Viriono formavimosi procesas susideda iš etapų. Viruso ir ląstelių sąveika
TURINYS
Kontroliniai klausimai:
1. DNR genominių virusų dauginimasis: pagrindiniai etapai, dauginimosi ypatumai……………………………………………………………………………… 3
2. Viruso dauginimosi gyvose sistemose požymiai: laboratoriniai gyvūnai, viščiukų embrionai, ląstelių kultūros………………………………………………..… ……16
3. Užduotis.................................................. ...................................................... ......... ...20
Literatūros sąrašas…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
1. DNR genominių virusų dauginimasis: pagrindiniai etapai, dauginimosi ypatumai
Virusų dauginimasis
Viruso dauginimosi procesą galima suskirstyti į du etapus. Pirmoji fazė apima įvykius, kurie veda prie viruso adsorbcijos ir patekimo į ląstelę, jo vidinio komponento išsiskyrimo ir jo modifikavimo taip, kad jis gali sukelti infekciją. Atitinkamai, pirmoji fazė apima tris etapus: 1) viruso adsorbcija ant ląstelių; 2) viruso įsiskverbimas į ląsteles; 3) viruso pašalinimas ląstelėje. Šiais etapais siekiama užtikrinti, kad virusas būtų patekęs į atitinkamas ląstelių struktūras, o jo vidinis komponentas būtų išlaisvintas iš apsauginių membranų. Pasiekus šį tikslą, prasideda antroji dauginimosi fazė, kurios metu išreiškiamas viruso genomas. Ši fazė apima šiuos etapus: 1) transkripcija, 2) pasiuntinio RNR transliacija, 3) genomo replikacija, 4) viruso komponentų surinkimas. Paskutinis reprodukcijos etapas yra viruso išsiskyrimas iš ląstelės.
Pirmasis reprodukcijos etapas.
I. Virionų adsorbcija ląstelės paviršiuje.
Viruso sąveika su ląstele prasideda nuo adsorbcijos proceso, t.y. viruso dalelių prisitvirtinimo prie ląstelės paviršiaus. Adsorbcijos procesas įmanomas esant atitinkamiems receptoriams ląstelės paviršiuje ir „atpažįstant“ medžiagas viruso paviršiuje. Patys pradiniai adsorbcijos procesai yra nespecifinio pobūdžio ir gali būti pagrįsti teigiamai ir neigiamai įkrautų grupių elektrostatine sąveika viruso ir ląstelės paviršiuje. Tačiau ląstelių receptorių atpažinimas viruso baltymais, dėl kurio viruso dalelė prisijungia prie ląstelės, yra labai specifinis procesas. Viruso paviršiuje esantys baltymai, atpažįstantys specifines grupes ląstelės plazminėje membranoje ir priverčiantys prie jų prisirišti viruso dalelę, vadinami prisirišimo baltymais.
Virusai naudoja receptorius, skirtus patekti į ląstelę jos gyvybei reikalingas medžiagas: maistines medžiagas, hormonus, augimo faktorius ir kt. Receptoriai gali turėti skirtingą cheminę prigimtį ir būti baltymai, baltymų ir lipidų angliavandenių komponentai, lipidai. Gripo virusų ir paramiksovirusų receptoriai yra sialo rūgštis, esanti glikoproteinų ir glikolipidų (gangliozidų) sudėtyje, rabdovirusams ir reovirusams - taip pat angliavandenių komponentas baltymų ir lipidų sudėtyje, pikornavirusams ir adenovirusams - baltymai, kai kuriems virusams - lipidų sudėtyje. . Specifiniai receptoriai vaidina svarbų vaidmenį ne tik prisijungiant viruso dalelei prie ląstelės paviršiaus. Jie lemia tolesnį viruso dalelės likimą, jos pernešimą į ląstelę ir patekimą į tam tikras citoplazmos ir branduolio sritis, kur virusas gali inicijuoti infekcinį procesą. Virusas taip pat gali prisijungti prie nespecifinių receptorių ir netgi prasiskverbti į ląstelę, tačiau tik prisijungimas prie specifinio receptoriaus sukels infekciją.
Viruso dalelės prisitvirtinimas prie ląstelės paviršiaus iš pradžių įvyksta susidarant vienam ryšiui tarp viruso dalelės ir receptoriaus. Tačiau toks prisirišimas yra trapus, o viruso dalelė gali lengvai nulipti nuo ląstelės paviršiaus – grįžtama adsorbcija. Kad įvyktų negrįžtama adsorbcija, tarp viruso dalelės ir daugelio receptorių molekulių turi atsirasti daugybinių ryšių, t.y. turi įvykti stabilus daugiavalentinis prisirišimas. Ląstelių receptorių molekulių skaičius adsorbcijos vietose gali siekti iki 3000. Stabilus viruso dalelės prisijungimas prie ląstelės paviršiaus dėl daugiavalenčio prisijungimo vyksta dėl laisvo receptorių molekulių judėjimo plazmos membranos lipidiniame dvisluoksnyje. , kurį lemia baltyminio-lipidinio sluoksnio mobilumas, „skystumas“. Lipidų sklandumo padidėjimas yra vienas iš ankstyviausių viruso sąveikos su ląstele įvykių, dėl kurio viruso sąlyčio su ląstelės paviršiumi vietoje susidaro receptorių laukai ir viruso dalelė stabiliai prisitvirtina prie ląstelės. susidariusias grupes.
Specifinių receptorių skaičius ląstelės paviršiuje svyruoja nuo 104 iki 105 vienoje ląstelėje. Kai kurių virusų receptoriai gali būti tik ribotame šeimininkų ląstelių rinkinyje, ir tai gali nustatyti organizmo jautrumą tam tikram virusui. Pavyzdžiui, pikornavirusai adsorbuojasi tik į primatų ląsteles. Priešingai, kitų virusų receptoriai yra plačiai atstovaujami įvairių rūšių ląstelių paviršiuje, pavyzdžiui, ortomiksovirusų ir paramiksovirusų, kurie yra sialilų turintys junginiai, receptoriai. Todėl šie virusai turi gana platų ląstelių spektrą, ant kurių gali įvykti viruso dalelių adsorbcija. Itin plataus spektro šeimininkų ląstelės turi daugelio togavirusų receptorius: šie virusai gali adsorbuoti ir užkrėsti tiek stuburinių, tiek bestuburių ląsteles.
II. Viruso įsiskverbimas į ląstelę.
Istoriškai kilo idėja apie du alternatyvius gyvūnų virusų įsiskverbimo į ląsteles mechanizmus - viropeksijos (endocitozės) ir virusų bei ląstelių membranų suliejimo būdu. Tačiau abu šie mechanizmai vienas kitą neatmeta, o papildo.
Sąvoka „viropeksija“ reiškia, kad viruso dalelė patenka į citoplazmą, kai įsiskverbia į plazmos membranos dalį ir susidaro vakuolė, kurioje yra viruso dalelė.
Receptorių endocitozė. Viropexis yra ypatingas receptorių arba adsorbcijos endocitozės atvejis. Šis procesas yra įprastas mechanizmas, per kurį į ląstelę patenka maistiniai ir reguliuojantys baltymai, hormonai, lipoproteinai ir kitos medžiagos iš tarpląstelinio skysčio. Receptorių endocitozė pasireiškia specializuotose plazminės membranos vietose, kur yra specialios duobutės, citoplazminėje pusėje uždengtos specialiu didelės molekulinės masės baltymu – klatrinu. Duobės apačioje yra specifiniai receptoriai. Duobės leidžia greitai įsiskverbti ir formuotis klatrinu padengtoms tarpląstelinėms vakuolėms. Medžiagos prasiskverbimo į ląstelę pusinės eliminacijos laikas šiuo mechanizmu neviršija 10 minučių nuo adsorbcijos momento. Per vieną minutę susidariusių vakuolių skaičius siekia daugiau nei 2000. Taigi receptorių endocitozė yra gerai koordinuotas mechanizmas, užtikrinantis greitą pašalinių medžiagų patekimą į ląstelę.
Dengtos vakuolės susilieja su kitomis, didesnėmis citoplazminėmis vakuolėmis, sudarydamos receptorių turinčius receptorius, bet ne klatriną, kuris savo ruožtu susilieja su lizosomomis. Tokiu būdu į ląstelę patekę baltymai dažniausiai pernešami į lizosomas, kur suskaidomi į aminorūgštis; jie gali apeiti lizosomas ir nesuardyta forma kauptis kitose ląstelės dalyse. Alternatyva receptorių endocitozei yra skystoji endocitozė, kai invaginacija nevyksta specializuotose membranos vietose. Dauguma apvalkalo ir be apvalkalo gyvūnų virusų patenka į ląstelę per receptorių endocitozės mechanizmą. Endocitozė užtikrina tarpląstelinį virusinės dalelės pernešimą endocitinėje vakuolėje, nes vakuolė gali judėti bet kuria kryptimi ir susijungti su ląstelės membranomis (įskaitant branduolinę membraną), išskirdama viruso dalelę atitinkamose tarpląstelinėse vietose. Tokiu būdu, pavyzdžiui, branduoliniai virusai patenka į branduolį, o reovirusai – į lizosomas. Tačiau viruso dalelės, patekusios į ląstelę, yra vakuolėje ir yra atskirtos nuo citoplazmos jos sienelėmis. Jie turi pereiti keletą etapų, kad galėtų sukelti infekcinį procesą.
Virusinių ir ląstelių membranų susiliejimas. Kad vidinis viruso komponentas praeitų pro ląstelės membraną, virusas naudoja membranos susiliejimo mechanizmą. Virusuose su apvalkalu susiliejimą sukelia taškinė viruso sulieto baltymo sąveika su ląstelės membranos lipidais, dėl kurios viruso lipoproteinų apvalkalas integruojasi su ląstelės membrana, o vidinis viruso komponentas atsiranda ant kitos. pusėje. Virusuose be apvalkalo vienas iš paviršiaus baltymų taip pat sąveikauja su ląstelių membranų lipidais, todėl vidinis komponentas praeina pro membraną. Dauguma gyvūnų virusų patenka į citozolį iš receptosomos.
