Репликация вируса в клетке. Сборка вирусов. Высвобождение дочерних вирионов из клетки.

Размножение вируса, или репликация, является весьма характерным процессом, свойственным только обитателям этого особого мира природы. Как известно, рост организмов растительного и животного мира природы невозможен без деления клеток.

Вирус же вообще не увеличивается в размерах. Вирусные частицы появляются сразу «взрослыми» в результате своеобразного процесса, названного репликацией.

Но самое поразительное — то, что в продуцировании новых вирусных частиц участвует только одна нить: одинарная цепочка нуклеиновой кислоты.

Проследим за нуклеиновой кислотой бактериофага, проникшей в клетку бактерии. Первым делом ДНК выключает жизненно важные для клетки хозяина процессы. Затем начинают образовываться специфические вещества ферменты, идущие на строительство молекул ДНК, точно таких же, какие были и у бактериофага.

Примерно через 8 мин образование ферментов замедляется и начинают образовываться белки капсидов. На строительство цепочек нуклеиновых кислот потомства кроме ферментов идет часть родительской ДНК бактериофага и разбитая ДНК хозяина.

Капсиды новых бактериофагов строятся из вновь образованных белков; сюда же идет часть белков разрушенной клетки и старого бактериофага.

Репликация вируса в клетке. Сборка вирусов. Высвобождение дочерних вирионов из клетки.

Примерно через 15 мин после инфицирования в клетке бактерий образуется столько вирусных частиц, что им становится тесно. Они разрывают оболочку хозяина и вырываются наружу, заражают новые клетки бактерий и т. д.

Репликация вирусов как сборочный конвейер

Часто процесс репликации вирусов сравнивают с заводским сборочным конвейером, действующим по заранее разработанному технологическому процессу. Сначала под руководством ДНК идет изготовление строго определенных элементов деталей.

Далее ДНК вырабатывает белки своей сферы и ядрышко, вокруг которого белки под влиянием электростатических сил собираются в сферу. Ядрышко уничтожается, после того как образовалась головка-сфера. Один из ответственейших моментов сборки — заполнение сферы цепочкой ДНК.

К этому моменту из отдельных участков «цеха сборки» к «главному конвейеру» подаются недостающие детали бактериофага: стержень, сократительные кольца, пластинки, нити. Эти детали друг за другом прикрепляются к сфере.

Интересно, что «рабочие» операции по сборке вирусов сходны с процессами зарождения и развития более сложных организмов. Не заимствованы ли эти приемы из мира вирусов?

Кстати, технические приемы репликации различных видов вирусов не только состоят из общих операций, но имеют и некоторые особенные черты. Так, вирусы оспы размножаются в цитоплазме, а вирусы группы герпеса и аденовирусы — в ядре.

В процессе построения нуклеиновых кислот участвуют разрушенные системы клетки хозяина. Следовательно, вирусам оспы и аденовирусам придется использовать различный строительный материал. Эти вирусы относятся к группе крупных вирусов.

Например, в молекуле ДНК вируса осповакцины закодировано около 500 белков. Цикл размножения длится более 20 ч.

Можно представить, как сложно контролировать процесс репликации вируса! И если системы, отвечающие за последовательность сборки, хоть раз ошибутся, вирусу не удастся «самособраться». Запомните это уязвимое место в процессе репликации.

Вирусная репликация

Основная схема цикла вирусной репликации гриппа вирус (грипп)

Вирусная репликация представляет собой набор процесса биохимического происходящие в клетке , инфицированной с помощью вируса и которые оказывают влияние на производстве новых единиц этого вируса (или вирионов ). Этот способ размножения паразитов, использующий механизм репликации ДНК, и определяет вирусы.

Вирусы должны сначала проникнуть в клетку, прежде чем может произойти вирусная репликация.

Благодаря генерации большого количества копий своего генома и упаковке этих копий вирус может продолжать заражать новых хозяев.

Репликация внутри вирусов очень разнообразна и зависит от типа вовлеченных в них генов . Большинство ДНК-вирусов собирается в ядре , в то время как большинство РНК-вирусов растут только в цитоплазме .

Классический цикл репликации вируса

Каждый вирус имеет очень специфические способы репликации, в частности, в зависимости от того, является ли он ДНК-вирусом или РНК-вирусом . Вирусы размножаются только в живых клетках.

