Virușii nu se reproduc prin fisiune binară. În anii '50 ai secolului trecut, s-a stabilit că reproducerea se realizează prin metoda reproducerii (tradusă din engleză reproduce - make a copy, reproduce), adică prin reproducerea acizilor nucleici, precum și prin sinteza proteinelor, urmată de colectia de virioni. Aceste procese apar în diferite părți ale celulei așa-numitei gazde (de exemplu, în nucleu sau citoplasmă). Această metodă disjunsă de reproducere a virusului se numește disjunctivă. Acesta este ceea ce ne vom concentra mai detaliat în articolul nostru.
Proces de reproducere
Acest proces are propriile caracteristici de reproducere a virusurilor și se remarcă prin schimbarea succesivă a unor etape. Luați-le în considerare separat.
faze
Virușii nu se pot multiplica într-un mediu nutritiv, deoarece sunt paraziți intracelulari stricti. În plus, spre deosebire de chlamydia sau rickettsia, în timpul reproducerii, virușii din celula gazdă nu sunt capabili să crească și nu se înmulțesc prin fisiune. Toate componentele acestui virus includ acizi nucleici, precum și molecule de proteine care sunt sintetizate în celula „gazdă” separat, în diferite părți ale celulei: în citoplasmă și în nucleu. În plus, sistemele celulare care sintetizează proteine se supun unui genom viral, precum și NA al acestuia.
Reproducția virală într-o celulă are loc în mai multe faze, care sunt descrise mai jos:
- Prima fază este adsorbția virusului, despre care am discutat mai sus, pe suprafața celulei, care este sensibilă la acest virus.
- A doua este pătrunderea virusului în celulele gazdă prin metoda viropexis.
- Al treilea este un fel de „dezbrăcare” a virionilor, eliberarea de acid nucleic din capsidă și supercapsidă. Într-un număr de virusuri, acidul nucleic intră în celule prin fuziunea învelișului virionului și a celulei gazdă. În acest caz, a treia și a doua fază sunt combinate într-una singură.
Adsorbție
Această etapă a reproducerii virusului se referă la pătrunderea unei particule virale în celule. Adsorbția începe pe suprafața celulei prin interacțiunea receptorilor celulari și virali. Tradus din latină, cuvântul „receptori” înseamnă „primire”. Sunt formațiuni speciale sensibile care percep iritațiile. Receptorii sunt molecule sau complexe moleculare situate pe suprafața celulelor și sunt, de asemenea, capabili să recunoască grupuri chimice specifice, molecule sau alte celule, leagă-le. La cei mai complecși virioni, astfel de receptori sunt localizați pe învelișul exterior sub forma unei excrescențe în formă de vârf sau vilozități; la virionii simpli, ei sunt de obicei localizați pe suprafața capsidei.
Mecanismul de adsorbție pe suprafața unei celule receptive se bazează pe interacțiunea receptorilor cu așa-numiții receptori complementari ai celulei „gazdă”. Receptorii și celulele virionului sunt niște structuri specifice care se află la suprafață.
Adenovirusurile și mixovirusurile se adsorb direct la receptorii mucoproteic, în timp ce arbovirusurile și picornavirusurile se adsorb la receptorii lipoproteici.
În virionul mixovirus, neuraminidaza distruge receptorul de mucogfoteină și scindează acizii N-acetilneuraminici din oligozaharidă, care conține galactoză și galactozamină. Interacțiunile lor în această etapă sunt reversibile, deoarece sunt afectate în mod semnificativ de temperatură, reacția mediului și componentele sării. Adsorbția virionului este împiedicată de heparină și polizaharide sulfatate, care poartă o sarcină negativă, dar efectul lor inhibitor este înlăturat de unii policarioni (ecmolin, DEAE-dextran, sulfat de protamină), care neutralizează sarcina negativă a polizaharidelor sulfatate.
Virion intră în celula „gazdă”
Modul în care un virus intră într-o celulă sensibilă nu va fi întotdeauna același. Mulți virioni sunt capabili să pătrundă în celule prin pinocitoză, care înseamnă „băutură” în greacă."băutură". Cu această metodă, vacuola pinocitară pare să atragă virionul direct în celulă. Alți virioni pot intra în celulă direct prin membrana acesteia.
Contactul enzimei neuraminidazei cu mucoproteinele celulare promovează intrarea virionilor în celulă printre mixovirusuri. Rezultatele unor studii recente demonstrează că ADN-ul și ARN-ul virionilor nu sunt separate de învelișul exterior, adică virionii pătrund în întregime în celulele sensibile prin pinocitoză sau viropexis. Până în prezent, acest lucru a fost confirmat pentru virusul variolei, vaccinia și alte virusuri care aleg să trăiască la animale. Vorbind despre fagi, ei infectează celulele cu acid nucleic. Mecanismul de infecție se bazează pe faptul că acei virioni care sunt conținuti în vacuolele celulare sunt hidrolizați de enzime (lipaze, proteaze), timp în care ADN-ul este eliberat din membrana fagilor și intră în celulă.
Pentru experiment, o celulă a fost infectată cu un acid nucleic care a fost izolat din unele viruși și a fost cauzat un ciclu complet de reproducere a virionului. Cu toate acestea, în condiții naturale, infecția cu un astfel de acid nu are loc.
