ORF1ab (หรือORF1a/b ) หมายถึงกรอบการอ่านแบบเปิด (ORF) สองกรอบ ได้แก่ORF1aและORF1bซึ่งได้รับการอนุรักษ์ไว้ในจีโนมของ ไวรัส กลุ่มนิโดไวรัส ซึ่งเป็นกลุ่มไวรัสที่รวมถึง ไวรัสโคโรนายีน เหล่า นี้ สร้าง โพลีโปรตีนขนาดใหญ่ที่ผ่าน กระบวนการ ย่อยสลายโปรตีนเพื่อสร้างโปรตีนที่ไม่ใช่โครงสร้าง หลายชนิด ที่มีหน้าที่ต่างๆ ในวงจรชีวิตของไวรัสรวมถึงโปรตีเอสและส่วนประกอบของคอมเพล็กซ์รีพลิเคส-ทรานสคริปเทส (RTC) ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}บางครั้ง ORF ทั้งสองนี้เรียกว่ายีนรีพลิเคส [ ^{4 ] พวก}มันมีความสัมพันธ์กันโดยการเลื่อนเฟรมของไรโบโซมที่กำหนดไว้ซึ่งทำให้ไรโบโซม สามารถ แปลต่อไปได้หลังจากโคดอนหยุดที่ปลาย ORF1a ในเฟรมการอ่าน -1 โพลี โปรตีนที่ได้เรียกว่าpp1aและpp1ab ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

ข้อมูลทางพันธุกรรม

โครงสร้าง จีโนมของเชื้อแยก Wuhan-Hu-1 ซึ่งเป็นตัวอย่างแรกสุดของ SARS-CoV-2 ที่ได้รับการจัดลำดับจีโนม แสดงให้เห็นตำแหน่งของ ORF1a และ ORF1b
ขนาดจีโนม	29,903 ฐาน
ปีที่สำเร็จการศึกษา	2020
รหัสการประกอบจีโนมของ UCSC Genome Browser	wuhCor1

ORF1a เป็น กรอบการอ่านแบบเปิดแรกที่ปลาย 5'ของจีโนม โดยรวมแล้ว ORF1ab ครอบครองพื้นที่ประมาณสองในสามของจีโนม โดยส่วนที่เหลืออีกหนึ่งในสามที่ปลาย 3'เข้ารหัสโปรตีนโครงสร้างและโปรตีนเสริม^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}มันถูกแปลจาก RNA ที่มีหมวก 5'โดย การแปล แบบขึ้นอยู่กับหมวก^{[ 1 ]}ไวรัส Nidoviruses มีระบบที่ซับซ้อนของ การผลิต RNA ย่อยจีโนม แบบไม่ต่อเนื่อง เพื่อให้สามารถแสดงออกของยีนในจีโนม RNA ขนาดใหญ่ (โดยทั่วไป 27-32 kbสำหรับโคโรนาไวรัส^{[ 1 ]} ) แต่ ORF1ab ถูกแปลโดยตรงจาก RNA จีโนม^{[ 5 ]}ลำดับ ORF1ab ได้รับการสังเกตใน RNA ย่อยจีโนมที่ไม่เป็นไปตามแบบแผน แม้ว่าความสำคัญเชิงหน้าที่ของพวกมันจะยังไม่ชัดเจน^{[ 5 ]}

การเลื่อนเฟรมของไรโบโซมที่ตั้งโปรแกรมไว้ช่วยให้การอ่านผ่านโคดอนหยุดที่ยุติ ORF1a ดำเนินต่อไปในเฟรมการอ่าน -1 ทำให้เกิดโพลีโปรตีน pp1ab ที่ยาวขึ้น การเลื่อนเฟรมเกิดขึ้นที่ลำดับลื่นซึ่งตามด้วยโครงสร้างทุติยภูมิ RNA แบบปม เทียม^{[ 1 ]}มีการวัดประสิทธิภาพนี้ไว้ที่ระหว่าง 20-50% สำหรับ ไวรัสโคโรนา ของหนู^{[ 6 ]}หรือ 45-70% ในSARS-CoV-2 ^{[ 7 ]}ทำให้ได้สัดส่วนของ pp1a ที่แสดงออกมาประมาณ 1.5 ถึง 2 เท่าของโปรตีน pp1ab ^{[ 2 ]}

