Типы инфицирования клеток вирусами

Адсорбция вириона это

ВИРУСЫ (от лат. virus — яд), облигатные внутриклеточные паразиты, вызывающие инфекц. заболевания человека, позвоночных животных, членистоногих, гельминтов, бактерий, простейших, плесневых грибов, растений. В., поражающие бактерии, наз. бактериофагами . В. являются неклеточными формами жизни, обладающими собственным геномом и способными к воспроизведению лишь в клетках более высокоорганизованных организмов. Для В. характерны две формы существования; внеклеточная, или покоящаяся (вирионы, вироспоры, вирусная частица), и внутриклеточная, или размножающаяся, репродуцирующаяся (комплекс вирус — клетка”). Связь между этими формами существования В. осуществляется через нуклеиновую к-ту вириона (носитель генетич. информации), к-рая индуцирует в заражённой [зараженной] клетке вирусоспецифич. синтезы и образование дочерних вирионов. В.— паразиты на генетич. уровне, т. к. их взаимодействие с клеткой — это прежде всего взаимодействие вирусного и клеточного геномов, результатом чего может быть либо острая вирусная инфекция, иногда с цитоцидным эффектом, либо хронич. инфекция, к-рая в ряде случаев может приводить к клеточной трансформации. Внутриклеточный паразитизм В. обусловлен отсутствием у них собственных белоксинтезирующих систем. Для своего воспроизведения В. используют синтетич. аппарат клетки.

Различные виды В. на внеклеточной стадии существования характеризуются размерами от 15—18 до 300—350 нм. Наиболее крупные В. (возбудители оспы, осповакцины) различимы в световом микроскопе, но в основном В. можно увидеть лишь в электронном микроскопе.

Химический состав и структура вирусных частиц. Простые В. состоят только из белка и нуклеиновых к-т. У сложных, более крупных В., поражающих высших животных, наряду с этими компонентами содержатся липиды (в форме гликопротеидов) и белки-ферменты. В отличие от клеточных форм жизни, В. содержат в вирионе один из двух типов нуклеиновых к-т: РНК или ДНК. Нуклеиновые к-ты у В. представлены двухспиральной ДНК (В. оспы, герпеса) или односпиральной РНК (В. полиомиелита, ящура), однако существуют В. с односпиральной ДНК (парвовирусы) и В. двухспиралыюй РНК (реовирусы). Структура генома у многих В. изучена недостаточно. Установлено, что гены (определённое [определенное] число нуклеотидов) расположены в нуклеиновой к-те в определённой [определенной] линейной последовательности, осн. их функция — программирование синтеза вирусоспецифических (функциональных и структурных) белков. Нуклеиновая к-та в вирусной частице окружена защитной белковой оболочкой (капсидом). Нуклеиновая к-та с капсидом наз. нуклеокапсидом. У просто организованных В. термины “нуклеокапсид” и “вирусная частица” (вирион) тождественны. У сложно устроенных В. наряду с капсидом имеется ещё [еще] одна или неск. внешних (белковых или липидных) оболочек (суперкапсид). Белковая оболочка В. построена из идентичных полипептидных цепей, уложенных в определённом [определенном] порядке, обусловливающем тип симметрии (спиральный или кубический). Капсид предохраняет нуклеиновую к-ту В. от неблагоприятных воздействий внешней среды; обеспечивает адсорбцию В. на клетке хозяина благодаря сродству рецепторов, расположенных на поверхности капсида и клетки. С капсидом связаны также антигенные и иммуногенные свойства В. С помощью электронного микроскопа в капсиде выявляют комплексные группы его структурных единиц — капсомеры. Их число у различных В. колеблется от 12 до неск. сотен и более (рис.).

Размножение (репродукция) В. происходит в клетках хозяина и включает неск.стадий: адсорбцию и проникновение В. в клетку; синтез вирусоспецифич.ферментов — “ранних” белков, необходимых для воспроизведения (репликации) вирусной нуклеиновой к-ты; репликацию вирусной нуклеиновой к-ты; синтез информационных РНК (при репродукции ДНК-содержащих В.), кодирующих поздние белки, входящие в состав вирионов, а также формирование вирионов; освобождение дочерних вирусных частиц во внешнюю среду.