Jei endocitozės metu viruso dalelė yra pasyvi pakeleivė, tai sintezės metu ji tampa aktyvia proceso dalyve. Sulietas baltymas yra vienas iš jo paviršiaus baltymų. Iki šiol šis baltymas buvo nustatytas tik paramiksovirusuose ir ortomiksovirusuose. Paramiksovirusuose šis baltymas (P baltymas) yra vienas iš dviejų glikoproteinų, esančių viruso dalelės paviršiuje. Sulieto baltymo funkciją gripo viruse atlieka mažasis hemagliutinuojantis subvienetas.
Paramiksovirusai sukelia membranų susiliejimą esant neutraliam pH, o vidinis šių virusų komponentas gali patekti į ląstelę tiesiai per plazmos membraną. Tačiau dauguma apvalkalo ir be apvalkalo virusų sukelia membranos susiliejimą tik esant žemoms pH vertėms, tarp 5,0 ir 5,75. Jei į ląsteles dedama silpnų bazių (amonio chlorido, chlorokvino ir kt.), kurios padidina pH endocitinėse vakuolėse iki 6,0, membranos susiliejimas nevyksta, viruso dalelės lieka vakuolėse, infekcinis procesas nevyksta. Griežta membranos suliejimo priklausomybė nuo pH verčių yra dėl konformacinių viruso sulietų baltymų pokyčių.
Lizosomos pH vertė visada yra žema (4,9). Endocitinėje vakuolėje (receptosomoje) rūgštėjimą sukuria nuo ATP priklausomas „protonų siurblys“ ląstelės paviršiuje, kai susidaro dengta vakuolė. Endocitinės vakuolės parūgštinimas turi didelę reikšmę fiziologiniams ligandams, patenkantiems į ląstelę, nes žemas pH skatina ligando atsiskyrimą nuo receptoriaus ir receptorių perdirbimą.
Tas pats mechanizmas, kuriuo grindžiamas virusų ir ląstelių membranų susiliejimas, lemia viruso sukeltą hemolizę ir gretimų ląstelių plazmos membranų susiliejimą, susidarant daugiabranduolėms ląstelėms, simpplastams ir sincitijai. Virusai sukelia dviejų tipų ląstelių susiliejimą: 1) „susiliejimą iš išorės“ ir 2) „susiliejimą iš vidaus“. „Susiliejimas iš išorės“ įvyksta esant dideliam infekcijos paplitimui ir aptinkamas per pirmąsias valandas po užsikrėtimo. Šio tipo suliejimą, aprašytą paramiksovirusams, sukelia užkrečiančio viruso baltymai ir nereikalauja tarpląstelinės viruso komponentų sintezės. Priešingai, „susiliejimas iš vidaus“ įvyksta esant nedideliam infekcijos dažniui, aptinkamas santykinai vėlyvose infekcinio proceso stadijose ir sukelia naujai susintetinti viruso baltymai. „Susiliejimas iš vidaus“ aprašytas daugeliui virusų: herpeso virusams, onkovirusams, lėtųjų infekcijų patogenams ir kt. Šio tipo susiliejimą sukelia tie patys viruso glikoproteinai, kurie užtikrina viruso įsiskverbimą į ląstelę.
III. Nusirengimas – viruso deproteinizacija
Į ląstelę patekusios viruso dalelės turi nusirengti, kad sukeltų infekcinį procesą. Nusirengimo tikslas – pašalinti viruso apsaugines membranas, kurios neleidžia pasireikšti viruso genomui. Dėl nusirengimo išsiskiria vidinis viruso komponentas, kuris gali sukelti infekcinį procesą. Nusirengimą lydi daugybė būdingų bruožų: suirus viruso dalelei, išnyksta infekcinis aktyvumas, kai kuriais atvejais atsiranda jautrumas nukleazėms, atsiranda atsparumas neutralizuojančiam antikūnų poveikiui, o naudojant numerį prarandamas jautrumas šviesai. narkotikų.
Galutiniai nusirengimo produktai yra šerdys, nukleokapsidės arba nukleorūgštys. Daugelio virusų atveju buvo įrodyta, kad nusirengimo produktas yra ne plikos nukleorūgštys, o nukleorūgštys, susijusios su vidiniu viruso baltymu. Pavyzdžiui, galutinis pikornavirusų produktas yra RNR, kovalentiškai susieta su VPg baltymu, galutinis adenovirusų produktas yra DNR, kovalentiškai susieta su vienu iš vidinių viruso baltymų.
Kai kuriais atvejais virusų gebėjimą sukelti infekcinį procesą lemia galimybė jiems nusirengti tam tikros sistemos ląstelėje. Taigi šis etapas yra vienas iš infekciją ribojančių etapų.
Daugelio virusų nurengimas vyksta specializuotose ląstelės viduje esančiose vietose (lizosomose, Golgi aparato struktūrose, perinuklearinėje erdvėje, branduolinės membranos branduolinėse porose). Kai susilieja viruso ir ląstelių membranos, prasiskverbimas į ląstelę derinamas su nusirengimu.
Nusirengimas ir tarpląstelinis transportavimas yra tarpusavyje susiję procesai: jei sutrinka tinkamas tarpląstelinis transportavimas į nusirengimo vietas, viruso dalelė patenka į lizosomą ir ją sunaikina lizosomų fermentai.
Antrasis reprodukcijos etapas .
I. Transkripcija.
Transkripcija atliekama naudojant specialų fermentą – RNR polimerazę, kuri suriša nukleotidus sudarydama 3-5'fosfodiesterio tiltelius. Šis surišimas vyksta tik esant DNR šablonui.
Transkripcijos produktai ląstelėje yra mRNR. Pati ląstelių DNR, kuri yra genetinės informacijos nešėja, negali tiesiogiai programuoti baltymų sintezės. Genetinės informacijos perdavimą iš DNR į ribosomas atlieka RNR pasiuntinys. Tai yra pagrindinės molekulinės biologijos dogmos, kuri išreiškiama tokia formule, pagrindas:
DNR – transkripcija – RNR – vertimas – baltymas,
kur rodyklės rodo genetinės informacijos perdavimo kryptį.
Genetinės informacijos įgyvendinimas virusuose. Viruso genomo strategija, susijusi su mRNR sinteze, skirtingiems virusams yra skirtinga. DNR virusuose mRNR sintetinama ant vienos iš DNR grandinių šablono. Genetinės informacijos perdavimo formulė yra tokia pati kaip ląstelėje:
DNR – transkripcija – RNR – vertimas – baltymas.
DNR virusai, kurie dauginasi branduolyje, transkripcijai naudoja ląstelių polimerazę. Šie virusai apima papovavirusus, adenovirusus ir herpeso virusus. DNR virusai, kurie dauginasi citoplazmoje, negali naudoti ląstelės fermento, esančio branduolyje. Jų genomo transkripciją atlieka virusui specifinis fermentas - DNR polimerazė, kuri kaip viruso dalis prasiskverbia į ląstelę. Šie virusai apima raupų virusus ir iridovirusus.
Fermentai, transkribuojantys viruso genomą. Daugelio DNR turinčių virusų – papovavirusų, adenovirusų, herpeso virusų, parvovirusų, hepadnavirusų – transkripcija. Jis vykdomas ląstelės branduolyje, o šiame procese plačiai naudojami ląstelių transkripcijos mechanizmai – transkripcijos fermentai ir tolesnė transkriptų modifikacija. Šių virusų transkripciją vykdo ląstelių RNR polimerazė II – fermentas, transkribuojantis ląstelės genomą. Tačiau speciali adenoviruso transkriptų grupė sintetinama naudojant kitą ląstelės fermentą – RNR polimerazę III. Kitose dviejose DNR turinčių gyvūnų virusų – raupų virusų ir iridovirusų – šeimose transkripcija vyksta citoplazmoje. Kadangi citoplazmoje ląstelinių polimerazių nėra, šių virusų transkripcijai reikalingas specialus viruso fermentas – virusinė RNR polimerazė. Šis fermentas yra struktūrinis viruso baltymas.
Transkripcijos reguliavimas. Viruso genomo transkripcija yra griežtai reguliuojama viso infekcinio ciklo metu. Reguliavimą atlieka tiek ląsteliniai, tiek virusui būdingi mechanizmai. Kai kuriuose virusuose, daugiausia turinčiuose DNR, yra trys transkripcijos periodai – labai ankstyvas, ankstyvas ir vėlyvas. Šie virusai apima raupų virusus, herpes virusus, papovavirusus ir adenovirusus. Dėl itin ankstyvos ir ankstyvos transkripcijos itin ankstyvi ir ankstyvieji genai selektyviai nuskaitomi, kad susidarytų itin ankstyvos arba ankstyvos mRNR. Vėlyvosios transkripcijos metu nuskaitoma kita viruso genomo dalis – vėlyvieji genai, gaminantys vėlyvąsias mRNR. Vėlyvųjų genų skaičius paprastai viršija ankstyvųjų genų skaičių. Daugelis labai ankstyvų genų yra genai, skirti nestruktūriniams baltymams – fermentams ir viruso genomo transkripcijos ir replikacijos reguliatoriams. Priešingai, vėlyvieji genai paprastai yra struktūrinių baltymų genai. Paprastai vėlyvoji transkripcija nuskaito visą genomą, tačiau vyrauja vėlyvoji genų transkripcija.
Branduolinių virusų transkripciją reguliuojantis veiksnys yra transkriptų pernešimas iš branduolio į citoplazmą, į mRNR funkcionavimo vietą – polisomas.
