WikiDer > Двухцепочечные РНК-вирусы

Double-stranded RNA viruses

Двухцепочечный РНК-вирус
Rotavirus.jpg
Электронная микрофотография ротавирусы. Полоса = 100 нм
Классификация вирусов
Группа:
III группа (дцРНК)
Царство: Тип: Класс

Двухцепочечные РНК-вирусы (дцРНК вирусы) площадь полифилетический группа вирусы который имеет двухцепочечный геномы из рибонуклеиновая кислота. Двухцепочечный геном используется для транскрипции положительная цепь РНК вирусным РНК-зависимая РНК-полимераза (RdRp). РНК с положительной цепью может использоваться в качестве информационная РНК (мРНК), которая может быть переведено в вирусные белки клетки-хозяева рибосомы. РНК с положительной цепью также может реплицироваться с помощью RdRp для создания нового двухцепочечного вирусного генома.[1]

Вирусы с двухцепочечной РНК подразделяются на два разных типа. Duplornaviricota и Писувирикота (в частности, класс Duplopiviricetes), которые находятся в королевстве Орторнавиры и область Рибовирия. Эти две группы не имеют общего предка вируса дцРНК. Вирусы с двухцепочечной РНК эволюционировали два разных раза вирусы с положительной цепью РНК. в Балтиморская классификация системы, вирусы дцРНК относятся к III группе.[2]

Члены вирусной группы сильно различаются по диапазону хостов (животные, растения, грибы, и бактерии), номер сегмента генома (от одного до двенадцати) и вирион организация (Т-номер, капсид слои или турели). Вирусы с двухцепочечной РНК включают ротавирусы, известный во всем мире как частая причина гастроэнтерит у маленьких детей и вирус блютанга, экономически значимый возбудитель крупного рогатого скота и овец. Семья Reoviridae является самым большим и самым разнообразным семейством вирусов дцРНК с точки зрения диапазона хозяев.[3]

Классификация

Существуют две клады вирусов дцРНК: тип Duplornaviricota и класс Duplopiviricetes, которая находится в типе Писувирикота. Оба входят в королевство Орторнавиры в сфере Рибовирия. Основываясь на филогенетическом анализе RdRp, эти две клады не имеют общего предка дцРНК, а вместо этого происходят по отдельности от разных одноцепочечных РНК-вирусов с положительным смыслом. в Балтиморская классификация система, которая группирует вирусы вместе на основе их способа синтеза мРНК, вирусы дцРНК относятся к группе III.[2][4]

Duplornaviricota

Duplornaviricota содержит большинство вирусов дцРНК, включая реовирусы, которые заражают широкий спектр эукариот, и цистовирусы, которые являются единственными вирусами дцРНК, которые, как известно, заражают прокариот. Помимо RdRp, вирусы в Duplornaviricota также имеют общие икосаэдрические капсиды, которые содержат 60 гомо- или гетеродимеров капсидного белка, организованных на решетке псевдот = 2. Тип делится на три класса: Chrymotiviricetes, который в основном содержит грибковые и простейшие вирусы, Resentoviricetes, который содержит реовирусы, и Vidaverviricetes, который содержит цистовирусы.[2][4]

Duplopiviricetes

Класс Duplopiviricetes является второй кладой вирусов дцРНК и находится в филуме Писувирикота, который также содержит одноцепочечные РНК-вирусы с положительным смыслом. Duplopiviricetes в основном содержит вирусы растений и грибов и включает следующие четыре семейства: Amalgaviridae, Hypoviridae, Partitiviridae, и Picobirnaviridae.[2][4]

Примечания к избранным видам

Reoviridae

Reoviridae в настоящее время подразделяются на девять роды. Геномы этих вирусов состоят из 10–12 сегментов дцРНК, каждый обычно кодирует один белок. Зрелые вирионы не имеют оболочки. Их капсиды, образованные множеством белков, имеют икосаэдр симметричны и расположены в основном концентрическими слоями. Отличительной особенностью вирусов дцРНК, независимо от их семейной принадлежности, является их способность выполнять транскрипция сегментов дцРНК в соответствующих условиях внутри капсида. Во всех этих вирусах ферменты Таким образом, необходимые для эндогенной транскрипции являются частью структуры вириона.[3]

Ортореовирусы

В ортореовирусы (реовирусы) являются прототипными членами вируса Reoviridae семья и представитель турельных членов, составляющих около половины родов. Как и другие члены этого семейства, реовирусы не имеют оболочки и характеризуются концентрическими оболочками капсида, которые инкапсидируют сегментированную дцРНК. геном. В частности, реовирус имеет восемь структурных белков и десять сегментов дцРНК. Последовательность шагов по снятию покрытия и конформационных изменений сопровождает вход в клетки и репликацию. Структуры высокого разрешения известны почти для всех белков реовируса млекопитающих (MRV), который является наиболее изученным генотипом. Электронные крио-микроскопия (криоЭМ) и рентген кристаллография предоставили обширную структурную информацию о двух конкретных штаммах MRV: Lang типа 1 (T1L) и типа 3 Dearing (T3D).[5]

