倒位重复序列(ITR, Inverted Terminal Repeat)是指一段在基因组两端重复的核苷酸序列,但它们的方向是相反的。ITR通常存在于一些病毒基因组中,如腺相关病毒(AAV)的单链DNA基因组中,起到关键的结构和功能作用。

一、ITR的结构特点

对称性:ITR序列在两端是完全相同但方向相反的重复序列。

茎环结构:ITR能够形成发夹状的二级结构,这种结构是由自身碱基互补配对形成的。

二、ITR在AAV中的作用

1.启动病毒复制

AAV基因组为单链DNA,复制需要形成双链DNA模板。ITR的茎环结构能够作为引物,为病毒复制酶(如Rep蛋白)提供起点。

ITR序列包含特定的结合位点,使得AAV的Rep蛋白能够结合并启动基因组的复制。

2.包装信号

ITR是AAV基因组包装的必需元件。没有ITR序列,AAV的基因组不能正确地装入病毒衣壳。

3.转基因表达调控

在重组AAV(rAAV)载体中,ITR被保留下来,用于保持载体的功能。它确保转基因能够整合或稳定地维持在细胞内,并被成功表达。

4.稳定性和整合

ITR参与将AAV基因组整合到宿主基因组中的特定位点(通常是人类染色体19上的AAVS1位点)。虽然重组AAV通常不会整合到基因组,但ITR对病毒的稳定性和功能仍然至关重要。

5.转基因载体的框架

在基因治疗中,ITR是重组AAV载体的必需组成部分。重组AAV载体中只保留了两端的ITR,病毒的其它编码序列被替换为目标基因,因此ITR还在调控载体基因组包装、传递和功能中起关键作用。

ITR在AAV中具有核心的结构和功能意义,是AAV复制、包装、传递和基因表达的关键元素。