Itin ankstyvos herpeso virusų transkripcijos produktas yra A baltymai. Vieno ar kelių iš jų funkcija yra būtina kitos genų grupės, koduojančios P baltymus, transkripcijai. Savo ruožtu P baltymai įjungia paskutinės vėlyvųjų genų, koduojančių U baltymus, grupės transkripciją. Šis reguliavimo tipas vadinamas „kaskadu“.
II. Transliacija.
Tai iRNR esančios genetinės informacijos pavertimo specifine aminorūgščių seka susintetintuose virusui būdinguose baltymuose procesas. Baltymų sintezė ląstelėje vyksta dėl mRNR transliacijos ribosomose. Ribosomose informacijos srautas (mRNR) susilieja su aminorūgščių srautu, kuris atneša perdavimo RNR (tRNR). Ląstelėje yra daug skirtingų tRNR. Kiekviena aminorūgštis turi turėti savo tRNR.
tRNR molekulė yra vienagrandė RNR, turinti sudėtingą klevo lapo formos struktūrą.
Konkrečios tRNR ir aminorūgšties surišimą atlieka fermentas aminoacilsintetazė. Vienas tRNR galas jungiasi su aminorūgštimi, o kitas – su mRNR nukleotidais, su kuriais jie yra komplementarūs. Trys mRNR nukleotidai koduoja vieną aminorūgštį ir yra vadinami „tripletu“ arba „kodonu“, o trys vienas kitą papildantys tRNR nukleotidai vadinami „antikodonu“.
Transkripcijos procesas susideda iš trijų fazių: pailgėjimo inicijavimas, nutraukimas.
Vertimo inicijavimas yra svarbiausias vertimo proceso etapas, pagrįstas mRNR atpažinimu ribosomoje ir prisijungimu prie jos specialių regionų. Ribosoma atpažįsta mRNR per dangtelį 5′ gale ir slenka link 3′ galo, kol pasiekia iniciacijos kodoną, kuris pradeda transliaciją. Eukariotų ląstelėje iniciacijos kodonai yra AUG (adenino, uracilo, guanino) kodonai, koduojantys metioniną. Visų polipeptidinių grandinių sintezė prasideda nuo metionino. Specifinis viruso ir RNR atpažinimas ribosomomis atliekamas dėl virusui būdingų iniciatorių faktorių.
Pirma, mažas ribosomų subvienetas prisijungia prie mRNR. MRNR kompleksas su mažu ribosomų subvienetu yra sujungtas su kitais komponentais, būtinais transliacijai inicijuoti. Tai kelios baltymų molekulės, vadinamos „iniciatoriniais veiksniais“. Prokariotinėje ląstelėje jų yra mažiausiai trys, o eukariotų ląstelėje – daugiau nei devynios. Iniciatorių veiksniai lemia specifinių mRNR atpažinimą ribosomoje. Dėl to susidaro vertimo inicijavimui reikalingas kompleksas, vadinamas „iniciacijos kompleksu“. Iniciacijos kompleksas apima: mRNR; mažas ribosominis subvienetas; aminoacil-tRNR, turinčios iniciatorių aminorūgštį; inicijuojantys veiksniai; kelios GTP (guanozino trifosfato) molekulės.
Ribosomoje informacijos srautas susilieja su aminorūgščių srautu. Aminoacil-tRNR patekimas į didelio ribosominio subvieneto A centrą yra atpažinimo pasekmė, o jo antikodonas sąveikauja su mRNR kodonu, esančiu mažame ribosomų subvienete. Kai mRNR perkelia vieną kodoną, tRNR perkeliama į peptidilo centrą (P-centrą), o jos aminorūgštis prisijungia prie iniciatoriaus aminorūgšties, kad susidarytų pirmoji peptidinė jungtis. TRNR be aminorūgščių palieka ribosomą ir vėl gali veikti pernešant specifines aminorūgštis. Jo vietoje iš A centro į P centrą perkeliama nauja tRNR ir susidaro nauja peptidinė jungtis. A centre atsiranda laisvas mRNR kodonas, prie kurio iš karto prisijungia atitinkama tRNR, o į augančią polipeptidinę grandinę pridedamos naujos aminorūgštys.
Vertimo pailgėjimas yra polipeptidinės grandinės pailginimo, padidinimo procesas, pagrįstas naujų aminorūgščių pridėjimu naudojant peptidinę jungtį. MRNR grandinė nuolat traukiama per ribosomą ir joje esanti genetinė informacija yra „dekoduojama“. Dažnai mRNR vienu metu veikia keliose ribosomose, kurių kiekviena sintetina tą pačią polipeptido grandinę, koduojamą šios mRNR.
Transliacijos nutraukimas įvyksta tuo momentu, kai ribosoma pasiekia terminacijos kodoną mRNR (UAA, UGA, UAG). Vertimas sustoja ir polipeptidinė grandinė išsiskiria iš poliribosomos. Pasibaigus vertimui, poliribosomos skyla į subvienetus, kurie gali tapti naujų poliribosomų dalimi.
Kiekviena RNR veikia keliose ribosomose. Grupė ribosomų, veikiančių vienoje mRNR molekulėje, vadinama poliribosoma arba polisoma. Polisomas gali sudaryti nuo 4-6 iki 20 ar daugiau ribosomų.
Virusui būdingos polisomos gali būti laisvos arba surištos su membrana. Vidiniai baltymai paprastai sintetinami ant laisvųjų polisomų, glikoproteinai visada sintetinami ant membranos susietų polisomų.
Kadangi gyvūno viruso genomą vaizduoja molekulė, koduojanti daugiau nei vieną baltymą, virusai susiduria su poreikiu susintetinti ilgą mRNR, koduojančią vieną milžinišką pirmtaką polipeptidą, kuris vėliau tam tikruose taškuose turi būti padalintas į funkciškai aktyvius baltymus, arba trumpos monocistroninės mRNR, kurių kiekviena koduoja vieną baltymą. Taigi, yra du būdai formuoti virusinius baltymus:
pirmasis - mRNR paverčiama milžinišku pirmtaku polipeptidu, kuris po sintezės nuosekliai supjaustomas į subrendusius funkciškai aktyvius baltymus;
antra, iRNR verčiama suformuoti subrendusius baltymus arba baltymus, kurie po sintezės tik šiek tiek modifikuojami.
Pirmasis vertimo būdas būdingas RNR turintiems pliusinės grandinės virusams – pikornavirusams ir togavirusams. Jų mRNR paverčiama milžiniška polipeptidine grandine, vadinamuoju poliproteinu, kuris ištisinės juostelės pavidalu nuslysta nuo ribosominio „konvejerio“ ir supjaustomas į atskirus reikiamo dydžio baltymus. Virusinių baltymų pjaustymas yra daugiapakopis procesas, kurį atlieka tiek virusui būdingos, tiek ląstelių proteazės.
Antrasis baltymų susidarymo būdas būdingas DNR turintiems virusams ir daugumai RNR turinčių virusų. Taikant šį metodą, vienos genomo srities (geno) selektyvios transkripcijos metu sintetinamos trumpos monocistroninės mRNR. Tačiau šie virusai plačiai naudoja potransliacinį baltymų pjaustymo mechanizmą.
Eukariotų ląstelėje daugelis baltymų, įskaitant virusinius, patiria potransliacines modifikacijas, funkciškai aktyvūs baltymai dažnai nėra identiški jų naujai susintetinti pirmtakai. Plačiai paplitusios potransliacinės kovalentinės modifikacijos apima glikozilinimą, acilinimą, metilinimą, sulfonavimą (disulfidinių jungčių susidarymą), proteolitinį pjovimą ir, galiausiai, fosforilinimą. Dėl to vietoj 20 genetiškai koduotų aminorūgščių iš įvairių eukariotų skirtingų organų ląstelių buvo išskirta apie 140 aminorūgščių darinių.
Glikozilinimas. Kompleksiniuose RNR ir DNR turinčiuose virusuose yra baltymų, turinčių kovalentiškai susietas angliavandenių šonines grandines – glikoproteinus. Glikoproteinai yra viruso apvalkaluose ir randami viruso dalelių paviršiuje.
Polipeptidų glikozilinimas yra sudėtingas kelių etapų procesas, kurio pirmieji etapai prasideda jau polipeptidų sintezės procese, o pirmoji angliavandenių liekana pridedama į polipeptidinę grandinę, kuri dar neišėjo iš ribosomos. Vėlesnės glikozilinimo stadijos vyksta nuosekliai į angliavandenių grandinę pridedant angliavandenių liekanų polipeptido transportavimo į plazmos membraną metu. Angliavandenių likučiai pridedami po vieną ir tik pradėjus oligosacharidų grandinės sintezę, perkeliamas „blokas“. Galutinis angliavandenių grandinės susidarymas gali būti baigtas plazmos membranoje prieš surenkant viruso dalelę.
Glikozilinimas veikia transportą, be to, glikoproteinų transportavimas yra neatsiejamai susijęs su pakopiniu glikozilinimu. Įtikinamas to įrodymas yra glikozilinimo inhibitorių poveikis virusų dauginimuisi; jie visiškai slopina polipeptidų transportavimą, netrikdydami ir neslopindami jų sintezės.
Kai glikozilinimą slopina atitinkami inhibitoriai (cukraus analogai, tokie kaip 2-deoksigliukozė, antibiotikas tunikamicinas), blokuojamas mikso-, rabdo- ir α-virusų virionų rinkimas arba susidaro neinfekciniai herpeso ir onkovirusų virionai. .
Sulfonavimas. Kai kurie kompleksinių RNR ir DNR virusų baltymai po transliacijos yra sulfonuojami. Dažniausiai glikoproteinai sulfonuojasi, o sulfatų grupė prisijungia prie glikoproteino angliavandenių liekanų.
Acilinimas. Nemažai kompleksinių RNR turinčių virusų glikoproteinų (gripo viruso HA2, vezikulinio stomatito viruso G baltymo, Niukaslio ligos viruso HN baltymo ir kt.) turi kovalentiškai susietas 1-2 riebalų rūgščių molekules.
