Transcrierea inversă începe atunci când particula virală intră în citoplasma unei celule țintă. Genomul ARN viral intră în citoplasmă ca parte a unui complex nucleoproteic care nu a fost bine caracterizat. Procesul de transcriere inversă generează, în citoplasmă, un duplex ADN liniar printr-o serie complicată de pași. Acest ADN este coliniar cu șablonul său de ARN, dar conține duplicări terminale cunoscute sub numele de repetări lungi terminale (LTR) care nu sunt prezente în ARN-ul viral (Fig. 1). Modelele existente pentru transcrierea inversă propun că sunt necesare două comutatoare șablon specializate cunoscute sub numele de reacții de transfer de șuvițe sau „salturi” pentru a genera LTR-urile.
Figura 1
Transcrierea inversă a genomului ARN viral generează un duplex ADN liniar. Pozițiile regiunilor R, U5 și U3, ale tractului polipurin (PPT) și ale situsului de legare a primerului (PBS) sunt indicate. Transcrierea inversă creează duplicări ale U5 (mai mult …)
Sinteza ADN-ului retroviral este absolut dependentă de cele două activități enzimatice distincte ale RT: a ADN polimeraza care poate utiliza ARN sau ADN ca șablon și o nuclează, denumită ribonuclează H (RNază H), care este specifică pentru catena ARN a ARN: duplexuri ADN. Deși nu poate fi exclus un rol pentru alte proteine și este probabil ca anumite proteine virale (de exemplu, nucleocapsidă, NC) să mărească eficiența transcripției inverse, toate funcțiile enzimatice necesare c completarea seriei de etape implicate în generarea unui ADN retroviral poate fi atribuită fie ADN polimerazei, fie RNazei H a RT. Se consideră că procesul de sinteză a ADN-ului retroviral urmează schema prezentată în Figura 2:
Sinteza ADN-lanțului minus este inițiată folosind capătul 3 al unui ARN de transfer parțial derulat care este recoacut la legarea primerului (PBS) în ARN genomic, ca primer. Sinteza ADN-ului cu catene minus continuă până când se atinge capătul 5 al ARN-ului genomic, generând un intermediar ADN de lungime discretă denumit ADN-stop-puternic cu catene minus (–sssADN). Deoarece situsul de legare pentru primerul de ARNt este aproape de capătul 5 ′ al ARN-ului viral, –sssADN este relativ scurt, de ordinul a 100-150 baze
După degradarea mediată de RNase-H a catenei de ARN al ARN-ului: –ssDNA duplex, primul transfer de catenă face ca –sssADN să fie recuat la capătul 3 al unui ARN genomic viral. Acest transfer este mediat de secvențe identice cunoscute sub numele de secvențe repetate (R), care sunt prezente la capetele 5 și 3ale genomului ARN. Capătul 3 al ADN -sss a fost copiat din secvențele R de la capătul 5 al genomului viral și, prin urmare, conține secvențe complementare cu R. După ce sablonul ARN a fost îndepărtat, –sssADN poate fi recuplat la secvențele R de la 3 ’ capătul genomului ARN. Reacția de recoacere pare a fi facilitată de NC.
Odată ce ADN -sss a fost transferat pe segmentul 3′R pe ARN viral, se reia sinteza ADN minus-catenă, însoțită de digestia RNase H a șablonului șuviță. Cu toate acestea, această degradare nu este completă.
Genomul ARN conține un tract polipurin scurt (PPT) care este relativ rezistent la degradarea RNazei H. Un segment de ARN definit derivat din sinteza ADN-urilor PPT plus-catenă. Sinteza plus-catenă este oprită după ce o porțiune a primerului ARNt este transcrisă invers, producând un ADN numit ADN cu catenă plusă (+ sssDNA). Deși toate tulpinile de retrovirusuri generează un primer plus-catenă definit din PPT, unii viruși generează primeruri plus-catenă plus din genomul ARN. complementare secvențelor la sau aproape de capătul 3 al ADN-ului cu catene plus.
Recocurarea segmentelor complementare de PBS în ADN + sss și ADN min-catenă constituie al doilea transfer de catenă.
Sintezele plus și minus-catenă sunt apoi completate, fiecare dintre catenele plus și minus de ADN servind drept șablon pentru cealaltă catenă.
Figura 2
Procesul de transcriere inversă a genomului retroviral. (Linia neagră) ARN; (culoare deschisă) ADN-uri minus-catenă; (culoare închisă) ADN cu catene plus. A se vedea textul pentru o descriere a acestui proces.
O descriere mai detaliată a acestor pași este prezentată mai jos.