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病毒RNA的复制

2022-03-02 15:47 作者:制御秘书长杜鹃  | 我要投稿

        病毒RNA的复制方式,正义RNA病毒、反义RNA病毒与双链RNA病毒完全不同。但它们都有相同的蛋白质——依赖于RNA依赖的RNA聚合酶(RDRP)。

类病毒的RNA复制

非对称复制

持有者:马铃薯纺锤块茎类病毒(Pospiviroid)

位置:细胞核

        非对称复制:RNA经RNA聚合酶之手,通过滚环从环状RNA模板生成线性多聚体。 这些多聚体随后通过自我切割被切割成单位长度的RNA(这些RNA含有核酶,这意味着它们在没有蛋白质的情况下具有酶促活性)。新的线性反基因组不会环化。反基因组通过RNA聚合酶线上复制以产生新的前基因组。前基因组通过切割后自身环状化,产生基因组。这种复制称为“非对称复制”,因为正义RNA与反义RNA的产生方式不同。

对称复制

持有者:鳄梨日斑类病毒(Avsunviroid)与丁肝病毒(Hepatitis Deltavirus)

位置:叶绿体(鳄梨日斑类病毒),细胞核(丁肝病毒)

       对称复制:RNA基因组经RNA聚合酶之手,通过滚环复制从环状RNA模板生成线性多聚体。 这些多聚体随后通过自我切割被切割成单位长度的RNA(这些RNA含有核酶,这意味着它们在没有蛋白质的情况下具有酶促活性)。 新的线性反基因组将进一步环化。 环状反基因组通过相同的滚环复制以产生新的基因组。 这种复制称为“对称复制”,因为正义RNA和反义RNA的产生方式相同。

正义RNA病毒的RNA复制

正义RNA病毒RNA复制

持有者:所有的正义RNA病毒。

位置:宿主细胞的细胞质,复制与转录发生在膜内陷处。

       正义RNA作为这些病毒的基因组RNA和mRNA。5'可以是有帽的,也可以是无帽的,或者与VPG蛋白共价连接。3'可以是非多聚腺苷化的,也可以是多聚腺苷化的。

      在感染后,正义RNA被翻译,通常为复制机制的多聚蛋白编码。复制发生在膜内陷的内质网,可能是为了避免dsRNA沉默。正义RNA病毒的复制可能会导致dsRNA的形成,而dsRNA又会被转录为正义RNA。新合成的正义RNA既可用于复制,也可用于翻译。

       对于许多正义RNA病毒,亚基因组RNA是转录的,通常编码结构蛋白。

反义RNA病毒的复制

反义RNA病毒RNA复制

持有者:除丁肝病毒外的所有反义RNA病毒

位置:细胞质,少数病毒,如博尔纳病毒与正黏病毒在细胞核。

        RNA依赖的RNA聚合酶复合体结合到被包裹的反义RNA上的Leader序列,并开始复制。在复制过程中,正义RNA同时被包装。RNA依赖的RNA聚合酶复合体在复制模式下忽略所有的转录信号。

       然后,正义RNA在相同的过程中被复制,病毒聚合酶复合物首先结合到Trailer序列。

       病毒RdRP复合体的复制和转录大概是相同的。它可能根据病毒蛋白的浓度在转录酶模式与复制酶模式之间转化。

       许多病毒的反义RNA/正义RNA比值约为10:1。据推测,Trailer序列是比Leader序列更强的复制启动子。

双链RNA病毒的RNA复制


双链RNA病毒RNA复制

持有者:所有双链RNA病毒

位置:大多数dsRNA病毒的复制与转录发生在衣壳内。


       dsRNA基因组的5'部分可能是裸露的、有帽的或与病毒蛋白共价连接的。

      在感染时,基因组dsRNA在mRNA中被转录,这将同时起到翻译或复制的作用。mRNA的转译产生了确保复制和封装所必需的蛋白质。

        复制发生在宿主细胞质中,并将mRNA转化为dsRNA。但dsRNA是一种细胞不会产生的分子,真核宿主有各种抗病毒系统可以检测和灭活dsRNA。为了绕过这种防御,许多dsRNA病毒在二十面体衣壳内复制它们的RNA。RNA聚合酶位于五重对称轴上,产生从粒子中挤出的mRNA。基因组dsRNA从不进入细胞质,因此对细胞dsRNA传感器是隐藏的。

       细胞对dsRNA的防御:真核细胞能够通过PKR或MDA5蛋白检测并对dsRNA作出反应。通过dsRNA激活PKR可诱导抑制细胞翻译,并诱导各种凋亡和抗病毒信号。MDA5通过激活干扰素刺激基因,诱导干扰素信号转导和细胞抗病毒状态。

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