HIV вирусын геном 2 хэсэг

            HIV вирусын нуклейн хүчил нь 9.6 kb урттай, эерэг утгат + РНХ нь хос утаслагаас тогтоно. РНХ-ийн хувьсамтгай төлөв нь мутацид амархан орох геномын жижиг “Quesispezies” хувилбарыг агуулж байдаг. Вирусын геном эсийн ДНХ-д эргэн хуулбарлагдах (Retranskript) явцад эсийн дотор, эс-вирусын нуклеотид интеграцид орж провирус үүсдэг. Вирусын РНХ нь эргэн хуулбарлагдахад үүсч бий болсон провирусын мРНХ-д бүтнээрээ агуулагдах бөгөөд провирусээс HIV вирусын шинэ хувилбар үүснэ.

HIV вирус нь вирусын бүтцийн уураг синтезлэгч (полимеразийн) ген болон вирусын репликацийн процессыг тохируулагч ген гэсэн хоёр үндсэн генээр өсөлт үржлийн процесс нь зохицуулагдаж байдаг. Дээр дурьдсан хоёр генийн зохицуулагаар –gag, -pol, -env генийн үйл ажиллагаа идэвхжиж вирусын урьдал уураг бүрэлдэхэд протеаза фермент чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.

            HIV вирусын геномын нуклеотидын дараалалыг секвенцийн аргаар судалж дурьдсан генүүдийг тодорхойлоод байна.

LTR нэмэлт төгсгөл (long terminal repeats – давтагдах эрэмбэт урт төгсгөл)

            HIV вирус эсэд халдварлах үед эргээх (урвуу) транскриптаза ферментийн үйлчлэлээр эсийн ДНХ-ийн хос нуклеотидийн аль нэг төгсгөлд үүсэх бөгөөд  шинээр үүсэх провирусын нуклеотидын хоёр төгсгөлд хуулбарлагдахдаа, вирусын РНХ-ийн  мэдээлэлээр үүссэн ДНХ-ийн аль нэг хэсэгт нэгдэн орсноор дамжин хуулбарлагдана. LTR нь эс өсч  үржихэд  арилж алга болдоггүй харин эсийн дотор секвенцлэгдэж удамын мэдээлэл нь ДНХ-ээс мРНХ-д зөөвөрлөгдөж, промотор болон энхансер (enhancer) эрэмбээр эсийн уураг, РНХ – полимеразатай солбицох тэр мөчөөс вирусын генийг эс өөрөө идэвхтэй синтезлэхэд оролцдог.

            Gag ген: Вирус эсэд нэвтэрч орсны дараа Gag гений идэвхжилтээр р55 уураг синтезлэгдэж, протеаза ферментийн үйлчлэлд р55 уураг нь р24, р17, р15 уураг болон нуклеотидын бие даасан тогтоцыг бүрдүүлэнэ. р17 уураг нь капсидын үндсэн уураг бөгөөд HIV вирусын липидэн давхаргын дотуур цагираг бүтэц үүсгэн нийлэгждэг байна. Харин р24 уураг синтезлэгдэх процесст Gag генээс гадна pol ген давхар оролцдог учраас р24 уураг нь вирусын РНХ-ийн гадуур нуклеотидын өвөрмөц дараалал бүхий уураг үүсгэдэг байна. р24 уургийг цөмийн антиген (core antigen) гэж нэрлэх болов (2009 он). Цөмийн антигенд нуклеопротейн р7, урвуу транскриптазын р66 хэмээх нуклейн хүчлийн комплекс тодорхойлогдоод байна. урвуу транскриптазид HIV вирусын өсөлт үржлийг эрчимжүүлдэг. Интеграз р32, протеаз р11 хэмээх фермент синтезлэгдэнэ. р15 уураг нь протеаза ферментийн үйлчлэлээр р9, р6 гэсэн хэсгүүд болон вирусын РНХ-ийн хувьсамтгай хэсгийн бүрдэлтийг бүрдүүлэхэд оролцодог гэж үздэг. Gag генээр үйл ажиллагаа нь зохицуулагдаж буй эдгээр уураг нь HIV вирусын субтипийн шинэ хувилбар үүсэхэд нөлөөлдөг байна.