Читайте также:  Волдыри на лице возможные причины, симптомы, проведение диагностических исследований, врачебное набл

В. имеют или собственные вирусоспецифич. ферменты репликации, заключённые [заключенные] в структуре вириона, или ферменты, закодированные в вирусном геноме и появляющиеся в инфицированной клетке перед началом репликации вирусной ДНК или РНК. Напр., у В. оспы в составе вирионов имеются собств. высокоснецифич. транскриптазы; в составе онкорнавирусов содержится обратная транскриптаза. У аденовирусов репликация ДНК обеспечивается клеточными ферментами. В. могут репродуцироваться в организме естественно восприимчивых животных, куриных эмбрионах, культурах клеток и переживающих эксплантатах органов и тканей (В. не удаётся [удается] культивировать на искусств. питательных средах). Как в естеств., так и экспериментальных условиях спектр патогенности В. различен. Имеются В. полипатогенные, поражающие широкий круг животных (В. бешенства, болезни Ауески), и монопатогенные (В. чумы свиней, инфекц. ларинготрахеита кур и др.). Между этими представителями имеется обширная группа В. различных классов и семейств, обладающих разным спектром патогенности.

Вирусная адсорбция на клеточной мембране и проникновение в клетку

Вирусная адсорбция (viral adsorption) [лат. virus — яд; лат. ad — на, при и sorbeo — поглощаю] — начальный этап вирусной инфекции, заключающийся в прикреплении вируса к поверхности клетки. Часто первоначальный контакт вируса с клеткой бывает очень слабым — обратимая адсорбция; затем прочность контакта возрастает — необратимая адсорбция. Физическая связь осуществляется за счет находящихся на поверхности вирионов выступов, состоящих из особых вирусных белков, таких как «шипы» у вирусов с оболочкой (напр., у микровирусов, тогавирусов и парамиксовирусов) или белковых нитей (фибрилл), отходящих от вершин икосаэдрических вирионов (напр., у некоторых аденовирусов). Участок связывания на поверхности вириона, непосредственно взаимодействующий с рецептором клетки, может состоять из индивидуального структурного вирусного белка, а может представлять собой мозаику из нескольких белков капсида. Рецептором во всех случаях служит расположенный на поверхности клетки белок или гликопротеид, который обычно специфичен для каждого вируса.

Заражение клетки начинается с адсорбции вируса на клеточной мембране, происходящей благодаря взаимодействию поверхностных белков вируса с мембранными рецепторами. Например, капсидные белки вируса полиомиелита связываются с особым рецептором ( CD155 ); капсидные белки риновирусов — с молекулами адгезии ICAM-1 ( CD155 и ICAM-1 принадлежат к суперсемейству иммуноглобулинов ); капсидные белки ЕСНО-вирусов — с альфаVбета3-интегрином ; гемагглютинины внешней оболочки вируса гриппа — с остатками сиаловой кислоты ; гликопротеиды внешней оболочки ВИЧ — с молекулой CD4 и рецепторами хемокинов ; гликопротеиды внешней оболочки вируса простого герпеса — с гепарансульфатом и рецептором ФНО ; гликопротеиды вируса Эпштейна-Барр — с рецептором фрагмента компонента комплемента C3d ( CD21 ) на поверхности В-лимфоцитов .

Температура, как правило, мало влияет на адсорбцию (при 4*С и при 37*С скорость этого процесса практически одинакова).

Связывание с мембранными рецепторами не защищает вирусы от нейтрализации антителами.

Адсорбированные вирусы проникают в клетку с помощью эндоцитоза или путем слияния с клеточной мембраной. Оказавшись в цитоплазме, вирусы освобождаются от большинства белков (раздевание) и начинают реплицироваться . Проникновение в клетку, раздевание и репродукция вирусов зависят от интенсивности энергетического метаболизма клетки и биохимических изменений, происходящих в клеточной мембране и цитоскелете. Так, при температуре ниже 37*С проникновение вирусов в клетку замедляется. Пусковым фактором проникновения обычно служит связывание некоторых поверхностных белков вируса с мембранными рецепторами клетки. Эти белки представлены на поверхности вирусов по крайней мере несколькими молекулами, а количество мембранных рецепторов обычно достигает нескольких сотен. В месте контакта вируса с клеточной мембраной происходит агрегация рецепторов, которая запускает механизм внутриклеточной передачи сигнала и стимулирует изменения в клеточной мембране. Адсорбция вируса обычно воспринимается клеткой как присоединение «нормального» лиганда к соответствующему рецептору.