Dezintegrare
Următoarea etapă a reproducerii virusului este dezintegrarea, care este eliberarea de NK din capside și învelișul exterior. După ce virionul pătrunde în celule, capsida suferă unele modificări, dobândind sensibilitate la proteaza celulară, apoi este distrusă, eliberând simultanNK. La unii bacteriofagi, NA liber intră în celule. Virusul fitopatogen pătrunde prin deteriorarea peretelui celular, iar apoi este adsorbit pe receptorul celular intern cu eliberarea simultană de NK.
Replicarea ARN și sinteza proteinelor virale
Următoarea etapă a reproducerii virusului este sinteza unei proteine specifice virusului, care are loc cu participarea așa-numitului ARN mesager (în unele viruși fac parte din virioni, iar în unele sunt sintetizate doar în celulele infectate direct pe matricea de ADN sau ARN virion). Are loc replicarea NK virală.
Procesul de reproducere a virusurilor ARN începe după intrarea nucleoproteinelor în celulă, unde polizomii virali se formează prin complexarea ARN-ului cu ribozomi. După aceea, se sintetizează și proteinele timpurii, care ar trebui să includă represori din metabolismul celular, precum și ARN polimeraze care sunt traduse cu molecula de ARN părinte. În citoplasma celor mai mici virusuri sau în nucleu, ARN-ul viral dublu catenar se formează prin complexarea lanțului părinte plus („+” - lanț ARN) cu lanțul nou sintetizat, precum și complementar cu lanțul minus („-” - lanț ARN). Conexiunea acestor catene de acid nucleic provoacă formarea doar a unei structuri de ARN monocatenar, care se numește formă replicativă. Sinteza ARN viral este realizată prin complexe de replicare, la care participă forma replicativă a ARN, enzima ARN polimerază și polizomi.
Există 2 tipuri de ARN polimeraze. Laacestea includ: ARN polimeraza I, care catalizează formarea formei replicative direct pe matrița cu catenă plus, precum și ARN polimeraza II, care participă la sinteza ARN viral monocatenar pe matrița de tip replicativ. Sinteza acizilor nucleici în virusurile mici are loc în citoplasmă. În ceea ce privește virusul gripal, proteinele interne și ARN-ul sunt sintetizate în nucleu. ARN-ul este apoi eliberat din nucleu și pătrunde în citoplasmă, în care, împreună cu ribozomii, începe să sintetizeze proteina virală.
După ce virionii intră în celule, sinteza acidului nucleic și a proteinelor celulare este suprimată în ele. În timpul reproducerii virusurilor care conțin ADN, ARNm este de asemenea sintetizat pe matricea din nucleu, care poartă informații pentru sinteza proteinelor. Mecanismul sintezei proteinelor virale se realizează la nivelul ribozomului celular, iar sursa de construcție va fi fondul de aminoacizi. Activarea aminoacizilor este efectuată de enzime, cu ajutorul ARNm, aceștia sunt transferați direct în ribozomi (polizomi), în care sunt deja localizați în molecula de proteină sintetizată.
Astfel, în celulele infectate, sinteza acizilor nucleici și a proteinelor virion se realizează ca parte a unui complex replicativ-transcriptiv, care este reglat de un anumit sistem de mecanisme.
Morfogeneza virionului
Formarea virionilor poate avea loc numai în cazul unei conexiuni strict ordonate a polipeptidelor virale structurale, precum și NA acestora. Și acest lucru este asigurat de așa-numita auto-asamblare a moleculelor de proteine lângă NC.
Formarea virionului
Formarea virionului are loc cu participarea unora dintre componentele structurale care alcătuiesc celula. Virușii herpes, poliomielita și vaccinia sunt produși în citoplasmă, în timp ce adenovirusurile sunt produse în nucleu. Sinteza ARN viral, precum și formarea nucleocapsidei, au loc direct în nucleu, iar hemaglutinina se formează în citoplasmă. După aceea, nucleocapsidul se deplasează de la nucleu la citoplasmă, în care are loc formarea învelișului virionului. Nucleocapsidul este acoperit la exterior cu proteine virale, iar hemaglutininele și neuraminidaza sunt incluse în virion. Așa are loc formarea urmașilor, de exemplu, virusul gripal.
Eliberarea virionului din celula „gazdă”
Particulele de virus sunt eliberate din celula „gazdă” simultan (în timpul distrugerii celulei) sau treptat (fără nicio distrugere a celulei).
În această formă are loc reproducerea virușilor. Virionii sunt eliberați din celule, de obicei în două moduri.
Prima metodă
Prima metodă presupune următoarele: după maturarea absolută a virionilor direct în interiorul celulei, aceștia sunt rotunjiți, acolo se formează vacuole, iar apoi membrana celulară este distrusă. La finalizarea acestor procese, virionii sunt eliberați toți în același timp și complet din celule (picornavirusuri). Această metodă se numește litică.
A doua metodă
A doua metodă implică procesul de eliberare a virionilor pe măsură ce se maturizează în 2–6 ore pentrumembrana citoplasmatică (mixovirusuri și arbovirusuri). Secreția de mixovirusuri din celulă este facilitată de neuraminidază, care distruge membrana celulară. În timpul acestei metode, 75-90% dintre virioni sunt eliberați spontan în mediul de cultură, iar celulele mor treptat.
