Стадии репликации вирусов

В цикле репродукции вирусов различают четы­ре стадии: 1) подготовительную, или инициальную, включаю­щую фазы адсорбции вируса на клетке, проникновения и разде­вания в клетке; 2) собственно репродуктивную стадию образо­вания структурных белков и вирионных нуклеиновых кислот; 3) сборку вирионов; 4) заключительную, сопровождающуюся выходом зрелых вирусных частиц из клетки (рисунок 30).

Адсорбция. Первая стадия репродуктивного цикла — адсорбция вириона на поверхности инфицируемой клетки. Адсорбция происходит путём взаимодействия вириона со специфичес­кими клеточными рецепторами. Понятие «тропизм вирусов» объясняется специфическим взаимодействием вирусных белков с поверхностными рецепторами инфицируе­мой клетки.

Процесс адсорбции протекает в две фазы: фаза ионного притяжения обусловлена неспецифическим взаимодействием, фаза прикрепления происходит благодаря структурной гомологии либо комплементарности взаимодействующих молекул.

Рисунок 30 – Основные этапы репродукции вирусов

Количество инфекционных вирусных частиц, адсорбированных на клетке, определяет термин «множественность заражения» (инфицирования), то есть на клетке может сорбироваться большое количество вирионов. Однако, инфицированная вирусом клетка обычно толерантна к повторному заражению гомологичным вирусом.

Проникновение и «раздевание». «Голые» вирусы проникают в клетку путём эндоцитоза (виропексис [вирус + греч. pexis, прикрепление]) – погружения участка клеточной мембраны в месте их адсорбции. «Одетые» вирусы проникают в клетку путём слияния суперкапсида с клеточной мембраной при участии специфических F-белков(белков слияния). При проникновении «голых» вирусов в клетку образуются вакуоли (эндосомы). После проникно­вения «одетых» вирусов в цитоплазму происходит частичная депротеинизация вирионов и модификация их нуклеопротеида (раздевание). Модифицированные частицы теряют инфекционные свойства.

Теневая фаза. После депротеинизации вирусы невозможно выделить из культуры клеток. Этот этап репродукции известен как теневая фаза, или фаза эклипса [от англ. eclipse, затме­ние]. Она включает репликацию нуклеиновых кислот вируса и синтез вирусных белков. Теневая фаза не происходит при температуре 0−4 °С (исключая вирус гриппа). Теневая фаза заканчивается после образования составных компонентов вируса, необходимых для сборки дочерних популяций.

Сборка. У просто устроенных вирусов, состоящих из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, сборка состоит из упорядоченного взаимодействия этих молекул. У сложно устроенных вирусов сборка дочерних популяций протекает многоступенчато. Взаимодействие нуклеиновых кислот с внутренними и оболочечными белками приводит к образованию нуклеокапсидов. В процессе образования «одетых» вирусов полные нуклеокапсиды упорядоченно выстраиваются с внутренней стороны клеточной мембраны под участками, модифицированными оболочечными вирусными белками (М-белками).

Высвобождение дочерних вирионов. Вирусы, лишённые суперкапсида, и поксвирусы обычно высвобождаются быстро; выход дочерних популя­ций сопровождается разрушением цитоплазматической мембраны и лизисом клетки. Ви­русы, содержащие суперкапсид, высвобождаются медленнее. Модифицированные участки мем­браны с заключёнными в них вирионами выпячиваются наружу и затем отпочковываются. При высво­бождении почкованием изменённая клетка иногда может сохранять жизнеспособность.

Вопросы для самоконтроля

1 Какие формы взаимодействия вирусов с клеткой различают?

2 Какие формы продуктивности инфекции существуют?

3 Назовите стадии реплинации вирусов?

4 Охарактеризуйте начальную стадию репликации.

5 Каким способом вирусы могут проникать в клетку хозяина и от чего это зависит?

6 Как происходит синтез структурных элементов вириона?

7 Почему одну из фаз репликации вирусов называют «теневой фазой»?

8 Как происходит высвобождение дочерних популяций простых и сложных вирусов?

9 Как реализуется кодирующая стратегия вирусов в зависимости от организации генома?