Virüslerin hücresel sistemlerde çoğalması. Üreme aşamaları
Virüs ile konakçı hücre arasındaki ilişki farklı şekillerde gelişebilir. Geleneksel olarak bu ilişkiler üç türe indirgenebilir.
Üretken enfeksiyon: Konakçı hücrede virüs üreme döngüsü, genellikle konakçı hücrenin ölümüyle birlikte yeni, çok sayıda virüs neslinin oluşmasıyla sona erer.
Kürtaj enfeksiyonu konakçı hücredeki virüs üreme döngüsünün aniden kesintiye uğraması sonucu ortaya çıkar. Konakçı hücre hayati aktivitesini korur.
Virojeni viral nükleik asidin konakçı hücrenin genomuna entegrasyonu (dahil edilmesi) ile karakterize edilir, bu daha sonra hücrenin DNA'sının ve viral nükleik asidin senkronize replikasyonuna yol açar. Konak hücre yaşamaya devam eder.
Virüsler konakçı hücrede çoğalarak çoğalırlar. Üreme döngüsü, hücresel mekanizmaların yabancı viral bilgilere tabi kılınması sürecidir.
İşlevsel olarak viral enzimler 2 gruba ayrılabilir: viral nükleik asidin hücreye nüfuz etmesini ve ortaya çıkan virionların çevreye salınmasını kolaylaştıran enzimler ve viral nükleik asidin transkripsiyon ve replikasyon süreçlerinde yer alan enzimler.
Üreme döngüsü ayrı aşamalara ayrılabilir.
Aşama 1 – virüslerin konakçı hücrenin yüzeyinde kemisorbsiyonu
Kemisorpsiyon ancak hücrenin belirli bir virüsün reseptörlerine tamamlayıcı olan yüzeye duyarlı reseptörlerini taşıması durumunda mümkündür. Hayvan ve insan hücrelerinde, pikorno ve arbovirüslere yönelik reseptörlerin işlevi, lipoproteinler ve mixo- ve paramiksovirüsler ve adenovirüsler - mukoproteinler tarafından gerçekleştirilir.
Basit virüslerde reseptörler, kapsid yüzeyinde yer alan protein alt birimlerinin benzersiz kombinasyonlarıdır. Daha karmaşık virüslerde, reseptörlerin işlevi, sivri uçlar veya villus şeklindeki süperkapsid büyümeleri tarafından gerçekleştirilir.
Aşama 2 – virüsün konakçı hücreye nüfuz etmesi.
Virüslerin hücreye girme yolları farklı olabilir. Birçok virüsün hücrelere şu yollarla girdiği varsayılmaktadır: pinositoz, veya viropeksis. Pinositoz sırasında virüs kemisorpsiyonu alanında hücre zarı bir istila oluşturur ve virüsü yutar. Pinositik vakuolün bir parçası olarak virüs sitoplazmaya girer.
Bazı virüsler, hücresel ve viral membranların füzyonu yoluyla hücrelere girer.
Faj DNA'sının bir bakteri hücresine nüfuz etmesi, hücre zarının faj lizozim tarafından kısmen tahrip edilmesi ve faj kalıntısının kasılma reaksiyonu nedeniyle meydana gelir.
Aşama 3 – virüsün proteinden arındırılması.
Virüs deproteinizasyon süreci, nükleik asidinin kapsid proteinlerinden salınmasını içerir. Viral nükleik asit kapsid proteinlerinden serbest bırakılır bırakılmaz latent dönem olarak adlandırılan dönem başlar. tutulma. Tutulma sırasında viral nükleik asidin hücrenin sitoplazmasından çekirdek bölgesine geçtiği varsayılmaktadır.
Aşama 4 – virüs bileşenlerinin sentezi.
Bu aşamadaki işlemler kümesi üç aşamaya ayrılabilir:
İlk aşama hazırlıktır. İki amacı vardır: Hücrenin genetik aparatının işleyişini baskılamak, hücresel proteinlerin ve nükleik asitlerin sentezini durdurmak, hücrenin protein sentezleme aparatını virüs genomunun kontrolü altına aktarmak; Nükleik asidin replikasyonu ve viral kapsid proteinlerinin sentezi için koşulların hazırlanması.
İkinci aşama virüs nükleik asidinin replikasyonudur. Çift sarmallı DNA genomik virüsleri, diğer canlı organizmalarla aynı genetik bilgiyi gerçekleştirme yöntemiyle karakterize edilir. DNA replikasyonu sürecinden önce mRNA transkripsiyonu gelir. Virüsün haberci RNA'sı, hücrenin ribozomları tarafından çevrilir ve erken virüse özgü proteinler, mRNA matrisi kullanılarak virüs-polizomu üzerinde sentezlenir.
Erken virüse özgü proteinler sentezlendikten sonra viral DNA replikasyonu süreci başlar. Virüsün iki sarmallı DNA'sının replikasyonu, hücresel organizmaların yarı koruyucu bir şekilde DNA replikasyonu prensibini takip eder.
Tek sarmallı DNA replikasyonu süreci, tamamlayıcı çiftinin sentezi ile başlar. Sonuç olarak çift sarmallı dairesel bir ana DNA oluşur.
RNA genomik virüslerinin replikasyon mekanizmasının incelenmesi, 1961'de RNA genomik fajlarının keşfedilmesiyle başladı.
RNA genomik virüslerinde, RNA molekülü hem genetik materyaldir hem de mRNA ve DNA'nın fonksiyonlarını yerine getirir.
1970 yılında, tek hücreli RNA virüslerinde RNA'ya bağımlı DNA polimeraz enzimi keşfedildi; bu, ters transkripsiyon sürecinin varlığına işaret ediyor. Daha sonra onkogenik RNA virüslerinin, RNA'ya bağımlı olanların katılımıyla RNA'larının bir matrisine sahip olduğu kanıtlandı.
DNA kopyası, virionda bulunan DNA polimeraz tarafından kopyalanır. DNA kopyası, tek sarmallıdan replikatif çift sarmallı forma dönüşür, bu da virüs RNA'sının replikasyonunu ve gerekli enzimlerin sentezini sağlar.
Üçüncü aşama kapsid proteinlerinin sentezidir.
Bu süreç, viral nükleik asit replikasyonu sürecinden zamanla geride kalır ve replikasyon tüm hızıyla devam ettiğinde başlar. Kapsid proteinlerinin sentezi hem hücre çekirdeğinde hem de hücrenin sitoplazmasında meydana gelir. Virüse özgü mRNA, hücre ribozomları tarafından çevrilir ve öncü proteinlerin sentezi virüs-polizomunda meydana gelir. Öncü proteinlerin bu "fonundan" viral kapsid proteinleri oluşur.
Aşama 5 – viryonların toplanması veya virüsün morfogenezi.
Basitçe organize edilmiş virüslerde, kapsidin protein alt birimleri, nükleik asit çevresinde kesin olarak düzenli bir bağlantı halinde bulunur. Karmaşık virüslerde hücresel yapılar (nükleer ve sitoplazmik membranlar) da viryonun bir araya gelmesi sürecinde rol alır.
Aşama 6 – virüsün hücreden çıkışı.
Bu işlem farklı virüsler için farklı şekilde yürütülür. DNA genomik fajların salınması, hücre faj lizozim tarafından tamamen parçalandığında meydana gelir. Karmaşık bir şekilde organize olmuş insan ve hayvan virüsleri, sitoplazmik membran ve zarf boyunca tomurcuklanarak, aynı anda bir süperkapsid elde ederek sitoplazmanın bir kısmını hücreden terk eder. Çoğunlukla virüslerin hücreden salınması, kan fagositleri tarafından sindirilmesiyle kolaylaştırılır. Bitki virüsleri hücreden hücreye hücreler arası bağlantılardan (plazmodesmata) geçebilir.
Çoğu zaman, virüs üreme döngüsü üretken bir enfeksiyonla sona erer - genellikle konağın ölümüyle birlikte gelen büyük bir tam teşekküllü viryon popülasyonunun (100-200) oluşması.
Taksonomi, sınıflandırma
PARAMİKSOVİRÜSLER
Paramiksovirüsler (lat. para - hakkında, myxa - mukus) - bir RNA virüs ailesi. Aile, solunum mekanizmasıyla iletilen solunum sinsityal virüsü, kızamık, kabakulak ve parainfluenza virüslerini içerir. Yakın zamana kadar, genel kabul görmüş virüs sınıflandırmasına göre Paramyxoviridae ailesi üç cinsi içeriyordu: Paramyxovirus, Morbillivirus, Pneumovirus. Ancak son zamanlarda sınıflandırmada değişiklikler yapıldı.
Aile Paramiksoviridae iki alt aileye bölündüğünde cins sayısı arttı:
1. Alt aile Paramiksovirinae doğum dahil Respirovirüs(eski isim - Paramiksovirüs), Morbillivirüs Ve Rubulavirüs(yeni cins);
2. Alt aile Pnömovirinalar cins içerir Pnömovirüs Ve Metapnömovirüs.
2. Morfoloji, boyut, genom özellikleri
Virion yapısı. Paramyxoviridae ailesinin tüm üyeleri benzer bir yapıya sahiptir. Bu büyük boyutlu karmaşık bir RNA genom virüsüdür. Tipik temsilci Sendai virüsüdür (fareler için patojendir) ve paramiksovirüslerin ultra yapısı bu örnek kullanılarak tartışılmıştır (Şekil 5). Virion yuvarlak bir şekle sahiptir, çapı 150-300 nm'dir. Dışarıda, yüzeyinde iki tipte çok sayıda diken bulunan bir lipoprotein süperkapsid vardır (Şekil 4). İçeriden, süper kapsid'e bitişik bir matris M proteini tabakası bulunur. Viryonun orta kısmında, sarmal tipte simetriye sahip, gevşek bir top şeklinde kıvrılmış bir nükleokapsid (RNP) dizisi vardır.
Pirinç. 4 Paramiksovirüs şeması Şek. 5 Sendai virüsünün elektronogramı
Genetik şifre 7 proteini kodlayan büyük doğrusal tek sarmallı eksi RNA molekülü ile temsil edilir. Bunlar arasında ana kapsid proteini NP, polimeraz kompleksi L ve P proteinleri, yapısal olmayan C proteini (hepsi nükleokapsitin bir parçasıdır) ve ayrıca M proteini ve yüzey glikoproteinleri bulunur. Bunlar bağlanma proteinleri ve füzyon proteinidir (F-protein). Bağlanma proteinleri bir omurga tipini oluştururken, F proteini başka bir omurga tipini oluşturur. Farklı paramiksovirüslerde bağlanma proteinleri şu şekilde temsil edilir: HN (hemaglutinin-nöraminidaz), H (hemaglutinin) veya G-proteini.