Клетка-хозяин должна обеспечивать энергию и синтетические механизмы, а также низкомолекулярные предшественники для синтеза вирусных белков и нуклеиновых кислот .

Репликация вируса представлена ​​здесь только в общих чертах и ​​состоит из семи этапов:

  1. Адсорбция;
  2. Проникновение в хозяйскую клетку;
  3. Декапсидирование;
  4. Репликация генома;
  5. Синтез вирусных компонентов;
  6. Сборка и упаковка;
  7. Релиз.

Адсорбция

Это первый шаг в репликации вируса. Вирус прикрепляется к мембране клетки-хозяина, а затем вводит в нее свою ДНК или РНК, чтобы инициировать инфекцию.

В клетки животных эти вирусы проникают через процесс эндоцитоза, который работает путем слияния вируса (вирусной оболочки) с клеточной мембраной; в растительные клетки он проникает через процесс пиноцитоза, который работает, «вклинивая» вирусную оболочку в клеточную стенку .

На этом этапе и в двух упомянутых выше случаях происходит связывание белка вирусной оболочки с рецептором клеточной мембраны. Рецепторами эукариотических клеток могут быть гликопротеины или гликосфинголипиды . Рецепторы бактериофагов представляют собой гликопротеины или липополисахариды . Клетки растений не имеют специфических рецепторов к вирусам.

Проникновение

В зависимости от вируса существует несколько механизмов проникновения внутрь клетки. У бактериофагов в бактериальную клетку попадает только вирусный геном. В вирусы животных вирус может проникать по нескольким механизмам.

Вирус может проникать путем пиноцитоза: вирусный нуклеокапсид , окруженный плазматической мембраной, проникает в клетку через пиноцитотическую вакуоль. Это защищает клетку от антител , как в случае с ВИЧ . Это часто бывает с незащищенными вирусами.

В случае вирусов в оболочке вирус может проникать либо путем слияния (между вирусной оболочкой и плазматической мембраной клетки), либо путем эндоцитоза (накопление вирусных частиц в цитоплазматических везикулах).

Декапсидация

Клеточные ферменты (из лизосом ) удаляют белковую оболочку вируса. Это высвобождает или делает доступной нуклеиновую кислоту или геном вируса. В зависимости от вируса декапсидация может происходить в цитоплазме или ядре .

Репликация генома

В зависимости от типов вирусов и природы их генома этот шаг может варьироваться. Во время этого цикла ( транскрипция, затем перевод ) невозможно выделить вирусную частицу.

В некоторых РНК-вирусах заражающая РНК продуцирует информационную РНК (мРНК). Затем он будет использован для перевода генома в белковые продукты (см. Следующий шаг).

Для других вирусов, таких как вирусы с РНК или ДНК с отрицательными цепями, вирусы образуются путем интеграции генома в геном клетки-хозяина (ретротранскрипция РНК в ДНК, затем вставка в ДНК клетки-хозяина в случае вирусов с отрицательной цепью РНК или прямая вставка вирусной ДНК в ДНК клетки-хозяина в случае вирусов с ДНК с отрицательной цепью) с последующей транскрипцией ДНК клетки-хозяина с помощью обычного механизма репликации. Полученные мРНК будут содержать мРНК, полученные из вируса, что позволит продуцировать вирусные белки.

Следующие компоненты производятся вирусом через органеллы, существующие в клетке-хозяине.

  • Синтез вирусных белков: мРНК вируса транслируется на уровне рибосом клеток в два типа вирусных белков:
    • Структурный: белки, составляющие вирусную частицу, производятся и собираются.
    • Неструктурные: они не обнаруживаются в вирусной частице; в основном это ферменты для репликации вирусного генома ( например, полимераза )
  • Синтез вирусной нуклеиновой кислоты (репликация генома): синтезируется новый геном вируса; что шаблоны являются либо родительским геномом или, в случае одноцепочечных нуклеиновых кислот геномов, комплементарные нити вновь образованный вирусом ( так называемые полимерами или повторностей) с помощью клеточного фермента. Это происходит в быстро делящихся клетках.

Сборка и упаковка

Вирионы собираются и созревают в инфицированных клетках. Геном инкапсидируется вирусными белками с образованием новых вирусных частиц.

Читайте также:  Гиперреактивность бронхов при вирусной инфекции.