Читайте также:  Как приучить ребенка пить из бутылочки

Адсорбция многих вирусов запускает эндоцитоз , начинающийся с образования на мембране окаймленных ямок , покрытых клатрином . Затем формируются эндосомы , в составе которых вирусы поступают в цитоплазму. Данный способ проникновения в клетку характерен для пикорнавирусов , вирусов гриппа и аденовирусов . Последующее слияние вирусов с мембраной эндосом стимулируется понижением рН в эндосоме.

Влияние рН на процесс проникновения хорошо изучено у вируса гриппа . В адсорбции этих вирусов, агрегации рецепторов и эндоцитозе важную роль играют гемагглютинины внешней оболочки. Конформационные изменения гемагглютинина, возникающие при низком рН в эндосоме, приводят к выходу на поверхность молекулы амфифильных доменов, что приводит к слиянию внешней оболочки вируса и эндосомальной мембраны.

На молекулярном уровне процессы слияния с мембраной и раздевания большинства вирусов изучены плохо. В результате слияния липиды и белки внешней оболочки вируса смешиваются с липидами и белками клеточной мембраны, а нуклеокапсид оказывается в цитоплазме. У сложных вирусов в адсорбции и слиянии с клеточной мембраной могут последовательно участвовать разные белки внешней оболочки.

Есть данные, что в разных тканях или на разных поверхностях эпителиальных клеток механизмы адсорбции вирусов и их проникновения в клетку неодинаковы.

Адсорбция вирионов на поверхности клетки

Прикрепление вирусных частиц к поверхности клетки-хозяина — первая ста­дия инфекционного процесса. Начальный контакт вируса с клеткой происходит в результате случайного столкновения по типу броуновского движения.

В основе адсорбции лежат два механизма. Первый из них (неспецифический) определяется силами электростатического взаимодействия, возникающими между разноименно заряжен­ными группами, расположенными на поверхности клетки и вирусами. Второй — специфический. Специфичность связи между вирусом и клеткой обусловлена комплементарными клеточными и вирусными рецепторами.

Процесс адсорбции возможен при наличии соответствующих рецепторов. Узнавание клеточных рецепторов вирус­ными белками (рецепторами), является высокоспецифическим процес­сом.

Максимальная скорость адсорбции вируса наблюдается лишь при определенном соотношении концентрации вируса и клеток, влиянии рН, температуры, ионного состава среды.

Процесс адсорбции состоит из двух быстро следующих друг за другом периодов: обратимого и необратимо­го. Период обратимого прикрепления может закончиться десорб­цией. При длительном контакте вируса с клеткой никакие воз­действия не позволяют освободить адсорбированный вирус, наступает стадия необратимой адсорбции.

Вирусные прикрепительные белки (вирусные рецепторы).

У просто организованных вирусов млекопитающих содержатся прикре­пительные белки в составе капсида. У сложно организованных вирусов эти белки входят в состав суперкапсида и представлены разнообразными молекулами.

Проникновение вирусов в клетку

Исторически сложилось представление о двух альтернативных механизмах проникнове­ния в клетку вирусов животных — путем эндоцитоза и путем слияния вирусной и клеточной мембран. Однако оба эти механизма не исключают, а дополняют друг друга.

Читайте также:  Коронарная ангиография, вентрикулография, шунтография - Е

Эндоцитоз означает, что вирусная частица попадает в цито­плазму в результате инвагинации участка плазматической мем­браны и образования вакуоли, которая содержит вирусную частицу.