Parainfluenza. HN, NP, F viral proteinlerinin antijenlerine dayanarak parainfluenza virüslerinin 4 ana serotipi ayırt edilir. Tip 1, 2, 3 kabakulak virüsüne karşı antikorlarla çapraz reaksiyona girer. Tip 4 virüs farklıdır ve 2 alt tipi vardır (bu nedenle parainfluenza virüsünün 5 tipi vardır). Tüm parainfluenza virüsleri bir HN proteinine sahiptir ve bu nedenle hemaglutinasyon ve nöraminidaz aktivitesi sergiler. Parainfluenza virüsü tip 1 ve 2 tavuk eritrositlerini aglütine eder, parainfluenza virüsü 3 ise yalnızca kobay eritrositlerini aglütine eder.
Paramiksovirüs (Şekil 5), zarf glikoproteinlerini (HN, H veya G) hücre yüzeyine (1) bağlar. F proteini, endozom oluşumu olmadan viral zarfın hücrenin plazma zarı ile füzyonunu sağlar. Genom replikasyonu, eksi RNA genomik virüslerinin replikasyonuna benzer: RNA polimeraz, virüsün nükleokapsidi ile hücreye sokulur. Genom, her bir protein için ayrı mRNA'lara (2) ve genomik RNA için tam bir artı şablona (3) kopyalanır. Yeni genomlar L-, P- ve NP proteinleriyle etkileşime girerek nükleokapsidleri oluşturur. Sentezlenen matris proteini hücre zarının iç katmanına doğru hareket eder. Omurga glikoprotein öncüleri, endoplazmik retikulum (ER) membranlarıyla ilişkili ribozomlarda sentezlenir. Glikozile edilirler, ER ve Golgi aparatından (AG) geçerek hücre zarına entegre olurlar. Nükleokapsid, matris proteinine ve glikoproteinle değiştirilmiş membrana (süperkapsid) bağlanır. Virionlar hücreyi (4) tomurcuklanarak terk ederler.
Pirinç. 5 Paramiksovirüslerin çoğaltılması
Paramiksovirüsler, F proteinini kullanarak komşu hücrelere geçerek onların füzyonuna neden olma yeteneğine sahiptir. Bu durumda çok çekirdekli dev hücreler oluşur - sinsitya (semplastlar). Bu mekanizma, virüsleri nötralize eden antikorların etkisinden kaçınarak virüslerin doğrudan hücreden hücreye yayılmasını sağlar. Simplast oluşturma yeteneği paramiksovirüslerin karakteristik bir özelliğidir.
Veritabanından seçim: BJD test.docx ile ilgili soruların yanıtları, IIST - 2018 soruları yanıtları.docx, Bireysel çalışma için test soruları.docx, yönetim teorisi soruları.docx, sınav için DKB soruları.docx, soruların 30 yanıtı koşma hakkında pdf, Test soruları.docx, testler, sorular 8РЯ.doc, Bilgisayara erişim için test soruları ve cevapları olan görevler, İşletme ve bilimsel konular. Test.doc için sorular.İÇERİK
Kontrol soruları:
1. DNA genomik virüslerinin çoğalması: ana aşamalar, üremenin özellikleri…………………………………………………..……........……. 3
2. Canlı sistemlerde virüs üremesinin belirtileri: laboratuvar hayvanları, civciv embriyoları, hücre kültürleri……………………………………………..… ……16
3. Görev.................................................. .... .................................................... ...... ...20
Referanslar………………………………………………………..25
1. DNA genomik virüslerinin çoğaltılması: ana aşamalar, üreme özellikleri
Virüslerin üremesi
Viral üreme süreci iki aşamaya ayrılabilir. Birinci aşama, virüsün hücreye adsorbe edilmesi, hücre içine girmesi, iç bileşeninin salınması ve enfeksiyona yol açabilecek şekilde değiştirilmesine yol açan olayları kapsar. Buna göre ilk aşama üç aşamayı içerir: 1) virüsün hücrelere adsorbe edilmesi; 2) virüsün hücrelere nüfuz etmesi; 3) Hücredeki virüsün soyulması. Bu aşamalar, virüsün uygun hücresel yapılara iletilmesini ve iç bileşeninin koruyucu zarlarından arındırılmasını sağlamayı amaçlamaktadır. Bu hedefe ulaşıldığında viral genomun ifade edildiği üremenin ikinci aşaması başlar. Bu aşama şu aşamaları içerir: 1) transkripsiyon, 2) haberci RNA'nın çevirisi, 3) genom replikasyonu, 4) viral bileşenlerin toplanması. Üremenin son aşaması virüsün hücreden salınmasıdır.
Üremenin ilk aşaması.
I. Virionların hücre yüzeyine adsorpsiyonu.
Bir virüsün bir hücre ile etkileşimi, adsorpsiyon işlemiyle, yani viral parçacıkların hücre yüzeyine bağlanmasıyla başlar. Adsorpsiyon işlemi, hücre yüzeyinde uygun reseptörlerin bulunması ve virüsün yüzeyindeki maddelerin "tanınması" durumunda mümkündür. Başlangıçtaki adsorpsiyon süreçleri doğası gereği spesifik değildir ve virüs ve hücre yüzeyindeki pozitif ve negatif yüklü grupların elektrostatik etkileşimine dayanabilir. Ancak hücresel reseptörlerin viral proteinler tarafından tanınması ve viral partikülün hücreye bağlanması oldukça spesifik bir işlemdir. Virüsün yüzeyinde bulunan ve hücrenin plazma zarındaki spesifik grupları tanıyan ve viral partikülün kendilerine bağlanmasını sağlayan proteinlere bağlanma proteinleri denir.
Virüsler, yaşamı için gerekli olan hücre maddelerine geçmek üzere tasarlanmış reseptörleri kullanır: besinler, hormonlar, büyüme faktörleri, vb. Reseptörler farklı bir kimyasal yapıya sahip olabilir ve proteinler, proteinlerin ve lipitlerin karbonhidrat bileşeni, lipitler olabilir. İnfluenza virüsleri ve paramiksovirüsler için reseptörler, glikoproteinler ve glikolipitler (gangliosidler) bileşimindeki sialik asittir, rabdovirüsler ve reovirüsler için - aynı zamanda proteinler ve lipitlerin bileşiminde, pikornavirüsler ve adenovirüsler için - proteinler, bazı virüsler için - lipitler . Spesifik reseptörler yalnızca viral partikülün hücre yüzeyine bağlanmasında rol oynamaz. Viral partikülün sonraki kaderini, hücre içi taşınmasını ve virüsün bulaşıcı süreci başlatabildiği sitoplazma ve çekirdeğin belirli bölgelerine dağıtımını belirlerler. Virüs ayrıca spesifik olmayan reseptörlere de bağlanabilir ve hatta hücreye nüfuz edebilir, ancak yalnızca spesifik bir reseptöre bağlanma enfeksiyona yol açacaktır.
Viral partikülün hücre yüzeyine bağlanması başlangıçta viral partikül ile reseptör arasında tek bir bağın oluşmasıyla gerçekleşir. Bununla birlikte, bu tür bir bağlanma kırılgandır ve viral parçacık hücre yüzeyinden kolayca çıkabilir; bu, tersine çevrilebilir bir adsorpsiyondur. Geri dönüşü olmayan adsorpsiyonun meydana gelmesi için viral partikül ile birçok reseptör molekülü arasında çoklu bağların ortaya çıkması, yani stabil çok değerlikli bağlanmanın meydana gelmesi gerekir. Adsorpsiyon bölgelerindeki hücresel reseptör moleküllerinin sayısı 3000'e kadar ulaşabilir. Viral partikülün multivalent bağlanma sonucu hücre yüzeyine stabil bağlanması, plazma zarının lipit çift katmanındaki reseptör moleküllerinin serbest hareket etme olasılığı nedeniyle oluşur. protein-lipid tabakasının hareketliliği, "akışkanlığı" ile belirlenir. Lipid akışkanlığında bir artış, bir virüsün bir hücre ile etkileşimindeki en erken olaylardan biridir; bu, virüsün hücre yüzeyi ile temas ettiği yerde reseptör alanlarının oluşması ve viral partikülün hücre yüzeyine stabil bir şekilde bağlanmasıyla sonuçlanır. ortaya çıkan gruplar.
Hücre yüzeyindeki spesifik reseptörlerin sayısı hücre başına 104 ile 105 arasında değişmektedir. Bazı virüslerin reseptörleri yalnızca sınırlı sayıda konakçı hücrede mevcut olabilir ve bu, vücudun belirli bir virüse karşı duyarlılığını belirleyebilir. Örneğin, picornavirüsler yalnızca primat hücrelerine adsorbe olur. Aksine, diğer virüslere yönelik reseptörler, örneğin sialil içeren bileşikler olan ortomiksovirüsler ve paramiksovirüslere yönelik reseptörler gibi çeşitli türlerin hücrelerinin yüzeyinde yaygın olarak temsil edilir. Bu nedenle bu virüsler, viral partiküllerin adsorpsiyonunun meydana gelebileceği nispeten geniş bir hücre aralığına sahiptir. Son derece geniş bir konakçı yelpazesinin hücreleri, bir dizi togavirüs için reseptörlere sahiptir: bu virüsler, hem omurgalıların hem de omurgasızların hücrelerini adsorbe edebilir ve enfekte edebilir.
II. Virüsün hücreye nüfuz etmesi.
Tarihsel olarak, hayvan virüslerinin hücrelere nüfuz etmesi için iki alternatif mekanizma fikri vardı - viropeksis (endositoz) ve viral ve hücresel zarların füzyonu yoluyla. Ancak bu mekanizmaların her ikisi de birbirini dışlamaz, aksine tamamlar.
"Viropeksis" terimi, viral partikülün, plazma zarının bir bölümünün yayılması ve viral partikülü içeren bir vakuol oluşması sonucunda sitoplazmaya girmesi anlamına gelir.
Reseptör endositozu. Viropexis, reseptör veya adsorpsiyon endositozunun özel bir durumudur. Bu süreç, besleyici ve düzenleyici proteinlerin, hormonların, lipoproteinlerin ve hücre dışı sıvıdan gelen diğer maddelerin hücreye girdiği yaygın bir mekanizmadır. Reseptör endositozu, sitoplazmik tarafta büyük moleküler ağırlığa sahip özel bir protein olan klatrin ile kaplanmış özel çukurların bulunduğu plazma zarının özel alanlarında meydana gelir. Çukurun dibinde spesifik reseptörler var. Çukurlar hızlı istilaya ve klatrin kaplı hücre içi vakuollerin oluşumuna izin verir. Bir maddenin bu mekanizma ile hücreye nüfuz etmesinin yarı ömrü, adsorpsiyon anından itibaren 10 dakikayı geçmez. Bir dakikada oluşan vakuol sayısı 2000'in üzerine çıkmaktadır. Dolayısıyla reseptör endositozu, yabancı maddelerin hücreye hızlı bir şekilde nüfuz etmesini sağlayan iyi koordine edilmiş bir mekanizmadır.
