Virusų dauginimasis ląstelių sistemose. Dauginimosi etapai

Ryšys tarp viruso ir ląstelės šeimininkės gali vystytis įvairiais būdais. Paprastai šiuos santykius galima sumažinti iki trijų tipų.

Produktyvi infekcija: Viruso dauginimosi ciklas šeimininko ląstelėje baigiasi naujos, daugybės virusų kartos susidarymu, dažniausiai kartu su šeimininko ląstelės mirtimi.

Aborto infekcija atsiranda, kai staiga nutrūksta viruso dauginimosi ciklas šeimininko ląstelėje. Ląstelė-šeimininkė išlaiko savo gyvybinę veiklą.

Virogeniškumas būdinga virusinės nukleino rūgšties integracija (inkorporacija) į ląstelės šeimininkės genomą, o tai vėliau sukelia sinchronišką ląstelės DNR ir virusinės nukleorūgšties replikaciją. Ląstelė-šeimininkė ir toliau gyvena.

Virusai dauginasi daugindami juos šeimininko ląstelėje. Dauginimosi ciklas yra ląstelių mechanizmų pajungimo svetimai virusinei informacijai procesas.

Funkciniu požiūriu viruso fermentus galima suskirstyti į 2 grupes: fermentus, palengvinančius virusinės nukleino rūgšties prasiskverbimą į ląstelę ir susidarančių virionų išsiskyrimą į aplinką, ir fermentus, dalyvaujančius virusinės nukleino rūgšties transkripcijos ir replikacijos procesuose.

Dauginimosi ciklas galima suskirstyti į atskirus etapus.

1 etapas – virusų chemisorbcija ląstelės šeimininkės paviršiuje

Chemisorbcija įmanoma tik tuo atveju, jei ląstelė savo paviršiuje turi jautrius receptorius, kurie papildo tam tikro viruso receptorius. Gyvūnų ir žmogaus ląstelėse pikorno- ir arbovirusų receptorių funkciją atlieka lipoproteinai, o mikso- ir paramiksovirusams bei adenovirusams – mukoproteinai.

Paprastuose virusuose receptoriai yra unikalūs baltymų subvienetų, esančių kapsido paviršiuje, deriniai. Sudėtingesniuose virusuose receptorių funkciją atlieka superkapsidų ataugos smaigalių arba gaurelių pavidalu.

2 etapas – viruso įsiskverbimas į šeimininko ląstelę.

Virusų patekimo į ląstelę būdai gali būti skirtingi. Manoma, kad daugelis virusų patenka į ląsteles per pinocitozė, arba viropexis. Pinocitozės metu viruso chemisorbcijos srityje ląstelės membrana sudaro invaginaciją ir praryja virusą. Kaip pinocitinės vakuolės dalis, virusas patenka į citoplazmą.

Kai kurie virusai patenka į ląsteles susiliejus ląstelių ir virusų membranoms.

Fago DNR prasiskverbimas į bakterijų ląstelę atsiranda dėl dalinio ląstelės membranos sunaikinimo fago lizocimu ir fago liekanos susitraukimo reakcijos.

3 etapas – viruso deproteinizacija.

Viruso deproteinizacijos procesas apima jo nukleino rūgšties išsiskyrimą iš kapsidų baltymų. Kai tik viruso nukleorūgštis išlaisvinama iš kapsidų baltymų, prasideda vadinamasis latentinis periodas – periodas. užtemimas. Daroma prielaida, kad užtemimo laikotarpiu virusinė nukleorūgštis per ląstelės citoplazmą patenka į branduolio sritį.

4 etapas – viruso komponentų sintezė.

Procesų rinkinį šiame etape galima suskirstyti į tris etapus:

Pirmasis etapas yra paruošiamasis. Ji turi du tikslus: slopinti ląstelės genetinio aparato funkcionavimą, sustabdyti ląstelės baltymų ir nukleorūgščių sintezę, perduoti ląstelės baltymus sintezuojantį aparatą kontroliuojant viruso genomui; paruošti sąlygas nukleorūgščių replikacijai ir virusinių kapsidų baltymų sintezei.