Это может происходить в ядре клетки, цитоплазме или плазматической мембране для большинства вирусов в оболочке. Оболочечные вирусы приобретают свои оболочки путем почкования в ущерб плазматической мембране или ядерной мембране клетки-хозяина.

Выпуск вирионов

Восстановленные вирионы выходят за пределы клетки. Это происходит либо в результате внезапного разрушения клеток, либо в результате постепенного вытеснения (образования почки) оболочечных вирусов через клеточную мембрану.

Новые вирусы могут вторгаться или атаковать другие клетки или оставаться в спящем состоянии в исходной клетке-хозяине. В случае бактериофагов высвобождение вновь образованных вирионов происходит путем лизиса инфицированных бактерий . Однако в случае вирусов животных высвобождение обычно происходит без лизиса клеток.

Частный случай поксвирусов

  • Основная статья Репликация поксвируса

Репликация Poxviridae необычна для вирусов с двухцепочечной ДНК (дцДНК), потому что она происходит в цитоплазме .

Частный случай гигантских вирусов

В мимивирусе имеет особенность репликации с помощью фагоцитоза .

Балтиморская система классификации

  • Основная статья Балтиморская классификация

Вирусы подразделяются на 7 типов генов, каждый из которых имеет свои собственные семейства вирусов, которые, в свою очередь, имеют разные стратегии репликации.

Лауреат Нобелевской премии биолог Дэвид Балтимор разработал систему классификации для сортировки различных вирусов на основе их уникальной стратегии репликации. На основе этой системы существует семь различных стратегий репликации (Класс I, II, III, IV, V, VI, VII).

Здесь кратко и в общих чертах перечислены семь классов вирусов.

Класс I: двухцепочечный ДНК-вирус

Этот тип вируса обычно должен проникнуть в ядро ​​хозяина, прежде чем он сможет реплицироваться. Некоторым из этих вирусов требуются полимеразы клеток-хозяев для репликации их генома, тогда как другие, такие как аденовирусы или герпесвирусы, кодируют свои собственные факторы репликации.

Однако в обоих случаях репликация вирусного генома сильно зависит от состояния клетки, допускающего репликацию ДНК, и, следовательно, от клеточного цикла. Вирус может вызвать принудительное деление клетки, что может привести к трансформации клетки и, в конечном итоге, к раку .

Примером семейства этой классификации являются аденовирусы.

Есть только один хорошо изученный пример, в котором семейство вирусов класса I не реплицируется в ядре: это семейство поксвирусов, которое включает высокопатогенные вирусы, поражающие позвоночных (см. Выше).

Класс II: вирус с одноцепочечной ДНК

В эту категорию попадают вирусы, которые не так хорошо изучены, как предыдущие, но все же оказывают сильное влияние на позвоночных. Двумя примерами являются Circoviridae и Parvoviridae .

Они реплицируются в ядре и во время репликации образуют промежуточную двухцепочечную ДНК.

Анелловирус человека, называемый TTV, включен в эту классификацию и обнаруживается почти у всех людей, бессимптомно заражая их почти все основные органы.

Класс III: двухцепочечный РНК-вирус

Как и большинство РНК-вирусов, двухцепочечные РНК-вирусы не зависят от полимеразы-хозяина для их репликации, в отличие от ДНК-вирусов. Вирусы с двухцепочечной РНК изучены не так хорошо, как другие классы.

Этот класс включает два больших семейства: Reoviridae и Birnaviridae .

Репликация является моноцистронной и включает отдельные и сегментированные геномы, что означает, что каждый из генов кодирует только один белок, в отличие от других вирусов, которые демонстрируют более сложную трансляцию.

Классы IV и V: вирус с одноцепочечной РНК.

Цикл репликации коронавируса (вирус IV класса)

Эти вирусы состоят из двух разных типов, но оба разделяют тот факт, что их репликация происходит в основном в цитоплазме, и что репликация не так сильно зависит от клеточного цикла клетки-хозяина, как от ДНК-вирусов. Эти классы вирусов также входят в число наиболее изученных типов вирусов, наряду с вирусами с двухцепочечной ДНК.