Pjaustymas. Daugelis virusinių baltymų, pirmiausia glikoproteinų, įgyja funkcinį aktyvumą tik po to, kai juos tam tikruose taškuose supjausto proteolitiniai fermentai. Pjovimas įvyksta arba susidarius dviem funkciniams baltymų subvienetams (pavyzdžiui, dideli ir maži gripo viruso hemagliutinino subvienetai, du Semliki Forest viruso glikoproteinai (E2 ir E3)), arba susidarius vienam funkciškai aktyviam baltymui ir neaktyvus fermentas, pavyzdžiui, paramiksovirusų F ir HN baltymai. Pjaustymą paprastai atlieka ląstelių fermentai. Daugelyje sudėtingų gyvūnų virusų, turinčių glikoproteinų, pjaustymas yra būtinas, kad susidarytų aktyvūs prisijungimo baltymai ir sulieti baltymai, taigi, kad virusai įgytų gebėjimą užkrėsti ląstelę. Tik supjaustius šiuos baltymus viruso dalelė tampa užkrečiama. Taigi galime kalbėti apie daugelio virusų proteolitinį aktyvavimą, atliekamą naudojant ląstelių fermentus.
Fosforilinimas. Fosfoproteinų yra beveik visuose gyvūnų virusuose – RNR – ir turinčiuose DNR, paprastos ir sudėtingos struktūros. Baltymų kinazės randamos daugumoje virusų, tačiau fosforilinimą gali atlikti tiek virusiniai, tiek ląstelių fermentai. Paprastai baltymai, susiję su viruso genomu ir atliekantys reguliuojantį vaidmenį jo ekspresijoje, yra fosforilinami. Interferono aktyvaus veikimo mechanizmas yra susijęs su fosforilinimo procesu.
III. Replikacija.
Replikacija – tai genomui homologiškų nukleorūgščių molekulių sintezė. Ląstelėje vyksta DNR replikacija, todėl susidaro dukterinė dvigrandė DNR. Replikacija vyksta nesusuktose DNR dalyse ir vienu metu abiejose gijose nuo 5′ galo iki 3′ galo.
Kadangi dvi DNR grandinės turi priešingą poliškumą, o replikacijos vieta (šakutė) juda ta pačia kryptimi, viena grandinė yra pastatyta priešinga kryptimi atskiruose fragmentuose, vadinamuose Okazaki fragmentais (pavadinta mokslininko, kuris pirmą kartą pasiūlė šį modelį), vardu. Po sintezės Okazaki fragmentai ligaze „sujungiami“ į vieną grandinę.
DNR replikaciją vykdo DNR polimerazės. Norint pradėti replikaciją, būtina išankstinė trumpos RNR dalies sintezė DNR šablone, vadinama pradmeniu. DNR grandinės sintezė prasideda pradmeniu, po kurio RNR greitai pašalinama iš augimo vietos.
Viruso DNR replikacija. DNR turinčių virusų genomo replikaciją daugiausia katalizuoja ląstelių fragmentai, o jo mechanizmas panašus į ląstelių DNR replikacijos mechanizmą.
Kiekviena naujai susintetinta DNR molekulė susideda iš vienos pirminės ir vienos naujai susintetintos grandinės. Šis replikacijos mechanizmas vadinamas pusiau konservatyviu.
Virusuose, turinčiuose žiedinę dvigrandę DNR (papovavirusai), viena iš DNR grandinių nupjaunama, todėl tam tikroje molekulės dalyje išsivynioja ir pašalinamos superspiralės.
Matoma apatinė superspiralinė molekulės dalis, nesusukta dalis dideliame plote ir naujai susidariusios replikacijos kilpos.
Viengrandės DNR replikacijos metu (parvovirusų šeima) susidaro dvigrandės formos, kurios yra tarpinės replikacinės formos.
Replikaciniai kompleksai. Kadangi susidariusios DNR ir RNR grandinės kurį laiką lieka susietos su matrica, užkrėstoje ląstelėje susidaro replikaciniai kompleksai, kuriuose vyksta visas genomo replikacijos (o kai kuriais atvejais ir transkripcijos) procesas. Replikaciniame komplekse yra genomas, replikazė ir naujai susintetintos nukleorūgščių grandinės, susijusios su šablonu. Naujai susintetintos genominės molekulės iš karto asocijuojasi su viruso baltymais, todėl antigenai randami replikacijos kompleksuose. Replikacijos proceso metu atsiranda iš dalies dvigrandė struktūra su viengrandžiais „uodegomis“, vadinamasis replikacinis pirmtakas.
Replikacijos kompleksai yra susiję su ląstelių struktūromis, jau egzistuojančiomis arba virusų sukeltomis. Pavyzdžiui, pikornavirusų replikaciniai kompleksai yra susiję su endoplazminio tinklo membranomis, raupų virusų - su citoplazmine matrica, adenovirusų ir herpeso virusų replikaciniai kompleksai branduoliuose yra susiję su naujai susidariusiomis pluoštinėmis struktūromis ir yra susiję su branduolinės membranos. Užkrėstose ląstelėse gali padidėti ląstelių struktūrų, su kuriomis yra susiję replikacijos kompleksai, proliferacija arba jų susidarymas iš jau egzistuojančios medžiagos. Pavyzdžiui, pikornavirusais užkrėstose ląstelėse vyksta lygių membranų proliferacija. Reovirusais užkrėstose ląstelėse stebimas mikrotubulių kaupimasis; Raupų virusais užkrėstose ląstelėse susidaro citoplazminė matrica.
Replikacijos kompleksuose, kartu su genominių molekulių sinteze, vyksta transkripcija ir nukleokapsidų bei šerdžių surinkimas, o kai kurių infekcijų atveju – virusinės dalelės.
Replikacijos reguliavimas. Naujai suformuota genominė RNR molekulė gali būti naudojama įvairiais būdais. Jis gali jungtis su kapsidų baltymais ir tapti viriono dalimi, tarnauti kaip šablonas naujų genominių molekulių sintezei arba formuojant mRNR, galiausiai, „pliuso“ grandinės virusuose gali atlikti mRNR funkcijas ir jungtis į ribosomas. Ląstelėje yra mechanizmų, reguliuojančių genominių molekulių naudojimą. Reguliavimas vyksta pagal savireguliacijos principą ir realizuojamas per viruso RNR ir baltymų sąveiką, nes yra galimybė atpažinti baltymą-nukleino rūgštį ir baltymą-baltymą. Pavyzdžiui, pikornavirusų galinio baltymo vaidmuo yra slopinti mRNR transliaciją ir atrinkti molekules virionams formuoti. Baltymą, kuris jungiasi prie genominės RNR 5′ galo, savo ruožtu atpažįsta kapsidų baltymai ir tarnauja kaip signalas viruso dalelės surinkimui dalyvaujant šiai RNR molekulei. Tuo pačiu principu genominės RNR molekulės atrenkamos iš minusinės grandinės virusų. RNR molekulė yra viriono dalis arba naudojama kaip replikacijos šablonas. Norint pereiti prie transkripcijos, turi būti uždrausta baltymų ir nukleorūgščių sąveika. Adenoviruso DNR replikacija apima baltymo molekulę, kuri jungiasi prie viruso DNR galo ir yra būtina replikacijai pradėti. Taigi, norint prasidėti replikacija, būtina virusinių baltymų sintezė: esant baltymų sintezės inhibitoriams, nėra perėjimo nuo transkripcijos prie replikacijos.
IV. Viruso dalelių surinkimas.
Viruso dalelių komponentų sintezė ląstelėje yra atskira ir gali vykti skirtingose branduolio ir citoplazmos struktūrose. Virusai, kurie dauginasi branduoliuose, paprastai vadinami branduoliniais virusais. Tai daugiausia DNR turintys virusai: adenovirusai, papovavirusai, parvovirusai, herpeso virusai.
Virusai, kurie dauginasi citoplazmoje, vadinami citoplazminiais. Tai apima DNR turintį raupų virusą ir daugumą RNR turinčių virusų, išskyrus ortomiksovirusus ir retrovirusus. Tačiau šis skirstymas yra labai santykinis, nes abiejų virusų dauginimosi etapai vyksta atitinkamai citoplazmoje ir branduolyje.
Branduolio ir citoplazmos viduje taip pat gali būti atskirta virusui būdingų molekulių sintezė. Pavyzdžiui, vienų baltymų sintezė vykdoma laisvosiose polisomose, o kitų – membranose susietose polisomose. Virusinės nukleorūgštys sintetinamos kartu su ląstelių struktūromis, esančiomis toliau nuo polisomų, kurios sintetina viruso baltymus. Taikant šį disjunkcinį dauginimosi būdą, viruso dalelės susidarymas įmanomas tik tuo atveju, jei viruso nukleorūgštys ir baltymai, esant pakankamai koncentracijai, sugeba atpažinti vienas kitą iš ląstelių baltymų ir nukleorūgščių įvairovės ir spontaniškai susijungti vienas su kitu, y., geba savarankiškai surinkti.
Savaiminis surinkimas pagrįstas specifiniu baltymo-nukleino rūgšties ir baltymo-baltymo atpažinimu, kuris gali atsirasti dėl hidrofobinių, druskos ir vandenilio ryšių, taip pat dėl sterinio atitikimo. Baltymų-nukleorūgščių atpažinimas apsiriboja nedideliu nukleorūgšties molekulės regionu ir yra nulemtas unikalių nukleotidų sekų nekoduojančioje viruso genomo dalyje. Kai viruso kapsidės baltymai atpažįsta genomo sritį, prasideda virusinės dalelės surinkimo procesas. Kitų baltymų molekulių prijungimas vyksta dėl specifinės baltymų ir baltymų sąveikos arba nespecifinės baltymų ir nukleorūgščių sąveikos.
