Una repetición terminal larga ( LTR ) es un par de secuencias idénticas de ADN , de varios cientos de pares de bases de largo, que se encuentran en genomas eucariotas en cualquier extremo de una serie de genes o pseudogenes que forman un retrotransposón o un retrovirus endógeno o un provirus retroviral . Todos los genomas retrovirales están flanqueados por LTR, mientras que hay algunos retrotransposones sin LTR. Normalmente, un elemento flanqueado por un par de LTR codificará una transcriptasa inversa y una integrasa. , lo que permite copiar e insertar el elemento en una ubicación diferente del genoma. Las copias de un elemento flanqueado por LTR de este tipo a menudo se pueden encontrar cientos o miles de veces en un genoma. Los retrotransposones LTR comprenden aproximadamente el 8% del genoma humano . [1]
Las primeras secuencias LTR fueron encontradas por AP Czernilofsky y J. Shine en 1977 y 1980. [2] [3]
Transcripción
Las secuencias flanqueadas por LTR se transcriben parcialmente en un intermedio de ARN, seguido de la transcripción inversa en ADN complementario (ADNc) y finalmente ADN bicatenario (ADN bicatenario) con LTR completas. A continuación, las LTR median la integración del ADN a través de una integrasa específica de LTR en otra región del cromosoma del huésped .
Los retrovirus como el virus de la inmunodeficiencia humana ( VIH ) utilizan este mecanismo básico.
Citas con inserciones retrovirales
Como las LTR 5 'y 3' son idénticas en el momento de la inserción, la diferencia entre las LTR emparejadas puede usarse para estimar la edad de las inserciones retrovirales antiguas. Los paleovirólogos utilizan este método de datación , aunque no tiene en cuenta factores de confusión como la conversión de genes y la recombinación homóloga . [4]
VIH-1
El LTR del VIH-1 tiene una longitud de 634 pb [5] y, al igual que otros LTR retrovirales , está segmentado en las regiones U3, R y U5. U3 y U5 se han subdividido adicionalmente según los sitios de los factores de transcripción y su impacto sobre la actividad de LTR y la expresión génica viral. El proceso de múltiples pasos de la transcripción inversa da como resultado la colocación de dos LTR idénticos, cada uno de los cuales consta de una región U3, R y U5, en cada extremo del ADN proviral. Los extremos de las LTR participan posteriormente en la integración del provirus en el genoma del huésped . Una vez que se ha integrado el provirus, el LTR en el extremo 5 'sirve como promotor de todo el genoma retroviral, mientras que el LTR en el extremo 3' proporciona poliadenilación del ARN viral naciente y, en VIH-1, VIH-2 y SIV, codifica la proteína accesoria, Nef . [6]
Todas las señales necesarias para la expresión génica se encuentran en las LTR: potenciador, promotor (puede tener tanto potenciadores transcripcionales como elementos reguladores), iniciación de la transcripción (como taponamiento), terminador de la transcripción y señal de poliadenilación. [7]
En el VIH-1, la región 5'UTR se ha caracterizado de acuerdo con diferencias funcionales y estructurales en varias subregiones:
- TAR , o elemento de respuesta de trans-activación , juega un papel crítico en la activación transcripcional a través de su interacción con proteínas virales. Forma una estructura de tallo-bucle muy estable que consta de 26 pares de bases con una protuberancia en su estructura secundaria que interactúa con la proteína activadora de la transcripción viral Tat . [8]
- El poli A desempeña funciones tanto en la dimerización como en el empaquetamiento del genoma, ya que es necesario para la escisión y la poliadenilación . Se ha informado que las secuencias cadena arriba (región U3) y cadena abajo (región U5) son necesarias para que el proceso de escisión sea eficaz. [9]
- El PBS , o sitio de unión del cebador , tiene una longitud de 18 nucleótidos y una secuencia específica que se une al cebador de ARNt Lys necesario para el inicio de la transcripción inversa. [10]
- Psi (Ψ), o el elemento de empaquetamiento Psi , es un motivo único involucrado en la regulación del empaquetamiento del genoma viral en la cápside . Se compone de cuatro estructuras de tallo-bucle (SL) con un importante sitio donante de empalme incrustado en el segundo SL. [11]
- DIS , o sitio de iniciación del dímero, es una secuencia de interacción ARN-ARN altamente conservada que constituye el tallo-bucle SL1 en el elemento de empaquetamiento Psi de muchos retrovirus. DIS se caracteriza por un tallo conservado y un bucle palindrómico que forma un complejo de bucle de beso entre los genomas de ARN del VIH-1 para dimerizarlos para encapsidación . [12]
La transcripción comienza, al comienzo de R, está tapada y continúa a través de U5 y el resto del provirus, terminando normalmente mediante la adición de un tracto poli A justo después de la secuencia R en el 3 'LTR.
El hallazgo de que ambos LTR del VIH pueden funcionar como promotores de la transcripción no es sorprendente ya que ambos elementos son aparentemente idénticos en la secuencia de nucleótidos. En cambio, el 3 'LTR actúa en la terminación de la transcripción y la poliadenilación. Sin embargo, se ha sugerido que la actividad transcripcional del 5 'LTR es mucho mayor que la del 3' LTR, una situación que es muy similar a la de otros retrovirus. [7]
Durante la transcripción del provirus del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1, las señales de poliadenilación presentes en la repetición terminal larga en 5 '(LTR) se descartan mientras que las señales de poliadenilación idénticas presentes en la 3'LTR se utilizan eficazmente. Se ha sugerido que las secuencias transcritas presentes dentro de la región U3 de la LTR del VIH-1 actúan en cis para potenciar la poliadenilación dentro de la LTR 3 '. [13]
Ver también
- Repetición directa
- RetrOryza
- Retrotransposón LTR
Referencias
- ^ Ishak, Charles A .; De Carvalho, Daniel D. (2020). "Reactivación de retroelementos endógenos en el desarrollo y la terapia del cáncer" . Revisión anual de la biología del cáncer . 4 : 159-176. doi : 10.1146 / annurev-cancerbio-030419-033525 .
- ^ Shine, J .; Czernilofsky, AP; Friedrich, R .; Bishop, JM; Goodman, HM (1977). "Secuencia de nucleótidos en el extremo 5 'del genoma del virus del sarcoma aviar" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 74 (4): 1473–7. Código bibliográfico : 1977PNAS ... 74.1473S . doi : 10.1073 / pnas.74.4.1473 . PMC 430805 . PMID 67601 .
- ^ Czernilofsky, AP; Delorbe, W .; Swanstrom, R .; Varmus, HE; Bishop, JM; Tischer, E .; Goodman, HM (1980). "La secuencia de nucleótidos de un dominio no traducido pero conservado en el extremo 3 'del genoma del virus del sarcoma aviar" . Investigación de ácidos nucleicos . 8 (13): 2967–84. doi : 10.1093 / nar / 8.13.2967 . PMC 324138 . PMID 6253899 .
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- ^ Retrovirus humanos y SIDA, 1998.
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enlaces externos
- Medios relacionados con la repetición de terminal larga en Wikimedia Commons
- Long + Terminal + Repeat en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .