мелкие РНК-содержащие вирусы содержат только три гена. Однако обнаружение мутанта фага, образующего нормальные вирионы, но не способного при этом лизировать клетку-хозяина, повлекло за собой поиск еще одного кодируемого вирусом белка. Действительно, у РНК-содержаших фагов имеется четвертый ген, кодирующий белок, необходимый для лизиса бактерии-хозяина. Ген этого белка лизиса перекрывается с генами белка оболочки и субъединицы репликазы (рис. 30.26). Эти мелкие РНК-содержащие фаги, подобно маленькому ДНК-содержащему фагу
используют перекрывающиеся гены для того, чтобы вместить больше информации в свои маленькие геномы. Молекула ( + )РНК вириона служит матрицей и для синтеза четырех белков, и для синтеза (-)РНК. Затем
используется в качестве матрицы для образования множества копий (+)РНК. Таким образом, по генетической системе эти фаги напоминают вирус полиомиелита.
Репликаза, синтезирующая (+)- и (-)цепи фаговой
очень интересный фермент. Он проявляет высокую специфичность к гомологичной фаговой РНК. Поэтому молекулы РНК клетки-хозяина не конкурируют с фаговой РНК при репликации.
-репликаза состоит из четырех субъединиц, из которых только одна кодируется фаговой РНК. Три другие субъединицы репликазы - белки клетки-хозяина, которые фаг приспособил для собственных нужд. Два из них - факторы элонгации синтеза белка
и
а третий - один из компонентов
-субчастицы рибосомы. Так
создает весьма специфичный фермент максимально экономичным способом.
Регуляторные механизмы обеспечивают правильную временную последовательность трансляции и репликации. ( + )РНК служит одновременно матрицей для синтеза белка и для синтеза (-)РНК. Было бы нежелательно, чтобы оба процесса происходили одновременно на одной и той же ( + )РНК, поскольку рибосомы, движущиеся в направлении
сталкивались бы с репликазой, движущейся в направлении
Этого не происходит, так как
-репликаза сильно ингибирует связывание рибосом с (+)РНК до тех пор, пока не синтезируется достаточное число молекул
Четыре фаговых белка синтезируются в различных количествах. Белок оболочки, который синтезируется на протяжении всего периода инфекции, - основной продукт трансляции.
Рис. 30.26. Перекрывающиеся гены в РНК вирусов
Одна рамка считывания показана желтым цветом, другая - синим.
Одна из причин этого состоит в том. что рибосомы гораздо прочнее связываются с участком инициации соответствующего цистрона, чем с другими участками инициации в (+)РНК. Кроме того, белок оболочки подавляет трансляцию гена репликазы, блокируя его участок инициации. Таким образом, белок оболочки - специфический релрессор трансляции. Белок А транслируется только с незаконченных молекул (+)РНК, так как в полных молекулах РНК его участок инициации блокирован в результате спаривания оснований. Вторичная структура полной молекулы РНК позволяет транслировать лишь небольшое количество белка А.