Dėl gyvūnų virusų struktūros įvairovės virionų formavimo būdai taip pat yra įvairūs, tačiau galima suformuluoti šiuos bendruosius surinkimo principus:
Paprastuose virusuose susidaro provirionai, kurie dėl baltymų modifikacijų vėliau virsta virionais. Sudėtingų virusų surinkimas atliekamas keliais etapais. Pirmiausia susidaro nukleokapsidės arba šerdys, su kuriomis sąveikauja išorinio apvalkalo baltymai.
Sudėtingi virusai (išskyrus raupų virusų ir reovirusų surinkimą) surenkami ant ląstelių membranų. Branduolinių virusų surinkimas vyksta dalyvaujant branduolinėms membranoms, citoplazminiams virusams - dalyvaujant endoplazminio tinklo arba plazminės membranos membranoms, kur visi viruso dalelės komponentai patenka nepriklausomai vienas nuo kito.
Nemažai sudėtingų virusų turi specialių hidrofobinių baltymų, kurie veikia kaip tarpininkai tarp susidariusių nukleokapsidų ir viruso apvalkalo. Tokie baltymai yra matriciniai baltymai daugelyje minusinės grandinės virusų (ortomiksovirusų, paramiksovirusų, rabdovirusų).
Nukleokapsidės, šerdys, provirionai ir virionai susirenka ne tarpląsteliniame skystyje, o ląstelėje jau esančiuose arba viruso sukeltuose („gamyklose“).
Sudėtingi virusai naudoja daugybę šeimininko ląstelės elementų, kad sukurtų savo daleles, pavyzdžiui, lipidus, kai kuriuos fermentus, histonus DNR genominėje 5V40, aktiną apvalkaluose RNR genominiuose virusuose ir net ribosomų randama arenovirusuose. Ląstelių molekulės viruso dalelėje atlieka tam tikras funkcijas, tačiau jų įtraukimas į virioną taip pat gali būti atsitiktinio užteršimo pasekmė, pavyzdžiui, daugelio ląstelių membranų fermentų ar ląstelių nukleorūgščių įtraukimas.
DNR virusų surinkimas. DNR virusų surinkimas skiriasi nuo RNR virusų surinkimo. Kaip ir RNR turinčių virusų, DNR turinčių virusų surinkimas yra daugiapakopis procesas, kurio metu susidaro tarpinės formos, kurios skiriasi nuo subrendusių virionų polipeptidų sudėtimi. Pirmasis surinkimo etapas apima DNR susiejimą su vidiniais baltymais ir branduolių arba nukleokapsidių susidarymą. Šiuo atveju DNR yra sujungta su iš anksto suformuotomis "tuščiomis" kapsidėmis.
Dėl DNR prisijungimo prie kapsidų atsiranda nauja tarpinių formų klasė, vadinama nepilnomis formomis. Be nepilnų formų su skirtingu DNR kiekiu, morfogenezėje yra dar viena tarpinė forma – nesubrendę virionai, kurie nuo subrendusių skiriasi tuo, kad juose yra nesupjaustytų polipeptidų pirmtakų. Taigi virusų morfogenezė yra glaudžiai susijusi su baltymų modifikavimu (apdorojimu).
Branduolinių virusų surinkimas prasideda branduolyje, paprastai susiejant su branduoline membrana. Tarpinės herpeso viruso formos, susidarančios branduolio pumpurelyje, per vidinę branduolio membraną patenka į perinuklearinį tarpą ir tokiu būdu virusas įgauna apvalkalą, kuris yra branduolio membranos darinys. Tolesnis virionų užbaigimas ir brendimas vyksta endoplazminio tinklo membranose ir Golgi aparate, iš kur virusas kaip citoplazminių pūslelių dalis pernešamas į ląstelės paviršių.
Neputojančiuose lipidų turinčiuose virusuose - raupų virusuose virionai susirenka jau aprašytose citoplazminių virusų „gamyklose“. Virusų lipidinis apvalkalas „gamyklose“ susidaro iš ląstelinių lipidų autonominio savaiminio susikaupimo būdu, todėl apvalkalų lipidinė sudėtis labai skiriasi nuo lipidų sudėties ląstelių membranose.
V. Viruso dalelių išėjimas iš ląstelės.
Yra du būdai, kaip viruso palikuonys gali išeiti iš ląstelės:
1) „sprogimu“;
2) pumpuravimo būdu.
Išėjimas iš ląstelės sprogimo būdu yra susijęs su ląstelės sunaikinimu, jos vientisumo pažeidimu, dėl kurio subrendusios viruso dalelės, esančios ląstelės viduje, patenka į aplinką. Šis išėjimo iš ląstelės būdas būdingas virusams, kuriuose nėra lipoproteininio apvalkalo (pikorna-, reo-, parvo-, papova-, adenovirusai). Tačiau kai kurie iš šių virusų gali būti pernešti į ląstelės paviršių prieš ląstelių mirtį. Išėjimas iš ląstelių pumpuravimo būdu būdingas virusams, turintiems lipoproteinų membraną, kuri yra ląstelių membranų darinys. Taikant šį metodą, ląstelė gali išlikti gyvybinga ilgą laiką ir susilaukti virusinių palikuonių, kol visiškai išsenka jos ištekliai.
Virusams būdingas disjunkcinis (iš disjunkus – atjungtas) dauginimosi ir dauginimosi būdas. Viruso palikuonys atsiranda dėl nukleorūgščių ir baltymų subvienetų surinkimo, kuriuos ląstelė-šeimininkė sintetina atskirai.
Viruso įsiskverbimas į ląstelę ir jo rūšies dauginimasis vyksta keliais etapais:
1) prasiskverbimas į šeimininko ląstelę,
2) fermentų, reikalingų virusų nukleorūgščių replikacijai, sintezė,
3.virusinių dalių sintezė,
4) subrendusių virionų surinkimas ir sudėtis,
5. subrendusių virionų išėjimas iš ląstelės.
Virusų dauginimosi etapai.
1 - viriono adsorbcija ant ląstelės; 2 - viriono įsiskverbimas į ląstelę viropeksijos būdu;
3 - virusas ląstelės vakuolės viduje; 4 - `viruso viriono nusirengimas; 5 - virusinės nukleino rūgšties replikacija; 6 - virusinių baltymų sintezė ląstelių ribosomose; 7 - viriono susidarymas; 8 - viriono išėjimas iš ląstelės pumpuruojant.
I fazė - Viriono adsorbcija ląstelės paviršiuje.
Tai vyksta dviem etapais: pirmasis yra nespecifinis, kai virusas išlaikomas ląstelės paviršiuje naudojant elektrostatines jėgas, t.y. dėl priešingų krūvių atsiradimo tarp atskirų ląstelės membranos dalių ir viruso. Ši viruso ir ląstelės sąveikos fazė yra grįžtama ir jai įtakos turi tokie veiksniai kaip pH ir terpės druskos sudėtis.
Antrasis etapas yra specifinis kai sąveikauja specifiniai viruso receptoriai ir vienas kitą papildantys ląstelių receptoriai. Pagal cheminę prigimtį ląstelių receptoriai gali būti mukoproteinai (arba mukopolisacharidai) ir lipoproteinai. Skirtingi virusai fiksuojami ant skirtingų receptorių: gripo virusai, paragripo virusai, adenovirusai – ant mukoproteinų, o erkinio encefalito ir poliomielito virusai – ant lipoproteinų.
II etapas - viruso įsiskverbimas į ląstelę. Elektronoskopiniai virusų įsiskverbimo į jiems jautrias ląsteles proceso stebėjimai parodė, kad tai vyksta mechanizmu, primenančiu pinocitozę arba, kaip dažniau vadinama, viropeksiją. Viruso adsorbcijos vietoje ląstelės sienelė įsitraukia į ląstelę, susidaro vakuolė, kurioje atsiranda virionas. Lygiagrečiai ląstelių fermentai (lipazės ir proteazės) sukelia viriono deproteinizaciją – baltymo apvalkalo ištirpimą ir nukleino rūgšties išsiskyrimą.
III etapas - paslėptas laikotarpis (užtemimo laikotarpis – išnykimas).Šiuo laikotarpiu neįmanoma nustatyti infekcinio viruso buvimo ląstelėje nei cheminiais, nei elektroniniais mikroskopiniais, nei serologiniais metodais. Kol kas mažai žinoma apie šio reiškinio esmę ir jo mechanizmus. Daroma prielaida, kad latentinėje fazėje viruso nukleorūgštis prasiskverbia į ląstelės chromosomas ir užmezga su jomis sudėtingus genetinius ryšius.
IV etapas - virionų komponentų sintezė. Šioje fazėje virusas ir ląstelė yra viena visuma, virusinė nukleorūgštis atlieka genetinę funkciją, skatina ankstyvųjų baltymų susidarymą ir keičia ribosomų funkciją. Ankstyvieji baltymai skirstomi į:
A) inhibitorių baltymai(represoriai), kurie slopina ląstelių metabolizmą
b) fermentiniai baltymai(polimerazės), užtikrinančios virusinių nukleorūgščių sintezę.
Nukleino rūgščių ir baltymų sintezė vyksta ne vienu metu ir skirtingose struktūrinėse ląstelės dalyse. Virusams, kuriuose yra DNR arba RNR, šie procesai turi tam tikrų skirtumų ir savybių.
V fazė - brandžių virionų susidarymas. Viruso „surinkimo“ procesas vyksta dėl viruso dalelės komponentų sujungimo. Sudėtinguose virusuose šiame procese dalyvauja ląstelių struktūros, o šeimininko ląstelės lipidai, angliavandeniai ir baltymai yra įtraukiami į viruso dalelę.
