omvänd transkription börjar när viruspartikeln kommer in i cytoplasman i en målcell. Det virala RNA-genomet kommer in i cytoplasman som en del av ett nukleoproteinkomplex som inte har karakteriserats väl. Processen med omvänd transkription genererar, i cytoplasman, en linjär DNA-duplex via en invecklad serie steg. Detta DNA är kolinear med sin RNA-mall, men det innehåller terminal duplikationer som kallas de långa terminala upprepningarna (LTR) som inte finns i viralt RNA (fig 1). Befintliga modeller för omvänd transkription föreslår att två specialiserade mallväxlar som kallas strängöverföringsreaktioner eller ”hopp” krävs för att generera LTR: er.
Figur 1
Omvänd transkription av det virala RNA-genomet genererar en linjär DNA-duplex. Positionerna för R-, U5- och U3-regionerna, polypurinkanalen (PPT) och primerbindningsstället (PBS) anges. Omvänd transkription skapar duplikationer av U5 (mer …)
Retroviral DNA-syntes är helt beroende av RT: s två distinkta enzymaktiviteter: DNA-polymeras som kan använda antingen RNA eller DNA som mall och ett nukleas, benämnt ribonukleas H (RNas H), som är specifikt för RNA-strängen av RNA: DNA-duplexer. Även om en roll för andra proteiner inte kan uteslutas, och det är troligt att vissa virala proteiner (t.ex. nukleokapsid, NC) ökar effektiviteten för omvänd transkription, alla de enzymatiska funktionerna som krävs för att omplett serien av steg som är involverade i alstringen av ett retroviralt DNA kan tillskrivas antingen DNA-polymeraset eller RNas H för RT. Processen med retroviral DNA-syntes antas följa schemat som beskrivs i figur 2:
Minussträngad DNA-syntes initieras med användning av 3-änden av ett delvis oupplindat överförings-RNA som härdas till primerbindningen plats (PBS) i genomiskt RNA, som en primer. Minussträngad DNA-syntes fortsätter tills 5-änden av genomiskt RNA har uppnåtts, vilket genererar en DNA-mellanprodukt med diskret längd benämnd minus-streng stark-stopp-DNA (–sssDNA). Eftersom bindningsstället för tRNA-primern är nära 5-änden av viralt RNA är –sssDNA relativt kort, i storleksordningen 100-150 baser
Efter RNase-H-medierad nedbrytning av RNA-strängen av RNA: –sssDNA duplex orsakar den första strängöverföringen –sssDNA glödgas till 3-änden av ett viralt genomiskt RNA. Denna överföring förmedlas av identiska sekvenser kända som de upprepade (R) sekvenserna, som är närvarande vid 5- och 3-ändarna av RNA-genomet. 3-änden av –sssDNA kopierades från R-sekvenserna vid 5-änden av virusgenomet och innehåller därför sekvenser komplementära till R. Efter att RNA-mallen har tagits bort kan –sssDNA glödga till R-sekvenserna vid 3 slutet av RNA-genomet. Glödgningsreaktionen verkar underlättas av NC.
När –sssDNA har överförts till 3R-segmentet på viralt RNA, återupptas DNA-syntes med mindre strängar, åtföljd av RNas H-spjälkning av mallen strå. Denna nedbrytning är dock inte fullständig.
RNA-genomet innehåller en kort polypurinkanal (PPT) som är relativt resistent mot RNas H-nedbrytning. Ett definierat RNA-segment härledt från PPT-primer plus-sträng-DNA-syntes. Plussträngssyntes stoppas efter att en del av primern tRNA transkriberas, vilket ger ett DNA som kallas plussträngs starkstopp-DNA (+ sssDNA). Även om alla stammar av retrovirus genererar en definierad plussträngsprimer från PPT genererar vissa virus ytterligare plussträngsprimrar från RNA-genomet.
RNase H avlägsnar primer-tRNA och exponerar sekvenser i + sssDNA som är komplementär till sekvenser vid eller nära 3-änden av plussträng-DNA.
Glödgning av de kompletterande PBS-segmenten i + sssDNA och minussträng-DNA utgör den andra strängöverföringen.
Plus- och minussträngssynteser fullbordas sedan, med plus- och minussträngarna av DNA som vardera fungerar som en mall för den andra strängen.
Figur 2
Process för omvänd transkription av det retrovirala genomet. (Svart linje) RNA; (ljus färg) minussträngade DNA: er; (mörk färg) plussträngad DNA. Se text för en beskrivning av denna process.
En mer detaljerad beskrivning av dessa steg presenteras nedan.