Məlumat

Əks transkriptaza haradan gəlir?

Əks transkriptaza haradan gəlir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən başa düşə bilmirəm ki, viruslar əks transkriptaza təmin edir, yoxsa onların RNT-si bunun koduna malikdir, yoxsa ana hüceyrə normal olaraq onu ehtiva edir. Bir çox mənbələr fermenti kimin təmin etdiyini və haradan gəldiyini izah etmədən onu təqdim edir. Göründüyü kimi, həm ana hüceyrədə, həm də viruslarda əks transkriptazadan asılı proseslər var, ona görə də cavabın yuxarıdakıların hamısını / vəziyyətdən asılı olduğunu düşünürəm?


Mən cavab yazmaq üzrəydim ki, bütün əks transkriptazalar viral genlər/zülallardır, lakin sonra vikipediya xatırlatdı ki, telomeraza texniki cəhətdən də əks transkriptazadır.

(Əsas?) sualınıza cavab vermək üçün:

Mən başa düşə bilmirəm ki, viruslar əks transkriptaza təmin edir, yoxsa onların RNT-sində bunun kodu var

Retrovirusların (demək olar ki, tərifinə görə) genomlarında əks transkriptaza kodu var. Bununla belə, onlar da viral kapsidin içərisinə yığılmış fermentə (daha doğrusu qeyri-aktiv profermentə) malikdirlər. Əks transkriptaza Pol geninin bir hissəsidir.
Bəzi başqa viruslar da var ki, onlar da tərs transkripsiyadan istifadə edirlər, lakin retrovirus deyillər - bu hallarda əmin deyiləm, lakin onların genomlarında RT olduğunu təxmin edərdim.

İndi telomeraza və retro-transpozon elementlərinə qayıdaq:

Bunlar eukaryotik genomdakı qədim genlər/elementlərdir, əsasən viral tərs transkriptazalarla eyni şeyi edir: RNT-dən DNT yaradırlar.
Retro-transpozonların, ümumiyyətlə, təkamül zamanı toplanan genomlara viral əlavələr olduğuna inanılır. Bununla birlikdə, telomeraz fermentinin də viral tərs transkriptazaları ilə ümumi bir mənşəyi var (Nakamura 1998, sonunda 2-ci rəqəmdə qənimət alın), (Witzany 2008). Bu təkamül hadisələri ilə bağlı bir şey ondan ibarətdir ki, onlar çox geriyə gedirlər, yəni eukaroytes yalnız bir şeydən inkişaf etməyə başlamışdır. İstinad etdiyim mənbələr bir çox "eukaroytic" xüsusiyyətlərin (məsələn, nüvə, RNT emalı, vezikulyar daşıma) əvvəlcə viruslardan götürüldüyünü iddia edirlər.


Qeyd etmək lazımdır ki, bütün viruslar əks transkriptaza geninə malik deyil. Bu cür genlər retrovirusların müəyyənedici xüsusiyyətidir.

Retroviruslar tək zəncirli RNT viruslarıdır. Retrovirus hüceyrəni yoluxdurduqdan sonra onun tək zəncirli RNT-ni ikiqat zəncirli DNT-yə çevirmək üçün əks transkriptazadan istifadə edir. Bu DNT-dəki genlər daha sonra köçürülür və ev sahibi hüceyrə tərəfindən yeni tərs transkriptaza və digər zülallara çevrilir. Yeni viruslar ana hüceyrə daxilində yığıldıqda, həm əks transkriptaza geni olan RNT, həm də əks transkriptaza fermentləri yeni bir virusa qablaşdırılır.

Sualınıza cavab vermək üçün: Host hüceyrələrində normal olaraq əks transkriptaz yoxdur. Virusların tərkibində həm gen, həm də ferment var.

Alberts


Tərs transkriptazın yarım əsri - ad günün mübarək!

Əks transkriptaza (RT) 50 il əvvəl Howard M. Temin, Satoshi Mitzutani [1] və David Baltimore [2] tərəfindən kəşf edilmişdir. SARS-koronavirus-2 pandemiyası səbəbindən ad günü şənliyi keçirilməyəcək. RT alimləri ilə bu hadisəni qeyd etmək üçün Cold Spring Harbourda (CSH) görüş bir il təxirə salındı. Bununla belə, bu pandemiya bizə demək olar ki, hər gün RT-ni xatırladır və onu hazırda ən vacib molekullardan birinə çevirir, çünki potensial infeksiyaları aşkar etmək üçün istifadə edilən RT-qPCR testində əsas addım kimi koronaviral RNT-nin DNT-yə əks transkripsiya edilməsi tələb olunur. Beləliklə, RT-nin 50 illik yubileyi təbriklərə və onun biliklərimizə, keçmişimizə və Şəkil 1-də ümumiləşdirilmiş gələcəyə baxışımıza verdiyi töhfə haqqında retrospektivə layiqdir.

Əks transkriptaların (RT) bir çox cəhətlərindən bəziləri. Təfərrüatlar üçün mətnə ​​baxın

RT-nin əvvəlcə biologiyada nadir bir istisna olduğu və yalnız retroviruslarla, məsələn, toyuq və siçanların leykoz virusları ilə məhdudlaşdığı düşünülürdü. Retrovirus adı RNT-dən DNT-yə gözlənilməz genetik məlumat axınına imkan verən RT-yə əsaslanır, 1970-ci ildə kəşf edildiyi zaman bunun əksi hesab olunurdu. Bundan əvvəl məlumat ötürülməsinin yalnız DNT-dən RNT-yə zülala keçdiyi düşünülürdü. Ser Francis Crick tərəfindən yaradılmış molekulyar biologiyanın Mərkəzi Doqması tərəfindən təsvir edildiyi kimi - baxmayaraq ki, bu barədə dogmatik deyildi [3]. Devid Baltimor 1970-ci illərdə bir görüş zamanı bir məruzəçi milçəklərdə RT-ni təsvir edərkən təəccübləndi - orada heç bir retrovirusun mövcud olmadığını iddia etdi. Bu, hər yerdə yayılmış RT-nin başlanğıcı idi. İndi RNT dünyasına çox diqqət yetirməklə, RT-nin adını əsla transkriptaza kimi dəyişdirmək olar, bunu heç kim etməyəcək!

Retroviruslar onkogenləri götürə və şiş virusuna çevrilə bildikləri üçün xərçəng tədqiqatları üçün diqqəti cəlb etdi. Retrovirusların toyuqlarda, siçanlarda, qoyunlarda, keçilərdə, atlarda və s.-də spesifik virusları olan çoxlu müxtəlif onurğalı sahibləri var ki, bunlar əsasən leykemiya və limfomalara səbəb olur, lakin onlar həm də anemiya və artritə səbəb ola bilər. İnsan retrovirusunu tapmaq intensiv tədqiqatların və beynəlxalq rəqabətin diqqət mərkəzində idi. Mason Pfizer Monkey virusu və digər təkliflərin səhv olduğu ortaya çıxdı. Parisdəki Pasteur İnstitutundan Luc Montagnier nəhayət 1983-cü ildə daha sonra HİV adlandırılacaq bir insan təcridini təqdim edərkən, CSH auditoriyasında birdən çox adam buna inanmadı [4]. Ancaq şübhə etməkdə səhv etdilər. R.C. Gallo 1980-ci ildə ilk insan şiş virusu HTLV-1-i kəşf etmişdir [5].

İİV, əlbəttə ki, SARS-koronavirus-2 pandemiyasının yayılması ilə çox diqqətdən kənarda qalan və ya kölgədə qalan başqa bir pandemiyaya səbəb oldu. HİV 1983-cü ildə kəşf edilmiş retrovirusdur və RT vasitəsilə təkrarlanır və yenə də RT diaqnostika üçün əsasdır və 1987-ci ildə AZT adlı dərmanın ilk hədəfi olmuşdur.

