АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Общая схема репликации вирусов (цикл одиночного развития фага, биохимия вирусной инфекции)

31) Стадии репликации вирусов: адсорбция (рецепторы вирусов), проникновение, депротеинизация вирусной частицы, синтез предшественников вирусных нуклеиновых кислот и белков, сборка вирионов, выход вирусных частиц из клетки.

Репродукцией (лат. productio - производство) вирусов называют процесс размножения вирусных частиц в чувствительных к ним клетках.

В цикле репродукции тех и других вирусов различают четыре стадии: 1) подготовительную, или инициальную, включающую фазы адсорбции вируса на клетке, проникновения и раздевания в клетке; 2) собственно репродуктивную стадию образования структурных белков и вирионных нуклеиновых кислот; 3) сборку вирионов; 4) заключительную, сопровождающуюся выходом зрелых вирусных частиц из клетки.

Подготовительная стадия репродукции. Взаимодействие вирусов с клетками определяется наличием у них биологического сродства (тропизма), и прежде всего специфических рецепторов. С них и начинается «узнавание» вирусом чувствительных клеток. Находятся они на поверхности наружной мембраны клеток в большом количестве, не менее 104 - 105. По химической структуре рецепторы разнородны - молекулы-белки, углеводные или липидные компоненты протеидов. Адсорбция этих и других вирусов на соответствующих рецепторах осуществляется с помощью имеющихся у них прикрепительных белков. У простых вирусов прикрепительные белки содержатся в капсидах, у сложных - в суперкапсидах, например в шипах или булавовидных утолщениях у коронавирусов.

Следующая за адсорбцией фаза проникновения вируса в цитоплазму клетки реализуется двумя способами - пассивным путем виропексиса или активным путем слияния (интеграции) вирусной оболочки с клеточной мембраной.

Виропексис представляет собой своеобразную форму эндоцитоза, при котором вирус проникает в клетку путем впячивания мембраны с образованием вокруг него вакуоли и поэтапным ее слиянием вначале с более крупной цитоплазматической вакуолью, а далее - с лизосомой или же с внутриклеточными мембранами, включая ядерную.

Второй, более редкий путь проникновения вирусов в клетку происходит посредством интеграции вирусных оболочек с наружной мембраной. Отмечается он лишь у тех видов вирусов, которые наделены белками слияния. Как и прикрепительные, белки слияния содержатся в капсидах простых и суперкапсидах сложных вирусов.

Способность к репродукции вирусы приобретают только после освобождения их нуклеиновых кислот от оболочек, что принято называть фазой раздевания (депротеинизации). Осуществляется раздевание вирусов ферментами поверхностных плазматических мембран клеток-хозяев при слиянии с ними вирусных оболочек, а при виропексисе - ферментами лизосом и внутриклеточных цитоплазматическйх и ядерных мембран.

Конечными продуктами раздевания у ряда вирусов являются, правда, не голые нуклеиновые кислоты, а НК, связанные с внутренним вирусным белком (пикорна-, аденовирусы), нуклеокапсидом (вирус гриппа) или сердцевиной (аденовирусы).

Собственно репродуктивная стадия. Истинно репродуктивная стадия, включающая фазы транскрипции, трансляции и репликации, у разных групп вирусов и семейств неодинакова.

Так, транскрипция, или переписывание нуклеиновых кислот вирусов на иРНК, как первый ее этап, у ДНК-содержащих семейств папова-, адено- и герпесвирусов, репродукция которых происходит в ядре, осуществляется клеточной РНК-полимеразой, а у репродуцирующихся в цитоплазме иридо- и поксвирусов — вирусоспецифической, попадающей в клетку вместе с их геномом.

Второй этап реализации генетической информации вирусов - трансляция, в процессе которой синтезируется их белок, начинается с узнавания клеточными рибосомами вирусных иРНК, чему способствуют особые вирусоспецифические инициаторные факторы.

В процессе трансляции у вирусов, кодирующих синтез одной длинной иРНК, синтезируется гигантский полипептид-предшественник, впоследствии нарезающийся на несколько различных белков, а у вирусов, кодирующих короткие иРНК, - соответствующее им число полностью созревших белков.

Репликация ДНК-содержащих вирусов, или копирование их генома, представленного линейной двухцепочечной структурой, сходна с репликацией ДНК клеток и осуществляется их ДНК-полимеразами. Другими словами, синтез гомологичных нуклеиновых кислот происходит на обеих расплетенных цепях, в результате чего каждый вновь образующийся вирион получает ДНК, состоящую из старой цепи и ее новой копии.

