Продуктивний тип: Вірус проникає в клітину і дає в клітці потомство. Це може бути гостра вірусна інфекція (Утворюється відразу тисячі нових віріонів. Клітка гине. Відбувається аутоінтаксікація) і хронічна вірусна інфекція (В клітці утворюються одиниці вірусних вібріонів. Клітка руйнується поступово протягом часу)
Непродуктивний тип: Ні вірусного потомства (явного) Варіанти непродуктивною інфекції:
- Вірус заходить в клітку і залишається в цитоплазмі, але не руйнується, іноді він може активуватися і приводити до хронічної інфекції
-Вірус відразу впроваджується в геном клітини або ч / з деякий час. Продукції вірусу немає. Багато віруси мають здатність до трансформації клітини за рахунок того що впроваджуються в певні ділянки геному (пухлинні ділянки)
-Персистуючі віруси. Ці віруси потрапивши в організм не викликають ніяких симптомів, зберігаючись в певних клітинах (пр: вірус герпесу)
15. Репродукція вірусів, її етапи
Як зазначалося вище, віруси є самореплицирующихся формою, нездатною до бінарним поділом, на відміну від мікроорганізмів з клітинної організацією. У 50-х роках було встановлено, що розмноження, або репродукція, вірусів відбувається шляхом реплікації їх нуклеїнової кислоти і біосинтезу білків з наступною самосборке віріона. Цей процес відбувається в різних частинах клітини - ядрі або цитоплазмі, внаслідок чого отримав назву диз'юнктивного, тобто роз'єднаного розмноження.
Вірусна репродукція є унікальною форму вираження чужорідної (вірусної) інформації в клітинах людини і тварин, комах, рослин і бактерій, яка складається в підпорядкуванні клітинних матрично-генетичних механізмів вірусної інформації.
1-я стадія - адсорбція - характеризується прикріпленням віріона до клітинних рецепторів, які представляють собою глікопротеїни клітинної мембрани, що містить нейрамінової кислоту. Такі рецептори є у ряду клітин, зокрема еритроцитів, на яких адсорбуються багато вірусів. Для орто- і парамиксовирусов специфічними рецепторами є гліколіпіди, що містять сіалова кислоту (гангліозиди), для інших - білки або ліпіди клітинної мембрани. Рецепторами вірусів є так звані прикріпні білки, які містяться в складі капсидов простих віріонів і суперкапсиду складних віріонів. Вони можуть мати форму ниток (фібри у аденовірусів) або шипів (глікопротеїнові освіти на зовнішній оболонці орто- і параміксо-, рабдо-, арено- і буньявірусов). Перший етап адсорбції визначається неспецифічними силами міжмолекулярної тяжіння, другий - специфічної структурної гомології або комплементарностью рецепторів чутливих клітин і вірусів.
2-я стадія - проникнення вірусу в клітину господаря - відбувається кількома шляхами.
Рецепторно-опосередкований ендоцитоз характеризується утворенням в місці взаємодії віріона з клітинним рецептором облямованих бульбашок, в формуванні яких беруть участь білки-клатріна.
Віропексіса. Цим шляхом в клітку проникають сложноустроен-ні віруси. Він полягає в злитті мембран - вірусного суперкапсиду з клітинної або ядерноїмембраною. Даний процес відбувається за допомогою спеціального бека злиття - F-білка, який знаходиться в суперкапсиду. В результаті віропексіса капсид виявляється в клітці господаря, а суперкапсид разом з білком вбудовується в її плазматическую мембрану (внаслідок чого клітина набуває здатності зливатися з іншими клітинами, що призводить до передачі вірусу цим клітинам).
Фагоцитоз. Даним шляхом вірус проникає в фагоцитирующие клітини, що призводить до незавершеного фагоцитозу.
3-тя стадія - транспорт вірусу всередині клітини. Він відбувається за допомогою внутрішньоклітинних мембранних бульбашок, в яких вірус переноситься на рибосоми, ендоплазматичну мережу або в ядро.
4-я стадія - «роздягання» віріона - полягає в їх деп-оотеінізадіі і звільнення від суперкапсиду і капсида, що перешкоджають реплікації вірусної нуклеїнової кислоти. «Роздягання, віріона починається відразу ж після його прикріплення до клітинних рецепторів триває в ендоцітарной вакуолі і її злиття з лізосомами за участю протеолітичних ферментів, а також в ядерних порах околоядерном просторі при злитті з ядерною мембраною.
