Репродукция вирусов. Схема основных процессов, обеспечивающих реализацию генетической информации

Процесс репродукции вируса можно разделить на 3 периода

1. Подготовительный

1) Адсорбция. В результате случайной встречи по типу броуновского движения в одном из 1000 случаев встреча заканчивается адсорбцией. Это приводит к закреплению вируса на поверхности чувствительной клетки. В основе адсорбции лежат 2 механизма:

· Неспецифический, при этом большая роль принадлежит ионным связям. Рецепторы вируса и клетки имеют разноименные заряды, поэтому происходит их взаимодействие;

· Специфический, необходимым условием при этом является химическое сродство рецепторов вируса и клетки. Дополнительным является конфигурация вирусных частиц и клетки.

Процесс адсорбции вируса на клетке является сложным специфическим химическим процессом. Специфичность связана с природой рецепторов. Рецепторы вируса – прикрепительные белки. Например, ортомиксовирусы и парамиксовирусы адсорбируются на мукополисахаридах, а рабдовирусы – на липополисахаридных рецепторах. С наличием или отсутствием рецепторов связана чувствительность к вирусу клеток и организма в целом, тканевый тропизм вирусов. На адсорбцию вирусов на клетке влияет температура. Этот процесс лучше происходит при температуре 37С. Вирус может адсорбироваться и при более низких температурах, но процесс адсорбции происходит медленно. Также на адсорбцию влияет pH среды, присутствие электролитов. В нейтральной или щелочной среде процесс адсорбции идет лучше. Вирусы адсорбируются на клетках в течение от 15 минут до 2 часов. В результате адсорбции вирус прикрепляется к чувствительной клетке, и дальше происходит проникновение вируса в клетку.

2) Проникновение вируса в клетку. Вирусы проникают в клетку по-разному. Существует два основных способа.

· Путем рецепторного эндоцитоза. Происходит в специализированных участках цитоплазматической мембраны. Там находятся специальные рецепторы, происходит инвагинация и образование внутриклеточных вакуолей. Их может формироваться до 2000 за одну минуту. Вакуоли сливаются с цитоплазматическими вакуолями. Те, в свою очередь, сливаются с лизосомами, и благодаря эндоцитозу обеспечивается внутриклеточный транспорт вирусной частицы (большинство вирусов)

· Путем слияния (сплавления). Наблюдается у сложных вирусов. Вирусы имеют в суперкапсиде фермент нейраминидазу, он расщепляет нейраминовую (сиаловую) кислоту, входящую в состав клеточной стенки. В результате ферментативного действия часть клеточной стенки и суперкапсидной оболочки разрушается. В образовавшееся отверстие вплавляется нуклеокапсид, а затем отверстие закрывается остатком неразрушенной суперкапсидной оболочки.

3) Раздевание вируса в клетке (депротеинизация вируса). Ферменты клетки разрушают суперкапсид и капсид, и освобождается нуклеиновая кислота вируса.

2. Средний (латентный) – происходит синтез вирусных компонентов, НК и белка.

1) Транскрипция – переписывание информации с ДНК на РНК по законам генетического кода с помощью РНК-полимеразы.

2) Трансляция иРНК.

3) Репликация вирусных НК. Механизм репликации вирусных РНК и ДНК различен в зависимости от генома вируса. Субстратами для синтеза вирусных РНК и ДНК являются клеточные трифосфаты (АТФ, УТФ и т.д.) и углеводы (рибоза, дезоксирибоза). Разнообразие механизмов репликации связано с различными типами генома у вирусов.

4) Синтез вирусных белков. АК состав вирусных белков не отличается в качественном отношении от АК состава клеточных белков. Те и другие построены из 20 АК. Синтез вирусных белков подчиняется всем закономерностям, которые присущи синтезу белков клетки, в его основе лежит тот же механизм. Белки синтезируются из АК клетки.

У ДНКовых вирусов начинается процесс с транскрипции, т.е. переписывания кода синтеза на матрицы ДНК. По принципу комплементарности образуются поздние иРНК. В их синтезе участвует ДНК-зависимая РНК-полимераза. Далее идет процесс трансляции, т.е. перевод генетической информации, содержащейся в иРНК на специфическую последовательность АК в синтезируемых вирусоспецифических белках. Считывание информации и синтез белка осуществляется с помощью транспортных РНК, которые в соответствии с кодом, т.е. чередованием пуриновых и пиримидиновых оснований в молекуле иРНК подбирают определенные АК на рибосомах, из которых формируется пептидная цепочка, которая уже является структурным белком. Из него формируются капсомеры и капсид. Таким образом, белки вирусов строятся из 20ти клеточных АК, а отличаются от клеточных белков количеством АК и порядком их чередования. Как только в клетке накапливается определенное количество вирусной НК и вирусного белка, начинается процесс формирования вирионов.

5) Формирование вирионов. Если вирус устроен не сложно, идет процесс самосборки по принципу усложнения структуры. У некоторых вирусов, чтобы образовался капсомер, необходимо 2-3-4 глобулы. Капсомеры вступают во взаимодействие с НК: с 3мя нуклеотидами связывается 1 капсомер. Если у вирусов спиральный тип симметрии, то капсомеры взаимодействуют по всей спирали. Суперкапсидная оболочка сложно устроенных вирусов приобретается при выходе вируса из клетки и включает в себя клеточные компоненты. Место синтеза вирусных компонентов и репродукция у разных вирусов может происходить в разных местах клетки. Т.о. происходит формирование вириона. В каждой клетке количество вирусных частиц может быть разным. Чем мельче вирус, тем больше образуется вирионов. Так формируются полноценные вирусы.

3. Заключительный период репродукции вирусов включает стадию выхода вируса из клетки.

Поиск по сайту: