Repetición terminal longa
As repeticións terminais longas ou LTRs (do inglés Long terminal repeats) son secuencias idénticas de ADN que se repiten centos ou miles de veces, que se encontran en ambos os extremos de retrotransposóns eucarióticos ou de ADN proviral integrado no xenoma (ou antes de integrarse) formado pola transcrición inversa de ARN de retrovirus. Utilízanos os virus que insiren o seu material xenético no xenoma da célula hóspede.
Un exemplo moi estudado é o LTR do VIH-1, que é aproximadamente dunha lonxitude de 640 pb e, como outros LTRs retrovirais, está segmentado en tres rexións, chamadas U3, R e U5. As rexións U3 e U5 foron subdivididas segundo os seus sitios para os factores de transcrición e o seu impacto sobre a actividade dos LTRs e a expresión xénica viral. O proceso de múltiples pasos da transcrición inversa dá lugar á formación de dous LTRs idénticos, cada un dos cales consta das rexións U3, R e U5, en cada extremo do ADN proviral. Os extremos dos LTRs participan seguidamente na integración do provirus no xenoma do hóspede. Unha vez que se integra o provirus, o LTR do extremo 5′ serve como un promotor para o xenoma viral completo, mentres que o LTR no extremo 3′ utilízase para a poliadenilación do ARN viral nacente e, no VIH-1, VIH-2 e SIV, codifica a proteína accesoria Nef.[1]
Todos os sinais que cómpren para a expresión xénica se encontran nos LTRs: amplificador (ou enhancer), promotor (poden ter tanto amplificadores transcricionais coma elementos reguladores), iniciación da transcrición (como a formación da carapucha 5' ou capping), terminador da transcrición e sinal de poliadenilación.[2]
No VIH-1, a rexión U5 foi caracterizada segundo as súas diferenzas funcionais e estruturais en varias subrexións como as seguintes:
- TAR ou elemento de resposta que actúa en trans, que xoga un papel fundamental na activación transcricional por medio da súa interacción coas proteínas virais. Forma unha estrutura de talo-bucle moi estable que consta de 26 pares de bases cunha estrutura secundaria voluminosa que fai de interface coa proteína activadora da transcrición viral Tat.[3]
- Poly A, que intervén tanto na dimerización coma no empaquetamento do xenoma, xa que é necesaria para a clivaxe e poliadenilación. Son necesarias secuencias situadas augas arriba (rexión U3) e augas abaixo (rexión U5) para que o proceso de clivaxe sexa eficiente.[4]
- PBS ou sitio de unión do primer, que ten 18 nucleótidos de longo, e ten unha secuencia específica que se une ao ARNtLys e cómpre para a iniciación da transcrición inversa.[5]
- Psi (Ψ) ou sinal de empaquetamento, que é un motivo único que está asociado con este proceso, aínda que non é suficiente para especificar o empaquetamento. Está composto por catro estruturas talo-bucle cun sitio doante de splicing principal incrustado no segundo talo-bucle.[6]
- DIS ou ítio de iniciación dímero que media as interaccións ARN-ARN. É unha secuencia moi conservada talo-bucle que se encontra en moitos retrovirus e está caracterizada por un talo conservado e un bucle palindrómico, que cando se homodimeriza, forma un complexo de "bucle de bicado" (“kissing-loop”).[7]
O transcrito empeza por definición no comezo da secuencia R, colócase a carapucha 5', e avanza cara a U5 e o resto do provirus, xeralmente terminando coa adición da cola poli-A despois da secuencia R no 3' LTR.
O descubrimento de que ambos os LTRs do VIH poden funcionar como promotores transcricionais non é sorprendente, xa que ambos os elementos son aparentemente idénticos en secuencia de nucleótidos. O 3' LTR é o que actúa na terminación da transcrición e na poliadenilación. Porén, suxeriuse que a actividade transcricional do 5' LTR é moito maior que a do 3' LTR, o que é moi similar ao que ocorre noutros retrovirus.[2]
Durante a transcrición do provirus do VIH-1, os sinais de poliadenilación presentes no 5' LTR son ignorados mentres que os sinais de poliadenilación presentes no 3' LTR son utilizados eficientemente. Suxeriuse que as secuencias transcritas presentes na rexión U3 do LTR do VIH-1 actúan en cis para promover a poliadenilación no 3' LTR.[8]
Transcrición editar
Os LTRs son parcialmente transcritos a un ARN intermediario, o que vai seguido da transcrición inversa a ADN complementario (ADNc) e finalmente a un ADN bicatenario con LTRs completos. Os LTRs despois median a integración do ADN retroviral por medio dunha integrase específica de LTR noutra rexión do cromosoma hóspede. As primeiras secuencias LTR foron obtidas por A.P. Czernilofsky e J. Shine en 1977 e 1980.[9][10]
Os retrovirus como o VIH utrilizan este mecanismo básico.