Kaplanmış vakuoller diğer daha büyük sitoplazmik vakuollerle birleşerek reseptör içeren reseptörler oluşturur, ancak klatrin oluşturmaz ve bunlar da lizozomlarla birleşir. Bu şekilde hücreye giren proteinler genellikle lizozomlara taşınır ve burada amino asitlere parçalanır; lizozomları atlayabilir ve hücrenin diğer kısımlarında bozulmamış bir biçimde birikebilirler. Reseptör endositozuna bir alternatif, membranın özel alanlarında invaginasyon meydana gelmediğinde sıvı endositozdur. Zarflı ve zarfsız hayvan virüslerinin çoğu, reseptör endositozu mekanizması yoluyla hücreye girer. Endositoz, viral partikülün endositik vakuol içinde hücre içi taşınmasını sağlar, çünkü vakuol herhangi bir yönde hareket edebilir ve hücre zarlarıyla (nükleer membran dahil) birleşerek viral partikülü karşılık gelen hücre içi bölgelerde serbest bırakır. Bu şekilde örneğin nükleer virüsler çekirdeğe, reovirüsler ise lizozomlara girer. Ancak hücreye giren viral partiküller vakuolün içinde yer alır ve duvarları sayesinde sitoplazmadan ayrılır. Bulaşıcı bir sürece neden olabilmeleri için bir dizi aşamadan geçmeleri gerekir.
Viral ve hücresel membranların füzyonu. Virüsün iç bileşeninin hücre zarından geçmesi için virüs, zar füzyonu mekanizmasını kullanır. Zarflı virüslerde füzyon, viral füzyon proteininin hücre zarı lipitleri ile nokta etkileşiminden kaynaklanır, bunun sonucunda viral lipoprotein zarfı hücre zarı ile bütünleşir ve virüsün iç bileşeni diğerinde görünür. taraf. Zarfsız virüslerde yüzey proteinlerinden biri hücre zarı lipitleriyle de etkileşime girerek iç bileşenin zardan geçmesine neden olur. Hayvan virüslerinin çoğu sitozole reseptozomdan girer.
Endositoz sırasında viral parçacık pasif bir yolcu ise, füzyon sırasında süreçte aktif bir katılımcı haline gelir. Füzyon proteini yüzey proteinlerinden biridir. Bugüne kadar bu protein yalnızca paramiksovirüslerde ve ortomiksovirüslerde tanımlanmıştır. Paramiksovirüslerde bu protein (P proteini), viral partikülün yüzeyinde bulunan iki glikoproteinden biridir. İnfluenza virüsündeki füzyon proteininin işlevi, küçük hemaglutinasyon alt birimi tarafından gerçekleştirilir.
Paramiksovirüsler nötr pH'ta membran füzyonunu indükler ve bu virüslerin iç bileşeni hücreye doğrudan plazma membranından girebilir. Ancak zarflı ve zarfsız virüslerin çoğu, yalnızca 5,0 ila 5,75 arasındaki düşük pH değerlerinde membran füzyonunu indükler. Hücrelere, endositik vakuollerde pH'ı 6.0'a çıkaran zayıf bazlar (amonyum klorür, klorokin vb.) eklenirse, membran füzyonu gerçekleşmez, vakuollerde viral parçacıklar kalır ve enfeksiyon süreci meydana gelmez. Membran füzyonunun pH değerlerine sıkı bağımlılığı, viral füzyon proteinlerindeki konformasyonel değişikliklerden kaynaklanmaktadır.
Lizozom her zaman düşük bir pH değerine (4.9) sahiptir. Endositik vakuolde (reseptozom), kaplanmış bir vakuol oluşumu sırasında hücre yüzeyinde ATP'ye bağımlı bir "proton pompası" tarafından asitleşme oluşturulur. Düşük pH, ligandın reseptörden ayrılmasını ve reseptörlerin geri dönüşümünü teşvik ettiğinden, endositik vakuolün asitleştirilmesi hücreye giren fizyolojik ligandlar için büyük önem taşır.
Viral ve hücresel membranların füzyonunun altında yatan aynı mekanizma, virüsün neden olduğu hemolizi ve komşu hücrelerin plazma membranlarının çok çekirdekli hücrelerin, semplastların ve sinsitinin oluşumu ile füzyonunu belirler. Virüsler iki tür hücre füzyonuna neden olur: 1) “dışarıdan füzyon” ve 2) “içeriden füzyon”. “Dışarıdan füzyon” enfeksiyon sıklığı yüksek olduğunda ortaya çıkar ve enfeksiyondan sonraki ilk saatlerde tespit edilir. Paramiksovirüsler için tanımlanan bu tür füzyona, enfekte eden virüsün proteinleri neden olur ve viral bileşenlerin hücre içi sentezini gerektirmez. Buna karşılık, "içeriden füzyon" düşük enfeksiyon çeşitliliğinde meydana gelir, enfeksiyon sürecinin nispeten geç aşamalarında tespit edilir ve yeni sentezlenen viral proteinlerden kaynaklanır. Birçok virüs için "içeriden füzyon" tanımlanır: herpes virüsleri, onkovirüsler, yavaş enfeksiyonların patojenleri vb. Bu tür füzyona, virüsün hücreye nüfuz etmesini sağlayan aynı viral glikoproteinler neden olur.
III. Soyunma - virüsün proteinden arındırılması
Hücreye giren viral partiküllerin bulaşıcı bir sürece neden olabilmesi için soyunması gerekir. Soyunmanın amacı viral genomun ekspresyonunu engelleyen viral koruyucu membranların uzaklaştırılmasıdır. Soyunmanın bir sonucu olarak virüsün iç bileşeni salınır ve bu da bulaşıcı bir sürece neden olabilir. Soyunmaya bir dizi karakteristik özellik eşlik eder: viral partikülün parçalanmasının bir sonucu olarak, bulaşıcı aktivite kaybolur, bazı durumlarda nükleazlara karşı duyarlılık ortaya çıkar, antikorların nötrleştirici etkisine karşı direnç oluşur ve bir sayı kullanıldığında ışığa duyarlılık kaybolur. uyuşturucudan.
Soyunmanın son ürünleri çekirdekler, nükleokapsidler veya nükleik asitlerdir. Bazı virüsler için soyunma ürününün çıplak nükleik asitler değil, dahili viral proteinle ilişkili nükleik asitler olduğu gösterilmiştir. Örneğin, pikornavirüslerin son ürünü, VPg proteinine kovalent olarak bağlanan RNA'dır; adenovirüslerin son ürünü, dahili viral proteinlerden birine kovalent olarak bağlanan DNA'dır.
Bazı durumlarda virüslerin bulaşıcı bir sürece neden olma yeteneği, belirli bir sistemin hücresinde soyulma olasılığı ile belirlenir. Dolayısıyla bu aşama enfeksiyonu sınırlayan aşamalardan biridir.
Bir dizi virüsün soyulması, hücre içindeki özel alanlarda (lizozomlar, Golgi aparatının yapıları, perinükleer boşluk, nükleer membrandaki nükleer gözenekler) meydana gelir. Viral ve hücresel membranlar birleştiğinde hücreye giriş soyunma ile birleştirilir.
Soyunma ve hücre içi aktarım birbiriyle ilişkili süreçlerdir: Soyunma bölgelerine uygun hücre içi aktarım bozulursa viral parçacık lizozoma girer ve lizozomal enzimler tarafından yok edilir.
Üremenin ikinci aşaması .
I. Transkripsiyon.
Transkripsiyon, 3-5'fosfodiester köprüleri oluşturarak nükleotidleri bağlayan özel bir enzim olan RNA polimeraz kullanılarak gerçekleştirilir. Bu bağlanma yalnızca bir DNA şablonunun varlığında gerçekleşir.
Hücredeki transkripsiyon ürünleri mRNA'dır. Genetik bilginin taşıyıcısı olan hücresel DNA, protein sentezini doğrudan programlayamaz. Genetik bilginin DNA'dan ribozomlara aktarımı bir RNA habercisi tarafından gerçekleştirilir. Bu, aşağıdaki formülle ifade edilen, moleküler biyolojinin merkezi dogmasının temelidir:
DNA - transkripsiyon - RNA - çeviri - protein,
okların genetik bilginin aktarım yönünü gösterdiği yer.
Genetik bilginin virüslerde uygulanması. Viral genomun mRNA sentezine ilişkin stratejisi farklı virüsler için farklıdır. DNA virüslerinde mRNA, DNA iplikçiklerinden birinin şablonu üzerinde sentezlenir. Genetik bilginin aktarımının formülü hücredekiyle aynıdır:
DNA - transkripsiyon - RNA - çeviri - protein.
Çekirdekte üreyen DNA virüsleri, transkripsiyon için hücresel polimerazı kullanır. Bu virüsler arasında papovavirüsler, adenovirüsler ve herpes virüsleri bulunur. Sitoplazmada üreyen DNA virüsleri, çekirdekte bulunan hücresel enzimi kullanamaz. Genomlarının transkripsiyonu, virüsün bir parçası olarak hücreye nüfuz eden virüse özgü bir enzim olan DNA polimeraz tarafından gerçekleştirilir. Bu virüsler arasında çiçek hastalığı virüsleri ve iridovirüsler bulunur.
Viral genomun transkripsiyonunu yapan enzimler. Bir dizi DNA içeren virüsün transkripsiyonu - papovavirüsler, adenovirüsler, herpes virüsleri, parvovirüsler, hepadnavirüsler. Hücre çekirdeğinde gerçekleştirilir ve bu süreçte hücresel transkripsiyon mekanizmaları yaygın olarak kullanılır - transkripsiyon enzimleri ve transkriptlerin daha fazla modifikasyonu. Bu virüslerin transkripsiyonu, hücresel genomu kopyalayan bir enzim olan hücresel RNA polimeraz II tarafından gerçekleştirilir. Bununla birlikte, özel bir adenovirüs transkript grubu, başka bir hücresel enzim olan RNA polimeraz III kullanılarak sentezlenir. DNA içeren hayvan virüslerinin diğer iki ailesinde, çiçek hastalığı virüsleri ve iridovirüslerde, transkripsiyon sitoplazmada meydana gelir. Sitoplazmada hücresel polimeraz bulunmadığından, bu virüslerin transkripsiyonu özel bir viral enzim olan viral RNA polimerazı gerektirir. Bu enzim yapısal bir viral proteindir.
Transkripsiyonun düzenlenmesi. Viral genomun transkripsiyonu, bulaşıcı döngü boyunca sıkı bir şekilde düzenlenir. Düzenleme hem hücresel hem de virüse özgü mekanizmalar tarafından gerçekleştirilir. Bazı virüslerde, özellikle DNA içerenlerde, üç transkripsiyon dönemi vardır: çok erken, erken ve geç. Bu virüsler arasında çiçek hastalığı virüsleri, herpes virüsleri, papovavirüsler ve adenovirüsler bulunur. Ultra erken ve erken transkripsiyonun bir sonucu olarak, ultra erken ve erken genler seçici olarak okunarak ultra erken veya erken mRNA'lar oluşturulur. Geç transkripsiyon sırasında viral genomun başka bir kısmı olan geç genler okunur ve geç mRNA'lar üretilir. Geç genlerin sayısı genellikle erken genlerin sayısından fazladır. Çok erken dönem genlerin çoğu yapısal olmayan proteinlere (viral genomun transkripsiyon ve replikasyonunun enzimleri ve düzenleyicilerine) yönelik genlerdir. Bunun aksine, geç genler genellikle yapısal proteinlere yönelik genlerdir. Tipik olarak, geç transkripsiyon tüm genomu okur, ancak geç gen transkripsiyonunun baskın olduğu bir durumdur.
Nükleer virüslerde transkripsiyonu düzenleyen bir faktör, transkriptlerin çekirdekten sitoplazmaya, mRNA'nın işleyiş bölgesine - polisomlara taşınmasıdır.
Herpes virüslerinin ultra-erken transkripsiyonunun ürünü A-proteinleridir. Bunlardan bir veya daha fazlasının işlevi, P proteinlerini kodlayan bir sonraki gen grubunun transkripsiyonu için gereklidir. Buna karşılık P proteinleri, U proteinlerini kodlayan son grup geç genlerin transkripsiyonunu etkinleştirir. Bu tür düzenlemeye “kademeli” denir.
II. Yayın.
Bu, mRNA'da bulunan genetik bilginin, sentezlenen virüse özgü proteinlerdeki belirli bir amino asit dizisine dönüştürülmesi işlemidir. Hücrede protein sentezi, mRNA'nın ribozomlar üzerinde çevrilmesi sonucu oluşur. Ribozomlarda bilgi akışı (mRNA'da), transfer RNA'yı (tRNA) getiren amino asitlerin akışıyla birleşir. Hücrede çok sayıda farklı tRNA vardır. Her amino asidin kendine ait tRNA'sı olmalıdır.
TRNA molekülü, akçaağaç yaprağı şeklinde karmaşık bir yapıya sahip, tek sarmallı bir RNA'dır.
Belirli bir tRNA ve amino asidin bağlanması, aminoasil sentetaz enzimi tarafından gerçekleştirilir. TRNA'nın bir ucu amino asitlere, diğer ucu ise tamamlayıcı oldukları mRNA'nın nükleotitlerine bağlanır. Bir mRNA üzerindeki üç nükleotid, bir amino asidi kodlar ve "üçlü" veya "kodon" olarak adlandırılır ve bir tRNA üzerindeki tamamlayıcı üç nükleotid, "antikodon" olarak adlandırılır.
Transkripsiyon süreci üç aşamadan oluşur: uzama başlangıcı, sonlanma.
Çevirinin başlatılması, mRNA'nın ribozom tarafından tanınmasına ve özel bölgelerine bağlanmasına dayanan çeviri sürecinin en kritik aşamasıdır. Ribozom, mRNA'yı 5' ucundaki başlık aracılığıyla tanır ve çeviriyi başlatacak olan başlangıç kodonuna ulaşana kadar 3' ucuna doğru kayar. Ökaryotik bir hücrede başlatma kodonları, metiyonini kodlayan AUG (adenin, urasil, guanin) kodonlarıdır. Tüm polipeptit zincirlerinin sentezi metionin ile başlar. Viral ve RNA'nın ribozom tarafından spesifik olarak tanınması, virüse özgü başlatıcı faktörler nedeniyle gerçekleştirilir.
İlk olarak küçük ribozomal alt birim mRNA'ya bağlanır. Küçük ribozomal alt üniteli mRNA kompleksi, çevirinin başlatılması için gerekli diğer bileşenlerle birleştirilir. Bunlar "başlatıcı faktörler" adı verilen çeşitli protein molekülleridir. Bunlardan prokaryotik bir hücrede en az üç, ökaryotik bir hücrede ise dokuzdan fazlası bulunur. Başlatıcı faktörler, spesifik mRNA'ların ribozom tarafından tanınmasını belirler. Bunun sonucunda çevirinin başlaması için gerekli olan ve “başlatma kompleksi” adı verilen bir kompleks oluşur. Başlatma kompleksi şunları içerir: mRNA; küçük ribozomal alt birim; bir başlatıcı amino asit taşıyan aminoasil-tRNA; başlatıcı faktörler; birkaç GTP molekülü (guanozin trifosfat).
Ribozomda bilgi akışı amino asitlerin akışıyla birleşir. Aminoasil-tRNA'nın büyük ribozomal alt ünitenin A merkezine girişi, tanımanın bir sonucudur ve antikodonu, küçük ribozomal alt ünitede yer alan mRNA'nın kodonu ile etkileşime girer. MRNA bir kodonu hareket ettirdiğinde, tRNA peptidil merkezine (P merkezi) aktarılır ve amino asidi, ilk peptid bağını oluşturmak için başlatıcı amino asitle birleşir. Amino asit içermeyen tRNA ribozomu terk eder ve tekrar spesifik amino asitlerin taşınmasında görev yapabilir. Onun yerine A merkezinden P merkezine yeni bir tRNA aktarılır ve yeni bir peptid bağı oluşur. A merkezinde, karşılık gelen tRNA'nın hemen katıldığı boş bir mRNA kodonu belirir ve büyüyen polipeptit zincirine yeni amino asitler eklenir.
Çeviri uzaması, bir peptit bağı kullanılarak yeni amino asitlerin eklenmesine dayalı olarak polipeptit zincirinin uzatılması, arttırılması işlemidir. MRNA zinciri sürekli olarak ribozom boyunca çekilir ve içerdiği genetik bilginin kodu çözülür. Genellikle mRNA, her biri bu mRNA tarafından kodlanan aynı polipeptit zincirini sentezleyen birkaç ribozom üzerinde aynı anda işlev görür.
Çevirinin sona ermesi, ribozomun mRNA'daki sonlandırma kodonuna (UAA, UGA, UAG) ulaştığı anda gerçekleşir. Çeviri durur ve polipeptit zinciri poliribozomdan salınır. Çevirinin bitiminden sonra poliribozomlar, yeni poliribozomların parçası olabilecek alt birimlere ayrılır.
Her RNA birden fazla ribozom üzerinde görev yapar. Tek bir mRNA molekülü üzerinde çalışan bir grup ribozom, poliribozom veya polisom olarak adlandırılır. Polizomlar 4-6 ila 20 veya daha fazla ribozomdan oluşabilir.
Virüse özgü polisomlar serbest veya membrana bağlı olabilir. İç proteinler genellikle serbest polisomlarda sentezlenir; glikoproteinler her zaman membrana bağlı polisomlarda sentezlenir.
Bir hayvan virüsünün genomu birden fazla proteini kodlayan bir molekül tarafından temsil edildiğinden, virüsler ya bir dev öncü polipeptidi kodlayan uzun bir mRNA'yı sentezleme ihtiyacıyla karşı karşıyadır; bu daha sonra belirli noktalarda işlevsel olarak aktif proteinlere kesilmelidir ya da Her biri bir proteini kodlayan kısa monosistronik mRNA'lar. Dolayısıyla viral proteinleri oluşturmanın iki yolu vardır:
birincisi - mRNA, sentezden sonra sırayla olgun fonksiyonel olarak aktif proteinlere kesilen dev bir öncü polipeptide çevrilir;
ikincisi, mRNA, olgun proteinleri veya sentezden sonra yalnızca hafifçe değiştirilen proteinleri oluşturmak üzere çevrilir.
İlk çeviri yöntemi, RNA içeren artı iplikçikli virüslerin (pikornavirüsler ve togavirüsler) karakteristiğidir. Onların mRNA'sı, ribozomal "taşıyıcıdan" sürekli bir şerit şeklinde kayan ve gerekli boyutta ayrı proteinler halinde kesilen, poliprotein adı verilen dev bir polipeptit zincirine çevrilir. Viral proteinlerin kesilmesi, hem virüse özgü hem de hücresel proteazlar tarafından gerçekleştirilen çok adımlı bir işlemdir.
İkinci protein oluşumu yöntemi, DNA içeren virüslerin ve çoğu RNA içeren virüsün karakteristiğidir. Bu yöntemle genomun (gen) bir bölgesinin seçici transkripsiyonu sonucu kısa monosistronik mRNA'lar sentezlenir. Ancak bu virüsler, translasyon sonrası protein kesme mekanizmasını yoğun şekilde kullanır.
Ökaryotik bir hücrede, viral olanlar da dahil olmak üzere pek çok protein, translasyon sonrası modifikasyonlara uğrar; olgun, işlevsel olarak aktif proteinler genellikle yeni sentezlenen öncülleriyle aynı değildir. Yaygın translasyon sonrası kovalent modifikasyonlar arasında glikosilasyon, asilasyon, metilasyon, sülfonasyon (disülfür bağlarının oluşumu), proteolitik kesme ve son olarak fosforilasyon yer alır. Sonuç olarak, genetik olarak kodlanmış 20 amino asit yerine, ökaryotların farklı organlarının çeşitli hücrelerinden yaklaşık 140 amino asit türevi izole edildi.
Glikosilasyon. Karmaşık RNA ve DNA içeren virüsler, kovalent olarak bağlı karbonhidrat yan zincirleri - glikoproteinler içeren proteinler içerir. Glikoproteinler viral zarfların içinde bulunur ve viral partiküllerin yüzeyinde bulunur.
Polipeptitlerin glikosilasyonu, ilk aşamaları zaten polipeptit sentezi sürecinde başlayan karmaşık, çok aşamalı bir işlemdir ve ilk karbonhidrat kalıntısı, henüz ribozomdan ayrılmamış polipeptit zincirine eklenir. Glikozilasyonun sonraki aşamaları, polipeptidin plazma zarına taşınması sırasında karbonhidrat zincirine karbonhidrat kalıntılarının ardışık olarak eklenmesiyle meydana gelir. Karbonhidrat kalıntıları birer birer eklenir ve yalnızca oligosakarit zincirinin sentezi başlatıldığında "blok" aktarılır. Karbonhidrat zincirinin nihai oluşumu, viral partikülün bir araya gelmesinden önce plazma zarında tamamlanabilir.