RNT şiş virusları onkogenləri daşıya bilər və ya promotorun daxil edilməsi ilə viral promotorlar, uzun terminal təkrarları (LTRs) tərəfindən aşağı axın hüceyrə genlərini aktivləşdirə bilər. Myc geni heyvanlarda kəskin və ya xroniki xəstəliyə səbəb olan hər iki mexanizmdə rol oynayır [6] və indi insan xərçəngində dərman hədəfi kimi araşdırılır. İlk görkəmli şiş retrovirusu onkogen v-src-ni təkrarlaya və daşıya bilən Rous sarkoma virusu RSV idi. Sual belə idi: onkogenlər hüceyrənin xaricindəndir, yoxsa içəridən? A Təbiət Mayk Bişop və San-Fransiskodakı iş yoldaşlarının 1971-ci ildə Tübingendəki Maks Plank Virusologiya İnstitutunda hər yerdə, hətta fillərdə belə mövcud olan onkogeni təsvir edən və xərçənglə heç bir əlaqəsi olmayan ilkin çap. Bu tapmacanın cavabı onkogenin mövcud texnologiyalarla hüceyrə genləri, "protoonkogenlər" ilə eyni görünməsi idi. Ancaq xərçəngdə mutasiyaya uğradı, eyni deyildi. Mayk Bişop və Harold Varmus 1989-cu ildə onkogenləri kəşf etdikləri üçün Nobel Mükafatını aldılar.

Harold Varmus, SARS-koronavirus qorxusu ilə indi ehtiyac halına gəlməzdən 50 il əvvəl təkcə xərçəng araşdırmalarında deyil, velosiped sürməkdə də qabaqcıl olan Londondan velosipedini Avropanın yarısında belə ağır yağışda sürərək onkogenlər üzrə Avropa Şiş Virusu Görüşlərinə qatıldı. İctimai nəqliyyatda 2 infeksiya.

Uzun illər əvvəl, təxminən 1970-ci illərdə, CSH iclaslarından birində endogen retrovirus daşıyan sağlam bir toyuq göstərən bir slayd proqnozlaşdırıldı. Bu sürpriz oldu, çünki hamı xəstə toyuq gözləyirdi, amma bu tamamilə normal görünürdü. Endogen viruslar siçanlarda da tapılmış və sonradan bir çox növdə endogen viruslar olduğu müəyyən edilmişdir. Bu, Erik Lander və bir çox digər müəlliflər və qruplar tərəfindən retrovirusların - insan genomunun ardıcıllığına dair ən möhtəşəm məqalənin nəşri ilə nəticələndi [7]. Bu, retrovirusların və retrovirusa bənzər elementlərin insan və digər məməlilərin genomlarında bu gün də demək olar ki, 50%-ə qədər, bəzi genomlarda isə 80%-ə qədər yerləşdiyini ortaya qoydu [8]. Bu, konsensus əcdad ardıcıllığını çıxarmağa imkan verən onlarla mutasiyaya uğramış ardıcıllıqdan insan genomundan rekonstruksiya edilmiş “Feniks” retrovirusunun təcrid olunması ilə sübut edilmişdir. Toxuma kulturası hüceyrələrinə köçürülmüş DNT nüsxəsi elektron mikroskopiya ilə aşkar edilən replikasiya edən retrovirus Phoenix-i əmələ gətirdi. 5 milyon illik yuxu rejimindən sonra virus yenidən “həyata” qaytarıldı [9]. Biz keçmiş infeksiyalardan Feniks virusunun ardıcıllığını genomumuzda saxlayırıq, lakin onun laboratoriyada bu yaxınlarda dirilməsi potensial təhlükə kimi heç kəsi narahat etmirdi!

Retrovirus insan təkamülünün xeyrinə mühüm yeni məlumat verdi: anaların öz inkişaf etməkdə olan embrionlarından immun rədd edilməsinin qarşısının alınması. Yumurta qabıqları və kenquru kisələri insan endogen retrovirusunun HERV-W əcdadının zərf zülalının bir bölgəsini kodlayan DNT parçası ilə köhnəlmişdir [10]. Mexanizm QİÇS-in immun supressiyası ilə sıx bağlıdır və HİV-in gp41 birləşmə zülalında olan peptid ardıcıllığına əsaslanır. İnsanların və bir neçə digər dişi məməlilərin əcdadlarının plasentasındakı hüceyrələr 25-40 milyon il əvvəl müstəqil şəkildə yoluxmuşlar.

Endogen viruslar ekzogen viruslardan qoruya bilir. Bu toxunulmazlıq Avstraliyada koalalarda müşahidə edilən real vaxtda endogenləşmə prosesində göstərilib. Onlar avtomobil qəzaları və ya yanğınlar kimi amillərlə təhdid edildi və əhalinin bir adada sağalmasına imkan vermək üçün nəzarətə götürüldü. Bura gözlənildiyi qədər təhlükəsiz yer deyildi, çünki Gibbon meymunu leykoz virusu orada məskunlaşıb və bir çox koalaları öldürüb. Onlardan bəziləri sağ qaldı və virus onların mikrob xəttinə daxil olduğu üçün immunitetə ​​sahib oldular. Bu, elm adamlarına real vaxt rejimində endogenləşmənin belə bir təkamül hadisəsini izləməyə imkan verdi [11]. Koalalarda endogenləşmə 100 il, təxminən 10 nəsil çəkdi. HİV-in insan germ hüceyrə genomlarına endogenləşməsi və onların nəslini superinfeksiyaya qarşı müdafiə etməsi nə qədər davam edəcək? İnfeksiya mümkün görünür və beləliklə də endogenləşmə? On koala nəsli insanlar üçün 250 ilə uyğun ola bilər - bu, gözləmək üçün çox uzun müddətdir!

Ekzogen viruslara qarşı endogen virusların bu müdafiəsi, bakteriyaların faglara qarşı müdafiə kimi təkamül etdiyi bir yanaşmadan fərqli deyil. İstila edən bir bakterial virusun/faqın DNT fraqmenti palindromik ardıcıllıqlar daxilində “boşluq” kimi yaddaş kimi saxlanılır. Onun RNT transkripti işğalçı yeni faqın DNT genomunu ardıcıllıq homologiyasına görə tanıyır və onun molekulyar qayçı ilə məhv edilməsinə gətirib çıxarır, CRISPR/Cas effekti [12] ki, bu il kimya üzrə Noble Mükafatı qazandı.

Bakteriyalar retroelementlərdən çoxlu RT-ləri saxlayır. Bu RT-lərdən biri yüksək mutagendir və adaptiv immun reaksiya ilə paylaşılan bir xüsusiyyət olan zülal ardıcıllığının hipervariasiyasını təşviq etməklə təkamülü sürətləndirir. Bu, ekoloji stresə uyğunlaşmaq üçün bakterial və fag qarşılıqlı təsirinin genişlənmiş tropizminə gətirib çıxarır. Bu RT-ni daşıyan ardıcıllıqlar DGR, müxtəliflik yaradan retroelementlər adlanır [13]. Onlar geniş spektrli faqlar yaratmağa kömək edə bilər. Bakteriyalarda başqa bir çaşdırıcı RT Hovard Teminin artıq fərq etdiyi [15] budaqlanmış təkzəncirli RNT/DNT strukturlarından [14] ibarət olan retronlara aiddir. O, RNT-dən DNT-yə qədər konservləşdirilmiş təkamül aralıq məhsuluna bənzəyir. Bakterial RT-lər həmçinin katalitik RNT-lərə (II qrup intronlar) bağlana bilir [16]. Onlar həmçinin iki dünya arasında əlaqə kimi RT ilə RNT-dən DNT dünyasına keçid aralıq maddələrinə bənzəyirlər [17] RT-ni təkamülün əsas sürücüsünə çevirir.

