Vīrusu pavairošana

Vīrusi var vairoties tikai saimniekšūnā, izmantojot tās vielmaiņas aparātu un izmantojot savu ģenētisko informāciju; tomēr vairošanās notiek tikai šūnās, kas ir uzņēmīgas pret vīrusu, tas ir, ir aprīkotas ar specifiskiem virsmas receptoriem un spēj veikt tā genoma replikācijas fāzes.

Reizināšanas process ir sadalīts vairākos posmos:

1. fāze: vīrusa uzbrukums vai adsorbcija šūnu membrānā;

2. posms: vīrusa vai tā nukleīnskābes iekļūšana šūnas citoplazmā;

3. fāze: izģērbšanās vai aptumsums (vīrusu apvalku zudums un nukleīnskābes iedarbība);

4. fāze: replikācija (makromolekulu, ti, DNS, RNS un vīrusu proteīnu sintēze); vīrusiem ir dažādas replikācijas stratēģijas, un katrs no tiem vairojas atšķirīgi, izmantojot saimniekšūnas enzīmus un organoīdus;

5. fāze: montāža (kapsīda veidošanās šūnā - kodolā vai citosolā; šīs aploksnes iekšpusē tiek ievietota vīrusa DNS, veidojot nukleokapsīdu);

Sestā fāze: vīrusa atbrīvošana vai aizbēgšana no šūnas.

Ar dažiem izņēmumiem vīrusa replikācijas cikls ir ļoti ātrs un tiek pabeigts 8-24 stundu laikā. Katra no šīm fāzēm ir sarežģīta un raksturīga katrai sugai; patiesībā ir ļoti daudz atkārtojošu stratēģiju un mehānismu; piemēram, pirmie divi (adsorbcija un iespiešanās) un pēdējais (izeja) atšķiras atkarībā no tā, vai vīrusam ir perikapsīds. Kamēr bakteriofāgi injicē savas nukleīnskābes tieši saimniekšūnas citoplazmā, šie dzīvnieki iekļūst pinocitozi un izdalās gan šūnu līzes, gan pinocitozes rezultātā; šīs pārejas laikā jaunie virioni iegūst fosfolipīdu apvalku un pēc aiziešanas var inficēt jaunas šūnas.

Vīrusu uzbrukums, iekļūšana un replikācija

Kaili vīrusi iekļūst šūnā ar mikropinocitozi, ko sauc arī par viropepsiju, tas ir, ar to pašu bioloģisko mehānismu, ko tas izmanto, lai internalizētu asinsķermenīšu vielas zem 1 μm. Nonākot citoplazmā, šūnu proteāzes sagremo kapsīdu, un nukleīnskābe (vīrusa DNS) izdalās citoplazmā.

Vīrusa uzbrukumu šūnai nodrošina proteīni, ko sauc par antireceptoriem, kas atrodas uz vīrusa kapsīda un uz vīrusa perikapsīda, kas atpazīst molekulas vai proteīnus, kas atrodas uz šūnu virsmas un kurus sauc par receptoriem. Tāpēc adsorbcijas fāzi nodrošina mijiedarbība starp antireceptori un receptori.

ADSORPCIJA: stereoķīmiskā mijiedarbība starp noteiktām ķīmiskām grupām, kas pakļautas uzņēmīgās šūnas (receptoru) ārējai virsmai, un viriona (antireceptori).

Piemēram, HIV galvenokārt uzbrūk T palīga limfocītiem, jo tam ir antireceptori, kas atpazīst specifiskus proteīnus, kas atrodas uz to šūnu virsmas. HIV vīrusa antireceptors ir perikapsīda glikoproteīns, ko sauc par GP120, bet T limfocītu- ar nosaukumu CD-4. ; šī iemesla dēļ T palīga limfocītu sauc arī par T4. Pēc saistīšanās vīruss šūnā var iekļūt divos veidos:

saplūšana no ārpuses: perikapsīds saplūst ar šūnu membrānu un izdalās citoplazmā (raksturīgi HIV un pārklātajiem vīrusiem);

saplūšana no iekšpuses: vīruss ar pinocitozi iekļūst pūslī. Nonākot citoplazmā, perikapsīds saplūst ar pūslīšu membrānu, un kapsīds tiek izlaists citoplazmā, kā tas notiek, piemēram, ar gripas vīrusu un vispār ar kailām.

Kā paredzēts, vīrusa iekļūšanas saimniekšūnā ir daudz variāciju.

REPLIKĀCIJA: vīrusiem ir dažādas replikācijas stratēģijas, ko nosaka kapsīdā esošā nukleīnskābes veids; replikācijas laikā parasti vīrusi ražo divu veidu olbaltumvielas: agrīnu (fermentatīva un regulējoša rakstura, piemēram, polimerāzes) un vēlu (strukturālu, kas veidos kapsīdu un perikapsīdu). Jebkurā gadījumā replikācija vispirms nozīmē "saimnieka metabolisma izmaiņas un novirzīšanu", kas ļauj vīrusam pavairot savu genomu.

Pēdējais posms ir jauno vīrusu izvadīšana no šūnas (kas seko kapsīda montāžai kodolā vai citoplazmā). Parasti kaili vīrusi izdalās šūnu lizēšanas ceļā; pārklātajos tomēr daži vīrusu proteīni replikācijas laikā, kas ir atbildīgs par perikapsīda veidošanos, iet, lai ievietotos vienā no saimniekšūnas membrānām (piemēram, citoplazmas membrāna, kodola membrāna vai Golgi membrāna vai endoplazmatiskais tīkls); šādā veidā pēc Pašsagatavošanās gadījumā nukleokapsīds tuvojas modificētajai membrānai, sākas pumpuru veidošanās process un vīruss izbēg, daļēji ietinoties modificētajā membrānā un iegūstot perikapsīdu (vai aploksni).

Vīrusu šūnu mijiedarbības mehānismi: vīrusu infekcija.

RAŽOŠANAS INFEKCIJA: ražo jaunus vīrusus (vīrusu pēcnācējus);

IEROBEŽOTI: vīruss vairojas tikai tad, ja šūna atrodas noteiktos apstākļos (piemēram, S fāzē);

ABORTĪVS: vīruss neatkārtojas, bet izsaka tikai dažus proteīnus, nespējot radīt jaunus virionus;

Pastāvīgs: tas var būt hronisks - vīruss replicējas lēni, un šūna ilgstoši (mēnešus vai pat gadus) izdala vīrusu, kā tas ir HIV un hroniska hepatīta gadījumā - vai latenti (vīrusa genoms klusē uz ilgu laiku, tikai atkārtoti aktivizējot, lai iegūtu produktīvu infekciju, piemēram, herpes simplex vai zoster gadījumā).

TRANSFORMĒŠANA: tipisks onkogēniem vīrusiem, kas šūnu nenogalina, bet pārveido to neoplastiskā nozīmē. Šajos gadījumos vīrusa genoms integrējas šūnu genomā un iegūst provirusa nosaukumu; šīs izmaiņas var izraisīt saimniekšūnas ģenētiskas izmaiņas, kas transformējas neoplastiskā nozīmē un, nekontrolēti vairojoties, nodod anomālijas meitas šūnām.

Vīrusu infekcija var izraisīt akūtu slimību ar īsu gaitu un nekomplicētu atveseļošanos (parasti produktīvas infekcijas dēļ, piemēram, saaukstēšanās gadījumā) vai hronisku slimību.