Взаимодействие вируса с клеткой. Репродукция (размножение) вирусов

Вирусы — облигатные внутрикл. паразиты, способные размножаться только в живой кл.. В отличие от прокариотических и эукариотических м\о вирусы не размножаются бинарным делением. Увеличение количеств.содержания вирусов в кл. происходит путем репродукции, то есть посредством биосинтеза множества мол. НК и б. с последующей их самосборкой в форме вирионов. Синтез НК и б. вируса происходит в разных частях кл. (ядре и цитоплазме). Такой способ репродукции получил название разобщенного.Процесс внутрикл. репродукции вирусов условно разделяют на 2 фазы. Первая фаза включает 3 стадии: 1) адсорбцию вируса на рецепторах опред.типов кл.; 2) проникновение вируса в кл.; 3) депротеинизацию вириона. Вторая фаза — синтетическая, включает стадии реализации стратегии вирусного генома: 1) транскрипцию, 2) трансляцию, 3) репликацию, 4) сборку, созревание вирусных частиц и 5) выход вирусных частиц из кл.

Адсорбция — специф. связывание поверхностных б. вириона, комплементарных рецепторам мембраны кл.-мишени. По хим. природе рецепторы, на которых фиксируются вирусы, относятся к двум группам б.: мукопротеидам и липопротеидам. Вирусы гриппа, парагриппа, аденовирусы фиксируются на мукопротеидных рецепторах. Энтеровирусы, вирусы герпеса, арбовирусы адсорбируются на липопротеидных рецепторах. В качестве рецепторов вирусы используют поверхностные мол.кл.с известной функцией (молекула корецептора CD4⁺ — рецептор для ВИЧ, молекула рецептора для АЦХ - рецептор для вируса бешенства). Адсорбция вирусных частиц происходит лишь при наличии в среде определенных электролитов (Са⁺⁺⁾, которые нейтрализуют избыточные анионные заряды вируса и поверхности кл. и уменьшают электростатическое отталкивание. Адсорбция вирусов не зависит от t. Ее начальные являются результатом электростатического взаимодействия «+» и « - « заряженных структур на поверхности вируса и кл., затем наступает специф. взаимодействие поверхностного б вириона со специфич.группировками мембраны кл.. Простые вирусы содержат рецепторные б. в составе капсида. У сложных рецепторные б. входят в состав суперкапсида (могут иметь форму нитей (аденновирусы), шипов, грибоподобных структур у миксо-, ретро-, рабдо- и др. вирусов). Кол-во специфич.рецепторов на поверхности одной клетки -10⁴10⁵.

Проникновение вирусов в кл. двумя путями: 1) виропексисом (пиноцитозом); 2) слиянием вирусной суперкапсидной оболочки с кл. мембраной. Бактериофаги имеют свой механизм проникновения, инъекционный или шприцевой, когда в результате сокращения отростка фага НК впрыскивается в кл.

Депротеинизация вируса — освобождение генома вируса от вирусных защитных оболочек, происходит с помощью вирусных, либо кл.ферментов. Конечные продукты депротеинизации —НК или НК, связанные с внутренним вирусным б.

Синтетическая фаза вирусной репродукции включает следующие этапы:

1. Транскрипция — переписывание информации с ДНК или РНК вируса на и-РНК

2. Трансляция — процесс перевода генетической информации, содержащейся в и-РНК, на специфическую последовательность АК и синтез вирусспецифических б.

3.Репликация — процесс синтеза мол. НК, гомологичных вирусному геному.

Д НК ^{транскрипция} и-РНК ^{трансляция} белок.

Р ис. Примеры морфологии вирусов

.

У -РНК вирусов, т.е. вирусов с негативным геномом (вирусы гриппа, парагриппа и др.), путь реализации генома следующий:

- РНК ^{транскрипция} и-РНК ^{трансляция} белок.

У +РНК вирусов, т.е. с позитивным геномом (тогавирусы, пикорнавирусы), этап транскрипции отсутствует. Плюс-нить РНК генома выполняет функцию и-РНК, соответственно, путь реализации генома более прост:

+ РНК ^{трансляция} белок.

Вирус гепатита В имеет в качестве генома циркулярную двуцепочечную ДНК. Его геном реплицируется через РНК интермедиат:

Д НК ^{транскрипция} РНК ^{обратная транскрипция} ДНК ^{транскрипция} и-РНК ^{трансляция} белок.

У ретровирусов (имеют геном в виде +РНК и фермент обратную транскриптазу) — уникальный путь передачи генетической информации:

Р НК ^{обратная транскрипция} ДНК ^{транскрипция} и-РНК ^{трансляция} белок.

ДНК-копия интегрируется с геномом клетки-хозяина (провирус).

После наработки кл. вирусных компонентов наступает последняя стадия вирусной репродукции — сборка вирусных частиц и выход вирионов из кл. Выход вирионов осуществляется двумя путями: 1) путем «взрыва» кл., в результате чего она разрушается (цитолитическая инф.). Этот путь присущ простым вирусам (пикорна-, рео-, папова- и аденовирусам); 2) выход из кл. путем почкования. Присущ вирусам, содержащим суперкапсид. При этом способе кл. сразу не погибает, может дать многократное вирусное потомство, пока не истощатся ее ресурсы (нецитолитическая инфекция).