Glikosilasyon taşımayı etkiler; ayrıca taşıma, aşamalı glikosilasyona sahip glikoproteinler için ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bunun ikna edici kanıtı glikosilasyon inhibitörlerinin viral üreme üzerindeki etkisidir; sentezlerini bozmadan veya engellemeden polipeptitlerin taşınmasını tamamen baskılarlar.
Glikozilasyon, uygun inhibitörler (2-deoksiglukoz, antibiyotik tunikamisin gibi şeker analogları) tarafından baskılandığında, mixo-, rabdo- ve α-virüslerinin viryonlarının birleşimi bloke edilir veya herpes virüslerinin ve onkovirüslerin bulaşıcı olmayan virionları oluşur. .
Sülfonasyon. Karmaşık RNA ve DNA virüslerinin bazı proteinleri, çeviriden sonra sülfonlanır. Çoğu zaman, glikoproteinler sülfonasyona uğrar ve sülfat grubu, glikoproteinin karbonhidrat kalıntılarına bağlanır.
Asilasyon. Karmaşık RNA içeren virüslerin bir dizi glikoproteini (influenza virüsünün HA2'si, veziküler stomatit virüsünün G proteini, Newcastle hastalığı virüsünün HN proteini, vb.) kovalent olarak bağlı 1-2 molekül yağ asidi içerir.
Kesme. Birçok viral protein ve özellikle de glikoproteinler, ancak proteolitik enzimler tarafından belirli noktalarda kesildikten sonra fonksiyonel aktivite kazanır. Kesme, ya iki fonksiyonel protein alt biriminin (örneğin, influenza virüsü hemaglutinininin büyük ve küçük alt birimleri, Semliki Orman virüsünün iki glikoproteini (E2 ve E3)) oluşmasıyla ya da işlevsel olarak aktif bir proteinin oluşumuyla gerçekleşir ve inaktif bir enzim, örneğin paramiksovirüslerin F ve HN proteinleri. Dilimleme genellikle hücresel enzimler tarafından yapılır. Glikoproteinlere sahip birçok karmaşık hayvan virüsünde, aktif bağlanma proteinlerinin ve füzyon proteinlerinin oluşumu ve dolayısıyla virüslerin bir hücreyi enfekte etme yeteneği kazanması için kesme işlemi gereklidir. Viral parçacık ancak bu proteinleri kestikten sonra bulaşıcı hale gelir. Böylece, hücresel enzimler kullanılarak gerçekleştirilen bir dizi virüsün proteolitik aktivasyonundan bahsedebiliriz.
Fosforilasyon. Fosfoproteinler, yapı olarak basit ve karmaşık olan hemen hemen tüm hayvan virüslerinde (RNA) ve DNA içeren virüslerde bulunur. Protein kinazlar çoğu virüste bulunur, ancak fosforilasyon hem viral hem de hücresel enzimler tarafından gerçekleştirilebilir. Tipik olarak viral genomla ilişkili ve ekspresyonunda düzenleyici rol oynayan proteinler fosforile edilir. İnterferonun aktif etki mekanizması fosforilasyon süreci ile ilişkilidir.
III. Çoğaltma.
Replikasyon, genoma homolog olan nükleik asit moleküllerinin sentezidir. Hücrede DNA replikasyonu meydana gelir ve bunun sonucunda çift sarmallı yavru DNA oluşur. Çoğaltma, DNA'nın bükülmemiş kısımlarında meydana gelir ve her iki şeritte de 5' ucundan 3' ucuna kadar aynı anda gerçekleşir.
DNA'nın iki ipliği zıt kutuplara sahip olduğundan ve replikasyon bölgesi (çatal) aynı yönde hareket ettiğinden, bir iplikçik ters yönde, Okazaki fragmanları adı verilen (bu modeli ilk öneren bilim adamının adını taşıyan) ayrı parçalar halinde inşa edilir. Sentezden sonra Okazaki fragmanları ligaz yoluyla tek bir zincir halinde "çapraz bağlanır".
DNA replikasyonu DNA polimerazlar tarafından gerçekleştirilir. Replikasyonu başlatmak için, primer adı verilen bir DNA şablonu üzerindeki kısa bir RNA bölümünün ön sentezi gereklidir. DNA zincirinin sentezi primer ile başlar, ardından RNA hızla büyüyen bölgeden uzaklaştırılır.
Viral DNA'nın replikasyonu. DNA virüslerinin genomunun replikasyonu esas olarak hücresel fragmanlar tarafından katalize edilir ve mekanizması, hücresel DNA replikasyonu mekanizmasına benzer.
Yeni sentezlenen her DNA molekülü bir ebeveyn ve yeni sentezlenen bir iplikten oluşur. Bu kopyalama mekanizmasına yarı korunumlu denir.
Dairesel çift sarmallı DNA içeren virüslerde (papovavirüsler), DNA iplikçiklerinden biri kesilir, bu da molekülün belirli bir bölümündeki süper bobinlerin çözülmesine ve çıkarılmasına yol açar.
Molekülün aşırı sarmal alt kısmı, geniş bir alan üzerindeki bükülmemiş kısmı ve yeni oluşan replikasyon döngüleri görülebilmektedir.
Tek sarmallı DNA'nın (parvovirüs ailesi) replikasyonu sırasında ara replikatif formlar olan çift sarmallı formlar oluşur.
Replikatif kompleksler. Ortaya çıkan DNA ve RNA şeritleri bir süre matris ile ilişkili kaldığından, enfekte olmuş hücrede, genomun tüm replikasyon sürecinin (ve bazı durumlarda ayrıca transkripsiyonun) gerçekleştirildiği replikatif kompleksler oluşur. Replikatif kompleks, şablonla ilişkili genomu, replikazı ve yeni sentezlenmiş nükleik asit zincirlerini içerir. Yeni sentezlenen genomik moleküller hemen viral proteinlerle birleşir, böylece antijenler replikasyon komplekslerinde bulunur. Çoğaltma işlemi sırasında, replikatif öncü olarak adlandırılan, tek sarmallı "kuyruklara" sahip, kısmen çift sarmallı bir yapı ortaya çıkar.
Replikasyon kompleksleri, önceden var olan veya virüs kaynaklı hücresel yapılarla ilişkilidir. Örneğin, pikornavirüslerin replikatif kompleksleri, endoplazmik retikulumun zarlarıyla, çiçek hastalığı virüslerinin sitoplazmik matrisiyle ilişkilidir; çekirdeklerdeki adenovirüslerin ve herpes virüslerinin replikatif kompleksleri, yeni oluşan fibröz yapılarla ilişkilidir ve aşağıdakilerle ilişkilidir: nükleer membranlar. Enfekte olmuş hücrelerde, replikasyon komplekslerinin ilişkili olduğu hücresel yapıların proliferasyonu veya bunların önceden var olan materyalden oluşumu artabilir. Örneğin pikornavirüslerle enfekte olmuş hücrelerde pürüzsüz zarların çoğalması meydana gelir. Reovirüslerle enfekte olmuş hücrelerde mikrotübül birikimi gözlenir; Çiçek hastalığı virüsleri ile enfekte olmuş hücrelerde sitoplazmik matris oluşumu meydana gelir.
Replikasyon komplekslerinde, genomik moleküllerin senteziyle eş zamanlı olarak transkripsiyon meydana gelir ve nükleokapsidlerin ve çekirdeklerin birleşmesi ve bazı enfeksiyonlarda viral partiküller meydana gelir.
Çoğaltmanın düzenlenmesi. Yeni oluşan genomik RNA molekülü çeşitli şekillerde kullanılabilir. Kapsid proteinleri ile birleşebilir ve viryonun bir parçası haline gelebilir, yeni genomik moleküllerin sentezi için bir şablon görevi görebilir veya mRNA oluşumu için son olarak "artı" iplikçikli virüslerde mRNA işlevlerini yerine getirebilir ve bağlanabilir. ribozomlara. Hücrede genomik moleküllerin kullanımını düzenleyen mekanizmalar vardır. Düzenleme, kendi kendini düzenleme ilkesini takip eder ve protein-nükleik asit ve protein-protein tanıma olasılığı nedeniyle viral RNA ve proteinlerin etkileşimi yoluyla gerçekleştirilir. Örneğin, pikornavirüslerin terminal proteininin rolü, mRNA'nın translasyonunu engellemek ve viryon oluşumu için molekülleri seçmektir. Genomik RNA'nın 5' ucuna bağlanan protein, kapsid proteinleri tarafından tanınır ve bu RNA molekülünün katılımıyla viral partikülün birleşmesi için bir sinyal görevi görür. Aynı prensibi kullanarak, genomik RNA molekülleri eksi iplikçikli virüslerden seçilir. RNA molekülü viryonun bir parçasıdır veya replikasyon için bir şablon görevi görür. Transkripsiyona geçmek için protein-nükleik asit etkileşiminin yasaklanması gerekir. Adenovirüs DNA replikasyonu, viral DNA'nın ucuna bağlanan ve replikasyonun başlatılması için gerekli olan bir protein molekülünü içerir. Bu nedenle replikasyonun başlaması için viral proteinlerin sentezi gereklidir: Protein sentezi inhibitörlerinin varlığında transkripsiyondan replikasyona geçiş yoktur.
IV. Viral parçacıkların toplanması.
Hücredeki viral partikül bileşenlerinin sentezi ayrıdır ve çekirdeğin ve sitoplazmanın farklı yapılarında meydana gelebilir. Çekirdeklerde çoğalan virüslere geleneksel olarak nükleer virüsler denir. Bunlar esas olarak DNA içeren virüslerdir: adenovirüsler, papovavirüsler, parvovirüsler, herpes virüsleri.
Sitoplazmada çoğalan virüslere sitoplazmik denir. Bunlar, ortomiksovirüsler ve retrovirüsler hariç, DNA içeren çiçek hastalığı virüsünü ve RNA içeren virüslerin çoğunu içerir. Ancak bu bölünme oldukça görecelidir, çünkü her iki virüsün üremesinde sırasıyla sitoplazmada ve çekirdekte meydana gelen aşamalar vardır.