Virionų susidarymo procesas prasideda praėjus tam tikram laikui po to, kai pradedama juos sudarančių komponentų sintezė. Šio laikotarpio trukmė yra gana kintama ir nulemta viruso pobūdžio – RNR virusams ji dažniausiai būna trumpesnė nei DNR virusų. Pavyzdžiui, pilnų vakcinijos viruso dalelių gamyba prasideda maždaug 5-6 valandas po ląstelių užsikrėtimo ir tęsiasi kitas 7-8 valandas, t. y. kai viruso DNR sintezė jau baigta.
Tarp nukleorūgšties ir atitinkamų baltymų subvienetų susidaro labai stiprūs ryšiai, tai rodo sunkumai atskiriant baltymą nuo virusinės nukleorūgšties. Angliavandeniai ir ypač lipidai, sudarantys viruso dalelę, suteikia jai daugiau stiprumo.
Virionų susidarymas, taip pat viruso komponentų sintezė vyksta skirtingose ląstelės vietose, dalyvaujant įvairioms ląstelių struktūroms. Pasibaigus formavimo procesui, susidaro subrendusi dukterinė viruso dalelė, turinti visas pirminio viriono savybes. Tačiau kartais susidaro vadinamieji nepilni virusai, kurios susideda arba tik iš nukleino rūgšties, arba iš baltymų, arba iš viruso dalelių, kurių susidarymas sustojo tam tikrame tarpiniame etape.
VI etapas - subrendusių virionų išsiskyrimas iš ląstelės. Yra du pagrindiniai subrendusių virionų išsiskyrimo iš ląstelės mechanizmai:
1) viriono išsiskyrimas pumpurų atsiradimo būdu. Šiuo atveju išorinis viriono apvalkalas yra kilęs iš ląstelės membranos, jame yra ir ląstelės šeimininkės, ir virusinės medžiagos;
2) subrendusių virionų išėjimas iš ląstelės per skylutes membranoje. Šie virusai neturi išorinio apvalkalo. Taikant šį viruso išsiskyrimo mechanizmą, ląstelė, kaip taisyklė, miršta ir aplinkoje atsiranda daug viruso dalelių.
Užkrėstos ląstelės mirtį gali sukelti trys mechanizmai:
1. viruso darbas, „ardant“ ląstelę;
2. apsauginė ląstelės reakcija, sužadinanti genetinę jos mirties programą (apoptozę);
3. organizmo imuninė sistema, kuri sunaikina užkrėstą ląstelę.
Be produktyvios viruso ir ląstelės sąveikos tipo, tai įmanoma integracinis sambūvis arba virogeniškumas. Virogeniškumas pasižymi viruso nukleino rūgšties integracija (inkorporacija) į ląstelės genomą, taip pat viruso genomo, kaip neatskiriamos ląstelės genomo dalies, replikacija ir funkcionavimu. Norint integruotis su ląstelės genomu, būtina, kad viruso dvigrandė DNR būtų apvali. Viruso DNR, įterpta į ląstelės chromosomą, vadinama provirusu. Provirusas replikuojasi kaip chromosomos dalis ir pereina į dukterinių ląstelių genomą, t.y. virogenezės būsena yra paveldima. Veikiant tam tikriems fiziniams ar cheminiams veiksniams, provirusas gali patekti į autonominę būseną, vystydamas produktyvią sąveikos su ląstele tipą. Virogenezės metu papildoma proviruso genetinė informacija suteikia ląstelei naujų savybių, kurios gali sukelti navikų, autoimuninių ir lėtinių ligų vystymąsi. Virusų gebėjimas integruotis su ląstelės genomu yra virusų išlikimo organizme (iš lot. persisto – nuolat išlikti, išlikti) organizme ir nuolatinių virusinių infekcijų išsivystymo pagrindas. Pavyzdžiui, hepatito B virusas gali sukelti nuolatinius pažeidimus, kai išsivysto lėtinis hepatitas ir dažnai kepenų navikai.
Viruso ir ląstelių sąveikos tipai. Viruso dauginimosi fazės.
Yra trys viruso ir ląstelių sąveikos tipai:
Produktyvus tipas- baigiasi naujos kartos virionų susidarymu ir užkrėstų ląstelių mirtimi (lize) (citolitinė forma). Kai kurie virusai palieka ląsteles jų nesunaikinę (necitolitinė forma).
Abortyvinis tipas- nesibaigia naujų virionų susidarymu, nes infekcinis procesas ląstelėje nutrūksta vienoje iš stadijų.
Integracinis tipas arba virogeniškumas- pasižymi viruso DNR inkorporavimu (integravimu) proviruso pavidalu į ląstelės chromosomą ir jų bendrą sambūvį (sąnario replikaciją).
Virusų dauginimasis:
1. viruso adsorbcija ant ląstelės - virusų prisirišimas prie ląstelės paviršiaus. Virusas adsorbuojamas tam tikrose ląstelės membranos vietose – vadinamuosiuose receptoriuose. ;
2. viruso įsiskverbimas į ląstelę-du metodai: viropeksija ir viruso apvalkalo suliejimas su ląstelės membrana. Sergant viropeksija, po virusų adsorbcijos atsiranda ląstelės membranos dalies invaginacija (invaginacija) ir susidaro tarpląstelinė vakuolė, kurioje yra viruso dalelė. Vakuolė su virusu gali būti transportuojama bet kuria kryptimi į skirtingas citoplazmos dalis arba ląstelės branduolį. Suliejimo procesą vykdo vienas iš kapsidės arba superkapsidės apvalkalo paviršiaus viruso baltymų ;
3. viruso „nurengimas“.- apsauginių viruso apvalkalų pašalinimas ir vidinio viruso komponento, kuris gali sukelti infekcinį procesą, išlaisvinimas. Galutiniai „nusirengimo“ produktai yra viruso šerdis, nukleokapsidė arba nukleorūgštis. ;
3.virusinių komponentų biosintezė ląstelėje– Į ląstelę patekusi virusinė nukleorūgštis neša genetinę informaciją, kuri sėkmingai konkuruoja su ląstelės genetine informacija. Jis dezorganizuoja ląstelių sistemų funkcionavimą, slopina pačios ląstelės medžiagų apykaitą ir verčia ją sintetinti naujus viruso baltymus ir nukleino rūgštis, kurie naudojami viruso palikuonims kurti.
Viruso genetinės informacijos įgyvendinimas atliekamas pagal transkripcijos, transliacijos ir replikacijos procesus ;
4. virusų susidarymas-Yra šie bendrieji skirtingų struktūrų virusų surinkimo principai:
1. Virusų susidarymas yra kelių etapų procesas, kuriame susidaro tarpinės formos;
2. Paprasčiausiai išdėstytų virusų surinkimas apima viruso nukleorūgščių molekulių sąveiką su kapsidų baltymais ir nukleokapsidių (pavyzdžiui, poliomielito virusų) susidarymą. Sudėtinguose virusuose pirmiausia susidaro nukleokapsidės, su kuriomis sąveikauja superkapsidės apvalkalo baltymai (pavyzdžiui, gripo virusai);
3. Virusų susidarymas vyksta ne tarpląsteliniame skystyje, o ant ląstelės branduolinės ar citoplazminės membranos;
4. Kompleksiškai organizuoti virusai formavimosi metu apima ląstelės šeimininkės komponentus (lipidus, angliavandenius). ;
5. virusų išsiskyrimas iš ląstelės - Pirmasis tipas - sprogstamasis - pasižymi tuo, kad vienu metu išsiskiria daug virusų. Tokiu atveju ląstelė greitai miršta. Šis išėjimo būdas būdingas virusams, kurie neturi superkapsidės apvalkalo. Antrasis tipas yra pumpurinis. Tai būdinga virusams, turintiems superkapsidės apvalkalą. Paskutiniame surinkimo etape kompleksinių virusų nukleokapsidės fiksuojamos ant ląstelės plazmos membranos, modifikuojamos viruso baltymais, ir palaipsniui ją išsikiša. Dėl išsikišimo susidaro „pumpuras“, kuriame yra nukleokapsidė. Tada "pumpuras" atskiriamas nuo ląstelės. Taigi išorinis šių virusų apvalkalas susidaro jiems išeinant iš ląstelės .
Bakterijų gyvybinei veiklai būdingas augimas- ląstelės struktūrinių ir funkcinių komponentų susidarymas ir pačios bakterinės ląstelės padidėjimas, taip pat dauginimasis- savaiminis dauginimasis, dėl kurio populiacijoje padaugėja bakterijų ląstelių.
Bakterijos dauginasi dvejetainiu dalijimusi per pusę, rečiau – pumpurus. Aktinomicetai, kaip ir grybai, gali daugintis sporomis. Aktinomicetai, būdami šakojančios bakterijos, dauginasi skaidydami gijines ląsteles. Gramteigiamos bakterijos dalijasi įaugdamos į ląstelę susintetintoms dalijimosi pertvaroms, o gramneigiamos – susiaurėjus, susidariusios hantelio formos figūrėlės, iš kurių susidaro dvi identiškos ląstelės.
Prieš ląstelių dalijimąsi bakterijos chromosomos replikacija pagal pusiau konservatyvų tipą (atsidaro dvigrandė DNR grandinė ir kiekvieną grandinę užbaigia komplementarus pluoštas), todėl bakterijos branduolio – nukleoido – DNR molekulės padvigubėja.
DNR replikacija vyksta trimis etapais: iniciacijos, pailgėjimo arba grandinės augimo ir nutraukimo.
Bakterijų dauginimasis skystoje maistinėje terpėje. Bakterijos, pasėtos į tam tikrą, nekintamą maistinės terpės tūrį, besidaugindamos suvartoja maistines medžiagas, o tai vėliau lemia maistinės terpės išeikvojimą ir bakterijų augimo sustabdymą. Bakterijų auginimas tokioje sistemoje vadinamas paketiniu kultivavimu, o kultūra – paketine kultūra. Jei auginimo sąlygos palaikomos nuolat tiekiant šviežią maistinę terpę ir ištekėjus tokiam pat kiekiui auginimo skysčio, tai toks auginimas vadinamas nuolatiniu, o kultūra – nepertraukiamu.
