Билет 5

1) Свойства вирусов. Репродукция. Особенности репродукции. +РНК и -РНК.

Вирусы обладают следующими свойствами:

• Это мельчайшие живые организмы.

• Они не имеют клеточного строения.

• Вирусы способны воспроизводиться, лишь проникнув в живую клетку. Следовательно, все они — облигатные эндопаразиты. Иными словами, вирусы могут жить, лишь паразитируя внутри других клеток.

• Вирусы устроены очень просто. Они состоят из небольшой молекулы нуклеиновой кислоты, либо ДНК, либо РНК, окруженной белковой или липопротеиновой оболочкой.

• Каждый тип вируса способен распознавать и инфицировать лишь определенные типы клеток. Иными словами, вирусы высокоспецифичны в отношении своих хозяев.

Репродукция вирусов в клетке – единый процесс, условно подразделяемый на несколько этапов:

• адсорбция вирионов на клетке; осуществляется при наличии специфических рецепторов. У простых вирусов – поверхностные прикрепительные белки, у сложных – прикрепительных белков роль играют гликопротеины, образующие шипики на суперкапсиде. Рецепторы на поверхности клеточной мембраны могут иметь различную природу, их количество достигает 10⁴ и более на клетку. Адсорбция начинается как неспецифическая, а продолжается как специфическая (вирус «узнается» и связывается комплементарным рецептором). Тропизм вирусов – избирательное поражение клеток и тканей у определенных видов организмов (наличие комплементарных рецепторов на них).

• проникновение вирусов в клетку;

- путем рецепторного эндоцитоза (виропексиса) – в месте адсорбции вируса образуется эндосома (впячивание), содержащая вирус. Она объединяется с клеточной лизосомой и вакуолью, образует рецептосому (проникают и простые и ложные вирусы этим путем); - путем слияния мембран суперкапсида вируса и клетки. Осуществляется белками слияния. Нуклеокапсид оказывается в цитоплазме клетки. Характерно для сложных вирусов, обладающих F-белками слияния или другими гликопротеинами (например, гемагглютинин вируса гриппа); - возможно сочетание.

• депротеинизация вириона и освобождение его нуклеиновой кислоты (генома); цель - освобождение нуклеиновой кислоты для индукции репродукции вируса. Вирусы, проникшие в клетку рецепторным эндоцитозом, покидают рецептосому путем слияния мембран (сложные вирусы) или при участии капсидных поверхностных белков (простые вирусы). При этом лизосомальными ферментами и ферментами мембраны рецептосомы проводится частичная депротеинизация. Продолжается «раздевание» в цитоплазме протеазами и другими клеточными ферментами. Если вирус проникает в клетку способом слияния мембран, депротеинизация начинается при уже при проникновении с помощью ферментов клеточной мембраны. Продолжается в цитоплазме. Освобождение генома может быть полным, а может неполным (остаются внутренние белки или капсидные, которые в дальнейшем защищают нуклеиновую кислоту от нуклеаз цитоплазмы).

• экспрессия вирусного генома, синтез компонентов; иногда требует транспортировки в ядро. - транскрипция – образование на матрице генома комплементарных и-РНК; - трансляция – перевод генетической информации с и-РНК в последовательность аминокислот. Проводится и-РНК на клеточных рибосомах с подавлением синтеза клеточных белков. Вирусные белки могут формироваться: с коротких моноцистронных и-РНК (отдельные белки, на рибосомах), с длинных полицистронных и-РНК (гигантский полипептид, на полисомах, впоследствие нарезается на отдельные белки).

!ОСОБЕННОСТИ НИЖЕ!

• формирование вирионов; В цитоплазме.

- простые вирусы: капсид формируется по спиральному или кубическому типу путем самосборки. Получается нуклеокапсид;

- сложные вирусы формируются в несколько этапов. Образуется нуклеокапсид, затем они взаимодействуют с модифицированными мембранами клетки, одеваются суперкапсидной оболочкой, у некоторых вирусов под суперкапсидом формируется М-слой.

• выход нового поколения вирионов из клетки.

- при лизисе клетки ( «по взрувному типу», характерен для простых вирусов)

- путем почкования (сложные вирусы, одновременно приобретают суперкапсид). Клетка погибает не сразу, успевает выделить новые поколения вирусов до истощения ее ресурсов.

Особенности экспрессии:

• вирусы с двунитевой ДНК: геномная ДНК -> транскрипция -> и-РНК -> трансляция -> белок;

Репродукция в ядре с помощью клеточной транскриптазы, в цитоплазме - вирусной транскриптазы.

• +РНК: геномная РНК одновременно и-РНК: геномная +РНК > трансляция > белок (гигантский полипептид, который нарезается протеазами);

• -РНК: геномная –РНК > транскрипция > и-РНК > трансляция > белок осуществляется собственными транскриптазами;

• ретровирусы (онкогенные вирусы и возбудители ВИЧ-инфекции): диплоидный геном из двух идентичных однонитевых +РНК и ревертазой (обратной транскриптазой): геномная РНК > провирус (комплементарная ДНК) > транскрипция > и-РНК > трансляция > белок.

Репликация - синтез на матрице исходного генома вируса множества идентичных копий. В ядре (у большинства) и в цитоплазме. Процесс начинается после накопления неструктурных ранних белков. Осуществляется вирусными клеточными полимеразами. Осуществляется сразу полностью.

• у двунитевых ДНК-геномов – с помощью репликазы по полуконсервативному типу, подобно клеточным ДНК;

• однонитевые +РНК геном - с помощью вирус-индуцированной РНК-полимеразы. На исходной +РНК формируется –РНК (двунитевый промежуточный репликативный комплекс), которая отщепляется, на ней формируется +РНК, идентичная исходной. происходит накопление множества копий генома;

• однонитевые –РНК геном – с помощью РНК-зависимой РНК-полимеразы, тоже через двунитевый промежуточный репликативный комплекс;

• у ретровирусов – те же стадии, что и при транскрипции, с обязательной репликацией провирусной ДНК в хромосому клетки. На матрице провирусной ДНК реплицируются копии однонитевых +РНК;

В результате экспрессии в клетке накапливаются копии вирусных геномов и структурные белки. Эти процессы происходят в разных частях клетки, и такой способ репродукции называется разобщенным (дизъюнктивным).

Первые 3 этапа – подготовительные. Собственно репродукция – с 4 этапа.