ГЕНИ І БІЛКИ
gag. Перша відкрита рамка кодує внутрішні білки віріона. Ці білки разом з білками, кодованими геном роl, прочитуються, як
і у інших ретровирусов, з повнорозмірною РНК в 9300 нуклеотидов. В результаті трансляції цієї иРНК (див. Малюнок 2) утворюється попередник з мол. Масою 55 кД. В процесі подальшого протеолітичного розщеплювання цей білок нарезается на p17,
p24, p9 і р7. Згідно спостереженням, в сироватках хворих СНІД виявляються антитіла до всіх цих продуктів. Значну фракцію складають антитіла до р24 - основному внутрішньому білку віріона. Антитіла до р24 зВИЛайно з'являються на
ранніх стадіях захворювання і часто зникають у міру його прогресування.
роl. Як і у інших ретровирусов, кодовані цим геном білки прочитуються у вигляді gag-роl попередника. Оскільки рамка прочитування
гена роl не співпадає з рамкою gag, при дозріванні иРНКpol повинне відбуватися видалення невеликого интрона зсовуюче рамку прочитування. Аналіз первинної нуклеотидной послідовності області перекриття генів gag і роl виявляє присутність
там декількох ділянок, які можуть виконувати функцію акцепторних сайтів сплайсинга. Іншим механізмом поєднання рамок прочитування є так званий “перескок рамки” при трансляції. В результаті рибосомі “перестрибують”
через стоп-кодон, обмежуючий рамку gag, і прочитують роl вже в правильній рамці прочитування. Подібний механізм описаний для деяких ретровирусов.
Ген роl кодує 3 ферменти: протеазу (р22), зворотну транскриптазу (р64/53) і эндонуклеазу (р31). Ці білки утворюються в результаті
протеолітичного розщеплювання попередника з молю масою 150кД. Не дивлячись на відносно невелику кількість цих білків у віріоні (приблизно 2 молекули на віріон), антитіла до них виявляються
в сироватках хворих на Снід. Найбільш яскраво виражена реакція з р31.
sor .Tретья відкрита рамка перекривається з 3`-концом гена роl і кодує білок з молю масою 23 кД. Антитіла до цього білка
вдається виявити в сироватках хворих на Снід. Мабуть білок транслюється із сплайсированніх полиаденилированніх РНК розміром 5500 і 5000 нуклеотидов (див. Малюнок 2). Як показали
досліди з використанням інфекційної провірусної ДНК ВІЧ мутації в області гена практично не впливали на здатність вірусу реплицироваться і надавати цитопатогенное дію на CD4-клеточную
лінію, якщо не рахувати невелике уповільнення цих процесів в порівнянні з початковим вірусом. Проте висока консервативність нуклеотидной послідовності гена sor указує на наявність якоїсь функції продукту цього гена в життєвому
циклі вірусу. Можливо, ця функція важлива при реплікації в нелімфоїдних клітках наприклад в нервових і ретикулоэпителиальніх.
env. иРНК, кодуюча білки оболонки віріона, утворюється в результаті сплайсинга, що приводить до видалення з геномной РНК
великого интрона, що містить гени gag, роl і sor (див. Малюнок 2). Утворюється иРНК розміром 4300 нуклеотида містить відкриту рамку з типовим ініціюючим AUG, яка може направляти синтез
білка, що складається з 861 амінокислотного залишку з мол. масою 97.5 кД. Цей білок попередник надалі рясно гликозилируется, внаслідок чого його мол. маса зростає до 160 кД. Попередник містить 3
гидрофобні області, характерні для оболонкових білків інших ретровирусов. Перша гидрофобній ділянка (з 17-й по 31-у амінокислоти) відповідає сигнальному пептиду, другий знаходиться в районі сайту протеолітичного розщеплювання
білка-попередника, третій є частиною трансмембранного білка. В результаті протеолітичного розщеплювання утворюється 2 сильно гликозилированніх білка: зовнішній білок оболонки gp120 і
трансмембранній білок gp41. Цікавою особливістю трансмембранного білка є наявність незВИЛайно довгої послідовності (завдовжки в 150 амінокислотних залишків) гидрофильніх амінокислот вслід за гидрофобной частиною трансмембранного білка. Ця
послідовність, мабуть, є внутріклітинним фрагментом gp41. Ще, як показали дослідження правильний процесинг gp160 відбувається не у всіх клітинних лініях. Від чого це залежить, поки невідомо.
