Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

50 Экспрессия генетического материала

ненные свойства этих клеток наследуются, т.е. передаются последующим поколениям вместе со способностью продуцировать инфекционные вирусные частицы. Эти свойства проявляются благодаря наличию в ДНК опухолевых клеток ДНК-копии (провируса) ретровирусного генома. Провирус реплицируется вместе с хозяйской ДНК и передается по наследству дочерним клеткам. Сейчас известно, что образование ДНК - провируса - это характерная особенность репликации любых ретровирусов, присущая не только опухолеродным вирусам. В действительности способность переносить рак для ретровирусов является свойством «благоприобретенным». Такого рода опухолевые РНК-вирусы несут естественным путем возникшие химерные геномы, в которых некий клеточный ген (онкоген) за счет рекомбинации встроился в провирусный геном и, будучи вырванным из своего естественного окружения, вышел из-под контроля регуляторных механизмов. В норме эти механизмы позволяют онкогену вызывать неограниченный рост клеток.

Ретровирусы кодируют и содержат в инфекционных частицах фермент, называемый обратной транскриптазой, который может использо-

Рис. 11.14. Обратная транскрипция и интеграция ДНК-копии ретровирусного генома в хромосому. А. Структура ретровирусного одноцепочечного РНК-генома. Как и в случае клеточных мРНК, на 5'-конце вирусной РНК находится «кэп», 3'-конец полиаденилирован. Повторы нуклеотидной последовательности, расположенные на концах генома, отмечены символом R. Две уникальные нуклеотидные последовательности, расположенные у 5'- и 3'-конца РНК (U5 и U3 соответственно), при образовании двухцепочечной ДНК-копии, которое направляется обратной транскриптазой, объединяются

и формируют длинные концевые повторы (LTR). Хозяйская молекула тРНК, связанная водородными связями с граничной областью участка U5 РНК-генома, выступает в роли затравки для действия обратной транскриптазы на первой стадии обратной транскрипции. Б. Двухцепочечная молекула ДНК, образуемая при действии обратной транскриптазы. В. Возможные промежуточные структуры, образование которых постулируется для интерпретации процесса интеграции ретровирусной ДНК в хозяйскую хромосому. Г. Интегрированный провирус.

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

//. Передача информации в клетках 51

вать одноцепочечную вирусную РНК в качестве матрицы для синтеза комплементарной ДНК-цепи. Эта цепь в свою очередь служит матрицей для направляемого также обратной транскриптазой синтеза еще одной комплементарной ДНК-цепи и образования двухспиральной молекулы ДНК, содержащей ту же генетическую информацию, что и вирусная РНК. Возникшая таким образом двухцепочечная ДНК может встроиться в хромосомную ДНК хозяйской клетки с образованием провируса. Механизм такой интеграции, по-видимому, аналогичен механизму интеграции бактериофага λ в бактериальную хромосому (рис. 11.14).

Будучи встроенным в хромосому, провирус передается дочерним клеткам, поскольку реплицируется вместе с хозяйской ДНК, и за счет этого дочерние клетки также трансформируются в раковые. Пролиферация раковых клеток приводит к возникновению опухоли. Транскрипция провирусной ДНК выражается в образовании как мРНК, трансляция которых обеспечивает наработку вирус-специфических белков, включая и обратную транскриптазу, так и геномных РНК-цепей, которые одеваются в оболочку и формируют новые инфекционные вирусные частицы. Последние выходят из клетки, при этом трансформированная клетка не погибает.

Ретровирусы оказались очень полезным инструментом современных генно-инженерных исследований. Они служат источником для получения практически чистой обратной транскриптазы - фермента, играющего важнейшую роль в многочисленных работах, основанных на клонировании эукариотических генов (см. гл. 9). Так, очищенную индивидуальную мРНК, кодирующую интересующий нас белок, как правило, выделить гораздо легче, чем фрагмент ДНК генома, кодирующий тот же белок. Затем с помощью обратной транскриптазы можно получить ДНК-копию этой мРНК и встроить ее в подходящую плазмиду для клонирования и наработки значительных количеств нужной ДНК. В дальнейшем мы еще вернемся к обсуждению этих методических подходов.