Рецепторный эндоцитоз. представляет собой частный случай рецепторного или адсорбционного эндоцитоза. Этот процесс является обычным механизмом, благодаря которому в клетку поступают питательные и регуляторные бел­ки, гормоны, липопротеины и другие вещества из внеклеточной жидкости, Рецепторный эндоцитоз происходит в специализиро­ванных участках плазматической мембраны

Большинство оболочечных и безоболочечных вирусов живот­ных проникает в клетку по механизму рецепторного эндоцито­за. Эндоцитоз обеспечивает внутриклеточный транспорт вирус­ной частицы в составе эндоцитарной вакуоли. Таким путем, например, ядерные вирусы попадают в ядро, а реовирусы в лизосомы.

Слияние вирусной и клеточной мембран. Для того чтобы внутренний компонент вируса мог пройти через клеточную мембрану, ряд оболочечных вирусов эволюционно приобрел механизм индукции слияния мембран. У оболочечных вирусов слияние обусловлено точечным взаимодействием вирус­ного белка слияния с липидами клеточной мембраны, в резуль­тате которого вирусная липопротеидная оболочка интегрирует с клеточной мембраной, а внутренний компонент вируса оказы­вается по другую ее сторону.

Вирусы вызывают два типа слияния клеток: 1) слияние сна­ружи и 2) слияние изнутри. Сли­яние снаружи происходит при высокой множественности инфек­ции. Напротив, слияние изнутри происходит при низкой множественности инфекции.

Раздевание вируса в клетке

Проникшие в клетку вирусные частицы должны раздеться для того, чтобы вызвать инфекци­онный процесс. Смысл раздевания заключается в удалении вирусных защитных оболочек, которые препятствуют экспрес­сии вирусного генома. В результате раздевания освобождается внутренний компонент вируса, который способен вызвать ин­фекционный процесс.

В ряде случаев способность вирусов вызвать инфекцион­ный процесс определяется возможностью их раздевания в клетке данной системы. Тем самым эта стадия является одной из ограничивающих инфекцию.

Раздевание ряда вирусов происходит в специализированных участках внутри клетки (лизосомах, структурах аппарата Гольджи, околоядерном пространстве, ядерных порах на ядер­ной мембране).

Вторая фаза репродукции

Транскрипция

Это переписывание информации с ДНК на РНК по законам генетического кода. Транскрипция осуществляется специального фермента ДНК-зависимой РНК-полимеразы.

Продуктами транскрипции в клетке являются иРНК. Сама клеточная ДНК, являющаяся носителем генетической информации, не может непосредственно программировать синтез белка. Передачу генетической информации от ДНК к рибосомам осу­ществляет РНК-посредник (иРНК). На этом основана цент­ральная догма молекулярной биологии, которая выражается следующей формулой:

где стрелки показывают направление переноса генетической информации.

Транскрипция в зараженной клетке. Синтез комплементар­ных РНК на родительских матрицах с помощью родительской транскриптазы носит название первичной транскрипции в от­личие от вторичной транскрипции, происходящей на более поздних стадиях инфекционного цикла на вновь синтезирован­ных, дочерних матрицах с помощью вновь синтезированной транскриптазы. Большая часть иРНК в зараженной клетке яв­ляется продуктом вторичной транскрипции.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Ссылка на основную публикацию
ТЕХНИКА РАДИКАЛЬНОЙ ОПЕРАЦИИ ПО СОАВЕ — ЛЕНЮШКИНУ 2 Хирургия пороков развития толстой кишки у детей
ТЕХНИКА РАДИКАЛЬНОЙ ОПЕРАЦИИ ПО СОАВЕ — ЛЕНЮШКИНУ 2 Хирургия пороков развития толстой кишки у детей, Исаков Ю.Ф., 1972 г Перевязке...
Тест на беременность Clearblue инструкция, применение, точность, отзывы
7 преимуществ тестов Clearblue для определения беременности Сейчас, чтобы определить беременна женщина или нет, не обязательно ждать появления первых симптомов...
Тест на беременность до задержки — вся правда
Можно ли тест на беременность делать до задержки Можно ли делать тест на беременность до задержки месячных Можно ли тест...
Течение и ведение последового периода родов
Плотное прикрепление плаценты: ручная работа Когда проводят ручное отделение плаценты Одна из самых неприятных и, зачастую, неожиданных ситуаций для роженицы:...
Adblock detector