5-я стадія називається екліпс-фазою, яка характеризується зникненням віріона, оскільки він перестає виявлятися при елданой мікроскопії. У цю стадію починається синтез компонентів віріона, тобто його репродукція. Вона носить диз'юнктивний (роздільний) характер, оскільки компоненти віріона синтезуються в різних частинах клітини: білки на рибосомах, нуклеїнові кислоти в ядрі або цитоплазмі. Вірус використовує для цього генетичний апарат клітини, пригнічуючи необхідні їй самій синтетичні реакції.
Ця стадія починається з транскрипції і реплікації вірусного генома. Транскрипція вірусного генома двунітевих ДНК-вірусів відбувається, так само як і клітинного генома, по тріаді ДНК іРНК- білок. Відмінності стосуються тільки походження ферменту ДНК-залежної РНК-полімерази, необхідної для даного процесу. У вірусів, геном яких транскрибується в цитоплазмі клітини господаря (наприклад, вірус віспи), є власна вірусспеціфіческой РНК-полімераза. Віруси, геноми яких транскрибируются в ядрі (папова- і аденовіруси, віруси герпесу), використовують міститься там клітинну РНК-полімерази II або III.
У РНК-вірусів транскрипція їх генома здійснюється декількома шляхами:
1. Віруси з негативним геномом (мінус-Стек гілок), до яких відносяться орто-, параміксо- і рабдовіруси, мають в своєму складі вірусспеціфіческой РНК-полімерази або транскриптазу. Вони синтезують іРНК на матриці геномної РНК. Подібний фермент відсутній в нормальних клітинах, але синтезується клітинами, зараженими вірусами. Він знаходиться в складі як однониткових, так і двунітевих РНК-вірусів.
2. У вірусів з позитивним геномом (плюс-Стек гілок), до яких відносяться пікорна-, тогавирусов і ін. Функцію іРНК виконує сам геном, який транслює міститься в ньому інформацію на рибосоми клітини господаря.
3. Окремо стоїть група РНК-містять ретровірусів, в складі яких є зворотна транскриптаза, або ревертаза. Унікальність цього ферменту полягає в його здатності переписувати інформацію з РНК на ДНК. Цей процес називається зворотної транскрипції.
Як зазначалося вище, кількість генів у вірусному геномі досить обмежена. Тому для збільшення кількості вірусної інформації існує своєрідний трансляційний механізм, що функціонує через іРНК, який передає значно більше інформації, ніж записано в вірусної нуклеїнової кислоти. Це досягається різними шляхами, наприклад при транскрипції інформації з переписувати ділянок ДНК на іРНК шляхом сплайсін-г а (вирізання безглуздих кодонів і зшивання кінців), а також при зчитуванні антикодон тРНК однієї і тієї ж молекули іРНК з різних нуклеотидів. При цьому утворюються нові триплети, що збільшують кількість транслюється інформації.
Регуляція транскрипції здійснюється клітинними і вірусспеціфіческой механізмами. Вона полягає в послідовному зчитуванні інформації з так званих «ранніх» і «пізніх» генів. У перших закодована інформація для синтезу вірусспеці-фических ферментів транскрипції і реплікації, по-друге - для синтезу капсидних білків.
Вірусспеціфіческой інформація транслюється на рибосоми клітини господаря, які попередньо звільняються від клітинних білків і збираються в вірусспеціфіческой полісоми.
Реплікація вірусних геномів полягає в синтезі молекул ДНК або РНК, які накопичуються в фондах цих нуклеїнових кислот, що використовуються при складанні віріонів.
Реплікація вірусної ДНК відбувається на обох нитках за участю клітинної ДНК-полімерази. У однониткових вірусів спочатку утворюється друга нитка (репликативная форма).
Реплікація вірусних РНК відбувається тільки за участю того ж вірусспецифічного ферменту, який каталізує транскрипцію вірусного генома. У плюс-Стек гілок вірусів реплікація РНК практично не відрізняється від їх транскрипції. У мінус-Стек гілок вірусів реплікація відрізняється від транскрипції довжиною утворилися дочірніх молекул РНК. При реплікації вони повністю відповідають по своїй протяжності материнської нитки, а при транскрипції утворюються укорочені молекули іРНК.
У ретровірусів реплікація, так само як і транскрипція ДНК, відбувається в складі клітинного геному за участю клітинної ДНК-полімерази.
