Репродукция вирусов в клетке: адсорбция, ее типы, пути проникновения в клетку, раздевание вируса

1 этап репродукции вируса – прикрепление (адсорбция). Бывает 2-х типов: неспецифическая и специфическая. Неспецифическая адсорбция – взаимодействие и адсорбция вируса происходит путем контакта вириона с рецепторным участком цитоплазматического участка клетки. Наличие этих рецепторов обуславливает специфичность (тропизм) вируса. Определяется силами электростатического взаимодействия, возникающими между разнозаряженными группами, расположенными на поверхности клетки и вируса. В этом процессе участвуют заряженные положительно аминные группы вирусного белка и кислые фосфатные, сульфатные и карбоксильные группы клеточной поверхности, имеющие отрицательный заряд. Специфическая адсорбция более прочна за счет комплементарных рецепторов клетки хозяина или лигандов (шипов), когда происходит прочное связывание рецепторов вируса и клетки. Если вирус прикрепляется к несвойственным рецепторам, то инфицирования не происходит. Тропизм вируса наблюдается при прикреплении вируса бешенства к нейронам, вируса оспы – к рецепторам эпителиальных клеток, вируса гепатита – к гепатоцитам печени и др.

2 этап – проникновение в клетку.

1) Рецепторно – опосредованный эндоцитоз. Проникновение происходит сразу после адсорбции. Происходит захват вируса мембраной клетки и образование эндосомы. Этот процесс может длиться от нескольких минут до нескольких часов. После адсорбции у некоторых вирусов может проникнуть только нуклеиновая кислота, для других вирусов характерно проникновение с нуклеиновой кислотой вирионных ферментов, необходимых для дальнейшей репродукции вирусов РНК – зависимой ДНК – полимеразой.

2) Для сложных вирусов характерен процесс слияния мембраны клетки и суперкапсида. Суперкапсид интегрирует с цитоплазматической мембраной клетки и при этом, чтобы попасть внутрь клетки, вирион прикрепляется к специальному поверхностному белку клетки – клотрину. Образовавшиеся впячивания отделяются от цитоплазматической мембраны и входят внутрь цитоплазмы, затем они сливаются с лизосомами, ферменты которых «раздевают» вирус и наступает 3-й этап – раздевание.

3 этап – депротеинизация. Вирус, транспортируясь внутрь клетки, освобождается от оболочки капсида протеолитическими ферментами лизосом. Депротеинизация начинается в цитоплазме и заканчивается в ядре. Раздевание нужно, чтобы обнажить нуклеиновую кислоту.

Репликация и синтез вирусных белков в клетке (транскрипция, трансляция и репликация).

Репликация – синтез новых молекул нуклеиновых кислот.

Транскрипция - процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы.

Трансляция - процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК, мРНК), осуществляемый рибосомой.

Репликация 2-нитевой ДНК осуществляется при участии ДНК- полимеразы в ядре: ДНК – иРНК (транслируется рибосомами клетки) – белок. Вирус геп. В.

Репликация однонитевой ДНК: образование второй нити ДНК – иРНК – белок.

Репликация -РНК: -РНК – иРНК (с помощью РНК-зависимой РНК-полимеразы) – белок вируса. Вирусы гриппа А, В, С.

Репликация +РНК: +РНК – на рибосомах работает как иРНК и синтезирует белок. Вирус геп.А.

Репликация двунитевой РНК: РНК – комплементарная ДНК – иРНК – белок. ВИЧ.

Синтез вирусного белка на рибосомах клетки осуществляется в несколько этапов:

1) Синтезируются ранние белки, участвующие в клеточном механизме, вирусспецифичные полимеразы.

2) Гликопротеины сложных белков.

3) Структурные белки (капсомеры).

Фазы сборки вириона и выхода вирусных частиц из клетки

На этом этапе происходит соединение реплицированных ранее копий вирусной нуклеиновой кислоты с вирусным белком.

Синтезированные нуклеиновые кислоты и белки обладают способностью специфически узнавать и соединяться друг с другом. Процесс самосборки происходит в результате формирования гидрофильных и гидрофобных связей. Образование вируса происходит на ядерной или цитоплазматической мембране клетки. Сложный вирус в процессе формирования включает в свой состав компоненты мембраны клетки хозяина. У вируса наблюдается дизъюнктивность синтеза белка и нуклеиновой кислоты.

Принципы сборки:

1) Сборка просто устроенных вирусов заключается во взаимодействии молекул вирусных нуклеиновых кислот с капсидными белками и образовании нуклеокапсидов.

2) У сложно устроенных вирусов сначала формируется нуклеокапсид, с которым взаимодействуют белки суперкапсидных оболочек.

Выход вирусных частиц из клетки осуществляется двумя путями:

1) «Взрывным» путем – простые вирусы – вирион разрывает клеточную мембрану, происходит лизис, разрушение клеток.

2) Почкование эндоцитозом – такой путь обусловлен слиянием суперкапсида с липопротеиновой мембраной клетки хозяина для сложных вирусов, при этом клетка не погибает. При этом клетка способна длительно сохранять жизнеспособность и продуцировать вирусное потомство. После этого вирусные частицы способны инфицировать другие клетки.