Репликация вирусных РНК тоже происходит не на родительских, а на промежуточных комплементарных нитях. При этом синтез тех и других нитей РНК, так же как иРНК, осуществляют не клеточные, а вирусоспецифические РНК-полимеразы.

Сборка вирионов. Сборка вирусных компонентов в корпускулярную частицу - сложный и до конца не выясненный процесс. Хорошо известно лишь то, что при формировании простых вирусов в ее основе лежит самопроизвольный механизм белок-нуклеиновой сборки.

У сложно устроенных вирусов сборка происходит поэтапно и во многом зависит от того, где происходит их репликация - в цитоплазме или ядре.

Начинается она всегда с формирования нуклеокапсидов (сердцевин) и синтеза суперкапсидных белков. При этом образование первых происходит в специальных структурах клеток, или «фабриках», индуцированных вирусами, а вторых — в полирибосомах, связанных с внутриклеточными мембранами. Затем нуклеокапсиды, глико- и липопротеиды суперкапсидов РНК-вирусов мигрируют в места их сборки, которыми обычно являются мембраны эндоплазматических сетей, а чаще - поверхно­стные мембраны клеток. Связывание нуклеокапсидов с суперкапсидными субъединицами может происходить без или с участием матриксных мембранных М-белков вирионов, способных к белок-белковым и белоклипидным взаимодействиям.

Процесс сборки ДНК-содержащих вирусов еще сложнее. Начинаясь с формирования сердцевин или нуклеокапсидов, протекает через образование неполных форм вирионов с разным содержанием ДНК в капсидах и незрелых вирионов с полностью ненарезанными в них предшественниками полипептидов, свойственных зрелым формам вирионов.

При окончательном формировании зрелых вирионов в их внешние оболочки часто включаются липиды, углеводы, белки и даже ферментные системы клеток-хозяев.

Заключительная стадия репродукции. Конечным этапом репродукции вирусов является выход сформированных вирионов из инфицированных клеток. При этом возможны два пути их освобождения: 1) отпочковывание от клеток, присущее сложным вирусам, имеющим липопротеидную оболочку; 2) разрушение клеток, которое в основном вызывают безоболочечные простые пикорна-, рео-, парво-, папова- и аденовирусы.

32) Основные типы репликации вирусных геномов: двухцепочечные ДНК-геномы, одноцепочечные (+)ДНК-геномы

33) Основные типы репликации вирусных геномов: (+)РНК-геномы, двухцепочечные РНК-геномы

34. По типу репликации вирусы делят на 7 групп в соответствии с классификацией Балтимора:

1. Геном – дцДНК (репликативная форма). РНК-стадия репликации отсутствует. Герпесвирусы, поксвирусы, мимивирусы, паповавирусы.

2. Геном – оцДНК. На матрице оцДНК синтезируется дцДНК (репликативная форма). Парвовирусы.

3. Геном – дцРНК (репликативная форма). Ротавирусы.

4. Геном – «+» оцРНК. Служит матрицей для синтеза «-» РНК. «-» РНК – матрица для синтеза «+» РНК. Пикорнавирусы, флавивирусы.

5. Геном – «-» оцРНК. Служит матрицей для синтеза «+» РНК. Ортомиксовирусы.

6. Геном – «+» оцРНК. Присутствует стадия обратной транскрипции: «+» РНК ® «-» ДНК. Затем «-» ДНК ® дцДНК ® мРНК. Ретровирусы (в т. ч. ВИЧ), некоторые вирусы растений.

7. Геном – дцДНК (со стадией обратной транскрипции). Служит матрицей для синтеза мРНК. Полноразмерная мРНК используется для синтеза оцДНК (обратная транскрипция). оцДНК ® дцДНК. Ретроидные вирусы, в т. ч. гепатита B.

Негативные РНК-геномы. (-) РНК выполняет две матричные функции: транскрипции и репликации. В клетках отсутствует оцРНК-зависимая РНК-полимераза (транскриптаза), поэтому все (-) РНК вирусы содержат в вирионе этот фермент. После проникновения вируса в клетку в результате транскрипции накапливаются моноцистронные мРНК (кодируют по 1 белку). Далее идет репликация: новосинтезированные вирусные белки катализируют синтез полноразмерной (+) РНК, которая служит матрицей для синтеза геномной (-) РНК. Особенности репликации: 1) вирус должен внести в клетку транскриптазу, «голая» РНК, экстрагированная из вирионов неинфекционна; 2) мРНК кодируют по 1 полипептиду, что выгодно для контроля относительного количества разных белков; 3) мРНК может подвергаться сплайсингу, что увеличивает количество транскриптов с одного участка генома.