Antrasis etapas yra viruso nukleino rūgšties replikacija. Dvigubos DNR genomo virusams būdingas toks pat genetinės informacijos realizavimo būdas, kaip ir kitiems gyviems organizmams. Prieš DNR replikacijos procesą vyksta mRNR transkripcija. Viruso pasiuntinio RNR verčia ląstelės ribosomos, o ankstyvieji virusui būdingi baltymai sintetinami viruso polisomoje, naudojant mRNR matricą.

Kai susintetinami ankstyvieji virusui būdingi baltymai, prasideda viruso DNR replikacijos procesas. Dviejų grandžių viruso DNR replikacija vyksta pagal ląstelinių organizmų DNR replikacijos principą pusiau konservatyviu būdu.

Viengrandinės DNR replikacijos procesas prasideda nuo jos komplementarios poros sintezės. Dėl to susidaro dvigrandė žiedinė pirminė DNR.

RNR genominių virusų replikacijos mechanizmo tyrimas pradėtas 1961 m., kai buvo atrasti RNR genominiai fagai.

RNR genominiuose virusuose RNR molekulė yra ir genetinė medžiaga, ir atlieka mRNR ir DNR funkcijas.

1970 m. vienaląsčiuose RNR virusuose buvo aptiktas nuo RNR priklausomas DNR polimerazė, o tai rodo atvirkštinės transkripcijos proceso buvimą. Vėliau buvo įrodyta, kad onkogeniniai RNR virusai turi savo RNR matricą, kurioje dalyvauja nuo RNR priklausomos
DNR kopiją transkribuoja DNR polimerazė, esanti virione. DNR kopija iš viengrandės pereina į replikacinę dvigrandę, kuri užtikrina viruso RNR replikaciją ir reikalingų fermentų sintezę.

Trečiasis etapas – kapsidinių baltymų sintezė.

Šis procesas atsilieka nuo virusinių nukleorūgščių replikacijos proceso ir prasideda tada, kai replikacija įsibėgėja. Kapsidinių baltymų sintezė vyksta tiek ląstelės branduolyje, tiek citoplazmoje. Virusui specifinę mRNR verčia ląstelės ribosomos, o pirmtakų baltymų sintezė vyksta viruso polisomoje. Iš šio pirmtakų baltymų „fondo“ susidaro viruso kapsidų baltymai.

5 etapas – virionų surinkimas arba viruso morfogenezė.

Paprasčiausiai organizuotuose virusuose kapsido baltymų subvienetai yra išdėstyti griežtai organizuotoje jungtyje aplink nukleino rūgštį. Sudėtinguose virusuose virionų surinkimo procese taip pat dalyvauja ląstelių struktūros - branduolinės ir citoplazminės membranos.

6 etapas - viruso išėjimas iš ląstelės.

Šis procesas skirtingiems virusams atliekamas skirtingai. DNR genominiai fagai išsiskiria, kai ląstelė visiškai lizuojama fago lizocimo. Sudėtingai organizuoti žmogaus ir gyvūnų virusai palieka ląstelę su dalimi citoplazmos, prasiskverbdami per citoplazmos membraną ir apvalkalą, kartu įgydami superkapsidę. Dažnai virusų išsiskyrimą iš ląstelės palengvina jos virškinimas kraujo fagocitais. Augalų virusai gali pereiti iš ląstelės į ląstelę per tarpląstelines jungtis – plazmodesmatas.

Dažniausiai viruso dauginimosi ciklas baigiasi produktyvia infekcija – didelės (100–200) pilnaverčių virionų populiacijos susidarymu, kurį dažniausiai lydi šeimininko mirtis.

Taksonomija, klasifikacija

PARAMIKSOVIRUSAI

Paramiksovirusai (Paramixoviridae šeima iš lot. para – apie, myxa – gleivės) – RNR virusų šeima. Šeimoje yra kvėpavimo takų sincitinio viruso, tymų, kiaulytės ir paragripo virusų, perduodamų kvėpavimo mechanizmu. Iki šiol Paramyxoviridae šeima pagal visuotinai priimtą virusų klasifikaciją apėmė tris gentis: Paramyxovirus, Morbillivirus, Pneumovirus. Tačiau pastaruoju metu klasifikacija buvo pakeista.

Šeima Paramyxoviridae suskirstytas į du pošeimius, pagausėjo genčių skaičius:

1. Pošeimis Paramiksovirinai apima gimdymą Respirovirusas(buvęs vardas - Paramiksovirusas), Morbillivirusas Ir Rubula virusas(nauja gentis);

2. Pošeimis Pneumovirusai yra genčių Pneumovirusas Ir Metapneumovirusas.

2. Morfologija, dydis, genomo ypatumai

Viriono struktūra. Visi Paramyxoviridae šeimos nariai turi panašią struktūrą. Tai sudėtingas didelio dydžio RNR genomo virusas. Tipiškas atstovas yra Sendai virusas (jis patogeniškas pelėms), o paramiksovirusų ultrastruktūra aptariama naudojant šį pavyzdį (5 pav.). Virionas yra apvalios formos, jo skersmuo yra 150-300 nm. Išorėje yra lipoproteinų superkapsidė, kurios paviršiuje yra daug dviejų tipų spyglių (4 pav.). Iš vidaus matricos M baltymo sluoksnis yra greta superkapsidės. Centrinėje viriono dalyje yra spiralinės simetrijos tipo nukleokapsidės (RNP) grandinė, susukta į laisvą rutulį.

Ryžiai. 4 Paramiksoviruso schema Fig. 5 Sendai viruso elektronograma

Genomas yra pavaizduota didelė linijinė viengrandė minus RNR molekulė, koduojanti 7 baltymus. Tarp jų yra pagrindinis kapsidės baltymas NP, polimerazės komplekso L ir P baltymai, nestruktūrinis C baltymas (visi jie yra nukleokapsidės dalis), taip pat M baltymas ir paviršiaus glikoproteinai. Tai yra prisijungimo baltymai ir sulieti baltymai (F baltymai). Prisitvirtinimo baltymai sudaro vieno tipo stuburą, o F baltymas sudaro kito tipo stuburą. Skirtinguose paramiksovirusuose prisijungimo baltymai yra žymimi: HN (hemagliutinino-neuraminidazė), H (hemagliutinino) arba G-baltymu.

Paragripas. Remiantis viruso baltymų HN, NP, F antigenais, išskiriami 4 pagrindiniai paragripo virusų serotipai. 1, 2, 3 tipai kryžmiškai reaguoja su kiaulytės viruso antikūnais. 4 tipo virusas yra skirtingas ir turi 2 potipius (taigi, yra 5 paragripo virusų tipai). Visi paragripo virusai turi HN baltymą, todėl pasižymi hemagliutinacijos ir neuraminidazės aktyvumu. 1 ir 2 tipo paragripo virusai agliutinuoja vištienos eritrocitus, 3 paragripo virusas – tik jūrų kiaulytės eritrocitus.

Paramiksovirusas (5 pav.) suriša apvalkalo glikoproteinus (HN, H arba G) su ląstelės paviršiumi (1). F baltymas užtikrina viruso apvalkalo susiliejimą su ląstelės plazmine membrana, nesusiformuojant endosomoms. Genomo replikacija yra panaši į minus RNR genominių virusų replikaciją: RNR polimerazė įvedama į ląstelę su viruso nukleokapside. Genomas transkribuojamas į atskiras mRNR (2) kiekvienam baltymui ir pilną plius šabloną (3) genominei RNR. Nauji genomai sąveikauja su L-, P- ir NP baltymais, sudarydami nukleokapsides. Susintetintas matricos baltymas persikelia į vidinį ląstelės membranos sluoksnį. Stuburo glikoproteinų pirmtakai sintetinami ribosomose, susijusiose su endoplazminio tinklo (ER) membranomis. Jie yra glikozilinti, juda per ER ir Golgi aparatus (AG), integruojasi į ląstelės membraną. Nukleokapsidė jungiasi prie matricos baltymo ir glikoproteinu modifikuotos membranos (superkapsidės). Virionai palieka ląstelę (4) pumpuruodami.

Ryžiai. 5 Paramiksovirusų dauginimasis

Paramiksovirusai, naudodami F baltymą, gali patekti į kaimynines ląsteles, sukeldami jų susiliejimą. Tokiu atveju susidaro daugiabranduolės milžiniškos ląstelės – sincitijos (simplastai). Šis mechanizmas leidžia virusams plisti tiesiai iš ląstelės į ląstelę, išvengiant virusą neutralizuojančių antikūnų veikimo. Gebėjimas formuoti simpplastus yra būdingas paramiksovirusų požymis.

