schemat replikacji i właściwości onkogenne DNA
advertisement
Zakażenie produktywne – ogólny schemat replikacji wirusów kręgowców Podział procesu replikacji wirusów kręgowców na okresy, fazy i stadia 1. Okres adsorbcji 2. Okres penetracji i obnażania genomu 3. Okres wewnątrzkomórkowej biosyntezy fazy a. zahamowanie syntezy komórkowego DNA, RNA i białek - początek fazy eklipsy i początek stadium latencji b. transkrypcja, translacja i synteza białek wczesnych c. replikacja kwasu nukleinowego dla wirionów potomnych d. transkrypcja z rodzicielskiego i/lub potomnego DNA (względnie RNA) oraz translacja i synteza białek późnych i ew. późnych enzymów szczegóły replikacji DNA herpeswirusa ludzkiego typu 1 znajdziesz TU szczegóły transkrypcji różnych klas genów herpeswirusa ludzkiego typu 1 znajdziesz TU e. montowanie wirionów potomnych - koniec fazy eklipsy 4. Okres dojrzewania i uwalniania wirionów potomnych koniec stadium latencji Poziomy oddziaływania wirus-komórka 1. Interakcje ze strukturami powierzchniowymi komórki - adsorpcja i przenikanie 2. Interakcje z aparatem transkrypcyjnym 3. Interakcje z aparatem translacyjnym 4. Interakcje z aparatem replikacyjnym 5. Interakcje z komórkowym aparatem dojrzewania białek 6. Wpływ wirusów na strukturę komórek Poziomy oddziaływania wirus-komórka 1. Interakcje ze strukturami powierzchniowymi komórki - adsorpcja i przenikanie receptory komórkowe Specyficzne dla wąskiej populacji komórek, np. CD4 dla HIV, c3d dla dopełniacza dla EBV, acetylocholinowy dla wirusa wścieklizny Gatunkowo - specyficzne, np. dla polio występują tylko u naczelnych przenikanie Fuzja otoczki z błoną komórkową - do cytoplazmy dostaje się nukleokapsyd otoczkowe otoczkowe i nagie endocytoza Fuzja otoczki z Trawienie błony błoną pęcherzyka pęcherzyka przez białko (-ka) wirusowe 2. Interakcje z aparatem transkrypcyjnym Stymulacja aktywności komórkowej RNA-polimerazy 3. Interakcje z aparatem translacyjnym 4. Interakcje z aparatem replikacyjnym Dodawanie nowych elementów do aparatu replikacyjnego 5. Interakcje z komórkowym aparatem dojrzewania białek 6. Wpływ wirusów na strukturę komórek Promocja fuzji - wirusy otoczkowe Zmiana przepuszczalności błon komórkowych, np. dla jonów Depolimeryzacja cytoszkieletu Inne oddziaływania na cytoszkielet przyłączanie białek wirusowych, dysocjacja mRNA gospodarza, włączanie komponent cytoszkieletu do struktur powstających w zakażonej komórce Zakażenie nieproduktywne 1. Replikacja wirionów zahamowana 2. Ograniczona ekspresja genów wirusowych 3. Brak objawów klinicznych Zakażenie latentne 1. Replikacja wirionów zahamowana, ale PO przebyciu zakażenia produktywnego i replikacji 2. Ograniczona ekspresja genów wirusowych 3. Brak objawów klinicznych 4. Wirus może być reaktywowany, co prowadzi do „endogennego” zakażenia produktywnego Zakażenia nieproduktywne LATENTNE TRANSFORMACJA KOMÓRKI TRANSFORMACJA TRANSFORMACJA TRANSFORMACJA TRANSFORMACJA KOMÓRKI TRANSFORMACJA KOMÓRKI TRANSFORMACJA KOMÓRKI KOMÓRKI TRANSFORMACJA KOMÓRKI KOMÓRKI KOMÓRKI TRANSFORMACJA KOMÓRKI MECHANIZMY WIRUSOWEJ ONKOGENEZY i TRANSFORMACJI KOMÓRKI „Be warned! One sneeze can generate an aerosol of enough cold viruses to infect an entire regiment!” Linda Stannard TRANSFORMACJA KOMÓRKI „ZMIANY BIOLOGICZNYCH FUNKCJI KOMÓRKI KTÓRE SĄ EFEKTEM REGULACJI PROCESÓW KOMÓRKOWYCH PRZEZ GENY WIRUSOWE I KTÓRE NADAJĄ KOMÓRCE PEWNE CECHY WŁAŚCIWE DLA NOWOTWORU” Richard C. Hunt Ogólne cechy wirusowej transformacji komórki 1. Towarzyszy jej przetrwanie całego lub części genomu wirusa; zwykle występuje on w formie niezakaźnej, zintegrowany z komórkowym DNA; nie powstają wiriony potomne 2. Towarzyszy jej ciągła ekspresja ograniczonej liczby genów wirusowych (często 1, rzadziej więcej niż 2) 3. Jest procesem „pojedynczego uderzenia” - do transformacji wrażliwej komórki wystarczy jeden wirion Cechy komórek transformowanych 1. Zmiany w regulacji wzrostu - brak hamowania kontaktowego - uniezależnienie od czynników wzrostowych - uniezależnienie (lub obniżona zależność) od zakotwiczenia w podłożu stałym 2. Zmiany morfologiczne - struktury cytoszkieletu - składu powierzchniowych struktur błony komórkowej (enzymów, receptorów etc.) - składu zewnątrzkomórkowego matrix (fibronektyny, kolagenu, lamininy) wirusy transformujące a nowotwory DNA Hepadnaviridae - carcinoma komórek wątrobowych Polyomaviridae - guzy lite Papillomaviridae - carcinoma i papilloma Adenoviridae - guzy lite Herpesviridae - carcinoma i lymphoma Poxviridae - myxoma i fibroma wirusy transformujące a nowotwory RNA Retroviridae - nowotwory hematopoietyczne (lymphoma, myeloma, erythroma), sarcoma i carcinoma Mechanizmy onkogennego działania DNA wirusów 1. Zaburzenie transdukcji sygnałów do wnętrza komórki 2. Interakcja z aparatem regulującym funkcjonowanie genów komórkowych 2. Interakcja z aparatem regulującym funkcjonowanie genów komórkowych Na poziomie białek jądrowych przyłączających się do DNA Na poziomie czynników pośrednio i bezpośrednio zaangażowanych w regulację ekspresji genów i replikację Erb, Fms, Kit Czynniki wzrostu białka membranowe -receptory dla czynników wzrostu Sis Src, Abl, Yes kinazy cytoplazmatyczne membranowe kinazy tyrozynowe Mos, Raf, Fps Jun, Fos, Myc, Myb, Rel, ErbA białka jądrowe -czynniki transkrypcyjne, receptor hormonów białko G transdukujące sygnały Ras następstwa interakcji białek wirusowych z białkami komórkowymi stymulacja transkrypcji stymulacja ekspresji genów komórkowych stymulacja replikacji komórkowego DNA stymulacja mitozy aktywacja protoonkogenów komórkowych inaktywacja anty-onkogenów modulacja apoptozy ADENOWIRUSY E1A aktywator transkrypcji trans-aktywuje transkrypcję genów komórkowych przez RNA-polimerazę II współdziała z ras - białkiem biorącym udział w przekazywaniu sygnałów do komórki stymuluje syntezę komórkowego DNA i proliferację komórki bierze udział w wiązaniu białka Rb ADENOWIRUSY E1B 19k Homolog komórkowego białka BCL-2 hamując BAX i BAK warunkuje unieśmiertelnienie komórek aktywuje c-jun-kinazę i regulowaną przez c-jun transkrypcję E1B 55k bierze udział w wiązaniu p53 i Rb – tumor suppressor proteins POLYOMAWIRUSY Antygen T - mały, średni i duży średni współdziała z białkiem src stymulując 10-50x jego aktywność fosforylacyjną stymuluje ekspresję genów komórkowych przez fosforylację czynników transkrypcyjnych SV-40 - antygen T mały i duży duży bierze udział w wiązaniu i rozplataniu DNA; stymuluje replikację komórkowego DNA wpływa na aktywność komórkowych czynników transkrypcyjnych AP1 i AP2 wiąże białko Rb SV-40 - antygen T mały i duży mały działa synergistycznie z innymi antygenami T może działać mitogennie i stymulować syntezę DNA komórkowego trans-aktywuje promotory RNA-polimerazy II i III indukuje transkrypcję c-myc i c-fos PAPILLOMAWIRUSY E2 E7 Transaktywator, rozpoznaje i wiąże określone sekwencje DNA HPV-16 i HPV-18 - zdolny do aktywacji promotora E2 ADENO; wiąże białko Rb prowadząc do rozwoju retinoblastomy onkoproteiny E5 Powoduje zmianę aktywności białek membranowych zaangażowanych w proliferację komórek E7 Białko o zdolnościach transformacyjnych, podobnie do E1A Modulator transkrypcji Może współdziałać z aktywowanym ras E1 i E2 - wchodzą w interakcje z DNA-pol komórki mają zdolność stymulacji syntezy komórkowego DNA i derepresji niektórych genów E6 i E7 - mogą tworzyć hybrydę H6/H7 - białko fuzji indukujące fenotyp „transformowany” (w tym uniezależnienie od podłoża) Genom wirusa może integrować się z genomem gospodarza, również w okolicy c-onc, np. HPV-16, 18, 33