Циповирус

Вирусы цитоплазматического полиэдроза (CPV) образуют род Циповирус семьи Reoviridae. CPV подразделяются на 14 видов на основе электрофоретический профили миграции их сегментов генома. Циповирус имеет только одну оболочку капсида, которая похожа на внутреннее ядро ​​ортореовируса. CPV демонстрирует поразительную стабильность капсида и полностью способен к транскрипции и процессингу эндогенной РНК. Общие складки белков CPV аналогичны таковым у других реовирусов. Однако белки CPV имеют инсерционные домены и уникальные структуры, которые способствуют их обширным межмолекулярным взаимодействиям. Белок турели CPV содержит два метилаза домены с высококонсервативным спираль-пара / β-лист / спиральная пара сэндвич-складок, но отсутствует β-стволовый лоскут, присутствующий у ортореовируса λ2. Сложение функциональных доменов белка турели и присутствие сужений и пиков А вдоль пути высвобождения мРНК указывает на механизм, который использует поры и каналы для регулирования высококоординированных этапов транскрипции, процессинга и высвобождения РНК.[6]

Ротавирус

Ротавирус является наиболее частой причиной острого гастроэнтерит у младенцев и детей младшего возраста во всем мире. Этот вирус содержит геном дцРНК и является членом Reoviridae семья. Геном ротавируса состоит из одиннадцати сегментов дцРНК. Каждый сегмент генома кодирует один белок, за исключением сегмента 11, который кодирует два белка. Из двенадцати белков шесть являются структурными, а шесть - неструктурными.[7]Это двухцепочечный вирус без оболочки.

Вирус синего языка

Члены рода Орбивирус в пределах Reoviridae семья вирусы, переносимые членистоногими и несут ответственность за высокую заболеваемость и смертность в жвачные животные. Вирус синего языка (BTV), вызывающий заболевания домашнего скота (овца, козел, крупный рогатый скот) был в авангарде молекулярных исследований в течение последних трех десятилетий и теперь представляет собой наиболее изученный орбивирус на молекулярном и структурном уровнях. BTV, как и другие члены этого семейства, представляет собой сложный вирус без оболочки с семью структурными белками и геномом РНК, состоящим из 10 сегментов дцРНК разного размера.[8][9]

Фитореовирусы

Фитореовирусы без турели реовирусы которые являются основными сельскохозяйственными патогенами, особенно в Азии. Один член этой семьи, Вирус рисового карлика (RDV), был тщательно изучен электронная криомикроскопия и рентгеновская кристаллография. На основе этих анализов были получены атомные модели белков капсида и правдоподобная модель сборки капсида. Хотя структурные белки RDV не имеют сходства последовательностей с другими белками, их складки и общая структура капсида аналогичны таковым других белков. Reoviridae.[10]

Saccharomyces cerevisiae вирус L-A

В L-A dsRNA вирус из дрожжи Saccharomyces cerevisiae имеет один геномный сегмент размером 4,6 т.п.н., который кодирует его главный белок оболочки, Gag (76 кДа) и слитый белок Gag-Pol (180 кДа), образованный посредством сдвига рамки рибосомы -1. L-A может поддерживать репликацию и инкапсуляция в отдельных вирусных частицах любой из нескольких сателлитных дцРНК, называемых дцРНК M, каждая из которых кодирует секретируемый белковый токсин (токсин-убийцу) и иммунитет к этому токсину. L-A и M передаются от клетки к клетке посредством цитоплазматического смешения, которое происходит в процессе спаривания. Ни один из них не высвобождается из клетки естественным образом и не проникает в клетки посредством других механизмов, но высокая частота спариваний дрожжей в природе приводит к широкому распространению этих вирусов в природных изолятах. Более того, структурное и функциональное сходство с вирусами дцРНК млекопитающих сделало полезным рассматривать эти объекты как вирусы.[11]

Вирус инфекционной бурсальной болезни

Вирус инфекционной бурсальной болезни (IBDV) - наиболее охарактеризованный член семьи Birnaviridae. Эти вирусы имеют двудольные геномы дцРНК, заключенные в однослойные икосаэдрические капсиды с Т = 13л геометрия. IBDV разделяет функциональные стратегии и структурные особенности со многими другими вирусами икосаэдрической дцРНК, за исключением того, что ему не хватает Т = 1 (или псевдо Т = 2) ядро, общее для Reoviridae, Cystoviridae, и Totiviridae. Капсидный белок IBDV демонстрирует структурные домены, которые демонстрируют гомологию с таковыми из капсидных белков некоторых вирусов с одноцепочечной РНК с положительным смыслом, таких как нодавирусы и тетравирусы, так же хорошо как Т = 13 белков оболочки капсида Reoviridae. В Т = 13 оболочка капсида IBDV образована тримерами VP2, белка, образующегося при удалении С-концевого домена его предшественника, pVP2. Обрезка pVP2 выполняется на незрелых частицах как часть процесса созревания. Другой главный структурный белок, VP3, является многофункциональным компонентом, лежащим под Т = 13, которая влияет на структурный полиморфизм, присущий pVP2. Кодируемая вирусом РНК-зависимая РНК-полимераза, VP1, включается в капсид благодаря своей ассоциации с VP3. VP3 также широко взаимодействует с геномом вирусной дцРНК.[12]