Kai bakterijos auginamos skystoje maistinėje terpėje, pastebimas dugno, difuzinis arba paviršinis (plėvelės pavidalo) kultūros augimas. Periodinės bakterijų kultūros, auginamos skystoje maistinėje terpėje, augimas skirstomas į keletą fazių arba periodų:
1. vėlavimo fazė;
2. logaritminė augimo fazė;
3. stacionari augimo fazė arba maksimali koncentracija
bakterijos;
4. bakterijų mirties fazė.
Vėlavimo fazė- laikotarpis nuo bakterijų pasėjimo iki dauginimosi pradžios. Vėlavimo fazės trukmė yra vidutiniškai 4-5 valandos Tuo pačiu metu bakterijos didėja ir ruošiasi dalytis. didėja nukleorūgščių, baltymų ir kitų komponentų kiekis.
Logaritminio (eksponentinio) augimo fazė yra intensyvaus bakterijų dalijimosi laikotarpis. Jo trukmė yra apie 5-6 valandas Optimaliomis augimo sąlygomis bakterijos gali dalytis kas 20-40 minučių. Šios fazės metu bakterijos yra labiausiai pažeidžiamos, o tai paaiškinama dideliu intensyviai augančios ląstelės metabolinių komponentų jautrumu baltymų sintezės inhibitoriams, nukleino rūgštims ir kt.
Tada ateina stacionaraus augimo fazė, kuriame gyvybingų ląstelių skaičius išlieka nepakitęs ir sudaro didžiausią lygį (M koncentracija). Jo trukmė išreiškiama valandomis ir skiriasi priklausomai nuo bakterijų rūšies, jų savybių ir auginimo.
Mirties fazė užbaigia bakterijų augimo procesą., kuriai būdinga bakterijų mirtis, kai išsenka maistinės terpės šaltiniai ir joje kaupiasi bakterijų apykaitos produktai. Jo trukmė svyruoja nuo 10 valandų iki kelių savaičių. Bakterijų augimo ir dauginimosi intensyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant optimalią maistinės terpės sudėtį, redokso potencialą, pH, temperatūrą ir kt.
Bakterijų dauginimasis kietoje maistinėje terpėje. Bakterijos, augančios tankioje maistinių medžiagų terpėje, sudaro izoliuotas apvalias kolonijas lygiais arba nelygiais kraštais (S ir R formos), kurių konsistencija ir spalva, priklausomai nuo bakterijos pigmento, skiriasi.
Vandenyje tirpūs pigmentai difunduoja į maistinę terpę ir ją nuspalvina. Kita pigmentų grupė netirpsta vandenyje, bet tirpsta organiniuose tirpikliuose. Ir galiausiai yra pigmentų, kurie netirpūs nei vandenyje, nei organiniuose junginiuose.
Labiausiai paplitę pigmentai tarp mikroorganizmų yra karotenai, ksantofilai ir melaninai. Melaninai yra netirpūs juodi, rudi arba raudoni pigmentai, susintetinti iš fenolinių junginių. Melaninai kartu su katalaze, superoksido mutaze ir peroksidazėmis apsaugo mikroorganizmus nuo toksinių deguonies peroksido radikalų poveikio. Daugelis pigmentų turi antimikrobinį, į antibiotikus panašų poveikį.
Nevykdomas dvejetainio dalijimosi būdu. Dar praėjusio amžiaus šeštajame dešimtmetyje buvo nustatyta, kad dauginimasis atliekamas dauginimo būdu (išvertus iš anglų kalbos reprodukuoti - padaryti kopiją, atgaminti), tai yra, atkuriant nukleino rūgštis, taip pat baltymų sintezę su vėlesnis virionų rinkimas. Šie procesai vyksta įvairiose vadinamosios ląstelės šeimininkės dalyse (pavyzdžiui, branduolyje arba citoplazmoje). Šis atjungtas viruso dauginimosi būdas vadinamas disjunkciniu. Būtent į tai mūsų straipsnyje ir skirsime daugiau dėmesio.
Dauginimosi procesas
Šis procesas turi savo viruso dauginimosi ypatybes ir jam būdingas nuoseklus tam tikrų etapų pasikeitimas. Pažvelkime į juos atskirai.
Fazės
Viruso dauginimasis ląstelėje vyksta keliais etapais, kurie aprašyti toliau:
- Pirmoji fazė yra viruso adsorbcija, aptarta aukščiau, šiam virusui jautrios ląstelės paviršiuje.
- Antrasis yra viruso įsiskverbimas į šeimininko ląsteles viropeksija.
- Trečias – savotiškas virionų „nusirengimas“, nukleino rūgšties išsiskyrimas iš kapsidės ir superkapsidės. Daugelyje virusų nukleorūgštis patenka į ląsteles susiliejus viriono apvalkalui ir šeimininkei. Šiuo atveju trečioji ir antroji fazės sujungiamos į vieną.
Adsorbcija
Šis viruso dauginimosi etapas reiškia viruso dalelės įsiskverbimą į ląsteles. Adsorbcija prasideda ląstelės paviršiuje, sąveikaujant ląstelių ir virusų receptoriams. Išvertus iš lotynų kalbos, žodis „receptoriai“ reiškia „imtuvas“. Tai ypatingi jautrūs dariniai, kurie suvokia dirginimą. Receptoriai yra molekulės arba molekuliniai kompleksai, esantys ląstelių paviršiuje ir taip pat galintys atpažinti specifines chemines grupes, molekules ar kitas ląsteles ir jas surišti. Sudėtingiausiuose virionuose tokie receptoriai yra ant išorinio apvalkalo smaigalio formos ataugos arba paprastų virionų pavidalu, jie paprastai yra kapsido paviršiuje.
Adsorbcijos jautrios ląstelės paviršiuje mechanizmas pagrįstas receptorių sąveika su vadinamaisiais komplementariais „šeimininkės“ ląstelės receptoriais. Viriono ir ląstelių receptoriai yra tam tikros specifinės struktūros, esančios paviršiuje.
Adenovirusai ir miksovirusai adsorbuojami tiesiai ant mukoproteinų receptorių, o arbovirusai ir pikornavirusai – ant lipoproteinų receptorių.
Miksoviruso virione neuraminidazė naikina mukogfoteino receptorių ir iš oligosacharido, kuriame yra galaktozės ir galaktozamino, atskiria N-acetilneuramino rūgštis. Jų sąveika šiame etape yra grįžtama, nes joms didelę įtaką daro temperatūra, aplinkos reakcija ir druskos komponentai. Viriono adsorbcijai trukdo heparinas ir sulfatuoti polisacharidai, turintys neigiamą krūvį, tačiau jų slopinamąjį poveikį pašalina kai kurie polikarionai (ekmolinas, DEAE-dekstranas, protamino sulfatas), kurie neutralizuoja neigiamą sulfatuotų polisacharidų krūvį.
Viriono patekimas į šeimininko ląstelę
Viruso patekimo į jam jautrią ląstelę kelias ne visada bus vienodas. Daugelis virionų gali prasiskverbti į ląsteles pinocitozės būdu, o tai graikų kalba reiškia „gerti“ arba „gerti“. Taikant šį metodą, atrodo, kad pinocitotinė vakuolė traukia virioną tiesiai į ląstelę. Kiti virionai gali patekti į ląstelę tiesiai per jos membraną.
Neuraminidazės fermento kontaktas su ląstelių mukoproteinais skatina virionų patekimą į ląstelę tarp miksovirusų. Naujausių tyrimų rezultatai įrodo, kad virionų DNR ir RNR nėra atskirtos nuo išorinio apvalkalo, ty virionai visiškai prasiskverbia į jautrias ląsteles pinocitozės ar viropeksijos būdu. Iki šiol tai buvo patvirtinta dėl raupų viruso, vakcinijos viruso ir kitų virusų, kurie renkasi gyvūnus kaip savo buveinę. Jei kalbėtume apie fagus, jie užkrečia ląsteles nukleino rūgštimi. Užsikrėtimo mechanizmas pagrįstas tuo, kad tie virionai, esantys ląstelių vakuolėse, yra hidrolizuojami fermentų (lipazių, proteazių), kurių metu iš fago apvalkalo išsiskiria DNR ir patenka į ląstelę.
Eksperimentui atlikti ląstelė buvo užkrėsta nukleorūgštimi, kuri buvo išskirta iš kai kurių virusų, ir buvo sukeltas vienas pilnas virionų dauginimosi ciklas. Tačiau natūraliomis sąlygomis tokios rūgšties pagalba infekcija neįvyksta.
Dezintegracija
Kitas viruso dauginimosi etapas yra dezintegracija, tai yra NK išsiskyrimas iš kapsido ir išorinio apvalkalo. Virionui patekus į ląsteles, kapsidas patiria tam tikrų pakitimų, įgydamas jautrumą ląstelių proteazei, tada sunaikinamas, kartu išskirdamas NK. Kai kuriuose bakteriofaguose laisvas NK patenka į ląsteles. Fitopatogeninis virusas prasiskverbia per pažeidimą ląstelės sienelėje, o tada adsorbuojamas ant vidinio ląstelės receptoriaus, kartu išskiriant NK.
RNR replikacija ir viruso baltymų sintezė
Kitas viruso dauginimosi etapas yra virusui būdingo baltymo sintezė, kuri vyksta dalyvaujant vadinamosioms pasiuntinių RNR (kai kuriuose virusuose jie yra virionų dalis, o kai kuriuose jie sintetinami tik užkrėstose ląstelėse tiesiogiai viriono DNR arba RNR matrica). Vyksta viruso NK replikacija.
