Вирусите не се възпроизвеждат чрез бинарно делене. Още през 50-те години на миналия век беше установено, че размножаването се извършва по метода на възпроизвеждане (в превод от английски възпроизвеждам - направете копие, възпроизвеждайте), тоест чрез възпроизвеждане на нуклеинови киселини, както и протеинов синтез, последван от колекция от вириони. Тези процеси протичат в различни части на клетката на така наречения гостоприемник (например в ядрото или цитоплазмата). Този разделен метод на размножаване на вируса се нарича дизюнктивен. Това е, върху което ще се съсредоточим по-подробно в нашата статия.
Процес на възпроизвеждане
Този процес има свои собствени характеристики на възпроизвеждане на вируси и се отличава с последователната промяна на някои етапи. Разгледайте ги отделно.
Фази
Вирусите не могат да се размножават в хранителна среда, тъй като са строги вътреклетъчни паразити. Освен това, за разлика от хламидията или рикетсията, по време на размножаването вирусите в клетката гостоприемник не могат да растат и не се размножават чрез делене. Всички компоненти на този вирус включват нуклеинови киселини, както и протеинови молекули, които се синтезират в клетката "гостоприемник" отделно, в различни части на клетката: в цитоплазмата и в ядрото. В допълнение, протеин-синтезиращите клетъчни системи се подчиняват на един вирусен геном, както и на неговия NA.
Вирусното размножаване в клетката протича в няколко фази, които са описани по-долу:
- Първата фаза е адсорбирането на вируса, което беше обсъдено по-горе, върху повърхността на клетката, която е чувствителна към този вирус.
- Вторият е проникването на вируса в клетките гостоприемник по метода на виропексис.
- Третото е вид "събличане" на вириони, освобождаване на нуклеинова киселина от капсида и суперкапсида. При редица вируси нуклеиновата киселина влиза в клетките чрез сливането на вирионната обвивка и гостоприемната клетка. В този случай третата и втората фаза се комбинират в една.
Адсорбция
Този етап на репродукция на вируса се отнася до проникването на вирусна частица в клетките. Адсорбцията започва на клетъчната повърхност чрез взаимодействието на клетъчни, както и на вирусни рецептори. В превод от латински думата "рецептори" означава "получаващ". Те са специални чувствителни образувания, които усещат раздразнения. Рецепторите са молекули или молекулярни комплекси, разположени на повърхността на клетките и също така са способни да разпознават специфични химични групи, молекули илидруги клетки, ги свързват. При най-сложните вириони такива рецептори са разположени на външната обвивка под формата на шиповиден израстък или въси; при простите вириони те обикновено са разположени на повърхността на капсида.
Механизмът на адсорбция върху повърхността на рецептивната клетка се основава на взаимодействието на рецепторите с така наречените комплементарни рецептори на клетката "гостоприемник". Вирионните рецептори и клетките са някои специфични структури, които са разположени на повърхността.
Аденовирусите и миксовирусите се адсорбират директно към мукопротеиновите рецептори, докато арбовирусите и пикорнавирусите се адсорбират към липопротеиновите рецептори.
В миксовирусния вирион невраминидазата разрушава мукогфотеиновия рецептор и отцепва N-ацетилнеураминовите киселини от олигозахарида, който съдържа галактоза и галактозамин. Техните взаимодействия на този етап са обратими, тъй като се влияят значително от температурата, реакцията на средата и солните компоненти. Адсорбцията на вириона се предотвратява от хепарин и сулфатирани полизахариди, които носят отрицателен заряд, но инхибиторният им ефект се отстранява от някои поликариони (екмолин, DEAE-декстран, протамин сулфат), които неутрализират отрицателния заряд от сулфатирани полизахариди.
Вирион влиза в клетката "хост"
Начинът, по който вирусът навлиза в чувствителна клетка, не винаги ще бъде един и същ. Много вириони са в състояние да влязат в клетките чрез пиноцитоза, което на гръцки означава "питие"."питие". С този метод пиноцитната вакуола изглежда привлича вириона директно в клетката. Други вириони могат да влязат в клетката директно през нейната мембрана.
Контактът на ензима невраминидаза с клетъчните мукопротеини насърчава навлизането на вириони в клетката сред миксовирусите. Резултатите от последните проучвания доказват, че ДНК и РНК на вирионите не се отделят от външната обвивка, тоест вирионите проникват изцяло в чувствителните клетки чрез пиноцитоза или виропексис. Към днешна дата това е потвърдено за вируса на едра шарка, ваксината и други вируси, които избират да живеят при животни. Говорейки за фаги, те инфектират клетките с нуклеинова киселина. Механизмът на инфекцията се основава на факта, че тези вириони, които се съдържат в клетъчните вакуоли, се хидролизират от ензими (липази, протеази), по време на което ДНК се освобождава от фаговата мембрана и влиза в клетката.
За експеримента клетката беше заразена с нуклеинова киселина, която беше изолирана от някои вируси, и беше предизвикан един пълен цикъл на репродукция на вириони. При естествени условия обаче инфекция с такава киселина не се случва.