Pasirinkimas iš duomenų bazės: Atsakymai į klausimus apie BJD testą.docx, IIST - klausimai 2018 m. atsakymai.docx, Testo klausimai savarankiškam mokymuisi.docx, vadybos teorijos klausimai.docx, DKB klausimai egzaminui.docx, 30 atsakymų į klausimus apie bėgimą.pdf, Testo klausimai.docx, testai, klausimai 8РЯ.doc, Testo klausimai ir užduotys su atsakymais prieigai prie kompiuterio, Verslo ir mokslo temos. Klausimai testui.doc.
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 skysčių padidėjimas yra vienas iš ankstyviausių viruso sąveikos su ląstele įvykių, dėl kurio viruso kontakto su ląstelės paviršiumi vietoje susidaro receptorių laukai ir viruso dalelė stabiliai prisitvirtina prie ląstelės. susidariusios grupės.

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.

Padengtos 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“. Į inicijavimo kompleksą įeina: 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 jo 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 surištų 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. Viruso 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 po transliacijos modifikacijų; subrendę, 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, transportavimas yra neatsiejamai susijęs su glikoproteinais, kurių glikozilinimas vyksta etapais. 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 surinkimas 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 jau egzistuojančiomis arba viruso sukeltomis ląstelių struktūromis. 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 kapsidės baltymais ir tapti viriono dalimi, tarnauti kaip šablonas naujų genominių molekulių sintezei arba mRNR formavimui; 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“).

Sudėtiniai 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 susiformavo branduolio pumpurelyje į perinuklearinę erdvę per vidinę branduolio membraną ir virusas taip 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.

Viruso dauginimosi procesą galima grubiai suskirstyti į 2 fazes . Pirmąjį etapą sudaro 3 etapai 1) viruso adsorbcija ant jautrių ląstelių; 2) viruso įsiskverbimas į ląstelę; 3) viruso deproteinizacija . Antrasis etapas apima viruso genomo įgyvendinimo etapus: 1) transkripcija, 2) transliacija, 3) replikacija, 4) viruso dalelių surinkimas, brendimas ir 5) viruso išėjimas iš ląstelės.

Viruso sąveika su ląstele prasideda nuo adsorbcijos proceso, t.y. nuo viruso prisitvirtinimo prie ląstelės paviršiaus.

Adsorbcija yra specifinis viriono baltymo (antireceptoriaus) prisijungimas prie komplementarios ląstelės paviršiaus struktūros – ląstelės receptoriaus. Pagal cheminę prigimtį receptoriai, ant kurių fiksuojami virusai, priklauso dviem grupėms: mukoproteinams ir lipoproteinams. Gripo virusai, paragripo ir adenovirusai fiksuojami ant mukoproteinų receptorių. Enterovirusai, herpes virusai, arbovirusai adsorbuojami ant ląstelės lipoproteinų receptorių. Adsorbcija vyksta tik esant tam tikriems elektrolitams, ypač Ca2+ jonams, kurie neutralizuoja perteklinius viruso ir ląstelės paviršiaus anijoninius krūvius ir mažina elektrostatinį atstūmimą Virusų adsorbcija mažai priklauso nuo temperatūros Pradiniai adsorbcijos procesai yra nespecifinio pobūdžio ir yra teigiamai ir neigiamai įkrautų struktūrų ant paviršiaus viruso ir ląstelės elektrostatinės sąveikos rezultatas, o tada atsiranda specifinė sąveika tarp viriono prisijungimo baltymo ir specifinių ląstelių plazminės membranos grupių. Paprastuose žmogaus ir gyvūnų virusuose yra prisijungimo baltymų kaip kapsidės dalis. Sudėtinguose virusuose prisijungimo baltymai yra superkapsidės dalis. Jie gali būti gijų (adenovirusų skaidulų) arba smaigalių, į grybus panašių struktūrų pavidalu mikso, retro, rabdo ir kituose virusuose. Iš pradžių įvyksta vienkartinis viriono ryšys su receptoriumi – toks prisirišimas yra trapus – adsorbcija grįžtama. Kad įvyktų negrįžtama adsorbcija, tarp viruso receptoriaus ir ląstelės receptoriaus turi atsirasti daug jungčių, ty stabilus daugiavalentinis prisirišimas. Specifinių receptorių skaičius vienos ląstelės paviršiuje yra 10 4 - 10 5. Kai kurių virusų, pavyzdžiui, arbovirusų, receptoriai. yra tiek stuburinių, tiek bestuburių gyvūnų ląstelėse; kitų virusų – tik vienos ar kelių rūšių ląstelėse.

