Структура вирусов

Основным компонентом вирусной частицы, вириона, является нуклеокапсид. (Слайд №5)

Нуклеокапсид состоит из нуклеиновой кислоты(НК) и капсида.

НК является геномом вируса и представлена ДНК или РНК. Каждая НК может быть однонитчатой или двунитчатой.

Капсид вируса – это белковая оболочка, состоящая из субъедениц – капсомеров. Капсомеры представляют собой белковые молекулы, синтезирующиеся под контролем вируса.

Капсомеры в белковой оболочке вируса находятся в определенном порядке. Расположение или организация капсомеров в белковой оболочке называется симметрией.

Различают 2 типа симметрии у вирусов:

1. Спиралевидный (цилиндрический) тип симметрии, при которой НК вируса имеет вид спирали, и капсомеры укладываются вокруг НК тоже в виде спирали, образуя для неё канал. При такой укладке вирусы имеют палочковидную и нитевидную форму. (Слайд №6)

2. Кубический (изометрический) тип симметрии, при которой НК имеет вид клубочка, а капсид имеет вид правильного многогранника. В целом, вирус при этой симметрии имеет шаровидную форму или форму многогранника. (Слайд №7)

У некоторых вирусов под капсидом находятся белки, связанные с НК. Они называются внутренними белками. (Слайд №2)

Наряду с капсидом многие вирусы имеют еще внешнюю оболочку – суперкапсид (Слайд №2). Он представляет собой двойной слой фосфолипидов, включающий ферменты и гликопротеиды. Фосфолипиды внешней оболочки сходны с липидами клетки-хозяина. Под фосфолипидами находится белковый слой суперкапсида. На поверхности вирионов имеются рецепторы. Это своеобразные выросты в виде ворсинок, шипов или набалдашников.

Репродукция вирусов

Репродукция вирусов – это способ размножения, абсолютно отличающийся от воспроизводства бактерий путем бинарного деления.

Репродукция происходит в процессе взаимодействия вириона с живой клеткой, состоит из 7 стадий (Слайд №8):

1-я стадия – адсорбция вириона на поверхности чувствительной клетки. Этот процесс происходит в результате взаимодействия комплементарных молекул на поверхности вириона и рецепторов клетки.

2-я стадия – проникновение вириона в клетку. Эта фаза осуществляется за счет виропексиса (пиноцетоз, эндоцитоз), слияния мембран вируса и клетки, образования микроотверстия в стенке клетки с помощью ферментов.

Виропексис характеризуется выпячиванием части клеточной стенки на месте адсорбции вириона, его обволакиванием с последующим погружением в цитоплазму и образованием эндоцитарной вакуоли (пиносомы, эндосомы). Путем виропексиса в клетку проникают вирионы, не имеющие суперкапсида.

Вирусы, обладающие внешней оболочкой, проникают в клетку путем слияния суперкапсида с клеточной мембраной. В слиянии мембран принимают участие специфические вирусные белки (F- белки слияния).

Вирусы бактерий (бактериофаги) после адсорбции на клетке выделяют фермент лизоцим, который расщепляет клеточную стенку на месте прикрепления вириона. Затем через разрыхленный участок клеточной стенки вирусная нуклеиновая кислота «впрыскивается» в цитоплазму. При этом оболочки вириона остаются на поверхности клетки.

3-я стадия – транспорт вируса внутри клетки к ядру с помощью внутриклеточных мембранных пузырьков.

4-я стадия – дезинтеграция («раздевание») вирусной частицы. Это освобождение вирусной нуклеиновой кислоты от суперкапсида и капсида в процессе продвижения к ядру и проникновения в него. В это время эндоцитарная вакуоль с вирусом сливается с лизосомой, ферменты которой приводят к депротеинизации вируса. Полное освобождение от оболочек происходит в момент проникновения в ядро клетки.

5-я стадия – «эклипс – фаза» (теневая фаза). В этот период происходит синтез нуклеиновой кислоты вируса путем репликации в ядре и вирусных белков в рибосомах под контролем нуклеиновой кислоты вируса. После проникновения нуклеиновой кислоты в ядро вирус перестает обнаруживаться под электронным микроскопом. Одновременно уменьшается или исчезает его инфекционность. Это явление получило название эклипса (затмение).

Процесс образования новой генерации вируса носит дизъюнктивный (раздельный) характер, так как компоненты вируса синтезируются в разных частях клетки: нуклеиновая кислота в ядре, а белки на рибосомах. Данный процесс включает транскрипцию, трансляцию и репликацию.

6-я стадия – сборка вируса. Синтезированные нуклеиновая кислота и белки вируса транспортируются к месту сборки – на репликативные комплексы. Простые вирусы собираются на мембранах эндоплазматического ретикулума. При этом вирусные белки и нуклеиновые кислоты узнают друг друга и соединяются. У сложных вирусов сборка нуклеокапсида происходит также, а затем продолжается на плазматической мембране, с наружной стороны которой находятся суперкапсидные гликопротеиды. Ряд вирусов собираются на мембране ядра клетки. Далее происходит отпочковывание в перинуклеарное пространство. В это время к нуклеокапсиду присоединяется внешняя оболочка.

7-я стадия – выход вируса из клетки. Заключительный этап репродукции вируса происходит двумя путями:

а) вирусы, не имеющие суперкапсида, попадают во внеклеточное пространство в результате деструкции клетки;

б) вирусы, обладающие внешней оболочкой, выходят из клетки путем почкования. При этом нуклеокапсид, проходя через клеточную мембрану сначала соединяется со специфическим вирусным белком, который был транспортирован на внутреннюю поверхность мембраны клетки. Далее он покрывается частицей липидного слоя самой клеточной мембраны и присоединяет вируспецифические гликопротеиды и белки, транспортированные на поверхность мембраны. В результате у новой вирусной частицы формируется суперкапсид, а на поверхности клетки образуется выпуклость – почка, которая отделяется от клетки. Вновь синтезированные дочерние вирионы попадают в межклеточное пространство и способны поражать другие клетки.

Некоторые вирусы накапливаются в цитоплазме и ядре зараженных клеток, образуя кристаллоподобные скопления – элементарные тельца (включения).