Репродукция вирусов

6

СПОСОБЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ ВИРУСА в клетку.

1. СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ВИРОПЕКСИС.

С помощью специфического белка слияния F-белка, который находится в суперкапсиде, вирус прикрепляется к специфическому рецептору на клетке. Происходит активация биохимических процессов и мембрана клетки вместе с рецептором впячивается внутрь клетки, т.е. происходит инвагинация мембраны по типу пиноцитоза.

2.ПРОТЯЖКА.

Особенности строения рецептора и вируса позволяют этому комплексу проникнуть в клетку путем перемещения в мембрану.

3. ПРОНИКНОВЕНИЕ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ДЕПРОТЕИНИЗАЦИЕЙ (РАЗДЕВАНИЕ ВИРУСА).

При взаимодействии вируса с рецептором выделяются протеазы, которые расщепляют белковую оболочку вируса и только вирусная нуклеиновая кислота попадает в клетку.

4. СМЫКАНИЕ ВИРУСА И КЛЕТОЧНОЙ МЕМБРАНЫ.

Сложная суперкапсидная мембрана вируса смыкается с клеткой в области рецептора. Затем она разрывается, обтекает рецептор и выталкивает вирус внутрь клетки, а суперкапсида встраивается в клеточную мембрану, т.е. вносит чужеродный материал. Поэтому вирусы, нарушая экспрессию белков главного комплекса гистосовместимости, вызывают аутоиммунные реакции.

5. ВИРУС КОМПЛЕКСИРУЕТСЯ С КАКИМ-ЛИБО ПИТАТЕЛЬНЫМ СУБСТРАТОМ (например, дисахаридом).

Этот путь был изучен в тканевых клетках.

Вирусы – облигатные паразиты.

После проникновения вируса в клетку обычно происходит его раздевание, т.е. депротеинизация – разрушение капсида.

Репродукция вирусов определяет варианты взаимодействия вируса с клеткой, проявляющихся в характере вирусной инфекции.

1. продуктивная вирусная инфекция.

Благодаря взаимодействию вируса с геномом клетки формируется множество копий вирусных нуклеиновых кислот, которые после образования вирионов выбрасываются из клетки, которая затем погибает, так как метаболические процессы клетки направлены на репродукцию вируса, кроме того, иногда выделяются токсичные фрагменты.

2. интегративная инфекция.

Генетическая информация вируса интегрируется с ДНК клетки и может воспроизводиться при делении клетки. Это характерно для латентных вирусных инфекций, в том числе в начальной стадии медленных вирусных инфекций, никак не проявляющихся в виде болезни.

3. Абортивная инфекция.

Генетическая информация вирусов теряется в одной или обеих дочерних клетках.

Особенности репродукции вирусов в клетках связаны с типом нуклеиновых кислот, которые содержат вирусы. Например, РНК⁺ и РНК^- - вирусы. Это условное понятие. РНК⁺ являются аналогом генома матричной РНК клетки. Если РНК⁺ попадает в клетку, то сразу начинается синтез белка. В ряде случаев для начала синтеза сначала должна появиться копия РНК.

ДНК транскрипция с ДНК РНК с нее идет считывание

информации.

РЕПРОДУКЦИЯ.

1. РАННЯ СТАДИЯ.

2. Поздняя стадия.

двунитевые ДНК-содержащие вирусы.

репродукция РНК- содержащих вирусов осуществляется в цитоплазме.

двунитевые РНК-содержащие вирусы.

Рео- и ротавирусы

Транскрипция является самостоятельным этапом репродукции.

Молекулы РНК служат матрицей как для репликации вирусного генома, так и для транскрипции.

1. в цитоплазме клетки высвобождается геном.

2. На минус - цепи РНК синтезируются плюс - цепи, выполняющие роль мРНК с помощью РНК-зависимой-РНК-полимеразы – фермента, который есть только у вирусов.

3. РНК⁺ - транскрипты идут на рибосому. С них происходит трансляция и с помощью клеточных полимераз образуются белки.

4. Параллельно на РНК⁺ синтезируется РНК^- - цепь с помощью вирусной РНК-зависимой-РНК-полимеразы.

5. Соединение двух цепей РНК.

6. Формирование вирусных частиц.

7. Выход вирионов. Гибель клетки.

РНК^- - вирусы

РНК^- - цепь не может использоваться клеткой в качестве мРНК. Поэтому на ней, как на матрице синтезируются плюс - цепи, участвующие в процессе трансляции (синтез белка на матричной РНК). При формировании вирионов происходит обратный процесс синтеза минус – цепей РНК на матрице плюс – цепей.

РНК⁺ - вирусы (например, пикорнавирусы (полиомиелита).

