un begomovirus bipartito
Il DNA-A dei geminivirus bipartiti codifica due proteine (AV1 e AV2) nel senso virione e quattro proteine (AC1–AC4) nel senso complementare; il DNA-B codifica una proteina ciascuna (BV1 e BC1) nel senso virione e complementare, rispettivamente (Figura 6.40 A). In MYMV DNA-A ci sono due trascritti nel senso virione (Shivaprasad et al., 2005). Il prodotto da ORF AV1 è tradotto da una trascrizione a partire dalla posizione 141 e quello per AV2 da una trascrizione a partire dalla posizione 137 (Figura 6.40 TER). Poiché il codone di iniziazione per AV2 si trova alla posizione 141, la traduzione non sarebbe in grado di iniziare dalla trascrizione più breve in quanto non ci sarebbe alcuna sequenza leader. Una situazione simile di scansione che perde riguarda in MYMV DNA-B virion-sense trascrizione e traduzione con scansione che perde di breve ORF BV2 essere bypassato per la traduzione di BV1.
La trascrizione in senso complementare è molto più complessa e dà origine a più RNA sovrapposti con estremità 3’comuni ma che differiscono nelle loro estremità 5′. I tre RNA a senso complementare del DNA TGMV-B si traducono tutti per dare la proteina BC1 mentre quelli del DNA-A hanno diverse capacità di codifica. La trascrizione più grande, AC61 (i trascritti sono designati in base alle loro estremità 5′, quindi AC61 proviene dal lato complementare del DNA-A a partire dal nucleotide 61), che copre l’intero lato sinistro del DNA-A ed è l’unico RNA che fornisce proteine Rep a lunghezza intera (vedere Capitolo 7, Sezione VIII, D, 4 per le proteine Rep). AC2540 e AC2515 possono esprimere ORF AC4 e gli RNA più piccoli (AC1935 e AC1629) specificano rispettivamente AC2 dal loro primo ORF e AC3 dal loro secondo ORF (Hanley-Bowdoin et al., 2000; Shung et al., 2006). Il promotore AC1629 contiene un sito di legame conservato per le proteine nucleari del tabacco e dell’Arabidopsis che è necessario per l’espressione di AC2 e AC3 (Tu e Sunter, 2007). Tuttavia, AC2 è espresso solo dalla trascrizione AC1629 mentre AC3 è espresso da entrambe le trascrizioni. Si pensa che i codoni di iniziazione della traduzione di AUG all’interno del 5′ UTR della trascrizione AC1935 possano regolare l’espressione di questi prodotti genici (Shung e Sunter, 2009). MYMV DNA-A ha due principali trascrizioni complementari-senso, uno a partire dalla posizione 2649 che è considerata la trascrizione bicistronica per AC1 e AC4 e uno in entrambe le posizioni 1649 o 1646 che è la trascrizione bicistronica per AC2 e AC3 (Figura 6.40 B) (Shivaprasad et al., 2005). TGMV DNA-B ha tre trascrizioni complementari-senso per BC1 (Figura 6.40 A) (Hanley-Bowdoin et al., 2000). MYMV BC1 è tradotto da una trascrizione di senso complementare impiombato (Figura 6.40 B) (Shivaprasad et al., 2005). Un quinto ORF putativo (AC5) è stato identificato nel senso complementare del DNA-A di WmCSV e ToCMoV, ma non è stata trovata alcuna attività o trascrizione per esso (Kheyr-Pour et al., 2000; Fontelle et al., 2007).
Ci sono sequenze di promotori eucarioti della RNA polimerasi II nella regione comune a monte degli MRNA bipartiti di begomovirus in ciascuno dei due componenti del DNA (Hanley-Bowdoin et al., 2000; Shivaprasad et al., 2005). Questa regione promotore è bidirezionale. La trascrizione di ciascuno degli RNA inizia 20-30 bp a valle dei motivi TATA box, mentre gli altri hanno sequenze simili a elementi iniziatori che si sovrappongono alle loro estremità 5′. I promotori per gli MRNA TGMV complementary-sense AC61 e AC1629 e per gli RNA virion-sense AV1 e BV1 sono stati studiati in dettaglio. L’AC 61 promotore mappe al TGMV-Una regione comune e supporta alti livelli di trascrizione. La mutagenesi della delezione ha mostrato che la maggior parte della sua attività risiedeva nel 60 bp immediatamente precedente il sito di inizio della trascrizione AC61, una regione che si sovrappone all’origine della sintesi del DNA (+)-filamento (vedere Capitolo 7, Sezione VIII, D, 2). Queste mutazioni sia nelle sequenze di legame del fattore ospite che nella G-box hanno ridotto la funzione del promotore hanno mostrato le strette interazioni tra trascrizione e replicazione.
Esistono vari meccanismi che regolano le attività di questi promotori. Il promotore AC61 viene autoregolato attraverso il sito di legame Rep, la repressione è specifica per la proteina Rep omologa e si pensa che implichi un’interferenza attiva con l’apparato di trascrizione e non solo un ostacolo sterico. La proteina AC4 regola negativamente anche questo promotore, l’elemento cis coinvolto essendo a monte della G-box ed essendo distinto dal sito di legame Rep. Questa repressione della trascrizione a monte migliora l’espressione AC2 e ASC3 in TGMV (Shung e Sunter, 2007). I promotori analoghi della maggior parte degli altri begomovirus sono probabilmente regolati da meccanismi simili, ma quelli di alcuni differiscono in dettaglio (Hanley-Bowdoin et al., 2000; Shivaprasad et al., 2005; Usharani et al., 2006). Le sequenze del promotore BC1 sono simili a quelle del promotore AC61 ma differiscono nel sito di inizio della trascrizione e nel fatto che la proteina Rep non la regola.
Il begomovirus AC2 è una proteina di trascrizione virale (chiamata trappola) che transattiva in trans i geni virali tardivi AV1 (che codificano per il CP) e BV1 (che codificano per la nuclear shuttle protein (NSP)) su DNA-A e DNA-B, rispettivamente (Haley et al., 1992; Sunter e Bisaro, 1992). Il gene TGMV e CaLCV AC2 attiva il promotore CP nei tessuti mesofilli e dereprime il promotore nel tessuto vascolare (Lacatus e Sunter, 2008). Due sequenze indipendenti all’interno di AC2 legano le proteine nucleari da una varietà di ospiti. Si pensa che la dimerizzazione di AL2 insieme alla fosforilazione di questa proteina moduli la sua capacità di interagire con la proteina cellulare e quindi funzionare nella regolazione della produzione di CP (Yang et al., 2007; Lacatus e Sunter, 2008). Uno studio sul promotore TGMV AV1 in piante transgeniche ha mostrato che la sua regolazione è complessa ed è controllata in modo diverso nei diversi tessuti (Sunter e Bisaro, 1997). I promotori verso sinistra e verso destra su MYMV DNA-B condividono la regione AC2-reattiva che non si sovrappone alla regione comune (Shivaprasad et al., 2005).