RT-nin daha bir qohumu var. CSH Laboratoriyasına həmçinin 2009-cu ildə Cek Szostak ilə birlikdə Nobel mükafatı almış CSH-nin tez-tez qonaqları olan Elizabeth Blackburn və Carol Greider tərəfindən təsvir edilən telomerik RT olan TERT bağlıdır. TERT embrion toxumasında və kök hüceyrələrində xromosom uclarını uzadır və uzunömürlülüyünə uyğun gələn xərçəng hüceyrələrində aktivdir [18]. Digər RT-lərdən fərqli olaraq, RNaz H iştirak etmir, çünki RNT telomerik DNT-nin təkrar nüsxələri üçün şablon kimi lazımdır. Xətti xromosomlar TERT və onun sabit psevdoknot RNT strukturu ilə təmin edilən qısalmaya qarşı uclarının qorunmasına ehtiyac duyur. TERT-nin endonükleazını itirmiş LTR olmayan retrotranspozonlarla əlaqəli olduğu təklif edilmişdir [19]. Bu, kodlaşdırılmayan psevdoknot strukturlu RNT və RT fermentindən ibarət ribonukleoprotein olan ən qədim əcdad RT xəbərçisidir, yoxsa mənşəyi intronlardır?

Nəhayət, biz Barbara McClintock-a köçürmə və yapışdırma mexanizmi ilə retrotranspozonları ehtiva edən mobil genetik elementləri kəşf etdiyinə görə pərəstiş edirik. Onun irsi tədqiqatçıları genomik təkamülün və adaptiv proseslərin bu görkəmli gücünü öyrənməklə məşğul olmağa davam edəcək və gələcək CSH görüşlərinə töhfə verəcək.

Bu xatırlama, RT-lərin təbiətdə və təkamül zamanı nə qədər geniş olduğunu və nə qədər açıq sualın hələ də əlavə təhlili gözlədiyini göstərdi.

Bir dəstə çiçək gözəl bir ad günü sürprizi edir, buna görə də bu icmalın sonunda RT ilə əlaqəli bitkilərdə görünən iki hadisəni müzakirə edirik. Birincisi, mavi rəngə cavabdeh olan genin susdurulması nəticəsində yaranan petunyaların ağ nümunəsidir. Səssizləşdirmə retrovirus RT və RNase H fermentləri ilə struktur olaraq əlaqəli olan Argonaute zülallarının PAZ və PIWI domenlərindən asılıdır. Onlar antiviral immun müdafiə kimi təkamül etdiyi güman edilən RNT-nin səbəb olduğu susdurucu kompleks RISC-nin komponentləridir. Bunun əksinə olaraq, qərənfil ləçəklərinin ətrafındakı ağ kənarları viruslar törədir, onlardan biri qərənfillərin viroidi CarSVd (Carnation Small Viroid), digəri isə bitki pararetrovirusudur. Onun RT, DNT rekombinasiyasına imkan verən viroiddən homoloji DNT yaratmağa kömək edir [20]. Beləliklə, bu viroid, ehtimal ki, təmin edilmiş RT-dən istifadə edir tərəfindən trans rəngli naxışlara səbəb olan gül kələm mozaika virusu kimi bir bitki pararetrovirusu.

Susdurulmuş petunyalar və rəngarəng qərənfillərdən ibarət gül buketi RT-nin ad günü münasibətilə təbrikdir, bununla da çiçəklərin gözəlliyi RT-lərə bağlıdır (şək. 2).


Əks transkriptaza fermentinin rolu nədir?

Əks transkriptaza, həmçinin RNT yönümlü DNT polimeraza adlanır, an ferment kataliz edən retrovirusların genetik materialından kodlanır transkripsiya retrovirus RNT-nin (ribonuklein turşusu) DNT-yə (dezoksiribonuklein turşusu).

Bundan əlavə, əks transkriptaza nədir və biotexnologiyada niyə vacibdir? Bir RNT şablonunu DNT-yə köçürən, adi istiqamətin əksinə olaraq DNT-yə məlumat axını təmin edən bir ferment. Əks transkriptaza birincini tamamlayan ikinci DNT zəncirinin sintezini katalizləyir.

Bundan əlavə, alimlər üçün əks transkriptaza nəyə lazımdır?

The əks transkriptaza RNT şablon molekullarının DNT cüt spiralına çevrilməsini kataliz edir və molekulyar biologiya tədqiqatı üçün çox faydalı bir vasitədir.

Retroviruslara nə üçün əks transkriptaza lazımdır?

Retroviruslar istifadə edin əks transkriptaza onların tək zəncirli RNT-ni cüt zəncirli DNT-yə çevirmək. O edir İnsan hüceyrələrinin və digər ali həyat formalarının hüceyrələrinin genomunu saxlayan DNT. Bir dəfə RNT-dən DNT-yə, viral DNT-yə çevrildi bacarmaq yoluxmuş hüceyrələrin genomuna inteqrasiya oluna bilər.


Yara şişi xəstəliyi

D Mümkün İnteqrasiya edilmiş Tumorigenik DNT Geni vasitəsilə birbaşa yanaşma

Ters transkriptaza təsiri ilə şişin yaranması və şiş törədən DNT məhsulunun ev sahibi genomuna inteqrasiyası çətin görünsə də, bu ehtimal sınaqdan keçirilə bilər. Bu, etiketli WTV transkriptlərinin şişlərdən və şiş olmayan toxumalardan ana bitki DNT-si ilə bağlanması imkanı təmin etməklə yanaşmaq olar. İnteqrasiya edilmiş DNT şiş geninin əldə edildiyi viral transkriptlə bağlanması gözlənilir. Bunun psevdofloem kimi şişin şiş hüceyrələrində baş verməsi gözlənilir, lakin sağlam görünən hüceyrələrdə, məsələn, kök şişləri tez-tez əhatə edən kortikal hüceyrələrdə deyil. DNT-də yoluxmuş həşərat vektorlarından və ya sağlam bitkilərdən gözlənilməzdi. Bu fərziyyəyə uyğun olaraq müsbət nəticələr, oxşar nəticələrin gözlənilə biləcəyi digər fitoreoviruslar tərəfindən ot növlərində əmələ gələn bir neçə öd xəstəliklərinin araşdırılmasına layiq ola bilər. Digər tərəfdən, düyü cırtdan virusu ilə bağlı mənfi nəticələr gözlənilir.


Əks Transkriptaza: İkiqat zəncirli DNT-nin yaradılması prosesi (diaqramla)

İlkin məlumat virusologiyada tütün mozaika virusunun (TMV) tədqiqindən əldə edilmişdir ki, yalnız RNT genetik material kimi çıxış edə bilər, yoluxa bilər, tam virus yarada bilər və nəhayət replikaların təcrid edilməsi.

Bunun ardınca 1968-ci ildə Weismann və Avqust tərəfindən ikiqat zəncirli RNT dəlilləri gəldi. Əks transkripsiya tək zəncirli RNT (ribonuklein turşusu) şablonundan ikiqat zəncirli DNT (dezoksiribonuklein turşusu) molekulunun yaradılması prosesidir. Transkripsiyaya əks və ya əks istiqamətdə hərəkət etdiyi üçün əks transkripsiya adlanır.

Bu fikir əvvəlcə çox populyar deyildi, çünki o, DNT-nin RNT-yə transkripsiya edildiyini və sonra zülallara çevrildiyini bildirən molekulyar biologiyanın mərkəzi dogmasına zidd idi. Lakin 1970-ci ildə Madisonda Mizutani və Hovard Temin və MIT-də David Baltimor ABŞ-da əks transkripsiyaya cavabdeh olan, əks transkriptaza adlı fermenti kəşf etdikdə, genetik məlumatın əks şəkildə ötürülməsi ehtimalı nəhayət qəbul edildi (Şəkil 13.13). ).

