6. Биохимический состав вирусных частиц.

Просто организованные вирусы представляют собой нуклеопротеиды или нуклеокапсиды и состоят из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и нескольких кодируе­мых ею белков, формирующих вирусную оболочку вокруг нуклеиновой кислоты — капсид.

Сложно организованные вирусы содержат дополнитель­ные оболочки, белковые или липопротеидные, и имеют более сложный химический состав. Помимо нуклеиновой кислоты и белков, они содержат липиды в наружных оболочках и углеводы в составе белков наружных оболочек (гликопротеидов). Обычно липиды и углеводы имеют клеточное происхождение. В составе некоторых вирусов об­наруживаются также клеточные нуклеиновые кислоты и белки.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Клетки всех живых организмов содержат два вида нуклеиновой кисло­ты — ДНК и РНК. ДНК представляет собой двунитчатую молекулу, а РНК — однонитчатую. Двунитчатая ДНК — это клеточный геном, выполняющий функции хранения и репликации наслед­ственной информации. Однонитчатая РНК представлена 3 классами молекул: 1) информацион­ные РНК (иРНК), обра­зующиеся в результате транскрипции генома и передающие заложенную в геноме информацию на белок-синтезирующий аппарат клетки; 2) рибосомальные РНК, являющиеся структурным элементом рибосомы; 3) тРНК, доставляющие аминокислоты к белок-синтезирующему аппарату.

В отличие от клеток вирусы содержат лишь один вид нуклеиновой кислоты — либо РНК, либо ДНК. И та, и другая может быть храни­телем наследственной информации, выполняя, таким образом, функции генома.

Вирусные нуклеиновые кислоты характеризуются поразительным разнообразием форм. Вирусный геном может быть представлен как однонитчатыми, так и двунитчатыми молекулами РНК и ДНК. ДНК может быть как линейной, так и кольцевой молекулой (табл. 1), РНК — как непрерывной, так и фрагментированной и кольцевой молекулой.

Вирусные ДНК

Молекулярная масса вирусных ДНК варьирует в широких пределах от 1* 10⁶ до 250* 10⁶. Самые большие вирусные геномы содержат несколько сотен генов, а самые маленькие содержат информацию, достаточ­ную для синтеза лишь нескольких белков.

В геномах, представленных двунитчатыми ДНК, информация обычно закодирована на обеих нитях ДНК. В основном структура ДНК уникальна, т. е. большинство нуклеотидных последовательностей встречаются лишь по одному разу.

Вирусные РНК

Из нескольких сотен известных в настоящее время вирусов человека и животных РНК-геном содержит около 80% вирусов. Способность РНК хранить наследственную информацию является уникальной особенностью вируса.

У просто организованных и некоторых сложно организованных вирусов вирусная РНК в отсутствие белка может вызвать инфекционный процесс. У вирусов обнаружены однонитчатые и двунитчатые, ли­нейные, фрагментированные и кольцевые РНК.

БЕЛКИ

В зараженной клетке вирусный геном кодирует синтез двух групп белков: 1) структурных, которые входят в со­став вирусных частиц потомства, и 2) неструктурных, которые обслуживают процесс внутриклеточной репродук­ции вируса на разных его этапах, но в состав вирусных частиц не входят.

Структурные белки делятся на 2 группы:

1. капсидные белки, образующие капсид, т. е. футляр для нуклеиновой кислоты вируса (от лат. capsa — вме­стилище), и входящие в состав капсида геномные белки и ферменты;

2. суперкапсидные белки, входящие в состав суперкапсида, т. е. наружной вирусной оболочки.

Суперкапсидные белки. Гликопротеиды. Суперкапсидные белки, или пепломеры, располагаются в липопротеидной оболочке (суперкапсиде или пеплосе) сложно устроенных вирусов. Они либо пронизывают насквозь липидный бислой как, например, гликопротеиды альфа-вирусов (вируса леса Семлики), либо не доходят до внутренней поверхности. Эти белки являются типичны­ми внутримембранными белками и имеют много общего с клеточными мембранными белками.

УГЛЕВОДЫ

Углеводный компонент вирусов находится в составе гликопротеидов. Наличие гликопротеидов у вирусов и их процентное содержание показано в табл. 5. Количество Сахаров в составе гликопротеидов может быть достаточно большим, достигая 10—13% от массы вириона. Химичес­кая специфичность их полностью определяется клеточ­ными ферментами, обеспечивающими перенос и присоеди­нение соответствующих сахарных остатков. Обычными сахарными остатками, обнаруживаемыми в вирусных белках, являются фруктоза, сахароза, манноза, галактоза, нейраминовая кислота, глюкозамин.

Липиды вирусов.

Среди типичных видов вирусов встречаются такие, в составе вириона которых имеются липидные соединения. Как правило, это вирусы животных. Хотя и у вирусов бактерий и у вирусов растений встречаются тоже липидные компоненты, происхождение которых остается до сих пор под большим вопросом. Из липидных веществ, которые выявляются в вирусных частицах можно упомянуть несколько типов липидных соединений, например холестерол, триглицериды, фосфолипиды, фосфотидилинозитол. Все эти липидные соединения являются обычными компонентами мембран, и их наличие в вирусной частице объясняется достаточно просто. Как правило, эти соединения обнаруживаются в составе так называемых оболочечных вирусов, вирусов, которые помимо капсида покрыты еще дополнительной оболочкой, в которой содержаться эти липидные компоненты. И эта оболочка как полагают, не без веского основания, возникает у вирусной частицы тогда, когда нуклеокапсид высвобождается из клетки во внешнюю среду в результате процесса отпочковывания, проходя через определенные участки клеточной мембраны