Viroloji. Kontrol soruları DNAgenom virüslerinin üremesi, ana aşamaları, üremenin özellikleri. Virüslerin çift sarmallı RNA ile çoğaltılması Viryonların kimyasal bileşimi Virüslerin çoğaltılması

Virüslerin bir hücrede çoğalması- Üretken enfeksiyon, şartlı olarak birkaç aşamaya bölünmüş tek bir süreçtir:
1. çentik üzerinde viryonların adsorpsiyonu
2. Virüslerin hücreye nüfuz etmesi
3. Virionun deproteinizasyonu ve nükleik asidinin (genom) salınması
4. Viral genomun ifadesi, virion bileşenlerinin sentezi (transkripsiyon, translasyon, replikasyon)
5. virion oluşumu
6. Hücreden yeni nesil virionların salınması

İlk 3 aşama hazırlık niteliğindedir. Aslında üreme - 4. aşamadan itibaren.

1. Virionların hücre üzerinde adsorpsiyonu - spesifik reseptörlerin varlığında gerçekleştirilir. Basit virüslerde yüzey bağlanma proteinleri, kompleks bağlanma proteinlerinde süperkapsid üzerinde dikenler oluşturan glikoproteinler rol oynar.
Hücre zarının yüzeyindeki reseptörler farklı bir yapıya sahip olabilir, sayıları hücre başına 10 4 veya daha fazlasına ulaşır. Adsorpsiyon non-spesifik olarak başlar ve spesifik olarak devam eder (virüs "tanınır" ve tamamlayıcı bir reseptöre bağlanır). Virüslerin tropizmi - belirli organizma türlerinde hücrelere ve dokulara seçici hasar (üzerlerinde tamamlayıcı reseptörlerin varlığı).

2. Virionların hücreye nüfuz etmesi

Reseptör endositozu ile ( viropeksis) - virüsün adsorpsiyon bölgesinde, virüsü içeren bir endozom (invajinasyon) oluşur. Hücresel lizozom ve vakuol ile birleşir, bir reseptozom oluşturur (hem basit hem de sahte virüsler bu şekilde nüfuz eder).
- virüs ve hücrenin süperkapsidinin zarlarının füzyonu ile. Füzyon proteinleri tarafından gerçekleştirilir. Nükleokapsid, hücrenin sitoplazmasında bulunur. F-füzyon proteinlerine veya diğer glikoproteinlere (örneğin, grip virüsü hemaglutinin) sahip olan karmaşık virüslerin karakteristiği.
- Bir kombinasyon mümkündür.

3. virüslerin deproteinizasyonu ("soyunma"). Amaç, virüs üremesini tetiklemek için nükleik asidi serbest bırakmaktır.
Reseptör endositozu ile hücreye giren virüsler, reseptörü zar füzyonu (kompleks virüsler) veya kapsid yüzey proteinlerinin (basit virüsler) katılımıyla terk eder. Aynı zamanda, kısmi deproteinizasyon, lizozomal enzimler ve reseptör zarının enzimleri tarafından gerçekleştirilir. Proteazlar ve diğer hücresel enzimler tarafından sitoplazmada "soyunma" devam eder.
Virüs hücreye membran füzyonu yoluyla girerse, deproteinizasyon hücre zarı enzimlerinin yardımıyla penetrasyon anında başlar. Sitoplazmada devam eder.

Genomun salınması tamamlanmış veya eksik olabilir (nükleik asidi sitoplazmik nükleazlardan daha fazla koruyan dahili veya kapsid proteinleri kalır).

4. viral genomun ifadesi. Bazen çekirdeğe taşınması gerekir.

A) transkripsiyon - genom şablonu üzerinde tamamlayıcı mRNA'ların oluşumu

B) çeviri - genetik bilginin mRNA'dan bir amino asit dizisine çevirisi. i-RNA, hücresel proteinlerin sentezinin baskılanmasıyla hücresel ribozomlar üzerinde gerçekleştirilir. Viral proteinler şu şekilde oluşturulabilir: kısa monosistronik mRNA'lardan (ribozomlar üzerindeki bireysel proteinler), uzun polisistronik mRNA'lardan (polisomlar üzerindeki dev bir polipeptit, daha sonra bireysel proteinlere bölünür).

özellikler:
- çift sarmallı DNA'lı virüsler: genomik DNA -> transkripsiyon -> mRNA -> translasyon -> protein (önce erken yapısal olmayan, sonra geç yapısal)

Çekirdekte (çoğu virüste) - hücresel transkriptazda, sitoplazmada - viral transkriptazda gerçekleştirilir.