Класс IV: вирус с одноцепочечной РНК с положительным смыслом

Вирусы с положительной смысловой РНК (и все гены, определяемые как положительные) могут быть напрямую доступны рибосомам хозяина для немедленного образования белков. Их можно разделить на две группы, каждая из которых реплицируется в цитоплазме:

  • Полицистронные мРНК вирусов, в которых РНК из генома образует мРНК, а затем транслируется в полипротеиновый продукт, который затем расщепляется с образованием зрелых белков. Это означает, что ген может использовать несколько методов для получения белков из одной и той же цепи РНК, тем самым уменьшая размер своего генома.
  • Сложные транскрипционные вирусы, которые могут использовать субгеномные мРНК, фазовый сдвиг рибосом и протеолитический процессинг полипротеинов. Все эти механизмы различны и позволяют производить белки из одной и той же цепи РНК.

Семейства Coronaviridae , Flaviviridae и Picornaviridae являются примерами вирусов, принадлежащих к этому классу.

Класс V: вирус с одноцепочечной РНК с отрицательным смыслом

Вирусы с отрицательной смысловой РНК (и все гены, определяемые как отрицательные) не могут быть напрямую доступны рибосомам хозяина для немедленного образования белков. Затем они должны быть расшифрованы вирусными полимеразами в дополнительном «читаемом» положительном направлении. Их также можно разделить на две группы:

  • Вирусы, содержащие несегментированные геномы, для которых первой стадией репликации является транскрипция генома с отрицательной цепью с помощью РНК-зависимой вирусной РНК-полимеразы с образованием моноцистронных мРНК, которые кодируют различные вирусные белки. Затем создается копия генома с положительным смыслом, которая служит шаблоном для производства генома с отрицательной цепью. Репликация происходит в цитоплазме.
  • Вирусы с сегментированными геномами, репликация которых происходит в цитоплазме и для которых РНК-зависимая вирусная РНК-полимераза продуцирует моноцистронные мРНК из каждого сегмента генома.

Семейства Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae , Bunyaviridae , Filoviridae и Rhabdoviridae (включая бешенство ) являются примерами вирусов, принадлежащих к этому классу.

Класс VI: вирус с одноцепочечной РНК с положительным смыслом, использующий промежуточную ДНК для репликации

Хорошо изученное семейство вирусов этого класса включает ретровирусы . Одна из их отличительных черт — использование обратной транскриптазы для преобразования позитивно-смысловой РНК в ДНК.

Вместо того, чтобы использовать РНК для создания паттернов трансляции белков, они используют ДНК для создания этих паттернов, которые встраиваются в геном хозяина с помощью интегразы .

Затем репликация может начаться с помощью полимераз клетки-хозяина.

Класс VII: двухцепочечный ДНК-вирус с использованием промежуточной одноцепочечной РНК для репликации.

Эта небольшая группа вирусов, примером которой является вирус гепатита B , имеет вакантный двухцепочечный геном, который затем заполняется с образованием ковалентно замкнутой кольцевой ДНК (cfcDNA или cccDNA на английском языке), которая служит шаблоном для производство вирусных мРНК и субгеномных РНК. Прегеномная РНК служит матрицей для вирусной обратной транскриптазы и для производства ДНК-генома.

Смотрите также

Заметки

Рекомендации

  1. ↑ (in) Р. Дж. Робертс, Патология рыб , Elsevier Health Sciences2001 г., 3 е  изд.
  2. ↑ Geo F. Brooks et al. , Медицинская микробиология Явца Мельника и Адельберга , McGraw Hill,2013, 26- е  изд. , 880  с. ( ISBN  978-0-07-181578-9 )
  3. ↑ Розангела Г. Лима , Йохан Ван Вейенберг , Эльвира М.Б. Сараива и Маноэль Баррал-Нетто , «  Репликация вируса иммунодефицита человека типа 1 в макрофагах усиливается после фагоцитоза апоптотических клеток  », Журнал инфекционных заболеваний , вып.  185, п о  11,2002 г., стр.  1561–1566 ( ISSN  0022-1899 , читать онлайн , по состоянию на 30 апреля 2020 г. )
  4. ↑ (ru) Мимивирус, возбудитель амеобала, заражает макрофаги посредством фагоцитоза
  5. ↑ (en) NJ Dimmock et al. , Введение в современную вирусологию , издательство Blackwell Publishing,2007 г.
  • Портал вирусологии
Читайте также:  Эсслиал форте капсулы или таблетки 300 мг - инструкция по применению, формы выпуска, аналоги и отзывы

Вирусная репликация

Репликация вирусов — это образование биологических вирусов в процессе инфицирования в клетках-мишенях. Вирусы должны сначала проникнуть в клетку, прежде чем может произойти вирусная репликация.

