Репродукция вирусов

Репродукция – создание многочисленных копий вирусных нуклеиновых кислот с последующим биосинтезом вирусных белков и организацией вирусов. Имеет колоссальную скорость. Репродукция вирусов уникальна и отличается от размножения других микробов. Т.к. вирусы – абсолютные паразиты, репродукция идет внутри клеток.

Разные виды вирусов имеют особенности репродукции, но всегда она происходит в 6 периодов.

1. Абсорбция – прикрепление вируса к клетке как результат взаимодействия вируса с чувствительными рецепторами клетки. Рецепторы взаимодействия могут быть в клетках в течение всей жизни или только у молодняка, и поэтому есть вирусные болезни, характерные только для молодняка (ТГС – поросята до 3-х месяцев). Известно, что адсорбция может происходить без специфических рецепторов за счет электростатического потенциала. Взаимодействие вируса с клеткой начинается со случайных столкновений. Установлено, что 10³-10⁴ столкновений может привести к абсорбции. Абсорбция успешно реализуется у сложноустроенных вирусов нитевидной формы и имеющих шипики.

2. Проникновение происходит двумя путями: 1)эндоцитоз (виропексис); 2)сплавление. При эндоцитозе клетка образует впячивание, к которому подходит вакуоль, содержащая ферменты. Происходит освобождение генома от оболочек и вирусная нуклеиновая кислота устремляется в цитоплазму или в ядро. Сплавление, когда оболочки вируса разрушаются одновременно с маленьким участком клеточной стенки, и вирусная нуклеиновая кислота оказывается в цитоплазме. При проникновении самый сложный процесс – раздевание вируса, или депротеинизация, происходит с помощью ферментов и не до конца изучен, процесс длительный по времени, сложный и растянутый.

3. Синтез ранних вирусных белков (эклипс фаза). В этот период образуются не структурные вирусные белки, а ферменты, обслуживающие дальнейшую репродукцию.

4. Синтез вирусных компонентов. Проникшая вирусная нуклеиновая кислота несет генетическую информацию, конкурирующую с генетической информацией клетки и подавляющую её, отчего происходит дезорганизация работы клеточных систем, подавление метаболизма клетки. Вирусная нуклеиновая кислота реализует свою генетическую информацию тремя путями: 1) Транскрипция: образование вирусной иРНК. Она образуется у ДНК-содержащих и РНК-негативных вирусов (-РНК). У РНК-позитивных вирусов (+РНК) эту функцию выполняет геномная РНК. После включения функции вирусной иРНК начинается трансляция. 2) Трансляция – синтез вирусного структурного белка. Происходит на рибосомах клетки. Одновременно с трансляцией активно включается процесс репликации. 3) Репликация – синтез вирусных нуклеиновых кислот, гомологичных геному. Синтез компонентов вируса (белков, геномных нуклеиновых кислот) может проходить в различных структурах клетки (в ядре, цитоплазме) и всегда синтез разобщенный.

5. Сборка вирусов. Синтезированный клетками вирусные нуклеиновые кислоты и белки имеют особенность узнавать друг друга и объединяться с помощью гидрофобных, солевых и водородных связей. У просто устроенных вирусов происходит взаимодействие нуклеиновых кислот с капсидными белками – это будущий капсид. У сложно устроенных вирусов вначале формируется нуклеокапсид, с которым взаимодействуют суперкапсидные белки. Формирование суперкапсида происходит на клеточных мембранах, чаще на ЦПМ. Поэтому в составе суперкапсида могут быть компоненты ЦПМ клетки.

6. Выход вирусов происходит двумя путями: 1) взрывной тип; 2) почкование. Взрывной тип обусловлен выходом большого количества вирусов и моментальной гибелью клетки; характерен для просто устроенных вирусов. Почкование характерно для сложно устроенных вирусов, которые концентрируются на клеточной мембране и выпячивают её. Затем это выпячивание отделяется от клетки. Выпячивание, отделенное от клетки, называют почкой. Оттуда вирусы выходят взрывным типом. При почковании клетка не гибнет, а живет долго, но при этом продуцирует вирусы. Известно, что время полной репродукции в среднем 5-6 часов (грипп, оспа). Аденовирусы ведут репродукцию несколько суток.

Интегративная репродукция (вирогения)

В отличие от классической репродукции, онкогенные вирусы и некоторые вирусы, вызывающие инфекционные заболевания, имеют интегративную репродукцию.

Вирогения (интергативная репродукция) – способность вирусной нуклеиновой кислоты встраиваться (интегрировать) в хромосому клетки и функционировать как составляющая часть клеточного генома. Интеграцией обладают бактериофаги (вирусы, паразитирующие у бактерий), онкогенные вирусы (лейкоз КРС), инфекционные вирусы (ВИЧ, аденовирусы, герпес).

Интегрироваться могут как ДНК-, так и РНК-содержащие вирусы. У РНК-вирусов сначала на матрице РНК с помощью фермента ревертазы образуется копия ДНК, которая встраивается в хромосому. ДНК вируса, интегрированную в хромосому, называют провирусом. Провирус после деления клетки переходит в хромосому дочерних клеток, таким образом, вирогения наследуется.

ДНК-провирус несет дополнительную информацию, в результате клетка приобретает ряд новых свойств. Онкогенная ДНК-провирус изменяет метаболизм, индуцирует образование токсинов, клетка увеличивается в размерах, отчего формируются опухоли и токсикоз. Есть сведения, что ДНК-провирус под воздействием физических, химических факторов может вырезаться из хромосомы клетки и существовать автономно, включаясь в обычный цикл репродукции.