Консервативные структурные мотивы в 3'-нетранслируемой области геномной РНК вируса SARS-CoV

Abstract

Сигнальные последовательности в 3'-нетранслируемой области (UTR) «плюс»-РНК вирусов контролируют процессы репликации, транскрипции и трансляции РНК. В представленной работе методом компьютерного моделирования (Zuker, 2003) впервые изучены вторичная и третичная структуры 3' UTR геномной РНК вируса SARS-CoV. Показано, что эта область содержит последовательность, образующую псевдоузел, который по своей структуре наиболее близок к псевдоузлам, обнаруженным в РНК коронавирусов группы I. Так же, как и в случае других коронавирусов, последовательность, соответствующая одной из цепей стебля I псевдоузла РНК вируса SARS-CoV, может участвовать в образовании альтернативного мотива — высокостабиль­ной иіпилькообразной структуры. Кроме этого, 3' UTR РНК вируса SARS-CoV содержит мотив s2m, найденный в 3' UTR РНК вируса IBV (коронавирус группы III) и отсутствующий в ряде РНК коронавирусов первой и второй групп. Обсуждаются также и другие структурные мотивы, образующиеся в 3' UTR РНК вируса SARS-CoV. Полученные нами результаты поддерживают существующую точку зрения о том, что вирус SARS-CoV является уникальным и не может быть отнесен ни к одной из трех известных групп коронавирусов.

Сигнальні послідовності в З'-нетрансльованій області (UTR) «плюс»-РНК вірусів контролюють процеси реплікації, транс­крипції та трансляції РНК. У цій роботі методом комп'ю­терного моделювання (Zuker, 2003) вперше вивчено вторинну і третинну структуру 3' UTR геномної РНК вірусу SARSCoV. Показано, що ця область містить послідовність, яка утворює псевдовузол, найближчий за свою структурою до псевдовузлів, виявлених в РНК коронавірусів групи І. Як і у випадку інших коронавірусів, послідовність, що відповідає од­ному з ланцюгів стебла І псевдовузла РНК вірусу SARS-CoV, може брати участь в утворенні альтернативного мотиву – високостабільної шпилькоподібної структури. Окрім того, 3' UTR РНК вірусу SARS-CoV містить мотив s2m, виявлений в аналогічній області вірусу IBV (коронавірус групи III), але відсутній в низці РНК коронавірусів груп І і II. Обговорюють­ся також інші структурні мотиви, які утворюються в 3' UTR РНК вірусу SARS-CoV. Отримані нами результати підтримують існуючу точку юру про те, що вірус SARS-CoV є унікальним і не може бути віднесений до жодної з трьох відомих груп коронавірусів.

Signal elements in the 3' untranslated region (UTR) of «plus»-RNA viruses function as control elements in RNA replication, transcription and translation. Here we performed computer-assisted (Zuker, 2003) secondary structure analysis and prediction of tertiary structure of 3' UTR of SARS coronavirus. We found that this region contains a sequence potentially able to form a pseudoknot which was earlier observed in 3' UTR of every coronavirus genome that was sequenced. The SARS-CoV pseudoknot structure is similar to the pseudoknot structure of the group 1 coronaviruses. As in the case of other coronaviruses the formation of the SARS-CoV pseudoknot interferes with the formation of a bulged stem-loop structure with high negative free energy value located in the most upstream part of 3' UTR. Besides the SARS-CoV 3' UTR, like the same region of 1BV coronavirus, contains the s2m motif which is absent in 3' UTR of a number of group 1 and 2 coronaviruses. Other structural motifs in 3' UTR of SARS-CoV has been discussed as well. As a result, the SARS-CoV 3' UTR structure established supports the present opinion on a unique character of this virus which cannot be assigned to any of three known groups of coronaviruses.