Длинный концевой повтор ( LTR) представляет собой пару идентичных последовательностей ДНК, несколько сот пар оснований длинных, которые происходят в эукариотических геном на обоих концах ряда генов или псевдогенов, которые образуют ретротранспозон или эндогенный ретровирус или ретровирусный провирус. Все ретровирусные геномы фланкированы LTR, хотя есть некоторые ретротранспозоны без LTR. Обычно элемент, фланкированный парой LTR, будет кодировать обратную транскриптазу и интегразу, что позволяет копировать и вставлять элемент в другое место генома. Копии такого LTR-фланкированного элемента часто можно найти сотни или тысячи раз в геноме. Ретротранспозоны LTR составляют около 8% генома человека.
Первые последовательности LTR были обнаружены А. П. Черниловски и Дж. Шайном в 1977 и 1980 годах.
Последовательности, фланкированные LTR, частично транскрибируются в промежуточную РНК с последующей обратной транскрипцией в комплементарную ДНК (кДНК) и, в конечном итоге, в дцДНК (двухцепочечную ДНК) с полными LTR. В ДКПЕ затем опосредованная интеграция ДНК с помощью специфического LTR интегразов в другую область принимающей хромосомы.
Ретровирусы, такие как вирус иммунодефицита человека ( ВИЧ ), используют этот основной механизм.
Поскольку 5 'и 3' LTR идентичны при вставке, разницу между парными LTR можно использовать для оценки возраста древних вставок ретровирусов. Этот метод датирования используется палеовирологами, хотя он не принимает во внимание смешанные факторы, такие как конверсия генов и гомологичная рекомбинация.
ВИЧ-1 LTR составляет 634 п.н. в длину и, как и другие ретровирусные ДКП, сегментирован в У3, R и U5 областей. U3 и U5 были дополнительно подразделены в соответствии с сайтами факторов транскрипции и их влиянием на активность LTR и экспрессию вирусных генов. Многоступенчатый процесс обратной транскрипции приводит к размещению двух идентичных LTR, каждый из которых состоит из области U3, R и U5, на любом конце провирусной ДНК. Концы LTR впоследствии участвуют в интеграции провируса в геном хозяина. После интеграции провируса LTR на 5'-конце служит промотором для всего ретровирусного генома, в то время как LTR на 3'-конце обеспечивает полиаденилирование рождающейся вирусной РНК и, в случае ВИЧ-1, ВИЧ-2 и SIV кодирует дополнительный белок Nef.
Все необходимые сигналы для экспрессии генов находятся в LTR: энхансер, промотор (может иметь как энхансеры транскрипции, так и регуляторные элементы), инициация транскрипции (например, кэппинг), терминатор транскрипции и сигнал полиаденилирования.
В ВИЧ-1 область 5'UTR была охарактеризована в соответствии с функциональными и структурными различиями в нескольких субрегионах:
Транскрипт начинается в начале R, кэпируется и проходит через U5 и остальную часть провируса, обычно заканчиваясь добавлением поли-А-тракта сразу после R-последовательности в 3'-LTR.
Открытие того, что оба LTR ВИЧ могут функционировать как промоторы транскрипции, неудивительно, поскольку оба элемента явно идентичны по нуклеотидной последовательности. Вместо этого 3 'LTR действует при терминации транскрипции и полиаденилировании. Однако было высказано предположение, что транскрипционная активность 5'-LTR намного выше, чем у 3'-LTR, ситуация очень похожа на ситуацию с другими ретровирусами.
Во время транскрипции провируса вируса иммунодефицита человека типа 1 сигналы полиаденилирования, присутствующие в 5'-длинном концевом повторе (LTR), не учитываются, в то время как идентичные сигналы полиаденилирования, присутствующие в 3'LTR, используются эффективно. Было высказано предположение, что транскрибируемые последовательности, присутствующие в области U3 LTR ВИЧ-1, действуют в цис-форме, усиливая полиаденилирование в 3'-LTR.