Проникновение

Проникновение является процессом, зависимым от энергии, и происходит почти мгновенно после прикрепления в результа­те одного из трех событий: а) перемещения всего вируса через плазматическую мембрану; б) пиноцитоза (виропексисом) вирусных частиц, в результате которого они накапливаются внутри цитоплазматических вакуолей, и в) слияния плазматической мембраны с обо­лочкой вириона. Вирусы без оболочек проникают в клетку с помощью первых двух механизмов. Известно, например, что в -процессе адсорбции вируса полиомиелита на клетке его капсид модифицируется и теряет свою структурную целостность, а ком­плекс РНК—белок переносится в цитоплазму. Ортомиксовиру­сы, парамиксовирусы и герпесвирусы служат примерами виру­сов, проникающих в результате слияния их оболочек с плазмати­ческой мембраной. В этих случаях оболочка вируса остается на плазматической мембране, в то время как внутреннее содержи­мое вводится в цитоплазму. Слияние оболочки вируса с плазма­тической мембраной требует участия специфических белков этой оболочки.

Проникновение вирусов человека и животных в клетку происходит двумя путями: 1) (пиноцитозом); 2) слиянием вирусной суперкапсидной оболочки е клеточной мембраной. Бактериофаги имеют свой механизм проник­новения, так называемый шприцевои, когда в результате сокращения белкового отростка фага нуклеиновая кислота как бы впрыскивается в клетку.

Виропексис представляет собой частный случай рецепторного или адсорбционного эндоцитоза. Этот процесс является обычным механизмом, благодаря которому в клетку поступают питательные и регуляторные белки, гормоны, липопротеины и другие вещества из внеклеточной жидкости. Рецепторный эндо­цитоз происходит в специализированных участках плаз­матической мембраны, где имеются специальные ямки, покрытые со стороны цитоплазмы особым белком с боль­шой молекулярной массой — клатрином. На дне ямки располагаются специфические рецепторы. Ямки обеспе­чивают быструю инвагинацию и образование покрытых клатрином внутриклеточных вакуолей. Полупериод про­никновения вещества внутрь клетки по этому механизму не превышает 10 мин с момента адсорбции. Количество образующихся в одну минуту вакуолей достигает более 2000. Таким образом, рецепторный эндоцитоз представляет собой хорошо слаженный механизм, который обеспечивает быстрое проникновение в клетку чужеродных ве­ществ.

Большинство оболочечных и безоболочечных вирусов животных проникает в клетку по механизму рецепторного эндоцитоза. Эндоцитоз обеспечивает внутриклеточный транспорт вирусной частицы в составе эндоцитарной вакуоли, поскольку вакуоль может двигаться в любом направлении и сливаться с клеточными мембранами (включая ядерную мембрану), освобождая вирусную частицу в соответствующих внутриклеточных участках. Таким путем, например, ядерные вирусы попадают в ядро, а реовирусы — в лизосомы. Однако проникшие в клетку вирусные частицы находятся в составе вакуоли и отделены от цитоплазмы ее стенками. Им предстоит пройти ряд этапов, прежде чем они смогут вызвать инфекционный процесс.

б — проникновение вируса в цитоплазму путем рецепторного зндоцитоза: 1— клеточная ворсинка; 2— вирион; 3— покрытая ямка, содержащая рецепторы; 4— цитоплазматическая вакуоль; 5— покрытая вакуоль, содержащая вирион; 6— рецептосома, образовавшаяся в результате слияния покрытой вакуоли с цитоплазматической вакуолью; 7— слия­ние вирусной оболочки со стенкой рецептосомы; 8 — выход внутреннего компонента вируса в цитоплазму;

в — проникновение вируса в ядро посредством рецепторного зндоци­тоза: 1— клеточные ворсинки; 2— внеклеточный вирион; 3— адсорбция вируса на рецепторах покрытой ямки; 4— покрытая вакуоль; 5— образование рецептосомы и ее слияние с наружной ядерной обо­лочкой; 6— высвободившаяся вирус­ная ДНК.

Большинство оболочечных и безоболочечных вирусов вызывают слияние мембран только при низком значении рН — от 5,0 до 5,75. При повышении рН до 6,0 слияния мембран не происходит, вирусные частицы остаются в вакуолях, и инфекционный процесс не возникает. В эндоцитарной вакуоли (рецептосоме) закисление создается за счет АТФ-зависимого «протонового насоса» еще на клеточной поверхности при образовании покрытой вакуоли.

Слияние вирусной и клеточной мембран. Для того чтобы внутренний компонент вируса мог пройти через клеточную мембрану, вирус использует механизм слияния мембран. У оболочечных вирусов слияние обусловлено точечным взаимодействием вирусного белка слияния с липидами клеточной мембраны, в результате которого вирусная липопротеидная оболочка интегрирует с клеточ­ной мембраной, а внутренний компонент вируса оказы­вается по другую ее сторону. У безоболочечных вирусов один из поверхностных белков также взаимодействует с липидами клеточных мембран, в результате чего внутренний компонент проходит через мембрану. Большинство вирусов животных выходит в цитозол из рецепто­сомы.

.

а — проникновение вируса путем слияния оболочки с плазматической мембраной;

Если при эндоцитозе вирусная частица является пассивным пассажиром, то при слиянии она становится активным участником процесса. Белком слияния является один из ее поверхностных белков. К настоящему времени этот белок идентифицирован лишь у парамиксовирусов и ортомиксовирусов. У парамиксовирусов этот белок (Р-белок) представляет собой один из двух гликопротеи-дов, находящихся на поверхности вирусной частицы.

Функцию белка слияния у вируса гриппа выполняет малая гемагглютинирующая субъединица, НА2.

При слиянии вирусной и клеточной мембран проникновение в клетку сочетается с раздеванием.