RNA - mRNA ile aynı zamanda genomik RNA: genomik + RNA > çeviri > protein (proteazlar tarafından kesilen dev bir polipeptit)
- eksi RNA: genomik –RNA > transkripsiyon > mRNA > çeviri > protein
kendi transkriptazları tarafından gerçekleştirilir

Retrovirüsler (onkojenik virüsler ve HIV enfeksiyonuna neden olan ajanlar) - iki özdeş tek sarmallı + RNA ve ters transkriptazdan (ters transkriptaz) oluşan bir diploid genom (hepatit B virüsü ve kene kaynaklı ensefalit için aynı bulaşma yolu mümkündür: genomik RNA> provirüs (tamamlayıcı DNA)> transkripsiyon> i-RNA> çeviri> protein

Çoğaltma: birçok özdeş kopyanın orijinal virüs genomunun matrisi üzerinde sentez. Çekirdekte (çoğunda) ve sitoplazmada. Süreç, yapısal olmayan erken proteinlerin birikmesinden sonra başlar. Viral hücresel polimerazlar tarafından gerçekleştirilir. Hemen uygulandı.

Çift sarmallı DNA genomlarında - hücresel DNA gibi yarı koruyucu bir tipte replikaz yardımıyla

Tek sarmallı +RNA genomu - virüs kaynaklı RNA polimeraz kullanılarak. Orijinal +RNA'da, ayrılan –RNA (çift sarmallı ara replikatif kompleks) oluşur, üzerinde orijinal ile aynı olan +RNA oluşur. genomun birden fazla kopyasının birikmesi.

Tek sarmallı -RNA genomu - ayrıca çift sarmallı bir ara replikatif kompleks aracılığıyla RNA'ya bağımlı RNA polimeraz kullanılarak

Retrovirüsler, proviral DNA'nın hücre kromozomuna zorunlu replikasyonu ile, transkripsiyon sırasındaki ile aynı aşamalara sahiptir. Tek sarmallı +RNA'ların kopyaları, proviral DNA şablonunda çoğaltılır.
Retrovirüsler, bütünleştirici ve üretken enfeksiyonun bir kombinasyonu ile karakterize edilir (bütünleştirici enfeksiyonun baskınlığı ile virüsün kalıcılığı gözlenir).

Ekspresyon sonucunda viral genomların ve yapısal proteinlerin kopyaları hücrede birikir. Bu işlemler hücrenin farklı bölümlerinde meydana gelir ve bu üreme yöntemine ayrık (ayırıcı) denir.

5. Virüs bileşenlerinden viryonların oluşumu. sitoplazmada.

Basit virüsler: kendi kendine toplanmadan boş, kapsid spiral veya kübik tipte oluşturulmuştur. Bu bir nükleokapsitle sonuçlanır.

Karmaşık virüsler birkaç aşamada oluşur. Bir nükleokapsid oluşur, daha sonra değiştirilmiş hücre zarları ile etkileşime girerler, bir süperkapsid kabuğuna konurlar, bazı virüslerde süperkapsidin altında bir M-katmanı oluşur.

6. Hücreden virionların salınması

Hücre parçalanması sırasında (“patlayıcı tip”, basit virüslerin özelliği)

Tomurcuklanarak (karmaşık virüsler aynı anda bir süperkapsid kazanır). Hücre hemen ölmez, kaynakları tükenmeden yeni nesil virüsleri izole edecek zamanı vardır.

Virüsün hücrede çoğalması birkaç aşamada gerçekleşir:

Birinci aşama, virüsün bu virüse duyarlı hücre yüzeyinde adsorpsiyonudur.

İkinci aşama, viropeksis yoluyla virüsün konakçı hücreye penetrasyonudur.

Üçüncü aşama, viryonların "soyulması", virüsün nükleik asidinin süperkapsid ve kapsidden salınmasıdır. Bazı virüslerde, nükleik asidin hücreye penetrasyonu, virion zarfının ve konakçı hücrenin füzyonu ile gerçekleşir. Bu durumda, ikinci ve üçüncü aşamalar birleştirilir.

Nükleik asidin türüne bağlı olarak bu işlem şu şekilde gerçekleşir.

Üreme çekirdekte gerçekleşir: adenovirüsler, herpes, papovavirüsler. DNA'ya bağımlı RNA - hücre polimerazı kullanın.

