39. Збирання та вихід вірусів з клітини.

Збирання вібріонів

Синтез вірусних компонентів у клітині роз'єднаний і відбувається в ядрі та різних структурах цитоплазми. Наприклад, у герпесвірусів молекули ДНК синтезуються у ядрі, білки - у цитоплазмі на рибосомах, а самозбирання віріонів відбувається на ядерній мембрані. При такому диз'юнктивному способі репродукування формування нового вірусного потомства можливе лише тоді, коли синтезовані вірусні компоненти мають властивість при достатній концентрації впізнавати один одного серед великої різноманітності клітинних білків і нуклеїнових кислот і самовільно з'єднуватися. Отже, в основі формування віріонів потомства лежить процес самозбирання, який полягає у високоспецифічній взаємодії молекул вірусних білків і нуклеїнових кислот. Специфічне білок-нуклеїнове і білок-білкове впізнавання відбувається за рахунок виникнення гідрофобних, сольових і водневих зв'язків, а також стеричної комплементарності. У некодувальній частині вірусного генома міститься невелика ділянка з унікальними послідовностями нуклеотидів. Саме з впізнавання цієї ділянки капсидними білками починається процес збирання віріона. Приєднання решти білкових молекул здійснюється за рахунок специфічних білок-білкових або білок-нуклеїнових взаємодій. Об'єднання вірусних білків з нуклеїновою кислотою відбувається спонтанно, як фізико-хімічна реакція агрегації, що потребує участі додаткових чинників (рН, іонної сили, осмосу тощо). Принципи самозбирання віріонів:

1. У просто організованих вірусів формуються провіріони, які внаслідок модифікацій білків перетворюються у віріони. У складно організованих вірусів спочатку формуються нуклеокапсиди, з якими потім взаємодіють суперкапсидні білки.

2. Самозбирання вірусів з суперкапсидною оболонкою (за винятком покс- і гепаднавірусів) відбувається на різних мембранах: ядерній, якщо вірус реплікується в ядрі, або плазматичній, ендоплазматичної сітки чи комплексу Гольджі, якщо вірус реплікується в цитоплазмі. До цих мембран транспортуються незалежно один від одного всі компоненти віріона.

3. У деяких складно організованих вірусів (зокрема РНК-вмісних мінус-нитчастих орпюміксо-, параміксо- рабдовірусів) є спеціальний гідрофобний білок -- матриксний, або мембранний (М-білок). Він є медіатором само-збирання віріонів: виконує посередницьку функцію між суперкапсид-ною оболонкою та нуклеокапсидом, утворюючи разом з ним серцевину. Матриксний білок мають також РНК-вмісні плюс-нитчасті корона-і ретровіруси.

4. Складно організовані віруси для побудови віріонів використовують матеріал клітини-господаря, наприклад, ліпіди, вуглеводи, протеїнкінази, гістони, актин, тРНК (у ретровірусів), рибосоми (в аренавірусів). Клітинні елементи виконують певні функції в складі віріона, хоча інколи вони є результатом випадкової контамінації.

Вихід віріонів з клітини

Завершальною стадією розмноження вірусів, що тісно пов'язана з формуванням зрілих віріонів, є їхній вихід з клітини. Процес супроводжується або вибухом, або брунькуванням. У деяких вірусів брунькування поєднується з екзоцитозом.

Вибуховий механізм звільнення віріонів пов'язаний із руйнуванням зараженої клітини, внаслідок чого вірусне потомство опиняється в позаклітинному просторі. Такий спосіб виходу властивий просто організованим вірусам, які дозрівають і набувають інфекційної активності всередині клітини. Пригнічення метаболізму макромолекул (зниження синтезу клітинних нуклеїнових кислот і білків) та деструкція зараженої клітини здійснюється структурними білками цих вірусів. Вихід з клітини шляхом брунькування через плазматичну мембрану характерний більшості складно організованих вірусів. Цей механізм поєднує формування зрілих віріонів з одночасним звільненням їх із клітини. Це найбільш ефективний спосіб виходу, оскільки не залежить від деструкції заражених клітин. Разом з тим клітина може тривалий час зберігати життєздатність і продукувати вірусне потомство, доки не відбудеться повне виснаження її ресурсів. Включення вірусних глікопротеїнів у плазмалему надає клітині нової антигенної специфічності, і заражена клітина стає об'єктом дії імунних механізмів організму. Деяким РНК-геномним вірусам властиве брунькування через мембрани ендоплазматичної сітки і комплексу Гольджі всередину цитоплазматичних вакуо-лей. Такі віруси (корона-, бунья-, артері- та флавівірусіі) звільняються із зараженої клітини шляхом екзоцитозу: вакуолі зливаються з плазмалемою, а віріони потом-ства опиняються в позаклітинному просторі. За допомогою екзоцитозу виходять з клітини ДНК-вмісні герпесвіруси, які брунькуються через ядерну мембрану і транспортуються до поверхні клітини в мембранних везикулах. Звільнення вірусу з клітини механізмом екзоцитозу притаманне також поксвірусам, які транспортуються в чохлах, сформованих із мембран комплексу Гольджі. Так, у пікорнавірусів цей процес триває 5-10 год, у ортомік-совірусів - 6-8 год, у реовірусів - 8-10 год, у аденовірусів - 14-36 год, у герпесвірусів від 12 год до 70 год і більше (цитомегаловірус людини). Швидкість розмноження вірусів дуже велика. Наприклад, кількість інфекційного потомства одного віріона вірусу грипу через 8 год сягає 103, а до кінця першої доби - 1027. Урожай вірусу, тобто загальна кількість віріонів на одну заражену клітину, коливається в широких межах. Зокрема, у пікорнавірусів цей показник сягає 25-100 тис., у аденовірусів - мільйона.