Biopolym. Cell. 2013; 29(6):454-462.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00083F
Структура та функції біополімерів
Філогенетичний аналіз структурних елементів в області полі(А) ВІЛ-1. 1. Шпильки поліA та DSE
1Зарудна М. І., 1Потягайло А. Л., 1Коломієць І. М., 1Говорун Д. М.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680

Abstract

Геном вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ-1) надзвичайно гетерогенний. Мета. Провести філогенетичний аналіз структурних елементів області полі(А) ВІЛ-1, зокрема, шпильок поліA і DSE, які складають основний сайт полі(А). Методи. Передбачення вторинної структури основного полі(А)-сайта здійснювали за допомогою програми UNAFold. Результати. Структуру шпильок поліA і DSE проаналізовано для 1679 геномів ВІЛ-1 групи M та 18 геномів вірусу імунодефіциту мавп SIVcpzPtt: у геномах ВІЛ-1 виявлено 244 і 171 різна послідовність шпильок поліA і DSE відповідно. Однак 70 % вивчених геномів містили один із семи варіантів шпильки поліA, які зустрічалися з частотою 5 % (основні варіанти), і 79 % ізолятів вміщують один із семи основних варіантів шпильки DSE. Виявлено також специфічні для певного субтипу або країни мутації зазначених шпильок. Встановлено, що шпилька поліA з геному SIVcpzPtt дуже схожа на таку з геному ВІЛ-1 субтипів B і C. Висновки. Результати наших широкомасштабних досліджень підтримують деякі структурні моделі 5' нетрансльованої ділянки геному ВІЛ-1, зокрема, третинну взаємодію між шпилькою поліA і областю гена матриксного білка. Шпилька DSE, можливо, утворилася у процесі еволюції ВІЛ-1 групи М. Експонування U/GU-збагаченого елемента в апікальній петлі цієї шпильки могло значно підвищити ефективність поліаденілювання про-мРНК у ВІЛ-1 цієї групи.
Keywords: , , , , ,
Повний текст: (PDF, англійською)

Supplementary data

References

[1] Zarudnaya M. I. mRNA polyadenylation. 1. 3'-end formation of vertebrates' mRNAs Biopolym. Cell 2001 17, N 2 P. 93–108.
[2] Chan S., Choi E. A., Shi Y. Pre-mRNA 3'-end processing complex assembly and function Wiley Interdiscip. Rev. RNA 2011 2, N 3:321–335.
[3] Zarudnaya M. I., Potyahaylo A. L., Kolomiets I. M., Hovorun D. M. Auxiliary elements of mammalian pre-mRNAs polyadenylation signals Biopolym. Cell 2002 18, N 6:500–517.
[4] Valsamakis A., Zeichner S., Carswell S., Alwine J. C. The human immunodeficiency virus type 1 polyadenylylation signal: a 3' long terminal repeat element upstream of the AAUAAA necessary for efficient polyadenylylation Proc. Natl Acad. Sci. USA 1991 88, N 6:2108–2112.
[5] Berkhout B., Klaver B., Das A. T. A conserved hairpin structure predicted for the poly(A) signal of human and simian immunodeficiency viruses Virology 1995 207, N 1:276–281.
[6] Klasens B. I., Thiesen M., Virtanen A., Berkhout B. The ability of the HIV-1 AAUAAA signal to bind polyadenylation factors is controlled by local RNA structure Nucleic Acids Res 1999 27, N 2:446–454.
[7] Zarudnaya MI, Potyahaylo AL, Otenko VV, Kolomiets IN, Hovorun DM. The secondary structure of core poly(A) signal of human immunodeficiency virus pre-mRNA. Dopovidi Nats Akad Nauk Ukrainy. 2011;(4):170-6.
[8] Paillart J. C., Skripkin E., Ehresmann B., Ehresmann C., Marquet R. In vitro evidence for a long range pseudoknot in the 5'untranslated and matrix coding regions of HIV-1 genomic RNA J. Biol. Chem 2002 277, N 8:5995–6004.
[9] Abbink T. E., Berkhout B. A novel long distance base-pairing interaction in human immunodeficiency virus type 1 RNA occludes the Gag start codon J. Biol. Chem 2003 278, N 13 P. 11601–11611.
[10] Ooms M., Cupac D., Abbink T. E., Huthoff H., Berkhout B. The availability of the primer activation signal (PAS) affects the efficiency of HIV-1 reverse transcription initiation Nucleic Acids Res 2007 35, N 5:1649–1659.
[11] Markham N. R., Zuker M. UNAFold: software for nucleic acid folding and hybridization Methods Mol. Biol 2008 453 P. 3–31.
[12] Yuan Y., Kerwood D. J., Paoletti A. C., Shubsda M. F., Borer P. N. Stem of SL1 RNA in HIV-1: structure and nucleocapsid protein binding for a 1 x 3 internal loop Biochemistry 2003 42, N 18:5259–5269.
[13] Henriet S., Richer D., Bernacchi S., Decroly E., Vigne R., Ehresmann B., Ehresmann C., Paillart J. C., Marquet R. Cooperative and specific binding of Vif to the 5' region of HIV-1 genomic RNA J. Mol. Biol 2005 354, N 1:55–72.
[14] Das A. T., Klaver B., Berkhout B. A hairpin structure in the R region of the human immunodeficiency virus type 1 RNA genome is instrumental in polyadenylation site selection J. Virol 1999 73, N 1:81–91.
[15] Berkhout B. HIV-1 as RNA evolution machine RNA Biol 2011 8, N 2:225–229.
[16] Sharp P. M., Hahn B. H. Origins of HIV and the AIDS pandemic Cold Spring Harb. Perspect. Med 2011 1, N 1 a006841.
[17] Zarudnaya M. I., Kolomiets I. M., Potyahaylo A. L., Hovorun D. M. Downstream elements of mammalian pre-mRNA polyadenylation signals: primary, secondary and higher-order structures Nucleic Acids Res 2003 31, N 5:1375–1386.
[18] Chou Z.-F., Chen F., Wilusz J. Sequence and position requirements for uridylate-rich downstream elements of polyadenylation signals Nucleic Acids Res 1994 22, N 13:2525– 2531.