Retroviruslar da adlandırılan ssRNA-RT VI sinif virusları, DNT aralıq məhsulu olan RNT-ni əks transkripsiya edən viruslardır. Onların genomları 5'li qapaqlı və 3'poliadenilləşmiş quyruğu olan iki müsbət mənalı tək zəncirli RNT molekulundan ibarətdir. Retroviruslara misal olaraq İnsan İmmunçatışmazlığı Virusu (HİV) və İnsan T-limfotrop virusu (HTLV) daxildir. Viruslar hüceyrəyə daxil olduqdan və örtüldükdən sonra genom əks şəkildə ikiqat zəncirli DNT-yə köçürülür, bu da ev sahibi hüceyrəyə daxil edilə və sonra ifadə edilə bilər.

Əks transkriptaza fermenti tərəfindən tərs transkripsiya bir sıra addımlarla baş verir:

1. Xüsusi hüceyrəli tRNT primer rolunu oynayır və virus genomunun primerin bağlanma yeri və ya PBS adlanan tamamlayıcı hissəsinə hibridləşir.

2. Tamamlayıcı DNT daha sonra viral RNT-nin U5 (kodlaşdırılmayan bölgə) və R bölgəsi (RNT molekulunun hər iki ucunda olan birbaşa təkrar) ilə birləşir.

3. RNAse H adlı tərs transkriptaza fermenti üzərindəki domen U5 və R bölgəsini çıxaran RNT-nin 5-ci ucunu deqradasiya edir.

4. Primer daha sonra viral genomun 3' ucuna ‘tullanır’ və yeni sintez edilmiş DNT zəncirləri RNT-də tamamlayıcı R bölgəsinə hibridləşir.

5. Komplementar DNT-nin (cDNT) birinci zəncirinin uzanması və virus RNT-nin əksəriyyəti RNTaz H tərəfindən parçalanır.

6. Tel tamamlandıqdan sonra viral RNT-dən ikinci zəncir sintezi başlayır.

7. Daha sonra ikinci zəncirdən gələn PBS-nin birinci zəncirdəki tamamlayıcı PBS ilə hibridləşdiyi başqa bir ‘jump’ var.

8. Hər iki zəncir daha da uzanır və inteqraza fermenti ilə ev sahibinin genomuna daxil edilə bilər. Belə yaradılan DNT dupleksi virus infeksiyası prosesinin qalan hissəsini istiqamətləndirir (dərhal liziz olur və ya host genomuna inteqrasiya olunur və hərəkətsiz qalır) (Şəkil 13.14).

Digər DNT və RNT polimerazaları kimi, RT polinükleotidləri 5-3- istiqamətində sintez edir. DNT polimeraza bənzər bir primer tələb edir. Burada primer, istehsal olunduğu ana hüceyrədən virion tərəfindən tutulan bir tRNT molekuludur. tRNT-nin 3′ ucu DNT sintezinin başladığı yerdə viral şablonla birləşir və onun sərbəst 3′-OH deoksinukleotidləri qəbul edir.

Bu ferment üç növ ferment fəaliyyətinə malikdir:

1. RNT yönümlü DNT polimeraza, buna görə də RT adlanır.

2. RNTaz H aktivliyi, RNT-DNT hibridində RNT-ni parçalayır.

3. DNT yönümlü DNT polimeraza.

Ferment 66kDa və 51kDa subunitlərdən ibarət heterodimerdir. İki polipeptid eyni N-terminal ardıcıllığına malikdir və bu, 51 kDa vahidinin 66 kDa vahidindən ayrıldığını göstərir. 66kDa monomer Klenow fraqment strukturunda olanlara funksional olaraq analoq olan müəyyən edilə bilən ‘finger’, ‘palm’ və ‘thumb’ komponentlərinə malikdir.

66 kDa və 51 kDa monomerlərin interfeysi polimerazanın aktiv yerindən RNaseH aktiv sahəsinə keçid təmin edir və RNT primer şablon zəncirinin kopyalandıqdan sonra birbaşa məhv edilməsinə imkan verir (Şəkil 13.15).

İki zəncirli DNT molekulu olan RT kompleksində polimerazanın aktiv sahəsinə yaxın olan DNT A-formasında, qalan hissəsi isə normal B-formasındadır. 51 kDa monomer həm də ilkin DNT sintezini təmin edən lizin-tRNT üçün bağlanma yeri təmin edə bilər. HİV RT böyük klinik əhəmiyyətə malikdir, çünki o, HİV-in təkrarlanması və infeksiyasına cavabdehdir. HİV RT polimerləşmiş 1 baza /2000-4000 nukleotid nisbətində uyğunsuzluq bazası xətası yaradır. Bu o deməkdir ki, virus sürətlə dəyişir, peyvəndin hazırlanması çətin bir işdir.


İstinadlar

Alexandersen S, Chamings A, Bhatta TR. 2020. Diaqnostik nümunələrdə SARS-CoV-2 genomik və subgenomik RNT-lər aktiv replikasiyanın göstəricisi deyil. Nat Commun. 11(1):6059.

Boldoq I, Albrecht T, Porter DD. 2011. Davamlı Viral İnfeksiyalar. In: Baron S, redaktor. Tibbi Mikrobiologiya. Galveston (TX): Galvestondakı Texas Universiteti Tibb Bölməsi.

Cohen JI. 2020. Herpesvirus gecikməsi. J Clin İnvest. 130(7):3361–3369.

Feschotte C, Gilbert C. 2012. Endogen viruslar: viral təkamül və ev sahibi biologiyasına təsir haqqında anlayışlar. Nat Rev Genet. 13(4):283–296.

Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR, Rall GF, Skalka AM. 2015. Virologiyanın Prinsipləri: 2 Cild dəsti - Bundle. 4-cü nəşr. Vaşinqton, D.C., DC: Amerika Mikrobiologiya Cəmiyyəti.

Hilleman MR. 2004. Kəskin və davamlı viral infeksiyalarda ev sahibi və patogenin sağ qalması üçün strategiya və mexanizmlər. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 Əlavə 2(Əlavə 2):14560–14566.

Hwang B, Lee JH, Bang D. 2018. Tək hüceyrəli RNT ardıcıllığı texnologiyaları və bioinformatika boru kəmərləri. Exp Mol Med. 50(8):96.

Lodish H, Berk A, Kaiser C, Krieger M, Bretscher A, Ploegh H, Amon A, Martin K. Molekulyar hüceyrə biologiyası. 8-ci nəşr. Nyu York: W.H. Freeman 2016

Lubinski JM, Jiang M, Hook L, Chang Y, Sarver C, Mastellos D, Lambris JD, Cohen GH, Eisenberg RJ, Friedman HM. 2002. Herpes simplex virusu tip 1 antikor və komplementin in vivo təsirindən yayınır. J Virol. 76(18):9232–9241.

Perlman S, Dandekar AA. 2005. Koronavirus infeksiyalarının immunopatogenezi: SARS üçün təsirlər. Nat Rev İmmunol. 5(12):917–927.

Saqan standartı: Fövqəladə iddialar fövqəladə sübut tələb edir. Effectiviology.com. [16 dekabr 2020-ci ildə əldə edilib]. https://effectiviology.com/sagan-standard-extraordinary-claims-require-extraordinary-evidence/.

V’kovski P, Kratzel A, Steiner S, Stalder H, Thiel V. 2020. Koronavirus biologiyası və təkrarlanması: SARS-CoV-2 üçün təsirlər. Nat Rev Mikrobiol. doi: 10.1038/s41579-020-00468-6. http://dx.doi.org/10.1038/s41579-020-00468-6.

Wiedemann A, Foucat E, Hocini H, Lefebvre C, Hejblum BP, Durand M, Krüger M, Keita AK, Ayouba A, Mély S, et al. 2020. Ebola virusundan sağ qalanlarda uzunmüddətli ağır immun disfunksiya. Nat Commun. 11(1):3730.