Бактериофаг Φ6

Бактериофаг Φ6, является членом Cystoviridae семья. Он заражает Псевдомонады бактерии (обычно патогенные для растений P. syringae). Он имеет трехчастный, сегментированный, двухцепочечный геном РНК общей длиной ~ 13,5 т.п.н. Φ6 и его родственники имеют липидную мембрану вокруг нуклеокапсида, что является редкой чертой среди бактериофаги. Это литический фаг, хотя при определенных обстоятельствах наблюдается задержка лизиса, которую можно описать как «состояние носителя».[13]

Антивирусные

Поскольку клетки не производят двухцепочечную РНК во время нормального метаболизм нуклеиновых кислот, естественный отбор благоприятствовал развитию ферментов, которые разрушают дцРНК при контакте. Самый известный класс ферментов этого типа - Дайсер. Есть надежда, что можно будет синтезировать противовирусные препараты широкого спектра, которые воспользуются этой уязвимостью вирусов с двухцепочечной РНК.[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Репликация двухцепочечной РНК вируса». ViralZone. Швейцарский институт биоинформатики. Получено 6 августа 2020.
  2. ^ а б c d Кунин Е.В., Доля В.В., Крупович М., Варсани А., Вольф Ю.И., Ютин Н., Зербини М., Кун Дж. Х. (18 октября 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполняющую все основные таксономические ранги, для царства Рибовирия» (docx). Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV). Получено 15 августа 2020.
  3. ^ а б Паттон 2008
  4. ^ а б c Вольф Ю.И., Казлаускас Д., Иранзо Дж., Люсия-Санз А., Кун Дж. Х., Крупович М., Доля В. В., Кунинг Е. В. (27 ноября 2018 г.). «Происхождение и эволюция глобального РНК-вирома». мБио. 9 (6): e02329-18. Дои:10,1128 / мБио.02329-18. ЧВК 6282212. PMID 30482837.
  5. ^ Драйден, Келли А .; Кумбс, Кевин М .; Йегер, Марк (2008). «Глава 1: Структура ортореовирусов». Паттон 2008. С. 3–. ISBN 9781904455219.
  6. ^ З. Хун Чжоу (2008). «Глава 2: Циповирус». Паттон 2008. С. 27–. ISBN 9781904455219.
  7. ^ Сяофан Цзян; Кроуфорд, Сью Э .; Эстес, Мэри К .; Прасад, Б. В. Венкатарам (2008). «Глава 3: Структура ротавируса». Паттон 2008. С. 45–. ISBN 9781904455219.
  8. ^ Рой П. (2008). «Структура и функции вируса синего языка и его белков». Сегментированные двухцепочечные РНК-вирусы: структура и молекулярная биология. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-21-9.
  9. ^ Mettenleiter, T.C .; Собрино, Ф., ред. (2008). Вирусы животных: молекулярная биология. Caister Academic. ISBN 978-1-904455-22-6.
  10. ^ Бейкер, Мэтью Л .; З. Хун Чжоу; Вах Чиу (2008). «Глава 5: Структуры фитореовирусов». Паттон 2008. С. 89–. ISBN 9781904455219.
  11. ^ Викнер; и другие. (2008). «Вирус L-A дрожжевой дцРНК напоминает ядра вируса дцРНК млекопитающих». Сегментированные двухцепочечные РНК-вирусы: структура и молекулярная биология. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-21-9.
  12. ^ Castón, José R .; Родригес, Хосе Ф .; Карраскоса, Хосе Л. (2008). «Вирус инфекционной бурсальной болезни (IBDV): вирус с сегментированной двухцепочечной РНК с капсидом T = 13, у которого отсутствует ядро ​​T = 1». Паттон 2008. С. 133–. ISBN 9781904455219.
  13. ^ Koivunen, Minni R. L .; Зарин, Л. Петр; Бэмфорд, Деннис Х. (2008). "Глава 14: Анализ структуры-функции РНК-зависимой РНК-полимеразы дцРНК бактериофага Φ6". Паттон 2008. С. 239–. ISBN 9781904455219.
  14. ^ Райдер, Тодд Х .; Zook, Christina E .; Boettcher, Tara L .; Вик, Скотт Т .; Pancoast, Jennifer S .; Зусман, Бенджамин Д. (2011). Самбхара, Сурьяпракаш (ред.). «Противовирусные препараты широкого спектра действия». PLoS ONE. 6 (7): e22572. Bibcode:2011PLoSO ... 622572R. Дои:10.1371 / journal.pone.0022572. ЧВК 3144912. PMID 21818340. ... новый антивирусный подход широкого спектра действия, названный двухцепочечной РНК (дцРНК), активированной каспазным олигомеризатором (DRACO) ...

Библиография