            Pol ген (polymerase gen): Pol ген нь эргээх (урвуу) транскриптаза (reverse transkriptase) ферментийн сэдээлтээр идэвхжин р66, р51 хэмээх урьдал уургуудын синтезийг эхлүүлнэ. Энэ үед эндонуклелаза, интеграза фермент сэдээгдэн р32 уураг нийлэгждэг байна.  Протеаза фермент нь урьдал уургуудын нийлэгжилтийг идэвхжүүлэх үүрэг гүйцэтгэнэ. Урвуу транскриптаза (ревертаз) ферментийн үйлчлэлээр вирусын (+) РНХ-д хадгалагдаж буй HIV вирусын удмын бүрэн мэдээлэл эсийн ДНХ-д эргэн хуулбарлагдах процесст Pol ген чухал үүрэгтэй оролцож байгааг Т-туслах эс болон макрофагаас бэлтгэсэн эсийн өсгөвөрт хийсэн туршилтаар тогтоосон байна. 

Env ген (envelope-бүрхүүл,дугтуй): ДОХ-ын вирусын липидэн бүрхүүлд байрладаг нүүрс-уст уураг  (glykoprotein – gp 160-120 / 41)-ийн нийлэгжилтыг зохицуулагч ген юм. Env гений нөлөөгөөр gp 160 хэмээх нүүрсуст уураг үүсч, эндонуклеаза ферментийн оролцоотой gp120, gp41 гэсэн өвөрмөц бүрдэлийг үүсгэх бөгөөд эдгээр бүдэл нь вирусын лигандын үүрэг гүйцэтгэнэ. gp 41 уургийг трансмембраны уураг, gp120-ийг бүрхүүлийн мембраны уураг гэж нэрлэх болсон бөгөөд HIV вирус халдварын үед эдгээр уураг вирусын мембранаас аяндаа хөндийрч салах (shedding) өвөрмөц онцлогтой болох нь тогтоогджээ. Түүнээс гадна gp120/160, HIV вирусын халдвартай хүмүүсийн ийлдэс (serum) тунгалагийн эд эсд шинжилгээнд илэрдэг. HIV вирусын бүрхүүлд хүний дархлааны HLA-I,II ангийн молекул холбогдох бөгөөд эдгээр молекул нь эс цогцолборлосон вирионы эсээс нахиалах (budding) хэлбэрээр гадагшлан, өөр эсийн мембранд бэхлэгдэх адгезийн ICAM-1 (intercellular adhesion molecul) молекулыг идэвхижүүлдэг. 

            Tat ген (trans-activation transcription): Tat ген нь транскрипцийн процессыг идэвхжүүлэх үйлчлэл үзүүлдэг. Tat гений үйл ажиллагаа эрчимжихэд эсэд халдварлагдсан HIV вирусын нуклеотид эсийн ДНХ-д дамжин хуулбарлагдах процесс хурдасч, провирусын LTR-5/ төгсгөлд вирусын Tat ген холбогддог байна.

Rev ген: HIV вирусын бүтцийн уураг нийлэгжилтийг өдөөгч ген, мРНХ-д экспресслэгдэх үйл ажиллагааг зохицуулагч ген гэж үздэг.

