Вірусні РНК
Довідник ліків
З кількох сотень відомих нині вірусів людини та тварин РНК-геном містить близько 80% вірусів. Здатність РНК зберігати спадкову інформацію є унікальною особливістю вірусу.
У просто організованих і деяких складно організованих вірусів вірусна РНК без білка може викликати інфекційний процес. Вперше інфекційна активність РНК вірусу тютюнової мозаїки була продемонстрована X. Френкель-Конратом і співавт. в. та А. Гірером та Г. Шраммом ст. Згодом положення про інфекційну активність РНК було перенесено на всі РНК-віруси, проте багаторічні зусилля довести це для таких вірусів, як віруси грипу, параміксовіруси, рабдовіруси (так звані мінус-ниткові віруси), виявилися безплідними: у цих вірусів інфекційної РНК, а комплекс РНК із внутрішніми білками. Таким чином, геномна РНК може мати інфекційну активність залежно від своєї структури.
Структура вірусних РНК є надзвичайно різноманітною. У вірусів виявлені однонитчасті та двонитчасті, лінійні, фрагментовані та кільцеві РНК (див. табл. 2). РНК-геном в основному є гаплоїдним, Ж) геном ретровірусів - диплоїдний, тобто складається з двох ідентичних молекул РНК.
Однониткові РНК. Молекули однониткових вірусних РНК існують у формі одиночної полінуклеотидної ланцюга зі спіралізованими ДНК-подібними ділянками. При цьому некомплементарні нуклеотиди, що поділяють комплементарні ділянки, можуть виводитися зі складу спіралізованих ділянок у формі різних петель і виступів (рис. 2). Сумарний відсоток спіралізації вірусних РНК не виявляє будь-яких особливостей проти такими у клітинних РНК.
Віруси, що містятьоднонитчасті РНК, поділяються на дві групи. У вірусів першої групи вірусний геном має функції інформаційної РНК, тобто може безпосередньо переносити закодовану в ньому інформацію на рибосоми. На пропозицію Д. Балтімора
(1971), РНК з інформаційними властивостями умовно позначена знаком «плюс» і у зв'язку з цим віруси, що містять такі РНК (пікорнавіруси, тогавіруси, коронавіруси, ретровіруси), позначені як «плюс-ниткові» віруси, або віруси з позитивним геном .
Друга група РНК-вірусів містить геном у вигляді однонитчастої РНК, яка сама не володіє функціями іРНК. І тут функцію иРНК виконує РНК, комплементарна геному. Синтез цієї РНК (транскрипція) здійснюється в зараженій клітині на матриці геномної РНК за допомогою виукраінспеціфіческого ферменту - транскриптази. У складі «мінус-ниткових» вірусів обов'язково присутність власного ферменту, що здійснює транскрипцію геномної РНК і синтез іРНК, так як аналога такого ферменту в клітинах немає. Геном цих вірусів умовно позначають як "мінуса-РНК", а віруси цієї групи як "мінус-ниткові" віруси, або віруси з негативним геномом. До цих вірусів відносяться ортоміксовіруси, параміксовіруси, буньявіруси, рабдовіруси. РНК цих вірусів не здатна спричинити інфекційний процес.
Відповідно до різних властивостей вірусних РНК між двома групами вірусів є і структурні відмінності. Оскільки РНК «плюс-ниткових» вірусів виконує функцію іРНК, вона має специфічні структурні особливості, характерні для 5'- і З'-кінців цих РНК.
де т 7 0 являє собою 7-метилгуанін, приєднаний через пірофосфатний зв'язок до гуанілового нуклеотиду, цукровий залишок якого також метильований по другому вуглецевому атому. На З'-кінці інформаційних РНКє полі (А), кількість яких сягає 200 і від. Ці модифікації кінців іРНК, здійснювані після синтезу полінуклеотидного ланцюга, мають важливе значення для функції іРНК: «шапочка» потрібна для специфічного впізнавання іРНК рибосомами, функції полі (А) менш точно визначені і, мабуть, полягають у наданні стабільності молекул іРНК.
Такими ж модифікованими кінцями мають геномні РНК «плюс-ниткових» вірусів. Виняток становить 5'-кінець геномної РНК вірусу поліомієліту, яка не містить "шапочку", і замість неї має на 5'-кінці ковалентно приєднаний до залишку урацилу низькомолекулярний термінальний білок. Геномні РНК «мінус-ниткових» вірусів немає ні «шапочки», ні полі (А); модифіковані кінці характерні для іРНК цих вірусів, що синтезуються в клітині на матриці віріонної РНК і комплементарних їй. Геномна РНК, ретровірусів, хоч і є «плюс-нитковою», проте не містить «шапочку»; цю структуру містить гомологічна РНК, синтезована на матриці інтегрованої про-вірусної ДНК.
Існують віруси, що містять як "плюс-ниткові", так і "мінус-ниткові" РНК гени (амбісенс-віруси). До них відносяться аренавіруси.
В основному однонитчасті РНК є лінійними молекулами, проте РНК-фрагменти буньявірусів виявлені у вигляді кільцевої форми. Кільцева форма виникає з допомогою утворення водневих зв'язків між кінцями молекул.
Двонитчасті РНК. Цей незвичайний для клітини тип нуклеїнової кислоти, вперше виявлений у реовірусів, широко поширений серед вірусів тварин, рослин і бактерій. Віруси, що містять подібний геном, називають диплорнавірусами.
Загальною особливістю диплорнавірусів є фрагментований стан геному. Так, геном реовірусів
складається з 10 фрагментів,ротавірусів - з 11 фрагментів.
Розміри РНК низки вірусів тварин наведено у табл. 4. Як видно, молекулярна маса РНК варіює у широких межах.