1.1.2 Организация генома и репликация

Организация генома и репликация. Проникновение вируса в клетку происходит посредством взаимодействия фиберных утолщений с различными рецепторами восприимчивых клеток с дальнейшей интернализацией путем взаимодействия основания пентона и клеточных интегринов. После раздевания вирусная сердцевина доставляется в ядро, где происходит транскрипция мРНК, репликация вирусной ДНК и сборка. Вирусная инфекция приводит к прекращению синтеза клеточной ДНК, а позднее РНК и белков. В транскрипцию, при помощи клеточной РНК полимеразы II, вовлечены обе цепи ДНК с использванием пяти ранних (Е1А, Е1В, Е2, ЕЗ и Е4), двух средних и одного позднего мажерного (L) промоторов. Все первичные транскрипты кэпированы и полиаденилированы. Сложный механизм сплайсинга предшествует появлению разновидностей мРНК. У аденовирусов приматов и мартышек обычно 1-2 гена VA РНК, которые транскрибируются клеточной РНК полимеразой III, и кодируют РНК продукты, облегчающие трансляцию поздних мРНК. Такие VA РНК гены не обнаруживаются у большинства аденовирусов животных. У некоторых аденовирусов птиц описано наличие одного негомологичного VA РНК гена, локализованного по различным позициям генома. Вместе со структурными синтезируется много неструктурных протеинов. Многие полипептиды модифицируются фосфорилированием или гликозилированием. Для созревания вириона нужен протеолизис некоторых структурных полипептидов вирусными протеазами. Репликация ДНК со смещением цепи происходит посредством праймирующего протеинового механизма (терминальный протеин), вирусной ДНК полимеразы, ДНК-связывающего протеина и клеточных факторов. Случается что вирионы или вирусные протеины выстраивают в ядре паракристаллические структуры. Высвобождение вируса происходит при разрушении клетки-хозяина.

Геном. ДНК: 1 молекула, линейная, двуспиральная; размер от 26 kbp до

45 kbp. Вирусный терминальный протеин ковалентно связан с 5'-областями обоих цепей. Состав G + C от 34 % до 60 %. У всех анализированных вирусов найден инвертированный концевой повтор (ITR) длиной от 43 kbp до 369 kbp.

Репликация. Вирионы попадают в клетку путем прямого проникновения, теряя при этом 20 % капсомеров пентона и гемагглютинины. Перенос вирионов через цитоплазму к ядру происходит при участии микротрубочек цитоскелета. Окончательное «раздевание» вириона происходит в ядре клетки. Репродуктивный цикл аденовирусов включает раннюю и позднюю стадии. Поздняя стадия начинается с момента запуска репликации вирусной ДНК. Транскрипция и репликация происходят в ядре при использовании для синтеза иРНК ферментов клетки-хозяина (ДНК-зависимая РНК-полимераза II и др.). Трансляция осуществляется в цитоплазме. На ранней стадии транскрипции до начала репликации вирусной ДНК образуются вирусные иРНК на вирусной ДНК-матрице. Транскрипция ранних белков происходит с 7 рамок считывания с обоих концов ДНК. Ранние вирусные белки подавляют синтез клеточных белков и ДНК. Продукты ранних генов Е1А и Е1В обладают онкогенной активностью. Репликация осуществляется клеточной ДНК-зависимой ДНК-полимеразой на матрице вирусной двухниточной ДНК. Индукция синтеза ДНК у аденовирусов происходит при участии затравочного белка, который присоединяется к 3'-концу нитей ДНК. В этом присоединении принимает участие вирусная ДНК-полимераза, неспособная реплицировать вирусный геном. Начало репликации совпадает с началом транскрипции и трансляции поздних – структурных вирусных белков. Сборка вирионов происходит в ядре. При продуктивной инфекции выход вирионов из клетки сопровождается их лизисом. При опухолевой трансформации клеток вирусная ДНК способна интегрировать в ДНК клетки-хозяина. Абортивная инфекция сопровождается образованием дефектных вирионов.

Кор вируса внедряется в ядро, где происходят процессы транскрипции и репликации. Трансляция белков осуществляется на рибосомах в цитоплазме, откуда ранние (неструктурные) и поздние (структурные) белки поступают в ядро. Сборка вирионов происходит в ядре и несет многоступенчатый характер. Выход зрелых вирионов проходит с дегенерацией и разрушением клетки.

Длинна цикла репродукции составляет 14-24 часа, при этом из клетки выходят от 10^3 до 10^6 вирионов, однако инфективностью обладают не более 5% из них.

В клетках лимфотической ткани (в миндалинах, окологлоточном кольце, мезентериальных узлах) аденовирусы способны длительно существовать в латентной форме, что способствует развитию хронической инфекции.

Некоторые серотипы аденовирусов, например 12, 18, 31, обладают онкогенными свойствами и способны вызывать трансформацию зараженных культур клеток, а при введении таких вирусов экспериментальным животным (новорожденным мышам, крысам, хомякам) инициировать развитие опухолей. У человека проявление онкогенных свойств аденовирусов не выявлено.