Создавая множество копий своего генома и упаковывая эти копии, вирус продолжает заражать новых хозяев. Репликация между вирусами сильно различается и зависит от типа вовлеченных в них генов.

Большинство ДНК-вирусов собирается в ядре, в то время как большинство РНК-вирусов развиваются исключительно в цитоплазме. [1]

Производство / репликация вирусов [ править ]

Вирусы размножаются только в живых клетках. Хост — клетка должна обеспечивать энергию и синтетические машины и предшественник низких молекулярной массы для синтеза вирусных белков и нуклеиновых кислот. [2]

Репликация вируса происходит в семь стадий, а именно;

Приложение [ править ]

Это первый шаг репликации вируса. Вирус прикрепляется к мембране клетки — хозяина клетки . Затем он вводит свою ДНК или РНК в хозяина, чтобы инициировать инфекцию.

В клетках животных эти вирусы попадают в клетку в процессе эндоцитоза, который происходит путем слияния вируса и слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной животной клетки, а в клетках растений он проникает через процесс пиноцитоза, который действует на защемление. вирусов.

Запись [ править ]

Клеточная мембрана клетки-хозяина инвагинирует вирусную частицу, заключая ее в пиноцитотическую вакуоль . Это защищает клетку от антител, как в случае с вирусом ВИЧ .

Удаление покрытия [ править ]

Клеточные ферменты (из лизосом ) снимают белковую оболочку вируса . Это высвобождает или делает доступными нуклеиновую кислоту или геном вируса .

Транскрипция / производство мРНК [ править ]

Для некоторых РНК- вирусов инфекционная РНК продуцирует информационную РНК ( мРНК ). Это перевод генома в белковые продукты. Для других вирусов с отрицательной цепочкой РНК и ДНК вирусы производятся путем транскрипции, а затем трансляции.

МРНК используется, чтобы инструктировать клетку-хозяина производить компоненты вируса. Вирус использует существующие клеточные структуры для репликации.

Синтез вирусных компонентов [ править ]

Следующие компоненты производятся вирусом с использованием существующих органелл хозяина :

  • Вирусные белки: вирусная мРНК транслируется на клеточных рибосомах в два типа вирусных белков:
    • Структурный: белки, составляющие вирусную частицу.
    • Неструктурные: белки, не обнаруженные в вирусной частице, в основном ферменты для репликации вирусного генома.
  • Вирусная нуклеиновая кислота (репликация генома): синтезируются новые вирусные геномы; Матрицы представляют собой либо родительский геном, либо вновь образованные комплементарные цепи в случае одноцепочечных геномов. Эти геномы состоят из вирусной полимеразы или (в некоторых ДНК-вирусах) клеточного фермента, особенно в быстро делящихся клетках.

Сборка вириона [ править ]

Вириона является просто активной или неповрежденной вирусной частицей. На этом этапе вновь синтезированный геном (нуклеиновая кислота) и белки собираются для формирования новых вирусных частиц.

Это может происходить в ядре клетки, цитоплазме или плазматической мембране большинства развитых вирусов.

Релиз (стадия освобождения) [ править ]

Зрелые вирусы высвобождаются либо в результате внезапного разрыва клетки, либо в результате постепенного вытеснения (вытеснения) окруженных вирусов через клеточную мембрану .

Новые вирусы могут вторгаться или атаковать другие клетки или оставаться в клетке в спящем состоянии . В случае бактериальных вирусов высвобождение дочерних вирионов происходит путем лизиса инфицированной бактерии. Однако в случае вирусов животных высвобождение обычно происходит без лизиса клеток.

Балтиморская система классификации [ править ]

Вирусы подразделяются на 7 типов генов, каждый из которых имеет свои собственные семейства вирусов, которые, в свою очередь, сами имеют разные стратегии репликации.

Дэвид Балтимор , лауреат Нобелевской премии по биологии, разработал систему под названием Балтиморская система классификации для классификации различных вирусов на основе их уникальной стратегии репликации.

На основе этой системы существует семь различных стратегий репликации (Балтиморский класс I, II, III, IV, V, VI, VII). Здесь кратко и в общих чертах перечислены семь классов вирусов. [3]

Класс 1: двухцепочечные ДНК-вирусы [ править ]

Этот тип вируса обычно должен проникнуть в ядро хозяина, прежде чем он сможет реплицироваться. Некоторым из этих вирусов требуются полимеразы клеток-хозяев для репликации их генома , тогда как другие, такие как аденовирусы или вирусы герпеса, кодируют свои собственные факторы репликации.

