Карин Мёллинг - Вирусы: Скорее друзья, чем враги

Рибозим – малая ферментативно активная кольцевая РНК, имеющая шпилько-петлеобразную структуру; в ряде случаев бывает неактивной; в растениях представлена в виде вироидов; присутствует в печени человека в форме одного-единственного вида – вируса гепатита дельта (HDV); также относится к кольцевой РНК или circRNA.

Рибонуклеаза H – фермент, специфически разрушающий РНК-цепочку РНК–ДНК-гибрида в процессе репликации ретровируса или ретротранспозиции; существует много родственных форм PIWI и Cas9. См. также РНКаза Н.

Рибосомная РНК – компонент рибосом; эта последовательность является основой при классификации различных типов бактерий; она также называется 16S/18S rРНК или rДНК на уровне ДНК; имеет размер 16S у бактерий, 18S в эукариотических клетках.

Рибосомы – это рибозимы. Синтез белка в рибосомах зависит от рибозимов, имеющих очень древнее происхождение, их девиз «Рибосомы – это рибозимы!»; каталитическая РНК – активный компонент, соединяющий аминокислоты.

РНК выполняет функции мессенджера (mРНК, или информационная иРНК, или матричная мРНК), переноса (транспортная тРНК), некодирующей РНК (нкRNA), малой интерферирующей РНК или сайленсера (siРНК), интерферирующей РНК (РНКi), длинной некодирующей РНК (lncРНК), длинной межгенной некодирующей РНК (lincРНК) из участков между генами, PIWI-взаимодействующей РНК (piRNA) или PIWI-РНК в зародышевых клетках, семенной жидкости и эмбрионе; также представлена в виде кольцевой РНК (circРНК), онкогенной микроРНК (miR), ассоциированной с повторами siРНК (rasiРНК); контролирует ретротранспозоны в зародышевых клетках (piРНК), рибосомной РНК (rРНК), 16S rРНК у прокариотов,18S rРНК у эукариотов.

РНКаза Н – рибонуклеаза Н, фермент, расщепляющий и удаляющий РНК из гибрида РНК–ДНК в процессе репликации ретровируса, молекулярные «ножницы»; кроме того, РНКаза Н удаляет праймеры после инициации синтеза ДНК в эукариотических клетках; вирусная РНКаза Н удаляет ретровирусную РНК по завершении ее транскрипции в ДНК; РНКаза H1 и 2A,B,C наблюдаются в клетках человека, РНКаза HI и HII – в бактериях; кроме того, существует большое семейство, представленное интегразой, дайсером, доменом PIWI из белка Argonaute в комплексе RISC с siРНК, RAG1/2 (генов активации рекомбинации 1/2), необходимых для V(D)J-рекомбинации для производства антител, эндонуклеазы RuvС, Cas9 для расщепления ДНК в РНК–ДНК-гибридах (как ДНКаза Н) или siДНКаза или в Prp8 для сплайсинга; это самая распространенная укладка белка (см. Moelling and Broecker, NYAS 2015); у РНКазы Н пять альфа-спиралей, пять складчатых бета-слоев и три аминокислоты, связывающие с ионом магния для поддержания структуры; имеет триаду незаменяемых аминокислот DDE примерно из 100 Ак, которая является характерной чертой молекулярных «ножниц», если речь идет о поиске родственных членов семейства, но «расстояние» между этими родственниками варьирует.

Сайленсинг РНК (с помощью siРНК) – выключение (сайленсинг) генной экспрессии в РНК-индуцированном комплексе сайленсинга (RISC), который отвечает за расщепление РНК-мишени, этот процесс также известен под названием РНК-интерференции или РНКi. Комплекс для расщепления RISC состоит из белка Argonaute и различных классов малых некодирующих РНК. Малая РНК, также называемая siРНК или сайленсерной РНК, направляет фермент к комплементарным мРНК и индуцирует расщепление, что ингибирует генную экспрессию (при ингибировании трансляции производство белка не происходит); Argonaute содержит PIWI-домен, РНКазу Н-сложенные молекулярные «ножницы»; siРНК регулируют клеточную или вирусную РНК; противовирусная защита является частью иммунной системы у растений; существует у C. elegans, а также является слабой противовирусной защитной системой у человека.

Симбиоз – сосуществование двух или более видов, характеризующееся долгосрочной взаимозависимостью; в этом смысле показательны митохондрии, бывшие бактерии в клетках млекопитающих; взаимовыгодное сосуществование (мутуализм); часто наблюдается уменьшение числа генов в пользу специализации. Некоторые модели симбиоза предполагают, что археи могли «слиться» с бактериями путем эндосимбиоза, что в конечном итоге привело к образованию эукариотических клеток.

Синцитин – захваченный белок оболочки ретровируса, ассоциированный с уникальной по своей структуре плацентой у человека и других млекопитающих и жвачных; это слой клеток, состоящий из синцитиотрофобластов, который у человека отделяет мать от плода, что более 30 млн лет назад сделало откладывание яиц бессмысленным; фузогенные (приводящие к слипанию) свойства оболочки белка аналогичны белкам ВИЧ, когда формирование синцития приводит к образованию гигантских клеток путем слияния; это тест-индикатор на предмет выявления ВИЧ; все 18 известных в животном мире представителей семейства синцитина были получены из разных ретровирусов; синцитин защищает организм от иммунного отторжения плода организмом матери.

Состав генома. У человека – 3% транспозонов ДНК, 45% общего числа – транспозируемые элементы, у дрожжей – по большей части ретротранспозоны, очень незначительное число ДНК-транспозонов, у C. elegans – главным образом ДНК-транспозоны, незначительное количество ретротранспозонов, у растений – разное количество ДНК транспозонов и ретротранспозонов.

Сплайсинг – комбинирование различных участков мРНК у эукариотов, а именно экзонов, путем удаления промежуточных последовательностей, которыми зачастую являются не кодирующие белок интроны, путем исключения «лассо»-подобных РНК; требуется комбинация структуры РНК без узлов, чтобы рибосомы могли транслировать новые РНК-последовательности в белки, что важно для повышения сложности генома и его вариабельности; самый важный фактор, определяющий сложность генома человека.

Стволовые клетки тотипотентные – самые изменчивые клетки, которые in vitro получают из оплодотворенных яиц; через четыре дня они могут развиться в любую клетку человека; развиваются в плюрипотентные стволовые клетки, которые могут развиться во все типы клеток, но при этом целый организм не формируется; мультипотентные стволовые клетки отличаются менее выраженной изменчивостью, приводя к формированию ограниченного числа видов клеток; взрослые стволовые клетки мультипотентны, заменяют погибшие взрослые клетки или клетки, переставшие функционировать; недифференцированные клетки в той или иной дифференцированной ткани (в частности, в тканях головного мозга, крови, мышечной ткани и т.д.).

«Суицид» – доведение ВИЧ до «самоубийства» при помощи синтетического участка ДНК с целью формирования гибрида, который активирует вирусную РНКазу Н и уничтожает инфицирующие свойства вируса; такие части ДНК называются также siДНК (малые интерферирующие ДНК, К. Мёллинг). Это обычный шаг в процессе репликации, но его можно предварительно активировать и в вирусных частицах. Термин «суицид» ввела редколлегия Nature Biotechnology. Речь идет о разработке микробицида для профилактики передачи ВИЧ при половом контакте. Малые ДНК действуют против полипуринового тракта (ППТ) и образуют G-тетраду, позволяющую осуществлять захват вируса. До сих пор не существует препаратов, ингибирующих вирусную РНКазу Н. «Суицид» же, наоборот, «активирует» подход терапии против ВИЧ.