Žmogaus ir gyvūnų virusai prasiskverbia į ląsteles dviem būdais: 1) viropeksija (pinocitozė); 2) viruso superkapsidės apvalkalo susiliejimas su ląstelės membrana. Bakteriofagai turi savo įsiskverbimo mechanizmą, vadinamąjį švirkštą, kai dėl fago baltyminio priedo susitraukimo į ląstelę įšvirkščiama nukleorūgštis.

Viruso deproteinizacija, viruso hemomo išsiskyrimas iš viruso apsauginių apvalkalų vyksta arba naudojant viruso fermentus, arba naudojant ląstelių fermentus. Galutiniai deproteinizacijos produktai yra nukleorūgštys arba nukleorūgštys, susijusios su vidiniu viruso baltymu. Tada vyksta antroji viruso dauginimosi fazė, vedanti į viruso komponentų sintezę.

Transkripcija – tai informacijos perrašymas iš viruso DNR arba RNR į mRNR pagal genetinio kodo dėsnius.

Vertimas yra genetinės informacijos, esančios mRNR, vertimas į tam tikrą aminorūgščių seką.

Replikacija – tai viruso genomui homologinių nukleorūgščių molekulių sintezės procesas.

Genetinės informacijos įgyvendinimas DNR turinčiuose virusuose yra toks pat kaip ir ląstelėse:

DNR transkripcijos mRNR transliacijos baltymas

RNR transkripcijos i-RNR transliacijos baltymas

Virusams su teigiamu RNR genomu (togavirusai, pikornavirusai) trūksta transkripcijos:

RNR baltymų vertimas

Retrovirusai turi unikalų genetinės informacijos perdavimo būdą:

RNR atvirkštinės transkripcijos DNR transkripcijos mRNR transliacijos baltymas

DNR integruojasi su ląstelės-šeimininkės genomu (provirusu).

Ląstelėje sukaupus virusinius komponentus, prasideda paskutinis viruso dauginimosi etapas: viruso dalelių surinkimas ir virionų išsiskyrimas iš ląstelės. Virionai iš ląstelės išeina dviem būdais: 1) „sprogdindami“ ląstelę, ko pasekoje ląstelė sunaikinama. Šis kelias būdingas paprastiems virusams (picorna-, reo-, papova- ir adenovirusams), 2) išeina iš ląstelių pumpurais. Būdingas virusams, turintiems superkapsidės. Taikant šį metodą, ląstelė nemiršta iš karto ir gali susilaukti daugybės viruso palikuonių, kol išsenka jos ištekliai.

Virusų auginimo būdai

Virusams auginti laboratorinėmis sąlygomis naudojami šie gyvi objektai: 1) ląstelių kultūros (audiniai, organai); 2) vištienos embrionai; 3) laboratoriniai gyvūnai.

Ląstelių kultūros

Labiausiai paplitusios yra vienasluoksnės ląstelių kultūros, kurias galima suskirstyti į 1) pirmines (pirmiausia tripsinizuotas), 2) pusiau ištisines (diploidines) ir 3) ištisines.

Pagal kilmę jie skirstomi į embrioninius, navikinius ir suaugusių organizmų; morfogenezės būdu- fibroblastinė, epitelinė ir kt.

Pirminis Ląstelių kultūros – tai bet kurio žmogaus ar gyvūno audinio ląstelės, galinčios augti monosluoksnio pavidalu ant plastikinio ar stiklo paviršiaus, padengto specialia maistine terpe. Tokių kultūrų gyvenimo trukmė yra ribota. Kiekvienu konkrečiu atveju jie gaunami iš audinio po mechaninio šlifavimo, apdorojimo proteolitiniais fermentais ir ląstelių skaičiaus standartizavimo. Pirminės kultūros, gautos iš beždžionių inkstų, žmogaus embriono inkstų, žmogaus amniono ir vištienos embrionų, plačiai naudojamos virusams išskyrimui ir kaupimui, taip pat virusinėms vakcinoms gaminti.