Üreme sitoplazmada gerçekleşir: virüslerin kendi DNA'ya bağımlı RNA polimerazları vardır.

Pozitif genomlu (artı-nityum) ribovirüsler: picorna-, toga-, koronavirüsler. Transkripsiyon yoktur.

RNA -> protein

Negatif genomlu (eksi sarmallı) ribovirüsler: grip, kızamık, parotit, orto-, paramiksovirüsler.

(-)RNA -> mRNA -> protein (mRNA, (-)RNA'ya tamamlayıcıdır). Bu işlem, özel bir viral enzim olan virion RNA'ya bağımlı RNA polimerazın (hücrede böyle bir enzim olamaz) katılımıyla gerçekleşir.

retrovirüsler

(-)RNA -> DNA -> mRNA -> protein (ve RNA, RNA'ya homologdur). Bu durumda, (-) RNA bazında DNA oluşumu süreci, enzim - RNA'ya bağımlı DNA polimerazın (ters transkriptaz veya ters transkriptaz) katılımıyla mümkündür.

Dördüncü aşama, viryon bileşenlerinin sentezidir. Virüsün nükleik asidi replikasyon ile üretilir. Viral mRNA'nın bilgisi hücrenin ribozomlarına çevrilir ve bunlarda virüse özgü bir protein sentezlenir.

Beşinci aşama, virionun montajıdır. Nükleokapsidler kendiliğinden birleşme ile oluşur.

Altıncı aşama, viryonların hücreden salınmasıdır. Çocuk felci virüsü gibi basit virüsler çıktıklarında hücreyi yok ederler. İnfluenza virüsü gibi karmaşık virüsler, tomurcuklanarak hücreden çıkar. Virüsün dış kabuğu (süperkapsid), virüsün hücreden salınması sırasında oluşur. Bu işlem sırasında hücre bir süre canlı kalır.

Virüsün hücre ile açıklanan etkileşim türleri, olgun viryonların üretimine yol açtıklarından üretken olarak adlandırılır.

Diğer bir yol - bütünleştirici - virüsün hücreye nüfuz etmesinden ve "soyulmasından" sonra viral nükleik asidin hücre genomuna entegre olması, yani hücre kromozomuna belirli bir yerde entegre edilmesi ve ardından onunla birlikte çoğaltılmasıdır. sözde provirüs şeklinde. DNA ve RNA içeren virüsler için bu süreç farklı şekillerde gerçekleşir. İlk durumda, viral DNA hücresel genoma entegre olur. RNA içeren virüsler söz konusu olduğunda, önce ters transkripsiyon gerçekleşir: Hücresel genoma entegre olan "ters transkriptaz" enziminin katılımıyla viral RNA şablonunda DNA oluşturulur. Provirüs ek genetik bilgi taşır, böylece hücre yeni özellikler kazanır. Bir hücreyle bu tür etkileşime girebilen virüslere bütünleştirici denir. Bütünleştirici virüsler arasında bazı onkojenik virüsler, hepatit B virüsü, herpes virüsü, insan immün yetmezlik virüsü, ılıman bakteriyofajlar bulunur.

Sıradan virüslere ek olarak, nükleik asit içermeyen prionlar - protein bulaşıcı parçacıklar vardır. Boyutları 200 nm'ye kadar olan fibrillere benziyorlar. Beyin hasarı olan insanlarda ve hayvanlarda yavaş enfeksiyonlara neden olurlar: Creutzfeldt-Jakob hastalığı, kuru, scrapie ve diğerleri.

Test materyalinde virüslerin gösterilmesi için yöntemler.

Virüslerin hücre kültürlerinde çoğalması, virüsün türüne bağlı olarak farklı bir karaktere sahip olan sitopatik etkileri (CPE), ince bir agar tabakasıyla kaplı bir hücre tek tabakası üzerinde plak oluşumu, eritrosit hemadsorpsiyonu ve diğer testlerle değerlendirilir.

Bu nedenle, virüslerin endikasyonu mikroskobik olarak CPE'nin varlığı, hücre tek tabakasında plak oluşumu, virüsün hücre kültürüne eklenen eritrositlerin hemadsorpsiyonu ve ayrıca test edilen virüs içeren malzeme ile hemaglütinasyon reaksiyonu ile gerçekleştirilir. Hemaglutinasyon reaksiyonuna, kapsidlerinde veya süperkapsidlerinde hemaglutinin içeren virüsler neden olur.