Çekirdek ve sitoplazmanın içinde virüse özgü moleküllerin sentezi de ayrılabilir. Örneğin bazı proteinlerin sentezi serbest polisomlar üzerinde gerçekleştirilir, bazıları ise membrana bağlı polisomlar üzerinde sentezlenir. Viral nükleik asitler, viral proteinleri sentezleyen polisomlardan uzaktaki hücresel yapılarla birlikte sentezlenir. Bu ayrık üreme yöntemiyle, bir viral partikülün oluşumu, yalnızca viral nükleik asitlerin ve proteinlerin, yeterli konsantrasyonda, hücresel proteinlerin ve nükleik asitlerin çeşitliliğinde birbirini tanıma ve kendiliğinden birbirine bağlanma yeteneğine sahip olması durumunda mümkündür. yani kendi kendine toplanma yeteneğine sahiptirler.
Kendi kendine birleşme, hidrofobik, tuz ve hidrojen bağlarının yanı sıra sterik eşleşmenin bir sonucu olarak ortaya çıkabilen spesifik protein-nükleik asit ve protein-protein tanımaya dayanır. Protein-nükleik asit tanıma, nükleik asit molekülünün küçük bir bölgesi ile sınırlıdır ve viral genomun kodlamayan kısmındaki benzersiz nükleotid dizileri tarafından belirlenir. Genomun bir bölgesinin viral kapsid proteinleri tarafından tanınmasıyla viral partikülün bir araya getirilmesi süreci başlar. Diğer protein moleküllerinin bağlanması, spesifik protein-protein etkileşimleri veya spesifik olmayan protein-nükleik asit etkileşimleri nedeniyle gerçekleştirilir.
Hayvan virüslerinin yapısının çeşitliliği nedeniyle, viryon oluşturma yöntemleri de farklılık gösterir, ancak aşağıdaki genel birleştirme prensipleri formüle edilebilir:
Basit virüslerde proviryonlar oluşur ve bunlar daha sonra protein modifikasyonlarının bir sonucu olarak viryonlara dönüştürülür. Karmaşık virüsler için montaj birden fazla aşamada gerçekleştirilir. İlk olarak, dış kabuk proteinlerinin etkileşime girdiği nükleokapsidler veya çekirdekler oluşur.
Karmaşık virüslerin montajı (çiçek hastalığı virüsleri ve reovirüslerin montajı hariç) hücre zarlarında gerçekleştirilir. Nükleer virüslerin toplanması, nükleer zarların katılımıyla, sitoplazmik virüslerin toplanmasıyla - viral partikülün tüm bileşenlerinin birbirinden bağımsız olarak ulaştığı endoplazmik retikulum veya plazma zarının zarlarının katılımıyla gerçekleşir.
Bir dizi karmaşık virüs, oluşan nükleokapsidler ile viral zarflar arasında aracı görevi gören özel hidrofobik proteinlere sahiptir. Bu tür proteinler, bir takım eksi iplikli virüslerdeki (ortomiksovirüsler, paramiksovirüsler, rabdovirüsler) matris proteinleridir.
Nükleokapsidlerin, çekirdeklerin, proviryonların ve viryonların birleşmesi hücre içi sıvıda meydana gelmez, ancak hücrede önceden mevcut olarak veya virüs tarafından indüklenerek (“fabrikalar”) meydana gelir.
Karmaşık virüsler, parçacıklarını oluşturmak için konakçı hücrenin bir dizi öğesini kullanır; örneğin lipitler, bazı enzimler, DNA genomik 5V40'taki histonlar, zarflı RNA genomik virüslerindeki aktin ve hatta arenovirüslerde ribozomlar bulunur. Hücresel moleküllerin viral partikülde belirli işlevleri vardır, ancak viryona dahil olmaları aynı zamanda bir dizi hücre zarı enziminin veya hücresel nükleik asitlerin dahil edilmesi gibi kazara kontaminasyonun bir sonucu da olabilir.
DNA virüslerinin toplanması. DNA virüslerinin birleştirilmesinde RNA virüslerinin birleştirilmesinden bazı farklılıklar vardır. RNA içeren virüsler gibi, DNA içeren virüslerin birleşmesi de polipeptitlerin bileşiminde olgun viryonlardan farklı olan ara formların oluşmasıyla birlikte çok adımlı bir işlemdir. Birleşmenin ilk aşaması, DNA'nın iç proteinlerle birleşmesini ve çekirdeklerin veya nükleokapsidlerin oluşumunu içerir. Bu durumda DNA önceden oluşturulmuş "boş" kapsidlerle birleştirilir.
DNA'nın kapsidlere bağlanması sonucunda eksik formlar olarak adlandırılan yeni bir ara form sınıfı ortaya çıkar. Farklı DNA içeriklerine sahip tamamlanmamış formlara ek olarak, morfogenezde başka bir ara form daha vardır - olgunlaşmamış viryonlar, kesilmemiş polipeptit öncüleri içermeleri bakımından olgun olanlardan farklıdır. Dolayısıyla virüslerin morfogenezi, proteinlerin modifikasyonu (işlenmesi) ile yakından ilişkilidir.
Nükleer virüslerin birleşmesi çekirdekte, genellikle nükleer membranla birleşmeyle başlar. Herpes virüsünün çekirdekte oluşan ara formları, iç nükleer membran yoluyla perinükleer boşluğa tomurcuklanır ve böylece virüs, nükleer membranın bir türevi olan bir zarf kazanır. Virionların daha fazla tamamlanması ve olgunlaşması, endoplazmik retikulumun zarlarında ve virüsün sitoplazmik veziküllerin bir parçası olarak hücre yüzeyine taşındığı Golgi aparatında meydana gelir.
Tomurcuklanmayan lipid içeren virüslerde - çiçek hastalığı virüsleri, virionların toplanması daha önce tarif edilen sitoplazmik viral "fabrikalarda" meydana gelir. "Fabrikalardaki" virüslerin lipit zarfı, hücresel lipitlerden otonom kendiliğinden birleşmeyle oluşur, bu nedenle zarfların lipit bileşimi, hücresel membranlardaki lipitlerin bileşiminden önemli ölçüde farklıdır.
V. Viral partiküllerin hücreden çıkışı.
Viral neslin hücreden çıkmasının iki yolu vardır:
1) “patlama” ile;
2) tomurcuklanarak.
Patlama yoluyla hücreden çıkış, hücrenin tahrip olması, bütünlüğünün ihlali ile ilişkilidir, bunun sonucunda hücre içinde bulunan olgun viral parçacıklar çevreye düşer. Hücreden çıkmanın bu yöntemi, lipoprotein kabuğu içermeyen virüslerin (picorna-, rheo-, parvo-, papova-, adenovirüsler) karakteristiğidir. Ancak bu virüslerin bir kısmı hücre ölümünden önce hücre yüzeyine taşınabilmektedir. Tomurcuklanarak hücrelerden çıkmak, hücre zarlarının bir türevi olan lipoprotein zarını içeren virüslerin karakteristiğidir. Bu yöntemle hücre uzun süre canlı kalabiliyor ve kaynakları tamamen tükenene kadar viral yavrular üretebiliyor.
Viral üreme süreci 2 aşamaya ayrılabilir . İlk aşama 3 aşamadan oluşuyor: 1) virüsün hassas hücrelere adsorbe edilmesi; 2) virüsün hücreye nüfuz etmesi; 3) virüsün proteinden arındırılması . İkinci aşama viral genomun uygulanması aşamalarını içerir: 1) transkripsiyon, 2) translasyon, 3) replikasyon, 4) viral partiküllerin birleşmesi, olgunlaşması ve 5) virüsün hücreden çıkışı.
Bir virüsün bir hücre ile etkileşimi, adsorpsiyon işlemiyle, yani virüsün hücre yüzeyine bağlanmasıyla başlar.
Adsorpsiyon virion proteininin (antireseptör) hücre yüzeyinin tamamlayıcı yapısına (hücre reseptörü) spesifik bir bağlanmasıdır. Virüslerin sabitlendiği reseptörler, kimyasal yapılarına göre iki gruba ayrılır: mukoprotein ve lipoprotein. Grip virüsleri, parainfluenza ve adenovirüsler mukoprotein reseptörlerine sabitlenir. Enterovirüsler, herpes virüsleri, arbovirüsler hücrenin lipoprotein reseptörlerine adsorbe edilir. Adsorpsiyon yalnızca belirli elektrolitlerin, özellikle de virüsün ve hücre yüzeyinin aşırı anyonik yüklerini nötralize eden ve elektrostatik itmeyi azaltan Ca2+ iyonlarının varlığında meydana gelir. Virüslerin adsorpsiyonu sıcaklığa çok az bağlıdır ve doğası gereği spesifik değildir. yüzey virüsü ve hücre üzerindeki pozitif ve negatif yüklü yapıların elektrostatik etkileşimi sonucu ortaya çıkar ve daha sonra virion bağlanma proteini ile hücrenin plazma zarı üzerindeki spesifik gruplar arasında spesifik bir etkileşim meydana gelir. Basit insan ve hayvan virüsleri, kapsidin bir parçası olarak bağlanma proteinleri içerir. Karmaşık virüslerde bağlanma proteinleri süperkapsidin bir parçasıdır. Filamentler (adenovirüslerdeki lifler) veya miks, retro, rabdo ve diğer virüslerdeki sivri uçlar, mantar benzeri yapılar şeklini alabilirler. Başlangıçta, viryonun reseptör ile tek bir bağlantısı meydana gelir - bu tür bir bağlanma kırılgandır - adsorpsiyon geri dönüşümlüdür. Geri dönüşü olmayan adsorpsiyonun meydana gelmesi için viral reseptör ile hücre reseptörü arasında çoklu bağlantıların, yani stabil multivalent bağlanmanın ortaya çıkması gerekir. Bir hücrenin yüzeyindeki spesifik reseptörlerin sayısı 10 4 -10 5'tir. Arbovirüsler gibi bazı virüslerin reseptörleri. hem omurgalıların hem de omurgasızların hücrelerinde bulunur; diğer virüsler için yalnızca bir veya daha fazla türün hücrelerinde bulunur.
İnsan ve hayvan virüslerinin hücrelere nüfuz etmesi iki şekilde gerçekleşir: 1) viropeksis (pinositoz); 2) viral süperkapsid kabuğunun hücre zarı ile füzyonu. Bakteriyofajların, fajın protein uzantısının kasılmasının bir sonucu olarak hücreye nükleik asit enjekte edildiğinde, şırınga adı verilen kendi penetrasyon mekanizmaları vardır.
Virüsün proteinden arındırılması, viral hemomun viral koruyucu kabuklardan salınması, ya viral enzimlerin yardımıyla ya da hücresel enzimlerin yardımıyla gerçekleşir. Deproteinizasyonun son ürünleri, dahili viral proteinle ilişkili nükleik asitler veya nükleik asitlerdir. Daha sonra viral üremenin ikinci aşaması gerçekleşir ve viral bileşenlerin sentezine yol açar.
Transkripsiyon, bir virüsün DNA'sından veya RNA'sından gelen bilginin, genetik kod yasalarına göre mRNA'ya yeniden yazılmasıdır.