Однако в любом случае репликация вирусного генома сильно зависит от состояния клетки, допускающего репликацию ДНК, и, таким образом, от клеточного цикла . Вирус может побудить клетку к насильственному делению клетки , что может привести к трансформации клетки и, в конечном итоге, к раку .

Примером семейства в рамках этой классификации являются Adenoviridae .

Есть только один хорошо изученный пример, в котором семейство вирусов класса 1 не реплицируется в ядре. Это семейство поксвирусов , в которое входят высокопатогенные вирусы, поражающие позвоночных .

Класс 2: одноцепочечные ДНК-вирусы [ править ]

В эту категорию попадают вирусы, которые не так хорошо изучены, но все же имеют большое значение для позвоночных. Два примера включают Circoviridae и Parvoviridae .

Они реплицируются в ядре и во время репликации образуют промежуточную двухцепочечную ДНК.

Анелловирус человека, называемый TTV , включен в эту классификацию и обнаруживается почти у всех людей, бессимптомно заражая их почти во всех основных органах .

Класс 3: двухцепочечные РНК-вирусы [ править ]

Как и большинство вирусов с РНК- геномами, двухцепочечные РНК-вирусы не зависят от полимеразы хозяина для репликации в такой степени, как вирусы с ДНК- геномами. Вирусы с двухцепочечной РНК изучены не так хорошо, как другие классы.

Этот класс включает два основных семейства: Reoviridae и Birnaviridae .

Репликация является моноцистронной и включает отдельные сегментированные геномы, что означает, что каждый из генов кодирует только один белок, в отличие от других вирусов, которые демонстрируют более сложную трансляцию.

Классы 4 и 5: вирусы с одноцепочечной РНК [ править ]

Цикл репликации коронавируса (4 класс)

Эти вирусы состоят из двух типов, однако оба разделяют тот факт, что репликация происходит в основном в цитоплазме и что репликация не так зависит от клеточного цикла, как ДНК-вирусы. Этот класс вирусов также является одним из наиболее изученных типов вирусов, наряду с вирусами с двухцепочечной ДНК.

Класс 4: Вирусы с одноцепочечной РНК — положительный смысл [ править ]

Вирусы с положительной РНК и все гены, определяемые как положительно-смысловые, могут быть напрямую доступны рибосомам хозяина для немедленного образования белков. Их можно разделить на две группы, каждая из которых реплицируется в цитоплазме:

  • Вирусы с полицистронной мРНК, геномная РНК которых образует мРНК и транслируется в полипротеиновый продукт, который впоследствии расщепляется с образованием зрелых белков. Это означает, что ген может использовать несколько методов для производства белков из одной и той же цепи РНК, уменьшая размер своего генома.
  • Вирусы со сложной транскрипцией, для которых могут использоваться субгеномные мРНК, рибосомный сдвиг рамки считывания и протеолитический процессинг полипротеинов. Все это разные механизмы, с помощью которых можно производить белки из одной и той же цепи РНК.

Примеры этого класса включают семейства Coronaviridae , Flaviviridae и Picornaviridae .

Класс 5: Вирусы с одноцепочечной РНК — негативный смысл [ править ]

Вирусы с РНК с отрицательным смыслом и все гены, определенные как гены с отрицательным смыслом, не могут быть напрямую доступны рибосомам хозяина для немедленного образования белков. Вместо этого они должны транскрибироваться вирусными полимеразами в «читаемом» дополнительном положительном смысле. Их также можно разделить на две группы:

Читайте также:  Совриад - инструкция по применению, отзывы, аналоги и формы выпуска (капсулы или таблетки 150 мг) препарата для лечения хронического вирусного гепатита c у взрослых, детей и при беременности

  • Вирусы, содержащие несегментированные геномы, для которых первым этапом репликации является транскрипция генома с отрицательной цепью вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразой с образованием моноцистронных мРНК, которые кодируют различные вирусные белки. Затем создается копия генома с положительным смыслом, которая служит шаблоном для производства генома с отрицательной цепью. Репликация происходит в цитоплазме.
  • Вирусы с сегментированными геномами, репликация которых происходит в цитоплазме и для которых вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза продуцирует моноцистронные мРНК из каждого сегмента генома.