3`-orf. Ця відкрита рамка розташована між 8347-м і 8992-м нуклеотидами і тягнеться, таким чином, в U3 область 3`-LTR. Кодований
цим геном білок має мол. масу 27 кД і транслюється із сплайсированной иРНК розміром 1800 нуклеотидов (див. Малюнок 2).
Хоча антитіла до цього білка вдається виявити в крові хворих на Снід, він не є абсолютно необхідним для реплікації вірусу.
Продукт 3`-orf робить вплив на цитопатогенность вірусу.
tat-3. Явище трансактивации було вперше описано для ретровирусов людини HTLV-1 і HTLV-2. Білок, що здійснює функцію трансактивации,
кодується у цих вірусів невеликою відкритою рамкою, розташованою на 3`-конце генома після гена env. Механізм його дії полягає в активації транскрипції структурних генів вірусу, унаслідок чого ген, кодуючий белок-трансактиватор,
був названий tat (transactivator transcription).
Феномен трансактивации виражений у ВІЧ на декілька порядків сильніше, ніж у HTLV-1 і HTLV-2. Як зараз стало ясно, за цей
процес у ВІЧ відповідають принаймні, 2 гени: tat-3 і art (trs). Перший з них кодується иРНК розміром близько 2000 нуклеотидов
що утворюється в результаті складного сплайсинга (див. Малюнок 2). Механізм дії білка tat-3 у ВІЧ значно складніше, ніж
у аналогічних білків tat вірусів HTLV-1 і HTLV-2.
Продукт гена tat-3 - білок з мол. масою 14 кД, що виявляється за допомогою сироваток хворих СНІД. Мутації в 5`-области першого
кодуючого экзона tat-3 порушують здатність вірусу синтезувати структурні білки і реплицироваться. Ці мутації можуть бути комплементировані в клітинних лініях, постійно экспрессирующих tat-3 білок. Зараз отримані лінії як
В- так і Т-лімфоцитов, стабільно трансформованих tat-3 геном і продукуючих белок-трансактиватор. Інші клітинні лінії наприклад HeLa, продукуючі функціональний tat-3 білок, також можуть підтримувати розмноження мутанта по tat-3 ВІЧ. Використовування
подібних клітинних ліній і клонованих провірусних ДНК, що містять різного розміру делеции в tat-3 гені дозволило вивчити механізми дії кодованого цим геном білка.
art (trs). Іншим білком, що бере участь в регуляції експресії структурних генів ВІЧ є продукт гена art (antirepression transactivator
- антирепрессорній трансактиватор). Транслюється він, мабуть, з иРНК що належить до того ж класу молекул розміром 2000 нуклеотидов, що і иРНКtat-3. Кодуючі экзоні гена art перекриваються экзонами
tat-3 (див. Малюнок 2), а при сплайсинге використовуються ті ж акцепторні і донорні сайти. Проте при трансляції art функціонує инициаторній AUG з координатою 5500, а не 5412, як для гена tat-3. В результаті, art
читається із зсувом рамки отностительно tat-3 що приводить до зменшення її кодуючої рамки в першому трансльованому экзоне з 214 до 76 нуклеотидов і до збільшення в другому
з 44 до 271 нуклеотида. Білок, що синтезується, складається з 116 амінокислотних залишків причому основна частка доводиться на амінокислоти, проявляючі основні властивості. Подібні білки володіють спорідненістю
до нуклеиновім кислот і часто регулюють експресію генів.
Дія продукту art здійснюється на посттранскрипционном рівні. Мабуть, він активує трансляцію иРНК структурних генів gag і
env, знімаючи дію специфічних негативних регуляторів (див. нижче). Разом з цим продукт art бере участь і в регуляції сплайсинга РНК, у зв'язку з чим для вказаного гена була запропонована
інша назва - trs (transregulator splicing - трансрегулятор сплайсинга).