RNR virusų dauginimosi procesas prasideda nukleoproteinams patekus į ląstelę, kur RNR kompleksuojant su ribosomomis susidaro virusinės polisomos. Po to sintetinami ankstyvieji baltymai, kurie apima ląstelių metabolizmo represorius, taip pat RNR polimerazes, kurios verčiamos su pradine RNR molekule. Mažiausių virusų citoplazmoje arba branduolyje viruso dvigrandė RNR susidaro sujungiant pirminę pliusinę grandinę („+“ – RNR grandinę) su naujai susintetinta, taip pat su jai komplementaria minusine grandine („+“). -“ – RNR grandis) . Šių nukleorūgščių grandžių sujungimas išprovokuoja tik vienos grandinės RNR struktūros susidarymą, kuri vadinama replikacine forma. Virusinės RNR sintezę vykdo replikacijos kompleksai, kuriuose dalyvauja replikacinė RNR forma, RNR polimerazės fermentas ir polisomos.
Yra 2 RNR polimerazių tipai. Tai apima: RNR polimerazę I, kuri katalizuoja replikacinės formos susidarymą tiesiai ant pliusinės grandinės šablono, taip pat RNR polimerazę II, kuri dalyvauja vienos grandinės virusinės RNR sintezėje ant replikacinio tipo šablono. Nukleino rūgščių sintezė mažuose virusuose vyksta citoplazmoje. Kalbant apie gripo virusą, branduolyje sintetinami vidiniai baltymai ir RNR. Tada RNR išsiskiria iš branduolio ir prasiskverbia į citoplazmą, kur kartu su ribosomomis pradeda sintetinti viruso baltymą.
Virionams patekus į ląsteles, slopinama nukleino rūgšties, taip pat ir ląstelių baltymų sintezė. Dauginimosi matricoje metu i-RNR taip pat sintetinama branduolyje, kuris neša informaciją baltymų sintezei. Viruso baltymų sintezės mechanizmas vykdomas ląstelinės ribosomos lygyje, o statybos šaltinis bus aminorūgščių telkinys. Aminorūgščių aktyvinimas vyksta fermentų pagalba, iRNR pagalba jos tiesiogiai perkeliamos į ribosomas (polisomas), kuriose jos jau yra susintetinto baltymo molekulėje.
Taigi užkrėstose ląstelėse nukleino rūgščių ir virionų baltymų sintezė atliekama kaip replikacinio-transkriptinio komplekso dalis, kurią reguliuoja tam tikra mechanizmų sistema.
Viriono morfogenezė
Virionų susidarymas gali vykti tik esant griežtai sutvarkytam struktūrinių virusinių polipeptidų, taip pat jų NK, deriniui. O tai užtikrina vadinamasis savaiminis baltymų molekulių susibūrimas šalia NC.
Virionų susidarymas
Viriono susidarymas vyksta dalyvaujant kai kuriems ląstelę sudarantiems struktūriniams komponentams. Citoplazmoje susidaro pūslelinės, poliomielito ir vakcinos virusai, o branduolyje – adenovirusai. Virusinės RNR sintezė, taip pat nukleokapsidės susidarymas vyksta tiesiogiai branduolyje, o hemagliutininas susidaro citoplazmoje. Po to nukleokapsidė iš branduolio pereina į citoplazmą, kurioje susidaro viriono apvalkalas. Nukleokapsidė iš išorės padengta virusiniais baltymais, o virionas apima hemagliutininus ir neuraminidazes. Taip formuojasi palikuonys, pavyzdžiui, gripo virusas.
Viriono išlaisvinimas iš šeimininko ląstelės
Viruso dalelės iš „šeimininkės“ ląstelės išsiskiria vienu metu (ląstelių sunaikinimo metu) arba palaipsniui (nesunaikinant ląsteles).
Būtent tokia forma virusai dauginasi. Virionai iš ląstelių paprastai išsiskiria dviem būdais.
Pirmasis metodas
Pirmasis metodas reiškia: po absoliutaus virionų subrendimo tiesiai ląstelės viduje jie suapvalinami, susidaro vakuolės, o tada sunaikinama ląstelės membrana. Pasibaigus šiems procesams, virionai visi tuo pačiu metu ir visiškai išeina iš ląstelių (pikornavirusai). Šis metodas paprastai vadinamas lytiniu.
Antrasis metodas
Antrasis metodas apima virionų atpalaidavimo procesą, kai jie bręsta ant citoplazminės membranos 2–6 valandas (miksovirusai ir arbovirusai). Miksovirusų išsiskyrimą iš ląstelės palengvina neuraminidazės, kurios ardo ląstelės membraną. Šio metodo metu 75-90% virionų spontaniškai išsiskiria į auginimo terpę, o ląstelės palaipsniui žūva.
Reprodukcija virusai atliekami keliais etapais, paeiliui pakeičiant vienas kitą: viruso adsorbcija ant ląstelės; viruso įsiskverbimas į ląstelę; „nurengti“ virusą; virusinių komponentų biosintezė ląstelėje; virusų susidarymas; virusų išsiskyrimas iš ląstelės.
Adsorbcija . Viruso sąveika su ląstele prasideda nuo adsorbcijos proceso, t.y. virusų prisitvirtinimo prie ląstelės paviršiaus. Tai labai specifinis procesas. Virusas adsorbuojamas tam tikrose ląstelės membranos vietose – vadinamuosiuose receptoriuose. Ląstelių receptoriai gali turėti skirtingą cheminę prigimtį, atstovaujantys baltymams, angliavandenių baltymų ir lipidų komponentams, lipidams. Specifinių receptorių skaičius vienos ląstelės paviršiuje svyruoja nuo 104 iki 105. Vadinasi, dešimtys ir net šimtai viruso dalelių gali įsiskverbti į ląstelę. Gyvūnų virusai gali patekti į ląstelę dviem būdais: viropeksija ir viruso apvalkalo susiliejimas su ląstelės membrana. Sergant viropeksija, po virusų adsorbcijos įvyksta ląstelės membranos dalies invaginacija (invaginacija) ir susidaro tarpląstelinė vakuolė, kurioje yra viruso dalelė. Vakuolė su virusu gali būti transportuojama bet kuria kryptimi į skirtingas citoplazmos dalis arba ląstelės branduolį. Suliejimo procesą vykdo vienas iš kapsidės arba superkapsidės apvalkalo paviršiaus viruso baltymų. Matyt, abu viruso įsiskverbimo į ląstelę mechanizmai vienas kitą neatmeta, o papildo. „Nurengimo“ procesas apima apsauginių viruso apvalkalų pašalinimą ir vidinio viruso komponento išlaisvinimą, kuris gali sukelti infekcinį procesą. Virusų „nurengimas“ vyksta palaipsniui, keliais etapais, tam tikrose citoplazmos ar ląstelės branduolio srityse, kurioms ląstelė naudoja specialių fermentų rinkinį. Tuo atveju, kai virusas prasiskverbia suliejus viruso apvalkalą su ląstelės membrana, viruso įsiskverbimo į ląstelę procesas derinamas su pirmuoju jos „nurengimo“ etapu. Galutiniai „nusirengimo“ produktai yra viruso komponentų biosintezė, nukleokapsidė arba nukleorūgštis. Į ląstelę patekusi virusinė nukleorūgštis neša genetinę informaciją, kuri sėkmingai konkuruoja su genetine ląstelės informacija. Jis dezorganizuoja ląstelių sistemų funkcionavimą, slopina pačios ląstelės medžiagų apykaitą ir verčia ją sintetinti naujus virusinius baltymus ir nukleino rūgštis, naudojamus viruso palikuonims formuoti. Viruso genetinės informacijos įgyvendinimas atliekamas pagal transkripcijos procesus. vertimas ir replikacija. Virusų susidarymas (susirinkimas). Susintetintos virusinės nukleino rūgštys ir baltymai turi savybę specifiškai „atpažinti“ vienas kitą ir, jei jų koncentracija yra pakankama, spontaniškai susijungia dėl hidrofobinių, druskos ir vandenilio ryšių. Yra šie bendrieji skirtingų struktūrų virusų surinkimo principai:
1. Virusų susidarymas yra kelių etapų procesas, kuriame susidaro tarpinės formos;
2. Paprasčiausiai išdėstytų virusų surinkimas apima viruso nukleorūgščių molekulių sąveiką su kapsidų baltymais ir nukleokapsidių (pavyzdžiui, poliomielito virusų) susidarymą. Sudėtinguose virusuose pirmiausia susidaro nukleokapsidės, su kuriomis sąveikauja superkapsidės apvalkalų baltymai (pavyzdžiui, gripo virusai);
3. Virusų susidarymas vyksta ne tarpląsteliniame skystyje, o ant ląstelės branduolinės ar citoplazminės membranos;
4. Kompleksiškai organizuoti virusai formavimosi metu apima ląstelės šeimininkės komponentus (lipidus, angliavandenius).
Virusų pasišalinimas iš ląstelės. Yra du pagrindiniai viruso palikuonių išsiskyrimo iš ląstelės tipai. Pirmasis tipas - sprogstamasis - pasižymi tuo, kad vienu metu išsiskiria daug virusų. Tokiu atveju ląstelė greitai miršta. Šis išėjimo būdas būdingas virusams, kurie neturi superkapsidės apvalkalo. Antrasis tipas yra pumpurinis. Tai būdinga virusams, turintiems superkapsidės apvalkalą. Paskutiniame surinkimo etape kompleksinių virusų nukleokapsidės fiksuojamos ant ląstelės plazmos membranos, modifikuojamos viruso baltymais, ir palaipsniui ją išsikiša. Dėl išsikišimo susidaro „pumpuras“, kuriame yra nukleokapsidė. Tada "pumpuras" atskiriamas nuo ląstelės. Taigi, išorinis šių virusų apvalkalas susidaro jiems išeinant iš ląstelės. Šiuo mechanizmu ląstelė gali gaminti virusą ilgą laiką, vienu ar kitu laipsniu išlaikydama pagrindines savo funkcijas.