Younesi V, Nikzamir H, Yousefi M, Khoshnoodi J, Arjmand M, Rabbani H, Shokri F. 2010. Epstein Barr virusu TLR7/8 və TLR9 agonistlərinin stimullaşdırıcı təsirini maneə törədir, lakin insan B limfositlərində CD40 liqandını deyil: TLR stimullaşdırılmasının qarşısını alır. EBV tərəfindən. Mikrobiol immunol. 54(9):534–541.


2-ci hissə: Genişləndirilmiş Nəşr: Əks Transkriptazanın Kəşf edilməsi

00:00:1420 Salam.
00:00:1520 Mən David Baltimoreyəm.
00:00:1620 Mən Kaliforniya Texnologiya İnstitutunda professoram -- Caltech.
00:00:2302 Mən viruslar haqqında danışmaq üçün buradayam.
00:00:2516 Mən 50+ ildir ki, viruslar üzərində işləmişəm.
00:00:3014 Mən onları cazibədar hesab edirəm.
00:00:3420 Və mən HİV üzərində cəmləşəcəyəm, çünki bu, insanların çoxunun bildiyi virusdur.
00:00:4114 Və əlbəttə ki, 20-ci və 21-ci əsrin bəlasıdır.
00:00:4706 Beləliklə, mən virusları canlı dünyanın ayrı bir krallığı adlandırıram.
00:00:5112 Onlar həqiqətən bir krallıq deyillər, lakin onlar hər hansı digər orqanizmdən o qədər fərqlidirlər ki,
00:00:5713 onlar çox ayrı hesab edilməlidir.
00:00:5927 Onlar son dərəcə kiçikdirlər.
00:01:0200 Onlar yalnız canlı hüceyrələrə nüfuz edərək və onları başqa istiqamətə yönəltməklə özlərini təkrarlaya bilərlər.
00:01:0924 Hüceyrələrin virusun genetikası tərəfindən diktə edilən sonlara doğru fəaliyyəti.
00:01:1617 Və beləliklə, onlar məcburi hüceyrə parazitləridir.
00:01:2017 Viruslar yalnız hüceyrələrdə bir dəfə mövcud ola bilər. hüceyrələr təkamül etdikdən sonra mövcud ola bilər.
00:01:2818 Bioloji dünyanın qalan hissəsində onların genetik materialı olaraq RNT və ya DNT ola bilər
00:01:3409 DNT istifadə edir.
00:01:3803 Və onlar hər cür hüceyrədə böyüyə bilər: heyvan hüceyrələrində, bakteriyalarda, bitkilərdə.
00:01:4527 Və onların bir çoxunun RNT virusları olması faktı onların artıq qaldığını göstərir.
00:01:5220 Bu gün bildiyimiz dünyanın təkamülündə vasitəçi olan RNT dünyası,
00:02:0016 həm DNT, həm də RNT-yə əsaslanır.
00:02:0418 Molekulyar biologiyanın mərkəzi dogması 1950-ci illərdən bəri dəyişməyib.
00:02:1208 ilk dəfə Francis Crick tərəfindən elan edilmişdir.
00:02:1803 Və odur ki, DNT özünü çoxalda bilər, RNT-yə transkripsiya edilə bilər və RNT
00:02:2421 öz növbəsində zülal hazırlamaq üçün şablon ola bilər.
00:02:2812 Və zülal həyatı işlədən şeydir.
00:02:3204 Bütün hüceyrələrimiz zülallardan qurulub.
00:02:3415 Həyatımızın bütün hadisələri zülallar tərəfindən müəyyən edilir.
00:02:4113 1970-ci ildə mən bir virus üzərində işləyirdim və bir kəşf etmək şansım oldu ki,
00:02:4724 mərkəzi dogmanı bir az dəyişdi.
00:02:5126 Biz əks transkripsiyanı kəşf etdik: DNT-yə səbəb olan RNT.
00:02:5918 Və bu əks transkripsiya əslində çox böyük miqdarda DNT yaradır
00:03:0904 bizdən və ən yüksək orqanizmlərdən.
00:03:1215 Əks transkripsiyanın kəşfi məntiq haqqında anlayışımızı doldurdu.
00:03:1827 viruslar necə çoxalır.
00:03:2210 İcazə verin, məntiqi ən vacib məhsula diqqət yetirərək təsvir edim.
00:03:2905 messenger RNT olan bir virus infeksiyası zamanı hazırlanmışdır.
00:03:3405 Messenger RNT proteini kodlayır.
00:03:3714 Və bu zülallar, indi viral zülallar, bir hüceyrəni ələ keçirə bilər, daha çox virus hissəcikləri yarada bilər.
00:03:4701 Onlar virus infeksiyası prosesinin mahiyyətidir.
00:03:5205 Və beləliklə,. nuklein turşusu, virusun DNT və ya RNT-si təlimatları saxlayır
00:04:0006 bu zülalları hazırlamaq üçün.
00:04:0212 Və sual budur ki, bu təlimatlar zülal hazırlamaq üçün necə əldə edilir?
00:04:0804 Və təlimatların tam olaraq necə olmasından asılı olaraq bunun baş verə biləcəyi altı yol var
00:04:1511 ötürülür.
00:04:1800 Və bu altı yol bir virus sinfini başqa bir virus sinfindən ayırır.
00:04:2502 Beləliklə, ən sadə, sadə olanlar cüt iplikli DNT viruslarıdır,
00:04:3112 I sinif virusları.
00:04:3419 Bunlar sadəcə olaraq normal hüceyrələrimizdə messenger RNT-ni etdiyimiz kimi messenger RNT-ni yaradırlar,
00:04:4203 çünki biz irsi material olaraq ikiqat iplikli DNT daşıyırıq.
00:04:4721 Sonra tək iplikli DNT virusları var.
00:04:5011 Onlar ikiqat ipə çevrilməlidirlər -- bunlar II sinif viruslarıdır -- və sonra
00:04:5524 Onlar messenger RNT yarada bilərlər.
00:04:5812 Və sonra onlar yenə də o tək ipləri düzəltməli, genetik materialı
00:05:0228 o viruslar.
00:05:0408 Sonra RNT virusları var.
00:05:0711 İki zəncirli DNT viruslarına çox bənzəyən cüt zəncirli RNT virusları var.
00:05:1226 RNT istisna olmaqla.
00:05:1515 Və onlar iki telli RNT-dən xəbərçi RNT yaradırlar.
00:05:2010 İki növ tək iplikli RNT virusları var.
00:05:2402 Onlar ya genetik materialın artı strand dediyimiz hiss ipini daşıya bilərlər,
00:05:3314 bu halda onlar zülalları sadəcə hüceyrəyə yerləşdirməklə kodlaya bilərlər.
00:05:4021 Yaxud onlar V sinif viruslarında mənfi ipi, tamamlayıcı ipi daşıya bilərlər.
00:05:4706 Bu, artı bir ipə kopyalanana qədər mənasızdır.
00:05:5204 Və buna görə də zülal hazırlamadan əvvəl onun kopyalanması lazımdır.
00:05:5720 Və virus hissəciyi bunun üçün bir polimeraz daşımalıdır.
00:06:0328 Və sonra bir RNT-nin virus tərəfindən daşındığı əks transkripsiya prosesi var,
00:06:0821 amma bu. əvvəlcə tək zəncirli DNT-yə, sonra iki zəncirli DNT-yə kopyalanır və sonra
00:06:1419 messenger RNT etmək üçün şablondur.
00:06:1728 Beləliklə, bu, bizə altı müxtəlif növ virus verir.
00:06:2122 Mən onlara zəng edirəm. Baltimor təsnifatı adlanır, çünki biz onu ilk dəfə 1970-ci ildə elan etmişik.
00:06:3213 və bir çox dərsliklər ondan təşkilatlanma yolu kimi istifadə edirlər. viruslar haqqında düşünürəm.
00:06:3726 Və. lakin bu, həqiqətən təsnifat deyil.
00:06:4206 Bu, virusların genetik məlumatı idarə etmə tərzinə necə uyğun gəldiyinin ifadəsidir.
00:06:4922 mərkəzi dogmanın ehtiyaclarına.
00:06:5204 İndi neçə virus var?
00:06:5501 Saysız-hesabsız viruslar var.
00:06:5810 Heyvanlar aləmindəki hər bir heyvanın, hər bakteriyanın öz virus dəsti var.
00:07:0326 Öz virus dəsti.
00:07:0604 Şübhəsiz ki, bir-birindən asanlıqla fərqlənən bir milyon virus var.
00:07:1213 və bundan daha yüksək olan çoxlu hesablamalar edilmişdir.
00:07:1809 Viruslar yalnız hüceyrələrin içərisində böyüyə bildiyi üçün hüceyrəyə daxil olmalıdırlar.
00:07:2322 Amma onlar ora daxil olduqdan sonra çox tez hüceyrəni ələ keçirə bilərlər.
00:07:2822 Bəzi viruslar, xüsusən də bakteriya, yalnız 20 və ya 30 dəqiqəlik bir həyat dövrünə malikdir.
00:07:3701 Və hətta məməli virusları özlərinin çoxlu sayda surətlərini çıxarmaq üçün yalnız bir neçə saat çəkir.
00:07:4618 Onlar yalnız bir orqanizmdən digərinə keçdikdə yaşamağa davam edə bilərlər, çünki,
00:07:5210 məcburi parazitlər, onlar dünyada öz başlarına yaşaya bilməzlər.
00:07:5717 Və beləliklə, hər virus bir ötürmə hekayəsidir.
00:08:0205 Biz bilirik ki, insanlarda ötürülmə asqırma və ya səthə toxunma ilə ola bilər.
00:08:0814 xəstə bir şəxs toxundu.
00:08:1109 Ancaq pişiklər üçün ötürülmə fərqlidir, həşəratlar üçün ötürülmə fərqlidir,
00:08:1902 və bu virusların təkamülünün bir hissəsidir.
00:08:2106 Onlar ev sahiblərinin yaşayış tərzinin bir hissəsi olmaq üçün inkişaf edirlər.
00:08:2826 Əgər viruslar insan növü kimi bir növə çox xasdırsa, onda biz edə bilərik
00:08:3513 əslində onlardan xilas olun, çünki bizdən kənarda heç bir su anbarı yoxdur.
00:08:4013 Beləliklə, əgər biz bütün dünya əhalisini peyvənd edə bilsək, o zaman bu virusdan xilas ola bilərik,
00:08:4720 çünki biz özümüzü buna qarşı immunitetli edirik.
00:08:5121 Və biz bunu çiçək xəstəliyi ilə etdik.
00:08:5317 Və biz bunu polio ilə demək olar ki, etdik və onlar bir neçə il ərzində inanırlar
00:09:0023 Poliomielit Yerdən yox ediləcək.
00:09:0514 İndi, hüceyrələrin içərisində böyüyən viruslar, onların hüceyrələrdən çıxması üçün bir şey etmələri lazımdır.
