Adenovirus-Genom - Adenovirus genome
Adenovirus- Genome sind lineare, nicht segmentierte doppelsträngige (ds) DNA- Moleküle, die typischerweise 26 bis 46 Kbp lang sind und 23 bis 46 Protein-kodierende Gene enthalten . Das für die folgende Beschreibung verwendete Beispiel ist das humane Adenovirus E, ein Mastadenovirus mit einem 36-Kbp-Genom, das 38 Protein-kodierende Gene enthält. Während die genaue Anzahl und Identität der Gene zwischen den Adenoviren variiert, werden die Grundprinzipien der Genomorganisation und die Funktionen der meisten in diesem Artikel beschriebenen Gene von allen Adenoviren geteilt.
Transkriptionseinheiten
Die 38 Gene im Genom des humanen Adenovirus E sind in 17 Transkriptionseinheiten organisiert, die jeweils 1-8 codierende Sequenzen enthalten. Alternatives Spleißen während der Verarbeitung der von jeder Transkriptionseinheit produzierten Prä-mRNAs ermöglicht die Herstellung mehrerer verschiedener mRNAs aus einer Transkriptionseinheit.
Die Transkriptionseinheiten E1A, E1B, E2A, E2B, E3 und E4 werden sukzessive früh im viralen Reproduktionszyklus transkribiert . Die Proteine, für die Gene innerhalb dieser Transkriptionseinheiten kodieren, sind hauptsächlich an der Regulation der viralen Transkription, an der Replikation viraler DNA und an der Unterdrückung der Wirtsantwort auf eine Infektion beteiligt.
Die L1-L5-Transkriptionseinheiten werden später im viralen Reproduktionszyklus transkribiert und kodieren hauptsächlich für Proteine, die Bestandteile des viralen Kapsids bilden oder an der Assemblierung des Kapsids beteiligt sind. Die L1-L5-Transkriptionseinheiten werden alle durch dieselbe Promotorregion reguliert und teilen dieselbe Transkriptionsstartstelle. Infolgedessen beginnt die Transkription aller fünf späten Transkriptionseinheiten zum gleichen Zeitpunkt im viralen Reproduktionszyklus.
Die Transkription von Prä-mRNAs, die am späten Promotor beginnen, wird zufällig an einer von fünf Terminationsstellen terminiert, wodurch eine Population von Transkripten mit fünf verschiedenen Längen erzeugt wird. Die Prä-mRNAs beliebiger Länge werden dann alternativ gespleißt , um 1 bis 4 verschiedene mRNAs zu erzeugen, die für eine entsprechende Anzahl von Proteinen kodieren.
Protein-kodierende Gene
Die Namen, Orte und Eigenschaften der 38 Protein-kodierenden Gene im Genom des humanen Adenovirus E sind in der folgenden Tabelle angegeben.
| Proteinname | Proteinkennung | Transkriptionseinheit | Basis starten | Basis stoppen | Strand | Länge (Aminosäuren) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Kontrollprotein E1A | YP_068018.1 | E1A | 576 | 1441 | + | 257 |
| Kontrollprotein E1B 19K | YP_068019.1 | E1B | 1600 | 2115 | + | 171 |
| Kontrollprotein E1B 55K | YP_068020.1 | E1B | 1905 | 3356 | + | 483 |
| Kapsidprotein IX | YP_068021.1 | IX | 3441 | 3869 | + | 142 |
| Einkapselungsprotein IVa2 | YP_068022.1 | IVa2 | 3930 | 5554 | - - | 448 |
| DNA-Polymerase | YP_068023.1 | E2B | 5033 | 13773 | - - | 1193 |
| Protein 13,6 K. | YP_001661328.1 | L1 | 7814 | 9476 | + | 139 |
| terminaler Proteinvorläufer pTP | YP_068024.1 | E2B | 8404 | 13773 | - - | 642 |
| Einkapselungsprotein 52K | YP_068025.1 | L1 | 10765 | 11937 | + | 390 |
| Kapsidproteinvorläufer pIIIa | YP_068026.1 | L1 | 11961 | 13736 | + | 591 |
| Pentonbase (Kapsidprotein III) | YP_068027.1 | L2 | 13815 | 15422 | + | 535 |
| Kernproteinvorläufer pVII | YP_068028.1 | L2 | 15426 | 16007 | + | 193 |
| Kernprotein V. | YP_068029.1 | L2 | 16055 | 17080 | + | 341 |
| Kernproteinvorläufer pX | YP_068030.1 | L2 | 17103 | 17336 | + | 77 |
| Kapsidproteinvorläufer pVI | YP_068031.1 | L3 | 17413 | 18141 | + | 242 |