Разпадане
Следващият етап от репродукцията на вируса е разпадането, което е освобождаването на NK от капсида и външната обвивка. След като вирионът навлезе в клетките, капсидът претърпява някои промени, придобивайки чувствителност към клетъчната протеаза, след което се разрушава, като едновременно с това освобождаваНК При някои бактериофаги свободната NA навлиза в клетките. Фитопатогенният вирус навлиза през увреждането в клетъчната стена и след това се адсорбира върху вътрешния клетъчен рецептор с едновременно освобождаване на NK.
РНК репликация и синтез на вирусен протеин
Следващият етап от репродукцията на вируса е синтеза на вирус-специфичен протеин, който протича с участието на т. нар. месинджър РНК (при някои вируси те са част от вириони, а при някои се синтезират само в инфектирани клетки директно върху матрицата на вирионна ДНК или РНК). Настъпва репликация на вирусна NK.
Процесът на възпроизвеждане на РНК вируси започва след навлизането на нуклеопротеини в клетката, където се образуват вирусни полизоми чрез комплексиране на РНК с рибозоми. След това се синтезират и ранни протеини, които трябва да включват репресори от клетъчния метаболизъм, както и РНК полимерази, които се транслират с родителската РНК молекула. В цитоплазмата на най-малките вируси или в ядрото, вирусната двуверижна РНК се образува чрез комплексиране на родителската плюс верига (“+” - РНК верига) с новосинтезираната, както и комплементарна с нея минус верига (“-” - РНК верига). Свързването на тези вериги на нуклеинова киселина провокира образуването само на едноверижна РНК структура, която се нарича репликативна форма. Синтезът на вирусна РНК се осъществява чрез репликационни комплекси, в които участват репликативната форма на РНК, ензимът РНК полимераза и полизоми.
Има 2 вида РНК полимерази. Да сете включват: РНК полимераза I, която катализира образуването на репликативната форма директно върху матрицата на плюс-верига, както и РНК полимераза II, която участва в синтеза на едноверижна вирусна РНК върху шаблона от репликативен тип. Синтезът на нуклеинови киселини в малки вируси се извършва в цитоплазмата. Що се отнася до грипния вирус, вътрешният протеин и РНК се синтезират в ядрото. След това РНК се освобождава от ядрото и прониква в цитоплазмата, в която заедно с рибозомите започва да синтезира вирусния протеин.
След като вирионите навлизат в клетките, в тях се потиска синтеза на нуклеинова киселина и клетъчни протеини. По време на възпроизвеждането на вируси, съдържащи ДНК, иРНК се синтезира и върху матрицата в ядрото, която носи информация за протеиновия синтез. Механизмът на синтеза на вирусен протеин се осъществява на нивото на клетъчната рибозома, а източникът на изграждане ще бъде аминокиселинният фонд. Активирането на аминокиселините се осъществява от ензими, като с помощта на тРНК те се пренасят директно в рибозомите (полизоми), в които вече се намират в синтезираната протеинова молекула.
По този начин в заразените клетки синтезът на нуклеинови киселини и вирионни протеини се извършва като част от репликативно-транскриптивен комплекс, който се регулира от определена система от механизми.
Вирион морфогенеза
Образуването на вириони може да се случи само в случай на строго подредена връзка на структурни вирусни полипептиди, както и тяхната NA. И това се осигурява от така нареченото самосглобяване на протеинови молекули в близост до NC.
формация на Вирион
Образуването на вириона става с участието на някои от структурните компоненти, които изграждат клетката. Вирусите на херпес, полиомиелит и ваксина се произвеждат в цитоплазмата, докато аденовирусите се произвеждат в ядрото. Синтезът на вирусна РНК, както и образуването на нуклеокапсид, става директно в ядрото, а хемаглутининът се образува в цитоплазмата. След това нуклеокапсидът се придвижва от ядрото към цитоплазмата, в която се осъществява образуването на вирионната обвивка. Нуклеокапсидът е покрит отвън с вирусни протеини, а хемаглутинините и невраминидазата са включени във вириона. Ето как става образуването на потомство, например грипния вирус.
Освобождаване на вириона от "хост" клетка
Вирусните частици се освобождават от клетката "гостоприемник" едновременно (по време на унищожаването на клетката) или постепенно (без разрушаване на клетката).
В тази форма се осъществява възпроизвеждането на вируси. Вирионите се освобождават от клетките, обикновено по два начина.
Първи метод
Първият метод предполага следното: след абсолютното узряване на вирионите директно вътре в клетката те се закръгляват, там се образуват вакуоли и след това клетъчната мембрана се разрушава. След завършване на тези процеси вирионите се освобождават едновременно и напълно от клетките (пикорнавируси). Този метод се нарича литичен.
Втори метод
Вторият метод включва процеса на освобождаване на вириони, докато узреят в рамките на 2-6 часа зацитоплазмена мембрана (миксовируси и арбовируси). Отделянето на миксовируси от клетката се улеснява от невраминидаза, която разрушава клетъчната мембрана. По време на този метод 75-90% от вирионите се освобождават спонтанно в културалната среда и клетките постепенно умират.
