15. Из каких этапов в общем случае состоит репликация вируса.

РАЗМНОЖЕНИЕ (РЕПЛИКАЦИЯ) ВИРУСОВ (Virus replication) - процесс, в ходе которого вирус, используя собственный генетический материал и синтетический аппарат клетки-хозяина, воспроизводит подобное себе потомство. В самом общем виде репликация вируса на уровне единичной клетки складывается из нескольких последовательных стадий:

1. прикрепление вируса к клеточной поверхности;

2. проникновение через наружные мембраны клетки;

3. обнажение генома;

4. синтез (транскрипция) нуклеиновой кислоты вируса с образованием дочерних молекул геномной НК и, в случае ДНК-содержиших вирусов, информационной вирусной мРНК;

5. синтез вирус-специфических белков;

6. сборка новых вирионов и выход их из пораженной клетки.

Прохождение всех указанных стадий составляет один цикл размножения. На уровне системы клеток в виде ткани или органа циклы размножения часто бывают асинхронными, и вирус из пораженных клеток проникает в здоровые. В эксперименте синхронизации циклов репликации удается достичь за счет высокой множественности заражения, при которой на каждую клетку приходится не менее 10 инфекционных частиц вируса. Размножение вируса обычно сопровождается подавлением биологических функций клетки и нарушениями в клеточном метаболизме, в крайней форме оно ведет к полному разрушению клетки с высвобождением вирусного потомства (цитопатогенный эффект).

16. Что такое тропизм вируса и чем он определяется.

Тропизм вируса (греч. tropos – поворот, направление) – способность избирательно поражать определенные клетки; круг клеток-хозяев ограничивается теми клетками, которые экспрессируют рецепторы, используемые вирусами для проникновения в клетку. Термин «тропизм» эквивалентен терминам «органотропность» или «тканевая специфичность».

Т.в. ограничивается теми клетками, которые экспрессируют рецепторы, используемые вирусами для проникновения в клетку. Тропизм рассматривается как составная часть вирулентности. Понятия гепатотропизм, нейротропизм, лимфотропизм и т. д. правомерно использовать для оценки свойств вируса только тогда, когда метод испытания дает уверенность в том, что вирус достигает соответствующей ткани.

17. Как вирусы прикрепляются к клеткам животных. Какие клеточные белки они для этого используют.

Прикрепление (адсорбция) вирионов к поверхности клетки - первая стадия вирусной инфекции. Для того, чтобы началась инфекция, вирионы должны быть способны прикрепляться к клетке. Безусловно, этот процесс в организме является более сложным, чем в культуре клеток.

Детальное изучение процесса адсорбции вирусов показало, что он состоит из двух быстро следующих друг за другом периодов — обратимого и необратимого. В период обратимой адсорбции вирус можно удалить с поверхности клетки при обработке версеном, хемотрипсином и другими химическими веществами. При необратимой адсорбции вирус удалить с поверхности клетки не удается.

Клетки животных окружены плазматической мембраной, в которую встроен целый ряд белков, посредством которых клетки взаимодействуют с окружающей средой. Эти белки, обычно гликопротеины, вместе с гликолипидами выполняют функции рецепторов, транспортеров и многие другие. Вирусы используют эти белки для прикрепления и проникновения в клетку, и если клетка не экспрессирует на своей поверхности молекулу, которая служит рецептором для определенного вируса, эта клетка не может заразиться данным вирусом.

Прикрепление вируса состоит из специфического взаимодействия вирусного белка, называемого «антирецептором», с молекулой рецептора клетки. Антирецепторы вирусов также называют белками прикрепления. Связывание белка прикрепления вируса с рецептором клетки происходит по принципу комплементарности. Связывание вирусов с рецепторами является очень специфическим, и вирус может заражать только те клетки, на поверхности которых имеется соответствующий рецептор.

Природа не создала для вирусов специальных рецепторов на поверхности восприимчивых клеток. Они используют клеточные белки и другие молекулы, выполняющие разнообразные функции. Так, для ряда вирусов рецепторами являются мембранные молекулы интегринового суперсемейства. Интегрины — молекулы адгезии, экспрессируемые на поверхности клеток и связанные с цитоскелетом. Для других вирусов рецепторами являются молекулы иммуноглобулинового суперсемейства. Например, основным рецептором для ВИЧ является молекула CD4, для риновирусов — молекула адгезии ICAM-1, для полиовирусов — CD44 антиген. Помимо белков, рецепторами вирусов могут выступать углеводы, в частности N-ацетилнейраминовая кислота, которая служит рецептором для вирусов гриппа и вирусов некоторых других семейств.

Список установленных рецепторов для вирусов чрезвычайно большой и постоянно пополняется новыми членами.

Вирусные белки прикрепления (антирецепторы) часто (но не всегда) образуют выступы на поверхности вириона, однако собственно антирецептор (функциональная часть молекулы прикрепительного белка), как правило, экранирован от случайных взаимодействий и находится в углублении. В качестве примеров прикрепительных белков вирусов человека и животных, выступающих над поверхностью вириона, могут быть приведены гемагглютинин вируса гриппа, VP4 ротавируса, фимбрии аденовирусов. Специфическими прикрепительными структурами являются фибриллы бактериофагов. У энтеровирусов антирецептор находится на дне так называемых каньонов — углублений на поверхности капсида.

Прикрепление вируса к клетке запускает ряд дальнейших событий. Некоторые вирусы для проникновения используют дополнительные рецепторы. Подвижность (текучесть) белково-липидного слоя мембраны определяет возможность концентрации рецепторов в ограниченном участке. Перемещаясь латерально, рецепторы сталкиваются с прикрепленным вирусом и устанавливают с ним дополнительные связи. Когда с вирусом связывается некоторое окончательное число рецепторов, это служит сигналом начала процессов проникновения/раздевания вирусов; кроме этого, наличие некоторого необходимого набора рецепторов позволяет вирусу находить именно правильные клетки-мишени. Взаимодействие с рецепторами подготавливает вирусную частицу к раздеванию и ведению вирусного генома в цитоплазму клетки хозяина; в частности, происходят определенные конформационные изменения вирусных белков.