Grandi genomi a DNA

Numerosi gruppi di virus presentano un genoma di DNA a doppio filamento di considerevoli dimensioni e complessità. Per diverse caratteristiche questi virus sono geneticamente molto simili alla cellula ospite che infettano. Due esempi caratteristici sono dati dai membri delle famiglie Adenoviridae e Herpesviridae. La grande famiglia degli Herpesviridae comprende più di 100 differenti membri di cui almeno otto in grado di infettare l'uomo. Gli herpesvirus presentano dei genomi, composti di DNA lineare a doppio filamento fino a 235 kbp e le corrispondenti particelle virali, grandi e complesse, contengono circa 35 polipeptidi virionici codificate da 60-120 geni. Questi virus codificano una varietà di enzimi coinvolti nel metabolismo degli acidi nucleici, nella sintesi del DNA e nel processamento delle proteine (es. proteine chinasi). Alcuni genomi degli herpesvirus sono costituiti da due sezioni legate in modo covalente: una regione unica lunga (UL) e una regione unica corta (US), ciascuna fiancheggiata da sequenze ripetute e invertite(TR e IR). Le sequenze ripetute permettono riarrangiamenti strutturali dell regioni uniche; pertanto, questi genomi sono costituiti da una miscela di quattro isomeri, funzionalmente equivalenti. Il genoma degli herpesvirus contiene anche sequenze multiple ripetute e, in base al numero di queste, la grandezza del genoma dei vari isolati virali può variare anche di 10 kbp. Il prototipo della famiglia è il virus herpes simplex (HSV), il cui genoma consiste di DNA a doppio filamento di circa 152kbp. Questo virus contiene circa 80 geni, strettamente impacchettati e con schemi di lettura sovrapposti; tuttavia, ogni gene viene espresso dal proprio promotore.
A differenza del genoma degli herpesvirus, il genoma degli Adenovirus consiste di DNA lineare a doppio filamento di dimensioni comprese tra 30 e 38 kbp e contengono dai 30 ai 40 geni. La sequenza terminale di ogni filamento di DNA contiene sequenze ripetute e invertite da 100 a 140 bp; di conseguenza, i singoli filamenti denaturati possono formare delle strutture, dette “strutture a manico di padella”, costituite da un elemento circolare a singolo filamento che si origina per l'appaiamento delle sequenze terminali ripetute invertite. Queste strutture sono importanti durante la replicazione del DNA in quanto vi è una proteina, conosciuta come proteina terminale (PT), che è legata in modo covalente all'estremità 5' di ogni filamento. Durante la replicazione del genoma, questa proteina funziona come un innesco (primer), iniziando la sintesi di un nuovo filamento di DNA. Sebbene il genoma degli adenovirus sia considerevolmente più piccolo di quello degli herpesvirus, l'espressione dell'informazione genetica è alquanto più complessa. Gruppi di geni sono espressi a partire da un limitato numero di promotori condivisi, dunque da ogni promotore sono espresse più proteine (spliced mRNA e splicing alternativo).