| Hexon (Kapsidprotein II) | YP_068032.1 | L3 | 18248 | 21058 | + | 936 |
| Protease | YP_068033.1 | L3 | 21082 | 21702 | + | 206 |
| einzelsträngiges DNA-bindendes Protein | YP_068034.1 | E2A-L | 21774 | 23312 | - - | 512 |
| Hexon-Assemblierungsprotein 100K | YP_068035.1 | L4 | 23341 | 25716 | + | 791 |
| Protein 33K | YP_068036.1 | L4 | 25439 | 26252 | + | 214 |
| Einkapselungsprotein 22K | YP_068037.1 | L4 | 25439 | 25978 | + | 179 |
| Kapsidproteinvorläufer pVIII | YP_068038.1 | L4 | 26321 | 27004 | + | 227 |
| Kontrollprotein E3 12,5 K. | YP_068039.1 | E3 | 27005 | 27325 | + | 106 |
| Membranglykoprotein E3 CR1-alpha | YP_068040.1 | E3 | 27279 | 27911 | + | 210 |
| Membranglykoprotein E3 gp19K | YP_068041.1 | E3 | 27893 | 28417 | + | 174 |
| Membranglykoprotein E3 CR1-beta | YP_068042.1 | E3 | 28449 | 29111 | + | 220 |
| Membranglykoprotein E3 CR1-Delta | YP_068043.1 | E3 | 29440 | 30264 | + | 274 |
| Membranprotein E3 RID-alpha | YP_068044.1 | E3 | 30273 | 30548 | + | 91 |
| Membranprotein E3 RID-beta | YP_068045.1 | E3 | 30554 | 30994 | + | 146 |
| Kontrollprotein E3 14.7K | YP_068046.1 | E3 | 30987 | 31388 | + | 133 |
| Protein U. | YP_068047.1 | U. | 31481 | 31632 | - - | 50 |
| Faser (Kapsidprotein IV) | YP_068048.1 | L5 | 31649 | 32926 | + | 425 |
| Kontrollprotein E4orf6 / 7 | YP_068049.1 | E4 | 33022 | 34169 | - - | 141 |
| Kontrollprotein E4 34K | YP_068050.1 | E4 | 33270 | 34169 | - - | 299 |
| Kontrollprotein E4orf4 | YP_068051.1 | E4 | 34072 | 34440 | - - | 122 |
| Kontrollprotein E4orf3 | YP_068052.1 | E4 | 34449 | 34802 | - - | 117 |
| Kontrollprotein E4orf2 | YP_068053.1 | E4 | 34799 | 35188 | - - | 129 |
| Kontrollprotein E4orf1 | YP_068054.1 | E4 | 35236 | 35610 | - - | 124 |
Die Funktionen vieler Adenovirus-Proteine sind bekannt:
- Strukturproteine umfassen Kapsidproteine II ( Hexon ), III (Pentonbase), IIIa, IV (Faser), VI, VIII und IX; und Kernproteine V, VII, X und das terminale Protein TP.
- Die Verkapselungsproteine IVa2, 52K und L1 sowie das Hexonassemblierungsprotein 100K sind an der Assemblierung viraler Kapside beteiligt.
- Die L3-Protease spaltet die viralen Vorläuferproteine pTP, pVI, pVII, pVIII und IIIa, um die reifen viralen Proteine zu produzieren.
- Das Kontrollprotein E1A aktiviert die Transkription einer Reihe von viralen Genen sowie von Genen der Wirtszelle.
- Das Kontrollprotein E1B 19K unterdrückt die Apoptose durch Nachahmung der Wirkung des zellulären Proteins Bcl-2.
- Das Kontrollprotein E1B 55K bindet an den Transkriptionsregulator p53 und inaktiviert ihn, wodurch die Transkription von Genen blockiert wird, die normalerweise durch p53 aktiviert werden, und trägt zur Unterdrückung der Apoptose bei.
- Die drei Proteine, für die die Transkriptionseinheiten E2A und E2B kodieren, sind alle an der Replikation viraler DNA beteiligt. Die Adenovirus-DNA-Replikation beginnt an jedem Ende der viralen DNA, wobei das TP-Protein (anstelle der RNA) als Primer verwendet wird, sodass die virale DNA-Polymerase jede Base des Genoms repliziert.
- Das Membranprotein E3 RID-alpha und das Membranprotein E3 RID-beta erfüllen eine Vielzahl molekularer Funktionen, die zur Hemmung der Apoptose beitragen.
- CR1 Beta-Membranglykoprotein moduliert die Immunantwort des Wirts.
- Das Membranglykoprotein E3 gp19K hemmt die Insertion von Klasse-I-MHC-Proteinen in die Wirtszellmembran, wodurch verhindert wird, dass T-Zell-Lymphozyten erkennen, dass die Wirtszelle mit einem Virus infiziert wurde.
- Das Kontrollprotein E3 14.7K schützt das Virus vor antiviralen Reaktionen des Wirts.
- Die Kontrollproteine der E4-Transkriptionseinheit sind an der Regulierung der Transkription von viraler DNA beteiligt.