Позитивные диплоидные РНК-геномы. В вирионе – 2 идентичные молекулы (+) РНК, частично соединенные водородными связями или спаренные другим образом. Кроме того, в вирионе находится РНК-зависимая ДНК-полимераза (обратная транскриптаза) и смесь тРНК хозяина, одна из которых служит затравкой. Стадии репликации: 1) связывание комплекса тРНК – обратная транскриптаза с геномной РНК; 2) синтез ДНК с переходом обр. транскриптазы с одной молекулы РНК на другую → кольцевая оцДНК, комплементарно связанная с РНК; 3) расщепление РНК, связанной с ДНК (рибонуклеаза Н, также была в вирионе); 4) оцДНК → дцДНК; 5) кольцевая дцДНК перемещается в ядро и интегрирует с геномом хозяина; 6) интегрированная ДНК может (не обязательно) транскрибироваться клеточной полимеразой → короткие мРНК или полноразмерные транскрипты. Короткие мРНК транскрибируются с нескольких соседних генов, их белковые продукты (полипротеины) расщепляются до отдельных белков. В вирионы упаковывается только полноразмерный транскрипт.

36. 1. Прямая передача от человека к человеку. Воздушно-капельным путем (корь, грипп); алиментарным (полиомиелит, гепатит А); водным (гепатит А, аденовирус); половым (гепатит B, HSV-2); инъекционным (бешенство, Т-клеточная лимфома человека); контактным (со слюной или слизью): рука – рот или рот – рот (HSV-1, Эпштейна-Барр), рука – нос или рука – конъюнктива (риновирусы). По способности заражать хозяина вирусы сильно различаются. Большинство вирусных инфекций, передающихся от человека к человеку – быстротекущие острые инфекции с пожизненным или многолетним иммунитетом (исключение – ротавирусы, для которых характерно повторное заражение).

2. Передача от человека-носителя. В случае многих вирусных инфекций после выздоровления или бессимптомной первичной инфекции происходит персистенция вируса, иногда только у небольшого числа больных. Вирус может месяцами или годами сохраняться в латентной или персистирующей форме, не распространяясь и не вызывая болезненного эффекта. Пример – вирус ветряной оспы. Этот вирус остается в организме переболевшего и при определенных условиях может проявиться в форме опоясывающего лишая (например при угнетении клеточного иммунитета). Больные опоясывающим лишаем могут заражать неиммунных контактных лиц, у которых при этом развивается ветряная оспа.

Другие вирусы, например, гепатит В, размножаются в организме в течение длительного времени, т. е. персистируют явно.

3. Передача членистоногими. Три механизма. 1) Комар – человек – комар (вирус денге). Вирус заражает клетки кишечника комара, и после недельной инкубации комар способен заражать неиммунных людей (вирус со слюной попадает в кровь человека). 2) Членистоногие – дикие животные – членистоногое. Человек – случайный хозяин. Энцефалит Сан-Луи: комары – птицы – комары, комары → человек (тупиковый хозяин). 3) Трансовариальная (через яйца) передача. Членистоногие – основной резервуар, позвоночный хозяин не нужен. Человек – тупиковый хозяин. Энцефалит Ла Кросс.

4. Зоонозная инфекция с передачей от животного человеку. Передача аэрозольным путем, через загрязненную пищу, при укусе. 1) Животное – здоровый носитель. Животное заражается обычно в раннем периоде жизни и выделяет вирус периодически или постоянно. Аренавирусы грызунов, вирус Хантаан (вызывает геморрагическую лихорадку). 2) Бешенство. Передается со слюной. После заражения – длительный инкубационный период. Немое бешенство (в форме паралича) и буйное бешенство (животное в припадке ярости). У людей обычно немое бешенство.

5. Передача, сопряженная в человеческом резервуаре с другим вирусом. Дельта-агент – дефектный вирус, который реплицируется только в присутствии вируса гепатита B. Передается с тканевыми жидкостями вместе с вирусом гепатита B, носителям гепатита B – сам по себе.

Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 1728 | Нарушение авторских прав