Ендогенні ретровіруси – невід’ємний елемент геномів ссавців. Зважаючи на те,

що це чужорідна генетична інформація, поясніть, чому організми утримують у

своєму геномі такі елементи впродовж значного еволюційного періоду.

Віруси Віруси  — неклітинні форми живих організмів , які

складаються з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) і білкової оболонки, зрідка включаючи інші компоненти (ферменти, ліпідні оболонки тощо). Розмножуються тільки в живих клітинах, вони використовують їхній ферментативний апарат і переключають клітину на синтез зрілих вірусних часток — віріонів.Також віруси є облігатними внутрішньоклітинними паразитами, що відіграє важливу роль у існуванні організмів-хазяїв.

При ураженні клітини, вірус впливає на всі процеси, які є необхідними для підтримки нормального функціонування хазяїна. Тому вважається, що вони завдають шкоди. Особливо це стосується вірусів, які вбудовуються в геном клітин. До таких належить родина ретровірусів. Найбільш небезпечною їх властивістю є те, що вони вбудовуються в геном рандомно, а це призводить до змін генетичної інформації, а отже і істотних змін у клітині.

РетровірусиРетровіруси — родина вірусів. Це оточені

мембраною віруси, що мають РНК геном, який реплікують через ДНК як проміжну ланку. Відомим представником ретровірусів є вірус імунодефіциту людини (ВІЛ).

У 1948 році вперше було виявлено мобільні елементи геному під час дослідження Барбарою МакКлінток рослин кукурудзи. Поглиблене вивчення даного феномену показало різну природу цих елементів. Серед них було виявлено ділянки геному, які відповідають послідовностям геномів ретровірусів. Ці послідовності містять усі структурні елементи, проте мають певні мутації, що призводять до їх неактивності. Це явище називають ендогенними ретровірусами. Так як вони відіграють вагому роль у функціонуванні живих організмів, їх дослідженню за останні роки приділяють доволі багато уваги

Мобільні елементиМобільні елементи — послідовності ДНК, які здатні

до розмноження і переміщення в межах геному. Вони поділяються на два класи: до першого класу відносять ДНК транспозони (переміщення здійснюється шляхом вирізання ділянки ДНК із подальшим вбудовуванням її в інше місце, процес відбувається без стадії “розмноження”), до другого — ретротранспозони. Ретротранспозони становлять значну частину кількості мобільних елементів. Вони переміщаються з використанням РНК як проміжної форми, яка необхідна для розмноження.

Ендогенні ретровіруси — це залишки давніх ретровірусів, які були активними мільйони років тому, інфікували клітини, а потім зазнали певних мутацій, які не дозволяють утворювати вірусні частинки. Більшість ЕРВ втратили здатність до ретротранспозиції, хоча і зберігають довгі термінальні повтори , що фланкують функціональні регуляторні послідовності і можуть використовуватись як альтернативні промотори для клітинних генів.

Ендогенізація — не летальна інгтеграція ретровірусів у геном клітин та подальше успадкування цих провірусів нащадками. Було підраховано, що даний процес триває вже більше 100 мільйонів років, а пік його був приблизно 30 — 45 мільйонів років тому (виникнення мавп). Ендонегізація ретровірусів у деяких видів тварин відбувається і зараз. Прикладом цього процесу є мишачий вірус лейкемії і пухлини молочної залози миші вірус у мишей, Ретровірус коали у коал, ретровірус овець, у домашніх овець, однак у людей він не спостерігається. ЕРВ тварин являються цінними моделями для досліджень процесу ендогенізації та процесів виходу вірусу із цього стану.

Ендогенні ретровіруси складають близько 7 — 8 % (близько ста тисяч)людського геному. Але, незважаючи на те, що віруси інтегрувались у геном наших пращурів мільйони років тому, вони і досі мають відкриті рамки зчитування, а, отже, і можливість для експресії білків. Проте й досі не відомо жодного ендогенного вірусу людини, який би мав інфекційну активність чи здатність до переміщення.

З безлічі ЕРВ, присутніх в нашому геномі, тільки 133 є унікальними для людини. Це наймолодші ендогенні ретровіруси, вони прилаштувалися в геном наших предків вже після їх відділення від предків шимпанзе. Їх вивчення представляє особливий інтерес. Адже якщо вдасться знайти серед них "одомашнені", це може пролити світло на генетичні аспекти антропогенезу і допомогти в пошуку генів, зміни в роботі яких зробили нас людьми.

Одна з ролей ЕРВ - це контроль регулювання генів (експресії білків). Члени сім'ї HERV-K, як правило, знаходяться поблизу генів. Регуляторна роль ЕРВ була показана в печінці, плаценті, товстій кишці та інших місцях. Нещодавно було досліджено, необхідність ендогенного ретровірусу для підтримки вагітності в овець, так як він відіграє важливу роль у формуванні плаценти. Активність ЕРВ також відмічають при деяких хворобах (різні види раку та чоловіче безпліддя).

Ще одна важлива роль ЕРВ — це їх роль у еволюції. Використання вірусних білків та промоторів призвело до утворення нових пристосувань та ознак, що мало значний вплив у ході еволюції живого світу.

Російські вчені показали, що один з 133 ендогенних ретровірусів, вбудований в наш геном після поділу еволюційних ліній людини і шимпанзе, піддався "молекулярному одомашнюваню" і тепер функціонує як регуляторного елемента, керуючого роботою гена PRODH в деяких відділах мозку (в першу чергу в гіпокампі ). Ген PRODH бере участь у синтезі нейромедіаторів, а його важливість для роботи мозку підтверджується тим, що мутації в ньому впливають на ризик розвитку шизофренії. Вся сукупність отриманих даних свідчить про те, що дана ретровірусна вставка зіграла якусь роль в еволюції людського мозгу.

Висновки У ході еволюції людський геном зазнав впливу

багатьох факторів. Але найістотнішим, все ж таки, є вплив вірусів. Незважаючи на велику кількість хвороб спричинених ними, треба віддати належне їх участі у еволюції живого світу.

Віруси, що здатні вбудовуватись в геном є небезпечними. Адже вони втручаються в головні процеси життєдіяльності організму-хазяїна і загалом ведуть до його загибелі. Проте з іншого боку це можна розглядати як вид природного добору. Вбудований вірус може використовуватись організмом для своїх певних цілей. Таким чином створюються нові ознаки, пристосування, що свідчить про перехід на новий етап еволюції.

ПерспективаДостеменно вивчивши механізм впливу і

будову, ми зможемо контролювати процеси спричинені вірусами. А це означає, що ми зможемо лікувати велику кількість вірусних хвороб та матимемо хороший інструмент для лікування різних генетичних захворювань.