Примеры этого класса включают семейства Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae , Bunyaviridae , Filoviridae и Rhabdoviridae (включая бешенство ).

Класс 6: вирусы с одноцепочечной РНК с положительным смыслом, которые реплицируются через промежуточные ДНК [ править ]

Хорошо изученное семейство вирусов этого класса включает ретровирусы . Одной из определяющих особенностей является использование обратной транскриптазы для преобразования позитивно-смысловой РНК в ДНК.

Вместо использования РНК для шаблонов белков они используют ДНК для создания шаблонов, которые встраиваются в геном хозяина с помощью интегразы . Затем репликация может начаться с помощью полимераз клетки-хозяина.

Класс 7: двухцепочечные ДНК-вирусы, которые реплицируются через одноцепочечные промежуточные РНК [ править ]

Эта небольшая группа вирусов, примером которой является вирус гепатита В , имеет двухцепочечный геном с разрывом, который впоследствии заполняется, образуя ковалентно замкнутый круг ( кзкДНК ), который служит матрицей для производства вирусных мРНК и субгеномной РНК. РНК прегенома служит матрицей для вирусной обратной транскриптазы и для продукции ДНК-генома.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Робертс Р.Дж., «Патология рыб, 3-е издание», Elsevier Health Sciences, 2001.
  2. ^ Geo. F. Brooks, MD et al. «Jawetz, Melnick & Adelberg's MEDICAL MICROBIOLOGY.pdf, 26-е издание, McGraw Hill, 2013, ISBN  978-0-07-181578-9
  3. ^ NJ Dimmock et al. «Введение в современную вирусологию, 6-е издание». Блэквелл Паблишинг, 2007.

Механизмы вирусного заражения

Большинство вирусов видоспецифичны и могут поражать только определенные виды хозяев и конкретные клетки-мишени. Вирусные белки в капсиде вируса могут иметь сродство к белкам на поверхности клетки.

Для проникновения в клетку белки слияния вируса используют соответствующие белки оболочки клетки — рецепторы. Если вирус не находит подобный рецептор, заражения не случится.

Именно поэтому коронавирусы не заражают через кожу: у ее клеток нет необходимых рецепторов.

Рецепторами могут выступать любые белки клеточной оболочки. Конечно, они созданы не для того, чтобы вирус мог за них зацепиться, а для решения других задач.

Например, белок ACE2, который отвечает за регулирование давления крови у человека, оказался рецептором для коронавируса SARS-CoV-2.

А несколько других важных для иммунного ответа организма белков стали рецепторами для ВИЧ.

После того как вирус зацепился за рецептор на клеточной оболочке, ему нужно попасть внутрь клетки. Это может происходить по двум основным сценариям: через эндоцитоз или напрямую через клеточную мембрану.

Рассмотрим первый случай на примере вируса гриппа.

Когда вирус попадает на клетку, она «чувствует», что что-то находится на ее оболочке, и поглощает это с помощью обычного эндоцитоза, то есть окружает частицу и «поедает», захватывая внутрь.

Затем вирус попадает в лизосому — специальный пузырек с агрессивной кислотной средой, в котором происходит дефрагментация внешних частиц на будущий строительный материал для клетки.

Но вирус гриппа оказался хитрым. Он не разрушается в этих пузырьках благодаря белку, который умеет сливать его мембрану с мембраной лизосомы, и активируется именно в кислой среде. Получается, что мембраны вируса и лизосомы сливаются как два воздушных пузыря, после чего генетический материал вируса выбрасывается в клетку.

Во втором случае оболочка вируса сливается сразу с клеточной мембраной по тому же принципу, как это происходит с лизосомой, после чего его генетический материал и белки мигрируют непосредственно внутрь клетки. Так действует ВИЧ. Этот процесс очень отдаленно похож на слияние жировых пятен в супе.

Обычно клеточные мембраны не сливаются, иначе жизнь на Земле была бы невозможна, поэтому вирус создал специальный механизм. Он очень близко подводит свою липидную мембрану к липидной мембране клетки и за счет специальных белков немного раздвигает липиды оболочки. Так вирусный геном попадает в клетку.