โพลีโปรตีน pp1a และ pp1ab ประกอบด้วย โปรตีนที่ไม่ใช่โครงสร้างประมาณ 13 ถึง 17 ตัว[ ^{3 ] พวก}มันจะเกิดการย่อยสลาย ตัวเอง เพื่อปลดปล่อยโปรตีนที่ไม่ใช่โครงสร้างเนื่องจากการทำงานของโดเมนโปรตีเอสซิสทีน ภายใน^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

ในโคโรนาไวรัส มีโปรตีนที่ไม่ใช่โครงสร้างทั้งหมด 16 ชนิด โปรตีน pp1a ประกอบด้วยโปรตีนที่ไม่ใช่โครงสร้าง nsp1-11 และโปรตีน pp1ab ประกอบด้วย nsp1-10 และ nsp12-16 กระบวนการย่อยสลายโปรตีนดำเนินการโดยโปรตีเอสสองชนิด ได้แก่โดเมนโปรตีนโปรตีเอสคล้ายปาเปน ที่อยู่ในโปรตีนหลายโดเมน nsp3 จะตัด nsp4 จนถึง nsp4 และโปรตีเอส 3CL (หรือที่รู้จักกันในชื่อโปรตีเอสหลัก nsp5) จะทำการตัด nsp5 ที่เหลือผ่านปลาย C-terminus ของโพลีโปรตีน ^{[ 1 ] [ 2 ]}โปรตีน nsp12-16 ซึ่งเป็นส่วนประกอบปลาย C-terminus ของโพลีโปรตีน pp1ab มีกิจกรรมเอนไซม์ หลักที่จำเป็นสำหรับ การจำลองแบบของไวรัส^{[ 1 ]}หลังจากการประมวลผลด้วยโปรตีโอไลติก โปรตีนที่ไม่ใช่โครงสร้างหลายชนิดจะรวมตัวกันเป็นโปรตีนเชิงซ้อน ขนาดใหญ่ ที่เรียกว่าคอมเพล็กซ์รีพลิเคส-ทรานสคริปเทส (RTC) ซึ่งทำหน้าที่ จำลองจีโนมและถอดรหัส^{[ 1 ] [ 2 ]}

ชุดของโดเมนโปรตีน "core replicase" ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ 5 โดเมน นั้นพบได้ในสายพันธุ์ nidovirus ทั้งหมด ( arteriviruses , mesoniviruses , ronivirusesและcoronaviruses ): จาก ORF1a โปรตีเอสหลักที่ขนาบข้างด้วยโดเมนทรานส์เมมเบรน ทั้งสองด้าน และจาก ORF1b โดเมนนิว คลีโอไทด์ทรานสเฟอเรสที่รู้จักกันในชื่อNiRAN , RNA-dependent RNA polymerase (RdRp), โดเมนที่จับกับ สังกะสีและเฮลิเคส [ ^{3 ] [ 9 ] (}บางครั้งถือว่าเป็น 7 โดเมน โดยนับบริเวณทรานส์เมมเบรนแยกต่างหาก^{[ 4 ]} ) นอกจากนี้ ยังพบโดเมนเอนโดไรโบนิวคลีเอส ใน nidovirus ทั้งหมดที่ติดเชื้อใน โฮสต์สัตว์มีกระดูกสันหลังอาร์เทอริไวรัส ซึ่งมีจีโนมขนาดเล็กกว่าสายพันธุ์นิโดไวรัสอื่นๆ ยังขาดเมทิลทรานสเฟอเรสและเอ็กโซไรโบนิวคลี เอสที่ทำหน้าที่ตรวจสอบความถูกต้อง ซึ่งเป็นโดเมนที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ในนิโดไวรัสที่มีจีโนมขนาดใหญ่กว่า^{[ 3 ]}เชื่อกันว่าฟังก์ชันการตรวจสอบความถูกต้องนี้จำเป็นต่อความแม่นยำที่เพียงพอในการจำลองจีโนม RNA ขนาดใหญ่ แต่ก็อาจมีบทบาทเพิ่มเติมในไวรัสบางชนิดด้วย^{[ 9 ]}

ในโคโรนาไวรัส pp1a และ pp1ab ประกอบด้วยโปรตีนที่ไม่ใช่โครงสร้างจำนวน 16 ชนิด ซึ่งมีหน้าที่ดังต่อไปนี้: ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 10 ] [ 11 ]}