Retrovirüsler, konağın hücre zarından tomurcuklanan zarflı, küresel virüslerdir. Çapları yaklaşık 100 nm'dir. Genom, iki özdeş doğrusal tek sarmallı RNA molekülünden oluşur. İkosahedral nükleokapsid, sarmal bir ribonükleoprotein içerir ve glikoproteinler ve lipidlerden oluşan bir kılıfla çevrilidir.

Retrovirüslerin karakteristik bir özelliği, alışılmadık bir enzimin - RNA'ya bağımlı DNA polimeraz veya tersi transkriptaz ( dolayısıyla adı retro, ah geriye doğru anlamında). Genetik bilginin DNA'dan RNA'ya klasik transkripsiyonunun aksine, ters transkriptaz enzimi, retrovirüs RNA genomunun bir DNA kopyasını hazırlar - başlangıçta bir RNA-DNA hibriti ve ardından çift sarmallı DNA formu. Retroviral genomun çift sarmallı DNA formu, provirüs denir, Ve enfekte konakçı hücrenin DNA'sına entegre olur. Tüm retroviral proteinlerin çevrildiği provirüstür. Bir onkojenik retrovirüs ile enfeksiyon, enfekte olmuş hücrelerin sitolizine veya ölümüne yol açmaz, ancak provirüs, hücrenin ömrünün sonuna kadar konakçı hücrenin DNA'sına entegre kalır ve hücre çoğalması sırasında hücresel genom ile birlikte çoğalır.

Tüm onkojenik RNA virüsleri aileye aitken Retroviridae, n Tüm retrovirüsler onkojeniktir. Aile retroviridaeüç alt aileye ayrılmıştır.

• 1. Oncovirinae tüm onkojenik RNA içeren virüsleri (önceki adı onkornavirüs) içerir.
• 2. Spumavirinae içerir onkojenik olmayan "köpüklü virüsler" ( spuma= köpük), çeşitli hayvan türlerinde asemptomatik enfeksiyonlara neden olan ve köpüklü dejenerasyona neden oldukları birincil hücre kültürlerinin kontaminantlarıdır.
• 3. Lentivirina içerir virüsler nasıl "gecikmiş enfeksiyonlara" neden olur (mercimek= yavaş yavaş) hayvanlarda ve insan ve hayvan immün yetmezlik virüslerinde.

Retrovirüsler yaygındır; hayvanlar, kuşlar ve sürüngenler dahil olmak üzere hemen hemen tüm omurgalılarda bulunurlar. Konak yelpazesine ve neden oldukları hastalık türlerine göre onkojenik retrovirüsler aşağıdaki gruplara ayrılabilir:

• 1. virüsler lösemi-sarkomatoz karmaşık kuşlar. Kuş lösemisine (lenfomatoz, miyeloblastoz ve eritroblastoz virüsleri) veya kümes hayvanlarında sarkomlara (Rous sarcoma virüsü, RRV) neden olan antijenik olarak ilişkili bir virüs grubu.
• 2. virüsler fare lösemi. Bu grup, onları ilk kez tanımlayan araştırmacıların adını taşıyan murin lösemi ve sarkom virüslerinin çeşitli suşlarından oluşur (örn. Gross, Friend, Moloney, Rauscher).
• 3. Virüs tümörler günlük bezler fareler. Bu virüs, meme kanserinin yaygın olduğu bazı fare türlerinde bulunur. "Süt faktörü" veya "Bittner virüsü" olarak bilinir. Meme bezinde çoğalır ve anneden yavruya anne sütü ile geçer. Fareler ağızdan, deri altından veya intraperitoneal enjeksiyonla enfekte olabilir. Meme kanseri, 6-12 aylık bir latent dönemden sonra yalnızca duyarlı suşların farelerinde gelişir. .
• 4. virüsler lösemi Ve sarkom diğerleri hayvanlar. Kediler, hamsterler, sıçanlar, kobaylar ve maymunlar gibi çeşitli hayvan türlerinin lösemi ve sarkomlarından çok sayıda virüs izole edilmiştir.
• 5. T-lenfotropik virüsler insan (HTLV)."İnsan T-lenfotropik virüsleri" olarak adlandırılan retrovirüsler, 1980 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde kutanöz T-hücreli lenfoma (fungal mikoz) ve lösemi (Cesar sendromu) olan yetişkin hastalardan alınan hücre kültürlerinden izole edildi. Japonya ve Karayipler'deki T-hücreli lösemi hastalarından benzer virüsler izole edilmiştir. Tip HTLV1 tüm dünyada mevcuttur, ancak hastalığın prevalansı endemik bölgelerle sınırlıdır. HTLV-I, T hücreli lösemiye ek olarak, demiyelinizan bir hastalık olan tropikal spastik paraparezi ile de ilişkilidir. Virüs esas olarak T4 (CD4) hücrelerini enfekte eder. Enfekte olmuş T hücrelerinde çok sayıda IL-2 reseptörü bulunur. Yakından ilişkili HTLV-II, T hücre maligniteleri ile de ilişkilendirilmiştir. HTLV enfeksiyonunun kan transfüzyonu ve diğer lökosit verme yöntemleriyle bulaştığı bilinmektedir.