Çeviri, mRNA'da bulunan genetik bilginin belirli bir amino asit dizisine çevrilmesi işlemidir.
Replikasyon, viral genoma homolog olan nükleik asit moleküllerinin sentezlenmesi işlemidir.
Genetik bilginin DNA içeren virüslerde uygulanması hücrelerdekiyle aynıdır:
DNA transkripsiyonu i-RNA çeviri proteini
RNA transkripsiyonu i-RNA çeviri proteini
Pozitif RNA genomuna sahip virüsler (togavirüsler, pikornavirüsler) transkripsiyondan yoksundur:
RNA çeviri proteini
Retrovirüslerin genetik bilgiyi aktarmanın benzersiz bir yolu vardır:
RNA ters transkripsiyon DNA transkripsiyonu mRNA çeviri proteini
DNA, konakçı hücrenin (provirüs) genomuyla bütünleşir.
Hücre viral bileşenleri biriktirdikten sonra viral üremenin son aşaması başlar: viral partiküllerin toplanması ve viryonların hücreden salınması. Viryonlar hücreden iki şekilde çıkar: 1) hücreyi "patlatarak", bunun sonucunda hücre yok edilir. Bu yol, basit virüslerin (pikorna-, reo-, papova- ve adenovirüsler) doğasında vardır, 2) tomurcuklanarak hücrelerden çıkar. Süperkapsid içeren virüslerin yapısında bulunur. Bu yöntemle hücre hemen ölmez ve kaynakları tükenene kadar birden fazla viral yavru üretebilir.
Virüs yetiştirme yöntemleri
Laboratuvar koşullarında virüs yetiştirmek için aşağıdaki canlı nesneler kullanılır: 1) hücre kültürleri (dokular, organlar); 2) tavuk embriyoları; 3) laboratuvar hayvanları.
Hücre kültürü
En yaygın olanı, 1) birincil (öncelikle trypsinizlenmiş), 2) yarı sürekli (diploid) ve 3) sürekli olarak bölünebilen tek katmanlı hücre kültürleridir.
Kökene göre embriyonik, tümör ve yetişkin organizmalardan olmak üzere sınıflandırılırlar; morfogenez yoluyla- fibroblastik, epitelyal vb.
Öncelik Hücre kültürleri, özel bir besin ortamı ile kaplanmış plastik veya cam bir yüzey üzerinde tek tabaka halinde büyüyebilme yeteneğine sahip, herhangi bir insan veya hayvan dokusunun hücreleridir. Bu tür mahsullerin ömrü sınırlıdır. Her özel durumda, mekanik öğütme, proteolitik enzimlerle işlemden geçirme ve hücre sayısının standardizasyonu sonrasında dokudan elde edilirler. Maymun böbreklerinden, insan embriyonik böbreklerinden, insan amniyonundan ve tavuk embriyolarından elde edilen birincil kültürler, virüslerin izolasyonu ve birikiminin yanı sıra viral aşıların üretiminde de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yarı deri (veya diploit ) hücre kültürleri - orijinal diploid kromozom setlerini korurken, in vitro 50-100 geçişe kadar dayanabilen aynı tipteki hücreler. İnsan embriyonik fibroblastlarının diploid suşları hem viral enfeksiyonların teşhisinde hem de viral aşıların üretiminde kullanılmaktadır.
Sürekli hücre çizgileri potansiyel ölümsüzlük ve bir heteroploid karyotip ile karakterize edilir.
Nakledilebilir soyların kaynağı birincil hücre kültürleri (örneğin, bir günlük Suriye hamsterinin böbreklerinden SOC, PES, BHK-21; bir kobayın böbreğinden PMS, vb.) tek tek hücreler olabilir. in vitro sonsuz üreme eğilimi gösteren. Hücrelerde bu tür özelliklerin ortaya çıkmasına yol açan değişiklikler kümesine dönüşüm, sürekli doku kültürlerinin hücrelerine ise dönüştürülmüş denir.
Nakledilebilir hücre dizilerinin başka bir kaynağı da malign neoplazmlardır. Bu durumda hücre dönüşümü in vivo olarak gerçekleşir. Aşağıdaki nakledilen hücre dizileri virolojik uygulamada en sık kullanılır: HeLa - rahim ağzı karsinomundan elde edilir; Ner-2 - laringeal karsinomdan; Detroit-6 - akciğer kanseri metastazından kemik iliğine; RH - insan böbreğinden.
Hücre ekimi için, amaçlarına göre büyüme ve destekleyici ortamlara ayrılan besin ortamları gereklidir. Büyüme ortamının, aktif hücre çoğalmasının tek tabaka oluşturmasını sağlamak için daha fazla besin içermesi gerekir. Destekleyici ortam, hücrelerin yalnızca hücre içindeki virüslerin çoğalması sırasında önceden oluşturulmuş bir tek katmanda hayatta kalmasını sağlamalıdır.
Sentetik ortam 199 ve Eagle ortamı gibi standart sentetik ortamlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Amacı ne olursa olsun, tüm hücre kültürü ortamları dengeli bir tuz çözeltisi kullanılarak formüle edilir. Çoğu zaman bu Hanks çözümüdür. Çoğu büyüme ortamının ayrılmaz bir bileşeni, %5-10'u hücre üremesi ve tek tabaka oluşumu olmayan hayvan kan serumudur (dana, sığır, at). Bakım ortamına serum dahil değildir.
Virüslerin hücre kültürlerinde izolasyonu ve endikasyon yöntemleri.
Hastanın çeşitli bulaşıcı materyallerinden (kan, idrar, dışkı, mukoza akıntısı, organ yıkama) virüsleri izole ederken, şüpheli virüse en duyarlı hücre kültürleri kullanılır. Enfeksiyon için, iyi gelişmiş tek hücre katmanına sahip test tüplerindeki kültürler kullanılır. Hücreleri enfekte etmeden önce, besin ortamı çıkarılır ve her test tüpüne bakteri ve mantarları yok etmek için antibiyotiklerle önceden işlenmiş 0.1-0.2 ml test malzemesi süspansiyonu eklenir. 30-60 dakika sonra. Virüsün hücrelerle temasından sonra fazla malzeme uzaklaştırılır, test tüpüne destekleyici bir ortam eklenir ve virüs replikasyonu belirtileri tespit edilene kadar termostatta bırakılır.
Enfekte hücre kültürlerinde bir virüsün varlığının göstergesi şunlar olabilir:
1) spesifik hücre dejenerasyonunun gelişimi - üç ana türü olan virüsün (CPE) sitopatik etkisi: yuvarlak veya küçük hücre dejenerasyonu; çok çekirdekli dev hücrelerin oluşumu - simplastlar; birkaç hücre katmanından oluşan hücre çoğalma odaklarının gelişimi;
2) etkilenen hücrelerin sitoplazmasında ve çekirdeğinde bulunan hücre içi kapanımların tespiti;
3) pozitif hemaglutinasyon reaksiyonu (RHA);
4) pozitif hemadsorpsiyon reaksiyonu (RHAd'lar);
5) plak oluşumu olgusu: virüsle enfekte olmuş hücrelerin tek tabakası, nötr kırmızı bir göstergenin (arka plan - pembe) eklenmesiyle ince bir agar tabakası ile kaplanır. Virüs varlığında hücrelerdeki pembe agar zemin üzerinde renksiz bölgeler (“plaklar”) oluşur.
6) CPD veya GA'nın yokluğunda bir girişim reaksiyonu gerçekleştirilebilir: incelenen kültür, CPD'ye neden olan virüsle yeniden enfekte olur. Olumlu bir durumda CPP olmayacaktır (girişim reaksiyonu pozitiftir). Test materyalinde virüs yoksa CPE gözlenir.
Tavuk embriyolarında virüs izolasyonu.
Virolojik çalışmalar için 7-12 günlük tavuk embriyoları kullanılır.
Enfeksiyondan önce embriyonun yaşayabilirliği belirlenir. Ovoscoping sırasında canlı embriyolar hareketlidir ve damar yapısı açıkça görülebilir. Hava kesesinin sınırları basit bir kalemle işaretlenmiştir. Tavuk embriyoları, hava boşluğunun üstündeki kabuğun iyot ve alkolle ön işleme tabi tutulmasından sonra, steril aletler kullanılarak aseptik koşullar altında enfekte edilir.
Tavuk embriyolarını enfekte etme yöntemleri farklı olabilir: virüsü koryon-allantoik membrana, amniyotik ve allantoik boşluklara, yumurta sarısı kesesine uygulamak. Enfeksiyon yönteminin seçimi, incelenen virüsün biyolojik özelliklerine bağlıdır.
Bir tavuk embriyosunda virüsün belirtisi, embriyonun ölümü, allantoik veya amniyotik sıvı ile cam üzerinde pozitif bir hemaglütinasyon reaksiyonu ve koryon-allantoik membran üzerinde fokal lezyonlar (“plaklar”) ile yapılır.
III. Laboratuvar hayvanlarında virüs izolasyonu.
Daha uygun sistemlerin (hücre kültürleri veya tavuk embriyoları) kullanılamadığı durumlarda, virüsleri bulaşıcı materyalden izole etmek için laboratuvar hayvanları kullanılabilir. Çoğunlukla yeni doğmuş beyaz fareleri, hamsterleri, kobayları ve sıçan yavrularını alırlar. Hayvanlar, virüs sitotropizmi prensibine göre enfekte edilir: pnömotropik virüsler intranazal olarak, nörotropik virüsler - intraserebral olarak, dermatotropik virüsler - cilde enjekte edilir.
Virüsün endikasyonu hayvanlarda hastalık belirtilerinin ortaya çıkmasına, ölümlerine, doku ve organlarda patomorfolojik ve patohistolojik değişikliklere ve ayrıca organlardan alınan ekstraktlarla pozitif hemaglotinasyon reaksiyonuna dayanır.
İkili fisyon tarafından gerçekleştirilmez. Geçen yüzyılın 50'li yıllarında, üremenin, üreme yöntemiyle (İngilizce yeniden üretmeden tercüme edilmiştir - kopyalayın, çoğaltın), yani nükleik asitlerin çoğaltılmasının yanı sıra protein sentezinin çoğaltılmasıyla gerçekleştirildiği tespit edildi. daha sonra viryonların toplanması. Bu işlemler, konakçı hücre adı verilen hücrenin çeşitli kısımlarında (örneğin çekirdekte veya sitoplazmada) meydana gelir. Bu bağlantısız virüs üreme yöntemine ayırıcı denir. Makalemizde daha ayrıntılı olarak odaklanacağımız şey tam olarak budur.
