 80-х гг. - работы Р.Галло (Нациаональный институт рака, США):
· получение культуры клеток Т-лимфоцитов - СД4 (из клона Н9, полученного из лейкозных Т-лимфоцитов) и СД8
· выделение HTLV-I (1980 г.) и HTLV-II (1982 г.) - humen T-lymphotropic virus.
2. Начало 80-х гг. -
· регистрация в США первых случаев СПИДа (последовательно: у гомосексуалистов, у больных гемофилией, у наркоманов и проституток)
· предположение Галло о том, что СПИД вызывается вирусом, близким к HTLV-I (это предположение через несколько лет было опровергнуто, но сыграло большую роль в открытии истинного возбудителя СПИДа)
3. 1983 г. -
· опубликование работы Галло о выделении HTLV-III
· Люк Монтанье (Пастеровский институт, Париж) выделил из кусочка ткани увеличенного лимфатического узла гомосексуалиста на культуре Тх (СД4) ретровирус (LAV)
4. 80-е годы - установление отличия вируса СПИДа от HTLV-I и HTLV-II (репродуцируестя, в отличие от них, только в СД4-клетках и не репродуцируется в СД8-клетках)
5. 1986 г. - возбудитель СПИДа официально получил название ВИЧ (HIV - Human Immunodeficiency Virus).
ВИРУСЫ ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА: МОРФОЛОГИЯ
Вирион имеет сферическую форму, диаметр 100 - 120 нм.
Сложный вирус, по структуре близкий другим лентивирусам.
Состоит из:
1. Суперкапсидной оболочки:
· шипы, состоящие из гликопротеина 160 (молекулярная масса в килодальтонах), который при разрезании формирует два гликопротеина: gp120 - высокоиммуногенный белок, содержащий консервативный участок, гипервариабельный участок, область, связывающую молекулу СД4; gp41 - трансмембранный белок, являющийся аналогом F-белка парамиксовирусов, а также опосредующий проникновение ВИЧ в клетки, дефицитные по СД4-молекуле
· билипидный слой
· матриксный белок (р17)
2. Сердцевины цилиндрической или конусовидной формы:
· РНК
· внутренние белки, связанные с РНК (р7 и р9)
· ферменты - обратная транскриптаза (димер из р66 и р51), эндонуклеаза (р31) и протеаза (р12)
· капсидные белки (р18 и р24).
ВИРУСЫ ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА: ГЕНОМ
Имеет сложное (в отличие от других ретровирусов) строение за счёт наличия системы регуляторных генов.
Структурные гены
1. gag (группоспецифические антигены) - кодирует внутренние и капсидные белки.
2. pol (полимераза) - кодирует обратную транскриптазу (из всех ретровирусов, у ВИЧ она наиболее активна в плане сбоев генетического кода; по последовательностям РНК изоляты ВИЧ из различных пассажей одного вируса могут различаться более чем на 20%). ОТ ВИЧ выступает как полимераза, рибонуклеаза и эндонуклеаза.
3. env (envelope, т.е. оболочка) - кодирует гликопротеины суперкапсида.
Регуляторные гены
1. tat (трансактиватор транскрипции) - кодирует белок (р16)-регулятор транскрипции, который увеличивает скорость транскрипции как структурных, так и регуляторных белков в десятки раз.
2. rev (регулятор экспрессии вирусных белков) - также кодирует белок (р19)-регулятор транскрипции, но он контролирует транскрипцию либо регуляторных, либо структурных генов. В результате такого перелючения транскрипции вместо регуляторных белков синтезируются капсидные белки, что увеличивает скорость репродукции вируса. Т.е. ген rev может обусловить переход от латентной инфекции к её активной клинической манифестации.
3. nef (отрицательный фактор экспрессии) - контролирует репродукцию ВИЧ и его переход в латентное состояние.
4. vif (фактор инфекционности вируса) - кодирует небольшой белок (р23), который активирует экспрессию вирусных генов и усиливает способность вириона отпочковываться от одной клетки и заражать другую.
5. vpr (вирусный белок r) - регулирует репликацию провирусной ДНК.
6. vpu (вирусный белок u) - регулирует тот же процесс, (его продукт - р16).
На обоих концах ДНК провируса находятся длинные концевые повторы (ДКП, LTR - long terminal repeat), состоящие из идентичных нуклеотидов. Они участвуют в регуляции экспрессии рассмотренных генов.