00:09:1413 Və ümumiyyətlə, iki şeydən birini edirlər.
00:09:1712 Ya onlar mərc edirlər. hüceyrələrin səthindən qönçələr çıxsın və bu şəkil bunu göstərir,
00:09:2422 və ya hüceyrənin içərisində çoxlu sayda böyüyürlər və sonra hüceyrəni açırlar.
00:09:3215 Və bu, virus hissəciklərini hüceyrənin içindən harada olursa olsun, içəriyə azad edir.
00:09:3806 qan sistemi. məsələn, insanlarda qan dövranı.
00:09:4416 Viruses only made sense when molecular biology was born as a science, because they're
00:09:5007 so small that the only really important thing that they have is their genetic instructions,
00:09:5528 their DNA or their RNA.
00:09:5822 They generally protect that in a coat, but the coat is. is largely inert, except for
00:10:0422 helping them get into the next infected cell, or next cell that they're going to infect.
00:10:1317 Some of them have a few other proteins that help initiate the infection.
00:10:1903 And then, we're now learning about viruses that are very big and complicated -- surprising.
00:10:2526 They're actually of the size of bacteria.
00:10:2827 But what distinguishes them is that they require to be inside a cell to multiply, whereas bacteria
00:10:3823 can multiply as free-living organisms.
00:10:4403 The way we detect viruses is by what's called a plaque assay.
00:10:4926 We have a lawn of susceptible cells.
00:10:5321 They could be mammalian cells they could be bacterial cells.
00:10:5808 We put a few virus particles down.
00:11:0028 Those virus particles chew up the lawn from a center where they land, and they form
00:11:0715 a plaque.
00:11:0915 And if you count the number of plaques, you know how many viruses were there.
00:11:1426 And if you make. if you put down twice as many viruses, you get twice as many plaques,
00:11:2028 so it's a highly quantitative test, and bacterial genetics was done using those tasks.
00:11:2917 those techniques.
00:11:3023 Here, we can see tiny plaques made by a kind of bacterial virus, or huge plaques made
00:11:4100 by poliovirus plated on human cells.
00:11:4528 A distinction which I find very important among viruses is the distinction between
00:11:5301 equilibrium viruses and non-equilibrium viruses.
00:11:5816 Equilibrium viruses have. are viruses that have been, for a very long time, parasites
00:12:0617 of a particular species.
00:12:0820 And so they're highly adapted to that species, to the lifestyle of that species, to the cells
00:12:1405 of that species.
00:12:1623 And what happens is that they evolve to actually be less lethal, because they don't want to
00:12:2209 kill off their hosts.
00:12:2313 If they killed off every member of the species, that virus would have. would die itself.
00:12:2926 And so, they cause enough disease to help their spread, but they don't.
00:12:3706 like causing sneezing or coughing. but they don't kill most people.
00:12:4222 The common cold virus is a very good example of a. an equilibrium virus in humans.
00:12:5007 Then, there are non-equilibrium viruses.
00:12:5324 Non-equilibrium viruses are viruses that have jumped from one species to another.
00:13:0024 They're not yet adapted to that new host.
00:13:0316 They've only been with that new host for a while, even decades.
00:13:1021 And they can be extremely lethal, because this is not a host they care about.
00:13:1521 And so they haven't evolved to be non-lethal in that host.
00:13:2203 They may in fact spread poorly, or they could spread very well.
00:13:2625 They may be very efficient, very inefficient.
00:13:2919 There's enormous variation.
00:13:3218 But those are the viruses that cause us the biggest problems, because those viruses
00:13:3902 can be lethal.
00:13:4002 So, if we talk about equilibrium viruses, we talk about polio.
00:13:4503 Polio, in its day, caused. idi. was lethal to a very small fraction of the people
00:13:5312 who were infected by it.
00:13:5509 Most people didn't know they were infected -- 90%+.
00:13:5900 A few people actually were paralyzed by it.
00:14:0226 And a few people were actually killed by it.
00:14:0620 And that's in the nature of an equilibrium virus, largely non-lethal, although occasionally lethal.
00:14:1422 Smallpox actually was. edir. is a virus that's lethal to a fair number of people,
00:14:2226 and you really want to get it when you're young and get over it.
00:14:2625 And that was the nature of vaccination against smallpox in the very early days.
00:14:3424 The common cold virus we mentioned.
00:14:3822 Measles virus, another one, actually causes quite severe infections to a few people.
00:14:4514 Most people get over it after being in bed for a couple of days.
00:14:5013 Herpes viruses are all around us and are. keep infecting people, but are generally non-lethal.
00:15:0001 Now, non-equilibrium viruses.
00:15:0122 The most famous one of those is influenza virus.
00:15:0613 It's a natural virus of birds.
00:15:1006 In birds, it's generally not very lethal.
00:15:1328 It comes to humans and it's lethal to older people and very young people.
00:15:2114 And it's really a serious disease for adults to get.
00:15:2722 And that's why we try to vaccinate against it, although our vaccines are nowhere near
00:15:3219 as good as we'd like them to be.
00:15:3609 HIV is a virus that recently came to us from chimpanzees, but in fact it's not even
00:15:4403 a natural virus of chimpanzees.
00:15:4507 It seems to be a natural virus of monkeys.
00:15:5013 And they gave it to chimpanzees, which in turn gave it to us.
00:15:5527 SARS is a virus, probably, from bats.
00:16:0101 Ebola is a virus almost certainly from bats.
00:16:0422 Hantaan was from rodents.
00:16:0811 Those have been very lethal to humans, but generally in contained areas, because they.
00:16:1511 they haven't evolved to be able to spread very effectively.
00:16:1915 Now, let me turn to HIV, because it's a virus that we've heard so much about and that
00:16:2901 has been such a devastating virus to human beings.
00:16:3325 In. in the last few decades, the spread of the human immunodeficiency virus
00:16:4102 throughout the world has been a constant source of fear and news.
00:16:4909 It came into our midst, really, in the early 1980s.
00:16:5401 Before that, it was in human beings, but it was in very limited populations, mainly in Africa.
00:17:0213 Somewhere around the 1980s, it started spreading, coincident with travel.
00:17:0824 It was taken on airplanes in people from its. its source in Africa into Europe,
00:17:1609 into the United States.
00:17:2006 Making sense of. of HIV depended on having discovered the reverse transcriptase.
00:17:2715 So, our work in 1970 actually set the base for finding HIV, because HIV. it uses
00:17:3528 a reverse transcriptase, and it was that enzyme that revealed the nature of that virus.
00:17:4217 So, let me talk about the discovery of reverse transcription for a minute.
00:17:4917 In 1960, I began working on viruses.
00:17:5406 And I realized that in order to understand this lifecycle of viruses the thing to do
00:18:0117 was to examine the enzymes that made viral DNA or RNA.
00:18:0909 And so we actually discovered a number of polymerases in viruses all through the 1960s.
00:18:2104 And then in 1969, we found the polymerases that. that allow negative-strand viruses
00:18:3226 to be made.
00:18:3413 And they, as I mentioned earlier, are in the virus particle.
00:18:3717 And that suggested that if we were going to understand cancer inducing viruses,
00:18:4208 maybe we should look in the virus particle.
