АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

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

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. Следует, правда, подчеркнуть, что раскручиванию кольцевых двухцепочечных ДНК предшествует разрезание одной из ее нитей, а репликация однонитчатых ДНК-содержащих парвовирусов происходит после синтеза второй цепи ДНК и образования промежуточных двухцепочечных его форм.

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. Процесс репликации комплементарных нитей РНК у минус-нитевых вирусов хотя и очень схож с процессом синтеза иРНК при транскрипции, но они не аналогичны друг другу. В отличие от относительно коротких иРНК, комплементарных отдельным участкам генома, комплементарно-репликативные РНК считываются с полного генома и по существу представляют собой антигеном. Следовательно, в инфицированных вирусами клетках существует механизм переключения частичного считывания генома (транскрип­ции) на сквозное (репликацию).

Вновь синтезированная при сквозном считывания антигенома геномная РНК может служить матрицей для синтеза новых ее копий или иРНК, т. е. войти в состав вириона или функционировать как иРНК.

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.

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. Следует, правда, подчеркнуть, что раскручиванию кольцевых двухцепочечных ДНК предшествует разрезание одной из ее нитей, а репликация однонитчатых ДНК-содержащих парвовирусов происходит после синтеза второй цепи ДНК и образования промежуточных двухцепочечных его форм.

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. Процесс репликации комплементарных нитей РНК у минус-нитевых вирусов хотя и очень схож с процессом синтеза иРНК при транскрипции, но они не аналогичны друг другу. В отличие от относительно коротких иРНК, комплементарных отдельным участкам генома, комплементарно-репликативные РНК считываются с полного генома и по существу представляют собой антигеном. Следовательно, в инфицированных вирусами клетках существует механизм переключения частичного считывания генома (транскрип­ции) на сквозное (репликацию).

Вновь синтезированная при сквозном считывания антигенома геномная РНК может служить матрицей для синтеза новых ее копий или иРНК, т. е. войти в состав вириона или функционировать как иРНК.

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

Вирусы с двуцепочечной ДНК. Здесь, например, возбудители герпеса и оспы. В зараженной клетке фермент ДНК-зависимая РНК-полимераза считывает (транскрибирует) с генома этих вирусов молекулы мРНК (то есть (+)РНК), которые делают свою обычную работу - направляют синтез белков. Размножением вирусного ДНК-генома занимается фермент ДНК-зависимая ДНК-полимераза.

Поскольку геном клетки также представлен молекулами двуцепочечных ДНК, то в ней еще до заражения имеются как ДНК-зависимая РНК-полимераза, так и ДНК-зависимая ДНК-полимераза. В некоторых случаях производством вирусных мРНК и ДНК занимаются клеточные ферменты. Другие же вирусы (более сложные) это крайне ответственное дело никому не передоверяют и используют собственные ферменты. Бывает и так, что транскрипция и репликация вирусного генома - прерогатива "смешанных предприятий", эксплуатирующих как вирусных, так и клеточных "работников". Заканчивается инфекционный цикл, как обычно, "одеванием" генома в защитную одежду и выходом вирионов "в свет".

1-Цепоч ДНК: Попав в клетку, вирусный геном сначала превращается в двуцепочную форму, это превращение обеспечивает клеточная ДНК-зависимая ДНК-полимераза. Далее смотри предыдущий вариант.

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

Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 1204 | Нарушение авторских прав