โครงสร้างและการจัดระเบียบของจีโนม รวมถึง ORF1a, ORF1b และการเลื่อนเฟรมที่คั่นระหว่างกันนั้นได้รับการอนุรักษ์ไว้ในกลุ่มไวรัสไนโดไวรัส โครงสร้างไนโดไวรัส "ที่ไม่เป็นไปตามแบบแผน" บางส่วนได้รับการอธิบายไว้แล้ว โดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการรวมยีน^{[ 4 ]}ไนโดไวรัสที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่รู้จัก คือไวรัสไนโดไวรัสเซลล์หลั่งของแพลนารีเนีย (PSCNV) ซึ่งมีจีโนมขนาด 41 กิโลเบส มีโครงสร้างจีโนมที่ไม่เป็นไปตามแบบแผน โดยที่ ORF1a, ORF1b และ ORF ปลายน้ำที่มีโปรตีนโครงสร้างถูกรวมเข้าด้วยกันและแสดงออกเป็น ORF ขนาดใหญ่ตัวเดียวที่เข้ารหัสโพลีโปรตีนที่มีกรดอะมิโน มากกว่า 13,000 ตัว^{[ 4 ] [ 12 ]}ในจีโนมที่ไม่เป็นไปตามแบบแผนเหล่านี้ ตำแหน่งการเลื่อนเฟรมอื่นๆ หรือ การอ่าน ผ่านรหัสหยุดอาจถูกใช้เพื่อควบคุมสัดส่วนของโปรตีนไวรัส^{[ 4 ]}

ไวรัสกลุ่ม Nidoviruses มีความหลากหลายอย่างมากในขนาดจีโนม ตั้งแต่ไวรัสกลุ่ม arterivirusesที่มีจีโนมขนาด 12-15 กิโลเบส ไปจนถึง ไวรัสกลุ่ม coronavirusesที่มีขนาด 27-32 กิโลเบส ประวัติวิวัฒนาการของไวรัสกลุ่มนี้เป็นที่สนใจในการวิจัยเพื่อทำความเข้าใจการจำลองแบบของจีโนม RNA ขนาดใหญ่มาก แม้ว่ากลไกการจำลองแบบของเอนไซม์RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) ของไวรัสจะมีความแม่นยำค่อนข้างต่ำก็ตาม ^{[ 4 ]}จีโนมของไวรัสกลุ่ม Nidoviruses ที่มีขนาดใหญ่กว่า (มากกว่าประมาณ 20 กิโลเบส^{[ 3 ]} ) จะเข้ารหัสเอนไซม์exoribonuclease ที่ทำหน้าที่ตรวจสอบความถูกต้อง ( nsp14ในไวรัสกลุ่ม coronaviruses) ซึ่งเชื่อว่าจำเป็นต่อความแม่นยำในการจำลองแบบ^{[ 9 ] [ 1 ]}

ในบรรดาไวรัสโคโรนา ORF1ab มีการอนุรักษ์สูงกว่า ORF 3' ที่เข้ารหัสโปรตีนโครงสร้าง^{[ 11 ]}ตลอดการระบาดของ COVID-19จีโนมของ ไวรัส SARS-CoV-2ได้รับการจัดลำดับหลายครั้ง ส่งผลให้มีการระบุสายพันธุ์ ที่แตกต่างกันหลายพันสายพันธุ์ ใน การวิเคราะห์ ขององค์การอนามัยโลก เมื่อเดือนกรกฎาคม 2020 ORF1ab เป็นยีน ที่กลายพันธุ์บ่อยที่สุดรองลงมาคือยีน S ที่เข้ารหัสโปรตีนหนามโปรตีนที่กลายพันธุ์บ่อยที่สุดใน ORF1ab คือโปรตีเอสคล้ายปาเปน (nsp3) และการกลายพันธุ์แบบมิสเซนส์ ที่พบได้บ่อยที่สุด คือในRNA-dependent RNA polymerase [ ^{13 ] การ} ทดสอบ PCRบางอย่างที่ตรวจจับ COVID-19 จะวิเคราะห์ตัวอย่างสำหรับยีน ORF1ab และอื่นๆ^{[ 14 ]}