Pusiau odinis (arba diploidas ) ląstelių kultūros – to paties tipo ląstelės, galinčios atlaikyti iki 50–100 pasažų in vitro, išlaikant savo pradinį diploidinį chromosomų rinkinį. Diploidinės žmogaus embrioninių fibroblastų padermės naudojamos tiek virusinėms infekcijoms diagnozuoti, tiek virusinėms vakcinoms gaminti.

Nuolatinis ląstelių linijos pasižymi potencialiu nemirtingumu ir heteroploidiniu kariotipu.

Persodinamų linijų šaltinis gali būti pirminės ląstelių kultūros (pavyzdžiui, SOC, PES, BHK-21 - iš vienadienių sirų žiurkėnų inkstų; PMS - iš jūrų kiaulytės inkstų ir kt.) atskiros ląstelės kurie rodo polinkį į begalinį dauginimąsi in vitro. Pokyčių, dėl kurių atsiranda tokių požymių iš ląstelių, rinkinys vadinamas transformacija, o ištisinių audinių kultūrų ląstelės – transformuotomis.

Kitas transplantuojamų ląstelių linijų šaltinis yra piktybiniai navikai. Šiuo atveju ląstelių transformacija vyksta in vivo. Virusologinėje praktikoje dažniausiai naudojamos šios persodintų ląstelių linijos: HeLa – gauta iš gimdos kaklelio karcinomos; Ner-2 - nuo gerklų karcinomos; Detroitas-6 – nuo ​​plaučių vėžio metastazių į kaulų čiulpus; RH – iš žmogaus inksto.

Ląstelėms kultivuoti reikalingos maistinės terpės, kurios pagal paskirtį skirstomos į augimo ir atraminę terpę. Auginimo terpėje turi būti daugiau maistinių medžiagų, kad būtų užtikrintas aktyvus ląstelių dauginimasis, kad susidarytų vienasluoksnis sluoksnis. Pagalbinė terpė turėtų tik užtikrinti, kad ląstelės išgyventų jau suformuotame vienasluoksniame sluoksnyje virusų dauginimosi ląstelėje metu.

Plačiai naudojamos standartinės sintetinės terpės, tokios kaip sintetinės terpės 199 ir Eagle's media. Nepriklausomai nuo tikslo, visos ląstelių kultūros terpės yra paruoštos naudojant subalansuotą druskos tirpalą. Dažniausiai tai yra Hankso sprendimas. Daugumos auginimo terpių sudėtinė dalis yra gyvūnų (veršienos, galvijų, arklio) kraujo serumas, be kurio 5-10% nevyksta ląstelių dauginimasis ir vienasluoksnių sluoksnių susidarymas. Serumas į priežiūros terpę neįeina.

Virusų išskyrimas ląstelių kultūrose ir jų indikacijos metodai.

Iš paciento išskiriant virusus iš įvairių infekcinių medžiagų (kraujo, šlapimo, išmatų, gleivinių išskyrų, organų plovimo), naudojamos ląstelių kultūros, kurios yra jautriausios įtariamam virusui. Infekcijai naudojamos kultūros mėgintuvėliuose su gerai išvystytu vienarūšiu ląstelių sluoksniu. Prieš užkrečiant ląsteles, maistinė terpė pašalinama ir į kiekvieną mėgintuvėlį įpilama 0,1-0,2 ml tiriamosios medžiagos suspensijos, iš anksto apdorotos antibiotikais, kad sunaikintų bakterijas ir grybelius. Po 30-60 min. Po viruso kontakto su ląstelėmis medžiagos perteklius pašalinamas, į mėgintuvėlį įpilama palaikomoji terpė ir paliekama termostate, kol aptinkami viruso replikacijos požymiai.

