Этап. Проникновение вируса в клетку

На втором этапе происходят процессы проникновения вируса в клетку. После специфической адсорбции вирусная частица проникает в клетку. Различают следующие пути проникновения:

1. Рецепторный эндоцитоз (виропексис).

2. Путем слияния мембран суперкапсидной оболочки вируса и клетки.

Рецепторный эндоцитоз. На первом этапе вирус связывается поверхностными белками с рецепторами клеток. В месте адсорбции вируса клеточная мембрана впячивается с образование эндосомы, содержащей вирус.

При реализации последующих процессов эндосома объединяется с протоплазматической вакуолью и клеточной лизосомой, что приводит к образованию рецептосомы и последующему выходу генетического материала в клетку. Таким способом в клетку проникают простые вирусы.

Слияние мембран суперкапсидной оболочки вируса и клетки. Сложные вирусы проникают в клетку путем слияния их оболочки, а также при помощи специального суперкапсидного белка слияния – F-белка, который способен напрямую связаться с определенными элементами плазматической мембраны, открывая вирусу путь внутрь клетки.

3 этап. Депротеинизация и «раздевание» вируса. Это фаза необходима, чтобы обеспечить следующие этапы транскрипции и трансляции вирусного генома. Процесс «раздевания» вируса и процесс выхода вируса из капсидной оболочки это запрограмированный процесс, пусковым моментом которого является контакт вируса с рецепторами клетки. Конечным продутом «раздевания» является освобожденная нуклеиновая кислота.

Разные вирусы имеют свои специализированные участки «раздевания» в клетке: пикорнавирусы – в цитоплазме; герпесвирусы – в околоядерном пространстве и ядре. После процессов «раздевания» генетический аппарат вируса проникает в цитоплазму клетки хозяина.

4 этап. Экспрессия вирусного генома. Следующей стадией репродукции является синтез белков и нуклеиновых кислот, который разобщен во времени и пространстве – дезъюнктивная репродукция. Процессы, связанные с реализацией генетической программы вируса осуществляются в соответствии с процессами трансляции и репликации вирусного генома. Эти процессы протекают с различиями, связанными с биологическими особенностями вируса.

 

ВИРУСЫ С ДВУНИТЕВОЙ ДНК. Цепь происходящих событий универсальна: геномная ДНК транскрибируется в ядре клетки при участии клеточной РНК-полимеразы. Образовавшаяся и-РНК транслируется, и в результате образуется белок вируса.

СХЕМА: геномная ДНК вируса → транскрипция и-РНК → трансляция → белок вируса.

 

РНК(+) ГЕНОМНЫЕ ВИРУСЫ. Геном этих вирусов выполняет также функцию и-РНК. В ходе процесса он распознается и транслируется рибосомами с образованием гигантского полипептида-предшественника, который в дальнейшем под действием протеаз нарезается на отдельные структурные и неструктурные белки.

СХЕМА: геномная (+)РНК вируса → трансляция → образование белка вируса.

 

РНК(-) ГЕНОМНЫЕ ВИРУСЫ. Вирусы, имеющие РНК(-) геном, который выполняет роль матрицы, с которой происходит транскрипция и -РНК (с участием ДНК-полимеразы) с последующей трансляцией белка вируса.

СХЕМА: геномная РНК(-) транскрипция → и-РНК →трансляция белка вируса.

5. Морфогенез. Формирование вирионов происходит:

1. Путем самосборки при взаимодействии нуклеиновой кислоты вируса и капсидных белков. Результатом является формирование нуклеокапсида. Это характерно для простых вирусов.

2. Сложные вирусы проходят процесс формирования последовательно: сначала происходит формирование нуклеокапсида, затем, образовавшаяся структура покрывается суперкапсидной оболочкой, и между капсидной и суперкапсидной оболочкой формируется матриксный слой.

Выход вирионов из клетки.

Репродукция вирусов колеблется от 6 до 8 часов и заканчивается выходом вируса из клетки, который может проходить следующими путями:

Взрывной путь – чаще происходит у простых вирусов. При этом из погибающей клетки одновременно (взрывом) выходит большое число вирионов.

Почкование – чаще происходит у сложных вирусов. Сформировавшаяся почка отделяется от клетки в виде сложного вируса. При этом клетка длительное время не погибает и продуцирует новое поколение вирусов.

 

Дефектные вирусы.

  Дефектные вирусы образуются при взаимодействии вируса с клеткой. Дефектным геномом называется любой вирусный геном, в котором один или несколько генов, утратили функцию, которая необходима для осуществления процессов автономной репликации вируса. Для процессов репликации дефектному вирусу необходима помощь другого вирусного генома. Выделяют следующие группы дефектных вирусов:

1.Дефектные геномы, зависящие от вируса помощника – представлены дефектными интерферирующими вирусами – ДИ-частицы. Это субгеномные деляционные мутанты, которые потеряли большую часть генома родительского вируса. Для того чтобы ДИ-частица восстановила утраченную функцию необходимо одновременное заражение родственным вирусом помощником.

2.Дефектные геномы, интегрированные в хромосому клетки хозяина. Интегрировать свой геном в клетку хозяина могут не только вирусы с полным геномом, но и вирусы, содержащие дефектный геном. Как правило это «молчащие» дефектные гены. Интегрированные дефектные геномы могут инактивировать гены клетки хозяина или способствовать их экспрессии, придавать новые генетические свойства, устранять или перемещать регуляторные элементы. Многие РНК онкогенные вирусы – это дефектные вирусы, которые несут клеточные онкогены и зависят от вируса-помощника.

3.Вирусы сателлиты. В отличие от ДИ-частиц, возникновение вирусов сателлитов не связано с делецией генов вируса-помощника. Сателлит при репликации полностью зависит от одновременного заражения вирусом-помощником. Примером может служить дельта-вирус – помощник вируса гепатита В, аденассоциированные вирусы - помощники аденовирусов.

4.Псевдовирионы.  Это  вирусные частицы, которые содержат  вместо геномной НК вируса, НК клеток хозяина.

5.Условно-дефектные геномы. Это мутантные геномы, дефективные только в определенных условиях: ts – мутанты температурочувствительные; hr – мутанты по спектру хозяев.

 

 Цитопатогенность вирусов.

 У вирусов выявлено два механизма  вирусной  цитопатогенности:

- прямые – зависят от самого вируса;

- опосредованные – требуют участия эффекторов иммунитета.

Вирусы способны размножаться только в живых клетках. По чувствительности к вирусу клетки делятся на:

- пермиссивные – поддерживающие инфекцию;

- непермиссивные – не поддерживающие инфекцию;

- полупермиссивные – такие клетки способны заражаться вирусом и поддерживать персистирующую инфекцию, не производя зрелых вирионов.

Цитолитическая инфекция – клетка, пораженная вирусом, погибает, лизируется после первого цикла репродукции, при выходе вирионов из клетки.

Нецитолитическая инфекция – пораженная вирусом клетка способна функционировать длительное время, при этом репродукция вирусов происходит в течение нескольких циклов. Вирус вызывает цитолитическое действие на клетку, это проявляется:

- в образовании многоядерных гигантских клеток, которые образуются при слиянии мембран нескольких соседних клеток;

- в появлении внутриклеточных включений в пораженной вирусом клетке;

- проявление латентной инфекции – регистрируются функциональные нарушения в клетке, их видимое проявление отсутствует;

- вирусная онкогенная трансформация – результат цитопатического действия.