Datación de insercións retrovirais usando LTRs editar
Os 5' e 3' LTRs son idénticos despois da súa inserción, pero co paso do tempo poden acumular diferenzas. As diferenzas entre os pares de LTRs poden utilizarse para estimar a idade ou datación dunha inserción retroviral antiga. Este método de datación utilizado polos paleovirólogos, non ten en conta factores que poden levar a confusións como a conversión xénica e a recombinación homóloga.
Notas editar
- ↑ Krebs, Fred C.; Hogan, Tricia H.; Quiterio, Shane; Gartner, Suzanne; Wigdahl, Brian (2001). "Lentiviral LTR-directed Expression, Sequence Variation, and Disease Pathogenesis" (PDF). En Kuiken, C; Foley, B; B; Marx, P; McCutchan, F; Mellors, JW; Wolinsky, S; Korber, B. HIV Sequence Compendium 2001. Los Alamos, NM: Theoretical Biology and Biophysics Group, Los Alamos National Laboratory. pp. 29–70.
- ↑ 2,0 2,1 Klaver, B; Berkhout, B (1994). "Comparison of 5' and 3' long terminal repeat promoter function in human immunodeficiency virus". Journal of virology 68 (6): 3830–40. PMC 236888. PMID 8189520.
- ↑ Wu, Yuntao (2004). "HIV-1 gene expression: Lessons from provirus and non-integrated DNA". Retrovirology 1: 13. PMC 449739. PMID 15219234. doi:10.1186/1742-4690-1-13.
- ↑ Valsamakis, A; Schek, N; Alwine, JC (1992). "Elements upstream of the AAUAAA within the human immunodeficiency virus polyadenylation signal are required for efficient polyadenylation in vitro". Molecular and cellular biology 12 (9): 3699–705. PMC 360226. PMID 1508176.
- ↑ Goldschmidt, V.; Rigourd, M; Ehresmann, C; Le Grice, SF; Ehresmann, B; Marquet, R (2002). "Direct and Indirect Contributions of RNA Secondary Structure Elements to the Initiation of HIV-1 Reverse Transcription". Journal of Biological Chemistry 277 (45): 43233–42. PMID 12194974. doi:10.1074/jbc.M205295200.
- ↑ Johnson, Silas F.; Telesnitsky, Alice (2010). Madhani, Hiten D, ed. "Retroviral RNA Dimerization and Packaging: The What, How, when, Where, and Why". PLoS Pathogens 6 (10): e1001007. PMC 2951377. PMID 20949075. doi:10.1371/journal.ppat.1001007.
- ↑ Heng, Xiao; Kharytonchyk, Siarhei; Garcia, Eric L.; Lu, Kun; Divakaruni, Sai Sachin; Lacotti, Courtney; Edme, Kedy; Telesnitsky, Alice; Summers, Michael F. (2012). "Identification of a Minimal Region of the HIV-1 5′-Leader Required for RNA Dimerization, NC Binding, and Packaging". Journal of Molecular Biology 417 (3): 224–39. PMC 3296369. PMID 22306406. doi:10.1016/j.jmb.2012.01.033.
- ↑ Brown, PH; Tiley, LS; Cullen, BR (1991). "Efficient polyadenylation within the human immunodeficiency virus type 1 long terminal repeat requires flanking U3-specific sequences". Journal of virology 65 (6): 3340–3. PMC 240993. PMID 1851882.
- ↑ Shine, J.; Czernilofsky, A. P.; Friedrich, R.; Bishop, J. M.; Goodman, H. M. (1977). "Nucleotide sequence at the 5' terminus of the avian sarcoma virus genome". Proceedings of the National Academy of Sciences 74 (4): 1473–7. PMC 430805. PMID 67601. doi:10.1073/pnas.74.4.1473.
- ↑ Czernilofsky, A.P.; Delorbe, W.; Swanstrom, R.; Varmus, H.E.; Bishop, J.M.; Tischer, E.; Goodman, H.M. (1980). "The nucleotide sequence of an untranslated but conserved domain at the 3′ end of the avian sarcoma virus genome". Nucleic Acids Research 8 (13): 2967–84. PMC 324138. PMID 6253899. doi:10.1093/nar/8.13.2967.
Véxase tamén editar
Outros artigos editar
Ligazóns externas editar
- Long Terminal Repeat Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.