Viruso buvimo užkrėstose ląstelių kultūrose rodiklis gali būti:

1) specifinės ląstelių degeneracijos vystymasis – citopatinis viruso (CPE) poveikis, kuris turi tris pagrindinius tipus: apvalią arba smulkią ląstelių degeneraciją; daugiabranduolių gigantinių ląstelių susidarymas – simpplastai; ląstelių dauginimosi židinių, susidedančių iš kelių ląstelių sluoksnių, vystymas;

2) tarpląstelinių intarpų, esančių paveiktų ląstelių citoplazmoje ir branduoliuose, nustatymas;

3) teigiama hamagliutinacijos reakcija (RHA);

4) teigiama hemadsorbcijos reakcija (RHAd);

5) apnašų susidarymo reiškinys: vienasluoksnis virusu užkrėstų ląstelių sluoksnis padengiamas plonu agaro sluoksniu, pridedant neutralaus raudono indikatoriaus (fonas – rausvas). Esant virusui, ląstelėse rožinio agaro fone susidaro bespalvės zonos („apnašos“).

6) nesant CPD ar GA, galima atlikti interferencinę reakciją: tiriama kultūra pakartotinai užkrečiama CPD sukeliančiu virusu. Teigiamu atveju CPP nebus (interferencinė reakcija yra teigiama). Jei tiriamojoje medžiagoje viruso nebuvo, stebimas CPE.

Virusų išskyrimas viščiukų embrionuose.

Virusologiniams tyrimams naudojami 7–12 dienų amžiaus viščiukų embrionai.

Prieš užsikrėtimą nustatomas embriono gyvybingumas. Ovoskopijos metu gyvi embrionai yra judrūs ir aiškiai matomas kraujagyslių modelis. Oro maišelio ribos pažymėtos paprastu pieštuku. Vištienos embrionai užkrečiami aseptinėmis sąlygomis, naudojant sterilius instrumentus, iš anksto apdorojus apvalkalą virš oro erdvės jodu ir alkoholiu.

Viščiukų embrionų užkrėtimo būdai gali būti skirtingi: užtepti virusą ant choriono-alantojo membranos, į amniono ir alantojų ertmes, į trynio maišelį. Infekcijos metodo pasirinkimas priklauso nuo tiriamo viruso biologinių savybių.

Viruso buvimą vištienos embrione rodo embriono mirtis, teigiama hemagliutinacijos reakcija ant stiklo su alantoiniu arba amniono skysčiu ir židininiai pažeidimai („plokštelės“) ant choriono-alantojo membranos.

III. Virusų išskyrimas laboratoriniuose gyvūnuose.

Laboratoriniai gyvūnai gali būti naudojami virusams išskirti iš infekcinės medžiagos, kai negalima naudoti patogesnių sistemų (ląstelių kultūros ar vištų embrionų). Jie daugiausia paima naujagimius baltąsias peles, žiurkėnus, jūrų kiaulytes ir žiurkių jauniklius. Gyvūnai užkrečiami viruso citotropizmo principu: pneumotropiniai virusai švirkščiami į nosį, neurotropiniai – intracerebriniu būdu, dermatotropiniai – ant odos.

Viruso indikacija pagrįsta gyvūnų ligos požymių atsiradimu, jų mirtimi, patomorfologiniais ir patohistologiniais audinių ir organų pokyčiais, taip pat teigiama hemagglotinacijos reakcija su organų ekstraktais.

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 ir mes skirsime daugiau dėmesio mūsų straipsnyje.

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:

1. Pirmoji fazė yra viruso adsorbcija, aptarta aukščiau, šiam virusui jautrios ląstelės paviršiuje.
2. Antrasis yra viruso įsiskverbimas į šeimininko ląsteles viropeksijos metodu.
3. Trečiasis yra savotiškas virionų „nurengimas“, nukleino rūgšties išlaisvinimas 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 gaurelių pavidalu, o paprastuose virionuose jie dažniausiai 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 pasirenka 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 visas 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, įskaitant 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.

Viriono 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 virioną sudaro hemagliutininai ir neuraminidazės. Taip formuojasi palikuonys, pavyzdžiui, gripo virusas.

Viriono išlaisvinimas iš šeimininko ląstelės

Viruso dalelės iš „šeimininkės“ ląstelės išsiskiria vienu metu (ląstelių naikinimo metu) arba palaipsniui (nesunaikinant).

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 2–6 valandas ant citoplazminės membranos (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.