6-я стадія - складання віріона - полягає насамперед в освіті нуклеокапсидов. Оскільки синтез вірусних нуклеїнових кислот і білків в клітині відбувається в різних її структурах, необхідна транспортування складових частин віріона в одне місце збірки. При цьому вірусні білки і нуклеїнові кислоти мають здатність впізнавати і мимовільно з'єднуватися один з одним. В основі самозборки простих віріонів лежить здатність вірусних поліпептидів з'єднуватися в капсомери, які, розташовуючись навколо осей симетрії, утворюють багатогранник. В інших випадках поліпептиди у вигляді спіралі оточують вірусну нуклеїнову кислоту.
Багато простих віріони збираються на реплікативних комплексах мембранах ЕПР. У складних віріонів збірка нуклеокапсида починається на реплікативних комплексах, а потім продовжується на плазматичній мембрані, з зовнішньої сторони якої розташовуються суперкапсідние глікопротеїди. Потім глікопротеідние і примикають до них з іншого боку нуклеокапсідний ділянки випинаються через клітинну мембрану, утворюючи нирку, як це має місце у орто- і парамиксовирусов, рабдовірусів. Після відділення нирки, що містить нуклеокапсид і суперкапсідние білки, утворюються вільні віріони. Вони або через клітинну плазматичну мембрану проходять в позаклітинний простір, або через мембрану ЕПР проникають в вакуоль ендоплазматичноїмережі. При цьому мембранні ліпіди обволікають нирку, витісняючи з неї білки. Багато ДНК-віруси, наприклад вірус герпесу, збираються в ядрі клітини на її мембрані, де утворюються нуклеокапсиди. Потім вони відокремлюються в перинуклеарное простір, набуваючи зовнішню оболонку. Подальше формування віріона відбувається в мембранах цитоплазматического ретикулума і в апараті Гольджі, звідки вірус транспортується на поверхню клітини.
7-я стадія - вихід вірусних часток із клітини - відбувається двома шляхами. Прості віруси, позбавлені суперкапсиду, наприклад пікорнавіруси, аденовіруси та ін. Викликають деструкцію клітини і потрапляють в позаклітинний простір. Інші віруси, що мають ліпопротеїднихоболонку зовнішню оболонку, виходять з клітини шляхом брунькування, в результаті чого протягом тривалого часу вона зберігає свою життєздатність. Такий шлях характерний для вірусу грипу і ін.
16 Адсорбція, варіанти надходження вірусу в клітину, «роздягання» вірусу
Адсорбція - характеризується прикріпленням віріона до клітинних рецепторів, які представляють собою глікопротеїни клітинної мембрани, що містить нейрамінової кислоту. Такі рецептори є у ряду клітин, зокрема еритроцитів, на яких адсорбуються багато вірусів. Для орто- і парамиксовирусов специфічними рецепторами є гліколіпіди, що містять сіалова кислоту (гангліозиди), для інших - білки або ліпіди клітинної мембрани. Рецепторами вірусів є так звані прикріпні білки, які містяться в складі капсидов простих віріонів і суперкапсиду складних віріонів. Вони можуть мати форму ниток (фібри у аденовірусів) або шипів (глікопротеїнові освіти на зовнішній оболонці орто- і параміксо-, рабдо-, арено- і буньявірусов). Перший етап адсорбції визначається неспецифічними силами міжмолекулярної тяжіння, другий - специфічної структурної гомології або комплементарностью рецепторів чутливих клітин і вірусів.
Проникнення вірусу в клітину господаря - відбувається кількома шляхами.
Рецепторно-опосередкований ендоцитоз характеризується утворенням в місці взаємодії віріона з клітинним рецептором облямованих бульбашок, в формуванні яких беруть участь білки-клатріна.
Віропексіса. Цим шляхом в клітку проникають сложноустроен-ні віруси. Він полягає в злитті мембран - вірусного суперкапсиду з клітинної або ядерноїмембраною. Даний процес відбувається за допомогою спеціального бека злиття - F-білка, який знаходиться в суперкапсиду. В результаті віропексіса капсид виявляється в клітці господаря, а суперкапсид разом з білком вбудовується в її плазматическую мембрану (внаслідок чого клітина набуває здатності зливатися з іншими клітинами, що призводить до передачі вірусу цим клітинам).
Фагоцитоз. Даним шляхом вірус проникає в фагоцитирующие клітини, що призводить до незавершеного фагоцитозу.
«Роздягання» віріона - полягає в їх деп-оотеінізадіі і звільнення від суперкапсиду і капсида, що перешкоджають реплікації вірусної нуклеїнової кислоти. «Роздягання, віріона починається відразу ж після його прикріплення до клітинних рецепторів триває в ендоцітарной вакуолі і її злиття з лізосомами за участю протеолітичних ферментів, а також в ядерних порах околоядерном просторі при злитті з ядерною мембраною.