00:18:4600 Howard Temin, in the 1960s, had speculated that RNA. that the RNA tumor viruses --
00:18:5127 the viruses that have RNA as their genetic material but cause cancer -- might actually copy their
00:19:0124 RNA into DNA.
00:19:0318 But nobody could find clear evidence that that was true.
00:19:0800 And so in 1970, when we said, let's look in the virus particle, we found the enzyme
00:19:1520 that copies RNA into DNA.
00:19:1801 It was actually, for me, because I was a. had a background in that kind of experimentation,
00:19:2315 a very simple experiment.
00:19:2425 It took a matter of days to discover it.
00:19:2917 And in 1975, Howard Temin and I, along with Renato Dulbecco, who worked on DNA viruses,
00:19:3712 were honored with a Nobel Prize, because the work that the three of us had done
00:19:4309 really set the stage for understanding the genetic nature of cancer.
00:19:4713 And that was a big deal, scientifically, and actually has turned out to be a big deal in
00:19:5513 our treatment of cancer.
00:19:5822 It's nostalgic for me to remember back to the circumstances of doing those experiments
00:20:0607 because I was thinking about this diagram and realized that the.
00:20:1306 the tumor-inducing viruses didn't fit into it.
00:20:1613 And so got ahold of a stock of those viruses to test whether they might have a polymerase.
00:20:2506 And as I said, in a few days, found what we were looking for.
00:20:3200 The reverse transcriptase is an enzyme, now, that's understood in great detail.
00:20:3815 You can see how the DNA or RNA are threaded through the. the polymerase from its structure.
00:20:5122 So, let me say a few words about what the discovery of reverse transcription allowed.
00:21:0009 It allowed various kinds of understanding, and it allowed various kinds of technology.
00:21:0621 The understanding was the understanding that RNA tumor viruses are retroviruses, that they
00:21:1324 reverse transcribe their genome and integrate it into the host cell.
00:21:1911 And that really said that cancer was a consequence of genetic alteration of cells.
00:21:3026 And the other thing is that reverse transcription allowed biotechnologists to capture the
00:21:4104 genetic information from individual genes as messenger RNA that was reverse transcribed in the laboratory.
00:21:5103 And that became a central methodology of biotechnology.
00:21:5704 We also learned from work on the structure of the human genome that as much as 45% of
00:22:0621 the human genome arose by reverse transcription over historic time, mainly by the
00:22:1427 copying of mobile genetic elements, which are like viruses except they don't have an extracellular existence.
00:22:2301 They simply are part of cellular life.
00:22:2719 And finally, the discovery of reverse transcription set the base for, ten years later, the discovery
00:22:3503 of. ki. that the AIDS epidemic was being caused by the spread of a virus, HIV,
00:22:4520 and that that virus was a retrovirus, like the tumor viruses that up to then were
00:22:5217 the only ones known.
00:22:5506 So, it's been particularly gratifying to me that this discovery has reverberated down
00:23:0326 through time in so many different ways.
00:23:0626 And it really speaks to the importance of basic research.
00:23:1217 So, if we look at the life cycle of a retrovirus -- any retrovirus -- what it does is to
00:23:2028 make its way into a cell by fusing to the surface of the cell and popping the core of the virus
00:23:3009 into the cell itself.
00:23:3222 There, that core acts as an enzyme to make a DNA copy of the RNA in the virus.
00:23:4120 That in turn integrates itself, forming what's called the provirus.
00:23:4624 And the provirus then acts as a template to make proteins. to make RNA to make proteins.
00:23:5512 And those proteins come together to form new virus particles that bud out from the
00:24:0002 surface of the cell and become a free-living virus looking for a new potential host.
00:24:0705 It's a very interesting life cycle because the virus is actually finding its way
00:24:1324 into the chromosomes of the cell, turning itself from a free-living virus into genes of the cell.
00:24:2112 And that is a unique and remarkable way of the virus hiding out, allowing its transmission
00:24:3124 from one cell to the next cell to the next cell without the virus having to do anything,
00:24:3724 because every time the cell duplicates it duplicates the proviral DNA.
00:24:4426 Here it is budding off the surface of a cell.
00:24:4910 And so, let me just talk for a minute about how awful the AIDS epidemic has been,
00:24:5804 how powerful HIV has been.
00:25:0107 This. these are statistics from 2005.
00:25:0510 And I put them in here because that was sort of the peak of the epidemic.
00:25:1009 By that time, 65 million people had been infected all around the world, the bulk in Africa.
00:25:1701 There were 25 million who had been killed by the virus.
00:25:2222 40 million people were living with HIV, many in India, many in China, but the bulk in.
00:25:3005 in Africa.
00:25:3322 There were, at that time, 13,000 infections per day, 5 million people infected every year.
00:25:4427 It was a really devastating epidemic for the world.
00:25:5111 Now, if we look at it now, or at 2015, when the last statistics were available,
00:26:0108 what we see is an epidemic that is waning some but still really serious.
00:26:0801 So by now, 75 million people have been infected, 35 million have been killed, and there are
00:26:1528 still on the order of 40 million people living with AIDS.
00:26:2100 I've shown the 2005 numbers in parentheses.
00:26:2700 But there are now, as opposed to 2005, 18 million people on antiretrovirals,
00:26:3325 chemicals that prevent the growth of retroviral. of retroviruses.
00:26:4100 And those people are largely very healthy, and are also not transmitting virus,
00:26:4718 because the virus has been knocked down so effectively.
00:26:5207 And that's part of the reason why transmissions are down.
00:26:5524 So, the number of infections is now about 50% of what it was.
00:27:0210 The number dying is only 30% of what it was.
00:27:0819 And this. these retrovirals. antiretrovirals are making all the difference.
00:27:1414 But they're extremely expensive, even expensive in Africa, although much cheaper than here.
00:27:2406 And it's increasing the lifespan of people who are infected, it's lowering the infection rates,
00:27:2926 but it's not clear that it is the final answer.
00:27:3508 The final answer would be to make a vaccine that could prevent the transmission of HIV.
00:27:4306 And we. many, many other people in the scientific community are working on finding a way
00:27:5013 to vaccinate people.
00:27:5113 But this virus, as opposed to any other virus, has been a recalcitrant to our attempts to
00:27:5809 make a vaccine.
00:28:0126 So, HIV is the classic non-equilibrium virus.
00:28:0610 It's, as I say, endemic in African monkeys.
00:28:1015 It got a foothold in the human populations maybe 90 years ago.
00:28:1612 For a long time, it was found only in villages in Africa.
00:28:2107 Then, as. as transportation became more and more commonly used to take people
00:28:3006 from one continent to another, it seeded other continents and became a worldwide epidemic.
00:28:3800 It grows in one of the key cell types of our immune system, and so it actually knocks out
00:28:4419 our immune systems.
00:28:4609 And that's what. why it's a lethal virus.
00:28:4910 We die of some infection, not of HIV infection.
00:28:5807 And with that, I've finished with this discussion of viruses and of HIV.