Vif ген (Virus-Infeкtions-Faktor): ДОХ-ын вирусээр халдвар авсан хүний биед агуулагдаж буй вирусын халдварлах идэвхийг тодорхойлогч ген юм. Vif гений идэвхжилтийг тогтоохдоо вирус эсийн рецепторт холбогдох (адсорбцийн) процесс болон эсэд нэвтэрч орох (пенитраци) процессыг хянах шаардлагатай болдог. Энэ үед Vif гений нуклеотидийн бүрэн дараалалыг тогтоох шинжилгээ хийдэг байна. Vif генийг анхдагч CD4+ Т эс, Т эсийн өсгөвөр макрофаг эсээс ялган авч тодорхойлж болдог. HIV вирус эсийн дотор нэвтэрч орсны дараа урвуу транскриптазын идэвхижилтээр вирусын нуклеотид эсийн ДНХ-руу хуулбарлагдана. Вирусын РНХ эсийн ДНХ-д хуулбарлагдах үед vif ген идэвхижиж провирус бүрэлдэх процесс түр саатна. Провирус бүрэлдэх процесс саатуулагч хүчин зүйлийг APOBEC-3G (apolipoprotein B mRNA editing enzyme, catalytic polypeptide like 3G) буюу аполипопротейн В мРНХ-д хуулбарлагдан 3G полипептидыг задлагч фактор гэдэг. Эсийн дотор HIV вирусын репликацийн үед Vif гений зохицуулалтаар APOBEC3G синтезлэгдэхэд мРНХ-д урацилийн оронд цитозин нийлэгжиж вирусын ДНХ-ийн дан нуклеотид аминжих процесс саатна. Үүний дараа аденин гуанинаар солигдон нуклеотидын нийлэгжилт зогсоно (stop codon). Вирусын ДНХ бүрэлдэх мөчлөгт урацил урацилын хэлхээ үүсч ДНХ глюкозид өөрчлөгдөн, HIV вирусын мутацийн шинэ хувилбар үүсдэг байна. Vif ген APOBEC3G-ийн комплекс үүсэхэд урвуу транскриптазын процесс саатна.  

            Nef ген (3/-Ende-negativer-Faktor): Nef ген нь HIV вирусын нуклеотидын 3/ төгсгөлд тодорхойлогдох бөгөөд Nef ген идэвхжихэд вирусын мРНХ-ийн синтез эрчимждэг байна. Энэ үед үүсч бий болсон вирусын уураг хүний дархлаа чадамжийг зохицуулагч эс болон мэдрэлийн эсийн үйл ажиллагааг дарангуйлах нөлөөтэй байгааг туршилт судалгаагаар тогтоогоод байна. Мөн эсийн мемранд илрэх CD4 болон MHC II молекулын үйл ажиллагааны зохицуулага алдагдаж байгааг эмнэлзүйн ажиглалтууд харуулах болжээ. Молекул биологийн судалгаагаар Nef генээр синтезлэгдэх уураг, вирус халдварласан эсийн гадаргууд илэрсэн CD4 болон HLA-I ангийн антигений молекулыг эс хордуулагч Т эс (CTL cytotoxic T cell) таньж холбогдон, НIV агуулсан эсийг устгах зохицуулагад нөлөөлдөг. 

            Vpu болон Vpr ген: Vpu, Vpr ген зөвхөн HIV1-т илэрдэг. Харин Vpr, Vpx ген нь HIV2-т илэрдэг байна. Эдгээр ген нь HIV вирусын репликацийг идэвхжүүлж, вирус эсээс гадагшлах процессыг эрчимжүүлдэг. Мөн HIV вирусээр халдварлагдсан эсийн хөтөлбөрт үхэл (Апоптозис)-ийг vpu, vpr генээр сэдээгдсэн цитокин хурдасгадаг болох нь судалгааны явцад тогтоогдсон байна. Vpr ген LTR хэсэгтэй хамсаж эс болон вирусын промоторыг идэвхижүүлж, вирусын репликацид эсийн дотор эхлэх тэр агшинд эсийн G2 циклийг аддагдуулан эсийн цөмд вирусын нуклеотид интеграцилагдах урвал нөхцөлийг бүрдүүлэнэ. Вирусын мутацийн үед халдварласан эсийн гадаргууд Vpu ген тодорхойлогдох бөгөөд CD4 болон gp120-ын комплекст нөлөөлж CD4 рецепторт gp160 уураг салах процессийг идэвхижүүлэн вирион бүрэлдэхэд Vpu ген оролцдог байна. Лабораторын нөхцөлд болон эмнэлзүйн сорьцонд хийгдсэн молекул биологийн туршлагаар HIV вирусын нуклеотидын дараалалд Tev ген илэрч байгааг эрдэмтэд мэдээлсэн бөгөөд tev гений нуклеотидын дарааллыг тогтоох судалгаа хийгдэж байна.