Проникают в клетку с помощью виропексиса. Транскрипции нет. РНК⁺ выполняет роль мРНК и с нее сразу идет синтез вирусных белков.

А) ранняя стадия – на рибосомах формируется полипротеиновая молекула, на которую действуют клеточные протеиназы. Образуются ранние вирусные белки – РНК – полимераза и регуляторные белки. После образования РНК-полимеразы, начинается синтез копии РНК⁺ - РНК^-. С РНК^- считывается информация и формируется множество копий РНК⁺ и параллельно формируются белковые молекулы капсомеров.

РНК- зависимая –РНК – полимераза

РНК⁺ протеазы

РНК⁺

рибосомы

полипептид, на который действуют протеазы, образуются ранние белки: РНК – полимераза и регуляторные белки.

РЕТРОВИРУСЫ.

1. ВИЧ связывается гликопротеином gp120 с рецептором CD4 Т хелперов, макрофагов и др. кл. После слияния оболочки ВИЧ с плазмалеммой клетки в цитоплазме освобождаются геномная РНК и обратная транскриптаза вируса, которая на матрице геномной РНК синтезирует комплементарную минус- нить ДНК (линейная кДНК).

2. С линейной кДНК копируется плюс-нить с образованием двойной нити кольцевой кДНК,

3. двойная кольцевая кДНК интегрирует с хромосомной ДНК клетки.

4. С рекомбинантной ДНК – провируса синтезируются геномная РНК и иРНК, которые обеспечивают синтез компонентов и сборку вирионов.

5. Вирионы выходят из клетки почкованием: сердцевина вируса “одевается” в модифицированную плазмолемму клетки.

ОРТОМИКСОВИРУСЫ

Вирус адсорбируется на мембране клетки в результате взаимодействия гемагглютинина с сиаловой кислотой поверхности клетки.

Проникновение вируса в клетку происходит путем эндоцитоза – поглощения в покрытых везикулах (1) и перемещения в эндосому.

2) После подкисления среды оболочка вируса сливается с мембраной эндосомы.

3) Вирусный рибонуклеопротеид, состоящий из фрагментированной РНК и белков (NP, PB1, PB2, PA), освобождается в цитоплазме клетки и проникает в ядро.

Геномная минус-нить РНК трансформируется вирусной РНК - зависимой РНК – полимеразой в неполные и полные плюс – нити.

4) Полные плюс – нити являются матрицей (промежуточная стадия) для синтеза геномных минус – нитей РНК (9),

неполные плюс – нити являются иРНК для синтеза вирусных белков (5-7).

5) В цитоплазме клеток появляются неструктурные компоненты NS1 и NS2.

В цитоплазме на свободных полирибосомах синтезируются капсидные белки (6) вируса (NP, PB1, PB2, PA) и белок М (7).

8. При этом капсидные белки перемещаются из цитоплазмы в ядро,

9. и в ядре связываются с синтезированной геномной РНК, образуя рибонуклеопротеид (нуклеокапсид), который мигрирует из ядра в цитоплазму клетки.

10) Белок М движется к внутреннему слою мембраны клетки.

На рибосомах, расположенных на мембранах эндоплазматического ретикулума синтезируются гемагглютинин и нейраминидаза. Затем они транспортируются и встраиваются в виде шипов снаружи в мембрану клетки (напротив белка М, находящегося под мембраной).

Протеиназы нарезают гемагглютинин на НА1 и НА2.

Выход вируса из клетки происходит почкованием. Сформированный нуклеокапсид, проходя через мембрану клетки, окружается белком М и измененной мембраной клетки, содержащей гемагглютинин и нейраминидазу.

Гепаднавирусы

Геном гепаднавирусов представлен двунитевой кольцевой ДНК, одна нить которой (неполная плюс- нить) короче другой.

HbsАг связывается с полимеризованным человеческим сывороточным альбумином и другими белками сыворотки. Это облегчает прикрепление вируса к мишени в печени.

1. После проникновения в клетку сердцевины вируса неполная нить ДНК – генома достраивается.

2. Формируется полная двунитевая ДНК и

3. созревающий геном попадает в ядро клетки.

4. В ядре клеточная ДНК-зависимая РНК – полимераза синтезирует разные иРНК (для синтеза вирусных белков) и РНК – прегеном – матрицу для репликации генома вируса. Далее иРНК перемещается в цитоплазму и транслируются с образованием белков вируса. Белки сердцевины вируса собираются вокруг прегенома.

5. На матрице пре-генома синтезируется минус- нить ДНК под действием РНК – зависимой ДНК – полимеразы вируса.

6. На образовавшейся минус- нити ДНК синтезируется плюс- нить ДНК.

7. На Hbs – содержащих мембранах эндоплазматической сети или аппарата Гольджи формируется оболочка вируса. Вирион выходит из клетки эндоцитозом.