  • Part 1: Introduction to Viruses

Kəşf

Retroviruses were originally known as RNA tumor viruses because they have RNA, not DNA, genomes, and because they were the first viruses recognized to cause certain cancers in animals. At the middle of the twentieth century, Howard Temin was interested in understanding how RNA tumor viruses cause cancer. One finding that interested him was the genetic-like stability of the uncontrolled cell growth caused by these viruses. It was known then that certain bacterial viruses, called phages, could integrate their DNA into their hosts' chromosomes and persist as stable genetic elements known as prophages. By analogy, Temin proposed the provirus hypothesis, which suggests that RNA tumor viruses can cause permanent alterations to cells by integrating into host chromosomes. In order for this to occur, Temin suggested that virion RNAs were first converted into DNAs, which could then become integrated.

The chemistry of using RNA as a şablon for DNA seemed possible. However, reverse transcription was at odds with the then-popular central dogma of molecular biology, advanced by Francis Crick, which maintained that genetic information flowed unidirectionally from DNA to RNA to protein. RNA tumor viruses were RNA viruses, so it was assumed that their replication involved RNA polymerases, as had been demonstrated for other RNA viruses, and not a DNA polymerase. Because his proposal of a reverse flow of genetic information from RNA to DNA seemed heretical, and because the experimental techniques needed to test this idea were not yet developed, Temin and his hypothesis were rebuffed for many years.

The biochemical proof for reverse transcription finally arrived in 1970 when two separate research teams, one led by Temin and the other by David Baltimore, simultaneously discovered the elusive RNA-copying DNA polymerase in purified virions. In 1975 Temin and Baltimore shared the Nobel Prize in physiology or medicine for their discovery of reverse transcriptase.


Reverse transcriptase: discovery and impacts

In 1970 Temin and Japanese virologist Satoshi Mizutani, and American virologist David Baltimore, working independently, reported the discovery of an enzyme that could synthesize proviral DNA from the RNA genome of RSV. This enzyme was named RNA-directed DNA polymerase, commonly referred to as reverse transcriptase. This discovery resulted in the identification of a unique virus family (Retroviridae), and the understanding of the pathogenesis of these viruses spurred a rush to discover other infectious cancer-causing agents. In 1975 Temin, Baltimore, and Dulbecco (who mentored both Temin and Baltimore) were awarded the Nobel Prize for Physiology or Medicine “for their discoveries concerning the interaction between tumour viruses and the genetic material of the cell.”

In the early 1980s the HTLV-I and HTLV-II retroviruses were discovered and found to cause leukemia. In 1983 HIV was isolated and identified as the causative agent of AIDS. HIV infects white blood cells known as helper T cells and results in the production of more virus and, eventually, cell death and destruction of the immune system. In 2007 approximately 2.1 million people worldwide died of AIDS, an estimated 33.2 million people were living with HIV, and approximately 2.5 million people were newly infected with HIV. Drugs that inhibit reverse transcriptase were the first treatments available to people living with HIV. Nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NRTIs) such as AZT (zidovudine)—the first drug approved by the U.S. Food and Drug Administration to prolong the lives of AIDS patients—act by terminating the proviral DNA chain before the enzyme can finish transcription. NRTIs are often given in combination with non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs) such as efavirenz that act by binding to and altering the shape of the enzyme itself, thereby blocking the enzyme’s function.

The ability of reverse transcriptase to synthesize DNA from RNA has been used in the laboratory. For example, RT-PCR is commonly used to quantify the amount of messenger RNA (mRNA) transcribed from a gene. Because RNA is fragile and difficult to study, a strand of complementary DNA (cDNA) is synthesized from RNA, using reverse transcriptase during the RT-PCR procedure. The cDNA can then be amplified by polymerase chain reaction and used for subsequent experiments.


Digər yoluxucu agentlər

Viroidlər

Viroidlər are small, circular ssRNA molecules that lack protein. These infectious molecules are associated with a number of plant diseases. Since ssRNA is highly susceptible to enzymatic degradation, the viroid RNA has extensive complementary base pairing, causing the viroid to take on a hairpin configuration that is resistant to enzymes. For replication viroids rely on a plant RNA polymerase with RNA replicase activity.

Prionlar

Prionlar are infectious agents that completely lack nucleic acid of any kind, being made entirely of protein. They are associated with a variety of diseases, primarily in animals, although a prion has been found that infects yeast (!). Diseases include bovine spongiform encephalopathy (BSE or &ldquomad cow disease&rdquo), Creutzfeld-Jakob disease in humans, and scrapie in sheep.

The prion protein is found in the neurons of healthy animals (PrPC or Prion Protein Cellular), with a particular secondary structure. The pathogenic form (PrPSC or Prion Protein Scrapie) has a different secondary structure and is capable of converting the PrPC into the pathogenic form. Accumulation of the pathogenic form causes destruction of brain and nervous tissue, leading to disease symptoms such as memory loss, lack of coordination, and eventually death.

Prions. Joannamasel at English Wikipedia [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Key Words

Baltimore Scheme, Class I, Class II, Class III, Class IV, Class V, Class VI, Class VII, DNA-dependent RNA polymerase, DNA-dependent DNA-polymerase, concatemer, productive infection, latent infection, plus-strand DNA/+DNA, minus-strand DNA/-DNA, dsDNA, ssDNA, replicative form (RF), rolling-circle replication, pregenome, reverse transcriptase, RNA-dependent DNA-polymerase, dsRNA, RNA-dependent RNA-polymerase, transcriptase, replicase, plus-strand RNA/+ssRNA, minus-strand RNA/-ssRNA, polyprotein, subgenomic mRNA, ribosomal frame-shifting, open reading frame (ORF), readthrough mechanism, stop codon, retrovirus, ribonuclease, provirus, viroid, prion, PrPC/Prion Protein Cellular, PrPSC/Prion Protein Scrapie.


Videoya baxın: jamshora jawani ji parat hujae jamshoro song (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Mazujar

    Əminəm ki, haqlı deyilsən.

  2. Sajas

    Mən sizinlə tamamilə razıyam. Bu barədə bir şey var və məncə yaxşı bir fikirdir.

  3. Frantz

    Düzdür, düz deyirsən

  4. Hietamaki

    Ey insanlar! Burda ne yazmisan Sanki sarı evdən olanlar burada olublar.

  5. Vudokus

    Yeri gəlmişkən, bu düşüncə hazırda baş verir

  6. Tekazahn

    Nə cümlə... əla



Mesaj yazmaq