РЕГУЛЯЦІЯ ЕКСПРЕСІЇ ВІРУСНИХ ГЕНІВ
Як було відзначене вище, геном ВІЧ, крім зВИЛайних ретровирусніх генів (gag, роl, env), містить ще ряд генів, функції яких
полягають в регуляції експресії синтезу структурних білків віріона. Якщо про функцію продуктів генів sor і 3`-orf мало що відоме, крім того, що вони не є необхідними для реплікації вірусу,
про дію продуктів генів tat-3 і art є багато даних, що укладаються в певну схему.
Перші досліди по вивченню синтезу деяких ферментів в клітках, трансформованих рекомбинантніми ДНК, що містять гени цих ферментів
під контролем LTR ВІЧ, показали, що кількість специфічних иРНК різко збільшується (в 100-1000 разів) після введення в клітки додатково активно экспрессирующегося tat-3 гена. Подальші досліди показали, що продукт гена tat-3
збільшує кількість специфічних иРНК приблизно в 10 разів, причому його дія опосередкована послідовністю присутньої в R-элементе LTR ВІЧ. Проте для максимального ефекту tat-3-зависимой трансактивации необхідна присутність послідовності
U3 - елемента LTR. Таким чином, продукт гена tat-3 викликає активацію транскрипції і його активуюча дія здійснюється на етапі ініціації транскрипції.
Важливою частиною tat-3-зависимой трансактивации є активація трансляції иРНК. Цей посттранскрипционній ефект tat-3-белка
також опосередкований послідовністю R-элемента LTR ВІЧ. Ця послідовність була позначена TAR (trains асting responsive) і локалізована між -17 і +80 нуклеотидами в LTR ВІЧ. Аналіз первинної нуклеотидной послідовності
цієї ділянки показав наявність там 24-х нуклеотидного обернутого повтору (між 1-м і 59-м нуклеотидами) який може формувати петлю в иРНК. Така вторинна структура иРНК може заважати 40S субъединице рибосомі пересуватися уздовж
иРНК при ініціації трансляції і перешкоджати, таким чином, синтезу продукту. Взаємодія продукту гена tat-3 з цією ділянкою иРНК релаксирует структуру і знімає, таким чином, перешкоду для трансляції.
В експерименті було з'ясовано, що делеции в TAR ділянці знімали гальмуючу дію R-элемента на трансляцію проте повністю ліквідовували ефект трансактивации. Таким чином, tat-3 кодований білок або індуковані їм клітинні чинники
взнають TAR послідовність як в ДНК (провирус) так і в иРНК і активує відповідно транскрипцію або трансляцію.Дія іншого гена-трансактиватора - art- здійснюється тільки
на посттранскрипционном рівні. Продукт гена art(trs) бере участь в регуляції сплайсинга. Він знімає репресію специфічних негативних регуляторів трансляції, розташованих на иРНК, кодуючої білки gag і env. У відсутність
активного гена art(trs) порушується синтез саме цих білків, тоді як експресія інших генів (наприклад tat-3) не порушується.
Якщо підсумовувати приведені дані, то можна запропонувати таку модель регуляції експресії генів ВІЧ. Продукт гена tat-3,
взаємодіючи з TAR послідовністю в LTR провируса, активує транскрипцію провірусної ДНК. Можливо це відбувається за рахунок зменшення гальмуючої дії на процес транскрипції специфічного негативного регуляторного елемента
(NRE), розташованого між -340-м і -185-м нуклеотидами в U3 послідовності LTR ВІЧ. Той же tat-3 білок активує і трансляцію иРНК, знімаючи дію, що інгібірує, на ініціацію трансляції TAR-елемента. Для повноцінного
синтезу структурних білків віріона необхідна дія ще одного білка - продукту гена art(trs). Цей білок з'являється в результаті описаних вище подій і перемикає сплайсинг на виробництво иРНК структурних генів. Цей
же білок знімає дію негативних регуляторів трансляції, розташованих на иРНК, кодуючих структурні білки (gag і env). ЗВИЛайно, передбачувана схема містить багато “білих плям”. Так, поки не ясно, що є початковим поштовхом до активації
провируса. Така активація відбувається при антигенній стимуляції зараженого ВІЧ Т-лімфоцита проте молекулярні механізми цього явища не вивчені. Важливу роль в активації провируса може грати і взаємодія вірусних генів
з клітинними білками. Так, чинник транскрипції Sp1, присутній в клітках ссавців зв'язується з промоторною ділянкою в LTR промотора ВІЧ і активує синтез РНК в 5-10 разів.