экзамен микра. 1. Микроорганизмы как основные объекты исследования молекулярной генетики. Генетический анализ и принципы картирования генов. Понятие о генной инженерии
 Скачать 115.09 Kb.
|
8.Репродукция вируса. Основные стадии взаимодействия вируса с клеткой хозяина. Особенности репродукции ДНК и РНК-содержащих вирусов.Репродукция вирусов (от англ, reproduce . воспроизводить) осуществляется в несколько стадий, последо-вательно сменяющих друг друга: • адсорбция вируса на клетке; • проникновение вируса в клетку; • «раздевание» вируса; • биосинтез вирусных компонентов в клетке; • формирование вирусов; • выход вирусов из клетки Адсорбция. Взаимодействие вируса с клеткой начинается с процесса адсорбции, т. е. прикрепления вирусов к поверхности клетки. Это высокоспецифический процесс. Вирус адсорбируется на определенных участках клеточной мембраны, так называемых, рецепторах. Клеточные рецепторы могут иметь разную химическую природу, представляя собой белки, углеводные компоненты белков и липидов, липиды. Число специфических рецепторов на поверхности одной клетки колеб-лется от 104 до 105. Следовательно, на клетке могут адсорбироваться десятки и даже сотни вирусных частиц. Поверхностные структуры вируса, «узнающие» специфические клеточные рецепторы и взаимодействую-щие с ними, называются прикрепительными белками. Обычно эту функцию выполняет один из поверхностных белков капсида или суперкапсида. Способность вирусов избирательно поражать определенные клетки органов и тканей организма называют тропизмом вирусов (от греч. tropos . направление). Проникновение в клетку. Существует два способа проникновения вирусов животных в клетку: виропексис и слияние вирусной обо-лочки с клеточной мембраной. При виропексисе после адсорбции вирусов происходят инвагинация (впячива-ние) участка клеточной мембраны и образование внутриклеточной вакуоли, которая содержит вирусную части-цу. Вакуоль с вирусом может транспортироваться в любом направлении в разные участки цитоплазмы или ядро клетки. Процесс слияния осуществляется одним из поверхностных вирусных белков капсидной или суперкап-сидной оболочки. По-видимому, оба механизма проникновения вируса в клетку не исключают, а дополняют друг друга. «Раздевание» вируса Процесс «раздевания» заключается в удалении защитных вирусных оболочек и освобождении внутреннего компонента вируса, способного вызвать инфекционный процесс. «Раздевание» вирусов происходит постепенно, в несколько этапов, в определенных участках цитоплазмы или ядра клетки, для чего клетка использует набор специальных ферментов. В случае проникновения вируса путем слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной процесс проникновения вируса в клетку сочетается с первым этапом его «раз-девания». Конечными продуктами «раздевания» являются сердцевина, нуклеокапсид или нуклеиновая кислота вируса. Биосинтез компонентов вируса. Проникшая в клетку вирусная нуклеиновая кислота несет генетическую информацию, которая успешно конкурирует с генетической информацией клетки. Она дезорганизует работу клеточных систем, подавляет соб-ственный метаболизм клетки и заставляет ее синтезировать новые вирусные белки и нуклеиновые кислоты, идущие на построение вирусного потомства. Реализация генетической информации вируса осуществляется в соответствии с хорошо известными из биологии процессами транскрипции (от лат.transcriptio . переписывание, т.е. синтез информационных РНК, комплементарных матричным ДНК или РНК), трансляции (от лат. translatio . передача, т. е. синтез белков на рибосомах клетки с участием иРНК) и репликации (от лат. replicatio . повторе-ние, т. е. синтез молекул нуклеиновой кислоты, гомологичных геному). Поскольку генетический аппарат виру-сов остаточно разнообразен, то передача наследственной информации в отношении синтеза иРНК различна. Ос-новные схемы реализации вирусной генетической информации могут быть представлены следующим образом: . для ДНК-содержащих вирусов: ДНК вируса -> иРНК -> белок вируса; . для РНК-содержащих минус-нитевых вирусов: РНК вируса -> иРНК -⌡ белок вируса; . для РНК-содержащих плюс-нитевых вирусов: РНК вируса -> белок вируса; . для РНК-содержащих ретровирусов: РНК вируса -⌡ комплементарная ДНК -> иРНК -> белок вируса. Для синтеза иРНК одни вирусы используют клеточные ферменты, другие - собственный набор ферментов (полимераз). Вирусная нуклеиновая кислота кодирует синтез двух классов белков: неструктурных белков-ферментов, которые обслуживают процесс репродукции вирусов на разных его этапах, и структурных белков, которые вой-дут в состав вирусных частиц потомства. Синтез компонентов вируса (белков и нуклеиновых кислот) разобщен во времени и пространстве, т. е. протекает в разных структурах ядра и цитоплазмы клетки. Вот почему этот уникальный способ размножения вирусов называется дисъюнктивным (от лат. disjunctus - разобщенный). Формирование (сборка) вирусов. Синтезированные вирусные нуклеиновые кислоты и белки обладают способностью специфически узна-вать друг друга и при достаточной их концентрации самопроизвольно соединяются в результате гидрофобных, ионных и водородных связей. Существуют следующие общие принципы сборки вирусов, имеющих разную структуру: • формирование вирусов является многоступенчатым процессом і с образованием промежуточных форм; • сборка просто устроенных вирусов заключается во взаимодействии молекул вирусных нуклеиновых кислот с капсидными белками и образовании нуклеокапсидов (например, вирусы полиомиелита). У сложно устроенных вирусов сначала формируются нуклеокапсиды, с которыми взаимодействуют белки суперкапсидных оболочек (например, вирусы гриппа); • формирование вирусов происходит не во внутриклеточной жидкости, а на ядерных или цитоплазматиче-ских мембранах клетки; • сложно организованные вирусы в процессе формирования включают в свой состав компоненты клетки-хозяина (липиды, углеводы). Выход вирусов из клетки. Различают два основных типа выхода вирусного потомства из клетки. Первый тип . взрывной . характери-зуется одновременным выходом большого количества вирусов. При этом клетка быстро погибает. Такой способ выхода характерен для вирусов, не имеющих суперкапсидной оболочки. Второй тип - почкование. Он присущ вирусам, имеющим суперкапсидную оболочку. На заключительном этапе сборки нуклеокапсиды сложно устроенных вирусов фиксируются на кле-точной плазматической мембране, модифицированной вирусными белками, и постепенно выпячивают ее. В ре-зультате выпячивания образуется «почка», содержащая нуклеокапсид. Затем «почка» отделяется от клетки. Та-ким образом, внешняя оболочка этих вирусов формируется в процессе их выхода из клетки. При таком меха-низме клетка может продолжительное время продуцировать вирус, сохраняя в той или иной мере свои основные функции. Время, необходимое для осуществления полного цикла репродукции вирусов, варьирует от 5-6 ч (вирусы гриппа, натуральной оспы и др.) до нескольких суток (вирусы кори, аденовирусы и др.). Образовавшиеся вирусы способны инфицировать новые клетки и проходить в них указанный выше цикл репродукции. |