Long Terminal Repeat

Ein LTR (long terminal repeat) ist eine 200-3000 bp[1] lange DNA-Wiederholungseinheit, die LTR-Elemente genannte Gene oder Pseudogene zu beiden Seiten flankieren und diese nach dem Herausschneiden zur Reintegration ins Genom befähigen (Transposition).[2] Das Phänomen findet sich bei Retrotransposons, bei Endogenen Retroviren und bei retroviralen Proviren. Dabei wird bei allen Retroviren das Genom gewöhnlich von LTRs flankiert, die die spätere Integration zum Provirus vermitteln, es gibt aber auch einige Retrotransposons ohne LTRs.[3]

Typischerweise kodiert ein Element, das von einem LTR-Paar flankiert wird, eine Reverse Transkriptase und eine Integrase, wodurch das Element kopiert und an einer anderen Stelle des Genoms eingefügt werden kann. Kopien eines solchen LTR-flankierten Elements können oft hunderte oder tausende Male in einem Genom gefunden werden. LTR-Retrotransposons machen etwa 8 % des menschlichen Genoms aus.[3]

Aufbau

LTRs enthalten alle Signalsequenzen, die zur Steuerung der Genexpression notwendig sind von 5' nach 3':

Abschnitt U3 (unique 3') mit GRE (charakteristische Basensequenz TGTTA), Enhancer (TGTGCTAAG) und Promotor (TATA-Box)
Abschnitt R (redundant) mit einem Polyadenylierungssignal (AATAAA) für die Bildung eines poly(A)-Schwanzes zur Stabilisierung der mRNA (siehe Transkription und Gen)
Abschnitt U5 (unique 5')

Funktionen

LTRs können die Transkription initiieren, verstärken und steuern. Sie bieten Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren, die für die Gewebespezifität verantwortlich sind. Sie können aber auch die Transkription terminieren.

Datierung retroviraler Insertionen

Da 5'- und 3'-LTRs direkt nach der Insertion identisch sind, kann die Differenz zwischen gepaarten LTRs verwendet werden, um das Alter von retroviralen Insertionen zu schätzen. Diese Methode der Datierung wird von Paläovirologen verwendet, auch wenn sie mit Vorsicht anzuwenden ist, da Störfaktoren wie Genkonversion und homologe Rekombination nicht berücksichtigt werden.[4]

Literatur

Susanne Modrow, Dietrich Falke, Uwe Truyen: Molekulare Virologie. Eine Einführung für Biologen und Mediziner. 2. Auflage. Spektrum-Lehrbuch, Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1086-X. (mit Literaturangaben, englische Übersetzung 2006).
David M. Knipe, Peter M. Howley et al. (Hrsg.): Fields’ Virology. (2 Bände; Standardwerk der Virologie) 5. Auflage, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia 2007, ISBN 978-0-7817-6060-7.

Einzelnachweise

Beatrice Weber, Tony Heitkam, Daniela Holtgräwe, Bernd Weisshaar, André E. Minoche: Highly diverse chromoviruses of Beta vulgaris are classified by chromodomains and chromosomal integration. In: Mobile DNA. Band 4, Nr. 1, 1. März 2013, ISSN 1759-8753, S. 8, doi:10.1186/1759-8753-4-8.
M. Zaratiegui: Influence of long terminal repeat retrotransposons in the genomes of fission yeasts. In: Biochemical Society transactions. Band 41, Nr. 6, Dezember 2013, S. 1629–1633, ISSN 1470-8752, doi:10.1042/BST20130207, PMID 24256266.
Charles A. Ishak, Daniel D. De Carvalho: Reactivation of Endogenous Retroelements in Cancer Development and Therapy. In: Annual Review of Cancer Biology. 4, 2020, S. 159–176. doi:10.1146/annurev-cancerbio-030419-033525.
Alexander Hayward: Origin of the retroviruses: when, where, and how?. In: Current Opinion in Virology. 25, August 2017, ISSN 1879-6265, S. 23–27. doi:10.1016/j.coviro.2017.06.006. PMID 28672160. PMC 5962544 (freier Volltext).

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[1] Beatrice Weber, Tony Heitkam, Daniela Holtgräwe, Bernd Weisshaar, André E. Minoche: Highly diverse chromoviruses of Beta vulgaris are classified by chromodomains and chromosomal integration. In: Mobile DNA. Band 4, Nr. 1, 1. März 2013, ISSN 1759-8753, S. 8, doi:10.1186/1759-8753-4-8.

[2] M. Zaratiegui: Influence of long terminal repeat retrotransposons in the genomes of fission yeasts. In: Biochemical Society transactions. Band 41, Nr. 6, Dezember 2013, S. 1629–1633, ISSN 1470-8752, doi:10.1042/BST20130207, PMID 24256266.

[Ishak2020-3] Charles A. Ishak, Daniel D. De Carvalho: Reactivation of Endogenous Retroelements in Cancer Development and Therapy. In: Annual Review of Cancer Biology. 4, 2020, S. 159–176. doi:10.1146/annurev-cancerbio-030419-033525.

[4] Alexander Hayward: Origin of the retroviruses: when, where, and how?. In: Current Opinion in Virology. 25, August 2017, ISSN 1879-6265, S. 23–27. doi:10.1016/j.coviro.2017.06.006. PMID 28672160. PMC 5962544 (freier Volltext).