Когда генетический материал вируса оказывается в клетке, он ведет себя по-разному в зависимости от его структуры. Репликация генома у большинства ДНК-содержащих вирусов происходит в клеточном ядре. РНК-вирусы, как правило, реплицируются в цитоплазме. Но есть исключение — РНК-содержащие ретровирусы, способные к обратной транскрипции.

Для репликации такие вирусы используют промежуточную стадию в виде ДНК-молекулы. На вирусной РНК строится одиночная цепочка ДНК, а затем дополняется комплементарной цепочкой и встраивается прямо в хромосомы хозяина, ничем не отличаясь от генов, которые мы унаследовали от родителей.

После этого новые вирионы (вирусные частицы) появляются благодаря работе этого нового «гена».

Например, SARS-CoV-2 никак не взаимодействует с генетическим материалом клетки и находится только в цитоплазме, где происходит репликация его РНК и строятся необходимые вирусу белки. Там же происходит сборка новых вирионов, которые затем выходят из клетки. Вирус иммунодефицита человека тоже содержит РНК, но относится к ретровирусам, то есть его геном встраивается в клеточную хромосому.

«Спящие агенты» и латентный резервуар 

Вирусы могут иметь разную степень патогенности (возможность вызывать инфекционный процесс), и это не всегда связано с их способностью взаимодействовать с геномом пораженной клетки.

Герпес-вирусы не внедряются в клеточную ДНК, однако могут долго существовать в организме, и избавиться от них очень трудно, от некоторых и вовсе невозможно.

И даже самые безобидные из герпес-вирусов время от времени могут начать снова реплицироваться в организме.

С другой стороны, РНК-вирус иммунодефицита человека встраивается в ДНК лимфоцитов, но опасен он не поэтому. Он может годами не реплицироваться, а находиться в состоянии «спящего агента» из детективных романов. Его засылают в другую страну, он тридцать лет ведет там нормальную жизнь, работает, женится, заводит детей. И активизируется только по специальному сигналу.

Существует множество лекарств, которые уничтожают этот вирус, не позволяют ему реплицироваться и передаваться из одной клетки в другую.

Но у него всегда остается так называемый латентный резервуар, который мешает полностью его уничтожить: ВИЧ переходит в латентную форму, сохраняясь внутри лимфоцитов.

Что же делать с вирусом, когда его невозможно обнаружить? На сегодняшний день наука не знает, как избавиться от вируса, который встроился в геном и никак себя не проявляет.

Вирус может долгое время оставаться в организме, даже когда симптомы заболевания уже не проявляются. Особенно актуальна эта проблема в связи с COVID-19. На текущий момент (июнь 2020 года) принято считать выздоровевшим и незаразным человека, который две недели не демонстрирует симптомов этого заболевания.

 Между тем, по последним данным, у некоторых пациентов тест на вирусную РНК оказывается положительным даже 45 дней спустя.

Это не является стопроцентным маркером заболевания, потому что вирусная РНК сама по себе без капсида не может проникать в клетку и может являться просто остатками вируса, которые долго выходят из организма.

Как отмечает руководитель гематологического отделения Национального института здоровья США и специалист по парвовирусам Нил Янг, недавно обнаружилось, что парвовирусы могут десятилетиями оставаться в организме людей, которые однажды им переболели.

Пока неизвестно, в каком виде он сохраняется в клетке. Аналогично происходит и с вирусом ветрянки, которой многие болели в детстве и которая относится к семейству герпес-вирусов. Это не очень опасная болезнь, но очень заразная.

У многих переболевших вирус не исчезает бесследно и остается в нервных окончаниях, проявляясь спустя десятилетия в виде опоясывающего лишая.

Заразность, инфекционность вируса, то есть способность передаваться другому организму, зависит от степени восприимчивости организма, от механизма передачи вируса, а также от того, насколько крепко он связывается со своим рецептором. SARS-CoV-2 отличает от других коронавирусов высокое сродство к рецептору — способность образовывать с ним сильную связь. Поэтому, по-видимому, так высока его инфекционность.

У ВИЧ инфекционность значительно ниже, но у него имеется удивительный механизм, который увеличивает шансы вируса поразить нужную клетку-мишень.

Вирус иммунодефицита человека родственен специальным белковым нитям — амилоидным тельцам, которые находятся в сперме и, в свою очередь, привязываются к сперматозоидам.

Так вирус не только получает доступ к клеткам-мишеням в организме хозяина, но и добывает себе транспорт в другой организм.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector