Вирусы, использующие обратную транскрипцию

Геном ретровирусов и вируса гепатита В на разных стадиях цикла размножения образован или РНК, или ДНК.

Ретровирусы имеют диплоидный геном, представленный двумя идентичными плюс-цепями РНК; вирусы содержат также ферменты – обратную транскриптазу и интегразу.

Только у ретровирусов на матрице вирусной РНК с помощью обратной транскриптазы синтезируется двухцепочечная ДНК – провирус. Затем провирус встраивается в хромосому клетки-хозяина. Интеграция провируса с клеточным геномом – обязательный этап жизненного цикла этих вирусов. В геноме человека обнаружены нуклеотидные последовательности эндогенных ретровирусов, поэтому не исключено, что существуют пока неизвестные ретровирусы человека, способные к репродукции.

Транскрипцию интегрированного провируса с образованием мРНК и геномной РНК обеспечивает вирусный промотор. Транскрипция контролируется клеточными и вирусными регуляторными факторами.

Так, относящиеся к подсемейству Oncovirinae Т-лимфотропные вирусы человека типа 1 и 2 (возбудители тропического спастического парапареза и Т-клеточного лейкоза-лимфомы взрослых) помимо характерных для всех ретровирусов структурных белков, обратной транскриптазы, интегразы и белков внешней оболочки синтезируют также белки Tax и Rex, регулирующие транскрипцию и процессинг РНК.

У относящихся к подсемейству Lentivirinae ВИЧ-1 и ВИЧ-2 в результате альтернативного сплайсинга образуются многочисленные мРНК, кодирующие регуляторные белки Tat, Rev, Nef, Vpr, Vpu (у ВИЧ-1) и Vif. Сборка ретровирусов происходит вблизи клеточной мембраны. Нуклеокапсиды формируются из двух идентичных молекул РНК, включающих полный вирусный геном, клеточной тРНК и структурных белков, образующихся при разрезании полипротеина Gag. Внешнюю оболочку вирусы приобретают, отпочковываясь в участках клеточной мембраны, содержащих вирусные гликопротеиды.

Геном вируса гепатита В, относящегося к семейству гепаднавирусов, состоит из кольцевой частично двухцепочечной ДНК. Цепи вирусной ДНК ковалентно не замкнуты. После проникновения вируса в цитоплазму короткая цепь вирусной ДНК достраивается с помощью вирусной ДНК-полимеразы с образованием полностью двухцепочечной ДНК. Затем ковалентно замкнутая вирусная ДНК поступает в ядро и сохраняется там в виде эписомы. Здесь вирусная ДНК транскрибируется при участии клеточной РНК-полимеразы II с образованием полных РНК-копий вирусного генома и коротких мРНК. Полные РНК-копии вирусного генома, содержащие концевой повтор (то есть они длиннее исходной ДНК), 7-метилгуанозин на 5'-конце и полиаденилатный «хвост» на З'-конце, транспортируются в цитоплазму клетки и включаются в вирусный нуклеокапсид. Вирусная ДНК-полимераза, обладающая также активностью обратной транскриптазы, синтезирует на матрице РНК минус-цепь (кодирующую) ДНК, РНК разрушается и частично замещается короткой плюс-цепью (некодирующей) ДНК.