I retrotrasposoni simili ai virus

Anche i retrotrasposoni simili ai virus e i retrovirus contengono, come siti per il legame e l'azione della ricombinasi, delle sequenze terminali ripetute e invertite. Le ripetizioni terminali invertite sono immerse all'interno di sequenze ripetute lunghe; L’RNA retrovirale ha alle estremità delle ripetizioni dirette di 10-80 nt, dette R. All’estremità 5’, a valle di R, c’è la regione U5 di 80-100 nt, il cui nome indica che è unica per l’estremità 5’. All’estremità 3’, a monte di R, c’è la regione U3 di 170-1350 nt, il cui nome indica che è unica per l’estremità 3’Nella forma a DNA del virus le 3 regioni U3, R, U5 sono presenti come ripetizioni dirette a entrambe le estremità, e prendono il nome di LTR (lunghe sequenze terminali ripetute, long terminal repeat). I retrotrasposoni simili ai virus codificano per due proteine necessarie per la loro mobilità: l'integrasi (la trasposasi) e la trascrittasi inversa. La trascrittasi inversa (reverse transcriptase, RT) è un tipo speciale di DNA polimerasi capace di usare uno stampo ad RNA per sintetizzare DNA. Questo enzima è necessario perché per la reazione di trasposizione è richiesto un intermedio a RNA. La differenza tra i retrotrasposoni e i retrovirus sta nel fatto che i primi possono solo spostarsi in nuove posizioni nella cellula, ma non possono mai lasciare quella cellula, mentre i retrovirus ospita ed infetta una nuova cellula. Un ciclo di trasposizione inizia con la trascrizione della sequenza di DNA di un retrotrasposone in RNA da parte di una RNA polimerasi cellulare. La sintesi inizia dal primo nucleotide della sequenza R di sinistra e termina oltre la LTR di destra. L’RNA viene poi modificato mediante degradazione fino al termine della sequenza R di destra e aggiunta di poli(A). Quindi, la trascrizione inizia su un promotore posto su un LTR e prosegue attraverso l'elemento per portare alla formazione di una copia ad RNA, quasi completa, dall'elemento a DNA. L'RNA viene quasi retrotrascritto, portando ad una molecola di DNA a doppio filamento, detta cDNA (per DNA copiato), libera da ogni sequenza fiancheggiante dell'ospite. L’innesco per la trascrittasi inversa è dato da un tRNA della cellula. Un tratto di 18 basi al 3’ del tRNA si appaia a un sito a circa 100-200 basi dall’estremità 5’ dell’RNA virale (PBS, primer binding site). La sintesi produce un breve tratto di DNA comprendente le regioni U5 e R. L’RNasi H collegata all’enzima degrada il tratto a RNA dell’ibrido RNA-DNA. Il DNA U5-R si appaia alla estremità R rimasta dell’RNA e viene esteso dalla trascrittasi inversa. L’RNasi H degrada l’RNA. Resta un tratto polipurinico (PPT) a monte di U3 che funge da primer per la sintesi di U3, R, U5, e PBS. Il tRNA dell’ibrido RNA-DNA viene degradato e le due sequenze PBS si appaiano. Le due estremità 3’ vengono estese e si ha come risultato un DNA retrovirale fiancheggiato da due LTR. L’integrazione richiede l’intervento dell’enzima integrasi, che genera estremità 5’-protruding sia nel DNA retrovirale sia nel sito bersaglio. Quindi, per la ricombinazione in un nuovo sito di DNA, è proprio il cDNA che viene riconosciuto da un'integrasi. Quest'ultima si assembla all'estremità del cDNA per poi eliminare alcuni nucleotidi da ciascuna estremità 3'. A questo punto, con una reazione di trasferimento del filamento, l'integrasi stessa catalizza l'inserimento delle estremità 3' tagliata nel sito bersaglio del genoma della cellula ospite. Il sito bersaglio, come già detto, può avere praticamente qualsiasi sequenza e per portare a termine la ricombinazione le proteine della riparazione della cellula ospite riempiono l'interruzione che si è venuta a formare sul sito bersaglio.