Üreme süreci
Bu süreç, viral üremenin kendine has özelliklerine sahiptir ve belirli aşamaların sıralı bir değişimi ile karakterize edilir. Onlara ayrı ayrı bakalım.
Aşamalar
Bir hücrede viral üreme, aşağıda açıklanan birkaç aşamada gerçekleşir:
- İlk aşama, yukarıda tartışılan virüsün, bu virüse duyarlı bir hücrenin yüzeyine adsorbe edilmesidir.
- İkincisi ise viropeksi yöntemiyle virüsün konak hücrelere nüfuz etmesidir.
- Üçüncüsü, viryonların bir tür "soyulması", nükleik asidin kapsid ve süperkapsidden salınmasıdır. Bazı virüslerde nükleik asit, virion zarfının ve konakçı hücrenin füzyonu yoluyla hücrelere girer. Bu durumda üçüncü ve ikinci aşamalar tek bir aşamada birleştirilir.
Adsorpsiyon
Viral üremenin bu aşaması, viral partikülün hücrelere nüfuz etmesini ifade eder. Adsorpsiyon, hücresel ve viral reseptörlerin etkileşimi yoluyla hücre yüzeyinde başlar. Latince'den çevrilen "alıcı" kelimesi "alıcı" anlamına gelir. Tahrişleri algılayan özel hassas oluşumlardır. Reseptörler, hücrelerin yüzeyinde yer alan moleküller veya moleküler komplekslerdir ve aynı zamanda belirli kimyasal grupları, molekülleri veya diğer hücreleri tanıma ve bunlara bağlanma yeteneğine sahiptir. En karmaşık viryonlarda bu tür reseptörler, sivri uçlu bir çıkıntı veya villus şeklinde dış kabukta bulunur; basit viryonlarda bunlar genellikle kapsidin yüzeyinde bulunur.
Duyarlı bir hücrenin yüzeyindeki adsorpsiyon mekanizması, reseptörlerin "konakçı" hücrenin tamamlayıcı reseptörleri olarak adlandırılan reseptörlerle etkileşimine dayanır. Virion ve hücre reseptörleri yüzeyde bulunan bazı spesifik yapılardır.
Adenovirüsler ve miksovirüsler doğrudan mukoprotein reseptörlerine adsorbe edilir ve arbovirüsler ve pikornavirüsler lipoprotein reseptörlerine adsorbe edilir.
Miksovirüs viryonunda nöraminidaz, mukogfotein reseptörünü yok eder ve galaktoz ve galaktozamin içeren oligosakaritten N-asetilnöraminik asitleri ayırır. Bu aşamadaki etkileşimleri tersine çevrilebilir çünkü sıcaklıktan, ortamın reaksiyonundan ve tuz bileşenlerinden önemli ölçüde etkilenirler. Viryonun adsorpsiyonu, negatif yük taşıyan heparin ve sülfatlanmış polisakkaritler tarafından önlenir, ancak bunların inhibitör etkisi, sülfatlanmış polisakkaritlerdeki negatif yükü nötralize eden bazı polikaryonlar (ecmolin, DEAE-dekstran, protamin sülfat) tarafından ortadan kaldırılır.
Viryonun konakçı hücreye girişi
Bir virüsün kendisine duyarlı bir hücreye giriş yolu her zaman aynı olmayacaktır. Birçok virion, Yunanca'da "içmek" veya "içmek" anlamına gelen pinositoz yoluyla hücrelere nüfuz edebilir. Bu yöntemle pinositotik vakuol viriyonu doğrudan hücrenin içine çekiyor gibi görünüyor. Diğer virionlar hücrenin zarından doğrudan hücreye girebilir.
Nöraminidaz enziminin hücresel mukoproteinlerle teması, miksovirüsler arasında virionların hücreye girişini teşvik eder. Son zamanlardaki çalışmaların sonuçları, virionların DNA ve RNA'sının dış kabuktan ayrılmadığını, yani virionların pinositoz veya viropeksis yoluyla tamamen hassas hücrelere nüfuz ettiğini kanıtlamaktadır. Bugüne kadar bu durum çiçek hastalığı virüsü, vaccinia virüsü ve hayvanları yaşam alanı olarak seçen diğer virüsler için doğrulanmıştır. Fajlardan bahsedecek olursak, hücreleri nükleik asitle enfekte ederler. Enfeksiyon mekanizması, hücre vakuollerinde bulunan virionların, DNA'nın faj kabuğundan salındığı ve hücreye girdiği enzimler (lipazlar, proteazlar) tarafından hidrolize edilmesi gerçeğine dayanmaktadır.
Deneyi gerçekleştirmek için bir hücreye, bazı virüslerden izole edilen bir nükleik asit bulaştırıldı ve virion üremesinin tam bir döngüsü başlatıldı. Ancak doğal şartlarda bu tür bir asit yardımıyla enfeksiyon oluşmaz.
Parçalanma
Viral üremenin bir sonraki aşaması, NK'nin kapsid ve dış kabuktan salınması olan parçalanmadır. Virion hücrelere girdikten sonra kapsid bazı değişikliklere uğrar, hücresel proteaza duyarlılık kazanır, ardından yok edilir ve aynı anda NK serbest bırakılır. Bazı bakteriyofajlarda serbest NK hücrelere girer. Fitopatojenik virüs, hücre duvarındaki hasar yoluyla nüfuz eder ve ardından NK'nin eşzamanlı salınımıyla birlikte dahili hücresel reseptöre adsorbe edilir.
RNA replikasyonu ve viral protein sentezi
Viral üremenin bir sonraki aşaması, sözde haberci RNA'ların katılımıyla ortaya çıkan virüse özgü bir proteinin sentezidir (bazı virüslerde bunlar viryonların bir parçasıdır ve bazılarında yalnızca enfekte olmuş hücrelerde doğrudan sentezlenirler). viryon DNA'sı veya RNA matrisi). Viral NK replikasyonu meydana gelir.
RNA virüslerinin üreme süreci, nükleoproteinlerin hücreye girmesinden sonra başlar; burada viral polisomlar, RNA'nın ribozomlarla kompleksleştirilmesiyle oluşturulur. Bundan sonra, hücresel metabolizmadan gelen baskılayıcıların yanı sıra ana RNA molekülü ile çevrilen RNA polimerazlarını içeren erken proteinler sentezlenir. En küçük virüslerin sitoplazmasında veya çekirdekte, viral çift sarmallı RNA, ebeveyn artı sarmalının (“+” - RNA zinciri) yeni sentezlenenle ve onu tamamlayan eksi sarmalla birleştirilmesiyle oluşturulur (“ -”-RNA zinciri). Bu nükleik asit şeritlerinin bağlantısı, replikatif form olarak adlandırılan yalnızca tek iplikli bir RNA yapısının oluşumuna neden olur. Viral RNA sentezi, RNA'nın replikatif formunun, RNA polimeraz enziminin ve polisomların yer aldığı replikasyon kompleksleri ile gerçekleştirilir.
2 tip RNA polimeraz vardır. Bunlar şunları içerir: replikatif formun oluşumunu doğrudan artı iplikli şablon üzerinde katalize eden RNA polimeraz I'in yanı sıra, replikatif tip şablon üzerinde tek iplikli viral RNA'nın sentezinde yer alan RNA polimeraz II. Küçük virüslerde nükleik asitlerin sentezi sitoplazmada meydana gelir. İnfluenza virüsüne gelince, çekirdekte dahili protein ve RNA sentezlenir. RNA daha sonra çekirdekten salınır ve sitoplazmaya nüfuz eder; burada ribozomlarla birlikte viral proteini sentezlemeye başlar.
Virionlar hücrelere girdikten sonra, hücresel proteinlerin yanı sıra nükleik asit sentezi de baskılanır. Bir matris üzerinde üreme sırasında, protein sentezi için bilgi taşıyan çekirdekte i-RNA da sentezlenir. Viral protein sentezinin mekanizması hücresel ribozom seviyesinde gerçekleştirilir ve yapının kaynağı amino asit havuzu olacaktır. Amino asitlerin aktivasyonu enzimler tarafından gerçekleştirilir, mRNA'nın yardımıyla doğrudan sentezlenen protein molekülünde bulundukları ribozomlara (polizomlara) aktarılırlar.
Böylece, enfekte olmuş hücrelerde, nükleik asitlerin ve virion proteinlerinin sentezi, belirli bir mekanizma sistemi tarafından düzenlenen replikatif-transkriptif kompleksin bir parçası olarak gerçekleştirilir.
Virion morfogenezi
Viryonların oluşumu, yalnızca yapısal viral polipeptitlerin ve bunların NK'lerinin kesin olarak düzenli bir şekilde bağlanması durumunda meydana gelebilir. Ve bu, NC yakınındaki protein moleküllerinin sözde kendi kendine birleşmesi ile sağlanır.
Virion oluşumu
Virion oluşumu, hücreyi oluşturan bazı yapısal bileşenlerin katılımıyla gerçekleşir. Sitoplazmada herpes, çocuk felci ve aşı virüsleri, çekirdekte ise adenovirüsler oluşur. Viral RNA'nın sentezi ve nükleokapsid oluşumu doğrudan çekirdekte meydana gelir ve sitoplazmada hemaglutinin oluşur. Bundan sonra nükleokapsid, çekirdekten virion zarfının oluşturulduğu sitoplazmaya doğru hareket eder. Nükleokapsidin dışı viral proteinlerle kaplıdır ve virion, hemaglutininleri ve nöraminidazları içerir. Grip virüsü gibi nesiller bu şekilde oluşur.
Viryonun konakçı hücreden salınması
Virüs parçacıkları “konakçı” hücreden aynı anda (hücre yıkımı sırasında) veya yavaş yavaş (herhangi bir hücre yıkımı olmadan) salınır.
Virüsler bu biçimde çoğalır. Virionlar hücrelerden genellikle iki şekilde salınır.
İlk yöntem
İlk yöntem şunu ima eder: Virionların doğrudan hücre içinde mutlak olgunlaşmasından sonra yuvarlanırlar, orada vakuoller oluşur ve ardından hücre zarı yok edilir. Bu işlemlerin tamamlanmasının ardından virionlar hücrelerden (pikornavirüsler) aynı anda ve tamamen çıkarlar. Bu yönteme genellikle litik denir.
İkinci yöntem
İkinci yöntem, sitoplazmik membranda (miksovirüsler ve arbovirüsler) 2-6 saat olgunlaşan virionların salınması sürecini içerir. Miksovirüslerin hücreden salınması, hücre zarını tahrip eden nöraminidazlar tarafından kolaylaştırılır. Bu yöntem sırasında virionların %75-90'ı kendiliğinden kültür ortamına salınır ve hücreler yavaş yavaş ölür.