Türler özgüllük . Retrovirüsler genellikle yalnızca bir tür konakçıyı enfekte eder, özgüllük esas olarak konakçı hücrenin yüzeyindeki viral reseptörlerin varlığından kaynaklanır. Başka bir türün hücrelerinde büyüme yeteneklerine bağlı olarak, retrovirüsler 1) ekotropik (yalnızca doğal konağın hücrelerinde ürerler);

2) amfitropik (doğal ve yabancı türlerin hücrelerinde üreme); ve 3) ksenotropik (yalnızca yabancı türlerin hücrelerinde ürer, ancak doğal konakçıların hücrelerinde üremez).

Yayın virüsler.İki tip retrovirüs bulaşması mümkündür. Eksojen retrovirüsler yatay olarak yayılır. Onkojenik retrovirüslerin çoğu ekzojendir. Endojen retrovirüsler ebeveynlerden dikey olarak bulaşır entegre bir provirüs ile soy germ hücrelerinin genomuna girer. Endojen retroviral provirüs, hücresel bir gen gibi davranır ve konakçı hücrenin düzenleyici etkisine tabidir. Endojen retrovirüsler genellikle "sessizdir", hücreleri dönüştürmez ve herhangi bir hastalığa neden olmaz. Radyasyona veya kimyasallara maruz kaldıktan sonra "aktivasyon" nedeniyle veya nükleik asit hibridizasyonu ile tespit edilebilirler.

rezistans. Retrovirüsler kararsızdır, 56 °C'de 30 dakika inaktive edilir, zayıf asitler, eter ve formalin. - 30 o C de stabildirler.

Morfoloji. Retrovirüsler dört morfolojik tip olarak bulunur. A tipi parçacıklar yalnızca hücrelerin içinde bulunur. Çapları 60-90 nm'dir ve bir zarla çevrili halka şeklinde bir nükleoid içerirler. Diğer türlerin öncüsü olabilirler. Tip B, C ve D hücre dışıdır. B parçacığı çapı, eksantrik bir nükleoid ve yatak yüzeyi dikenleri ile 100-130 nm'dir. Tip C parçacıkları, merkezi bir nükleoide ve pürüzsüz bir yüzey zarına sahiptir. D tipi partiküller henüz karakterize edilmemiştir. Eksantrik bir nükleoidleri vardır ve kısa yüzeysel dikenler taşırlar.

Çoğu retrovirüs, C tipi parçacıklardır. Fare meme kanseri virüsü, bir tip B partikülüdür ve Mason-Pfizer maymun meme kanseri virüsü, bir D tipi partiküldür.

antijenler.İki tip antijen vardır - zarf üzerinde bulunan tipe özgü glikoprotein antijenleri ve viryonun çekirdeğinde yer alan gruba özgü nükleoprotein antijenleri. Farklı konak türlerinden retrovirüslerin yüzey antijenleri arasında çapraz reaksiyonlar gözlenmez.

genomik yapı. Retrovirüsler nispeten basit bir genomik yapıya sahiptir.

Standart bir retrovirüsün (kusursuz kuş veya murin lösemi virüsü gibi) provirüsü, viral replikasyon için gerekli üç genden oluşur - gag, pol ve env. Gen tıkaç olan nükleokapsid proteinlerini kodlar. gruba özgü antijenler, gen pol RNA'ya bağımlı DNA polimerazı kodlayan gen çevre zarf glikoproteinlerini kodlar. Provirüsün her iki ucu da doğrudan konakçı hücrenin DNA'sına bağlanan uzun bir terminal tekrarına (LTR) sahiptir. LTR bölgeleri, provirüs gen fonksiyonunun düzenlenmesi üzerinde kontrol sağlar.

HTLV veya HIV gibi bazı retrovirüsler (transregülatör virüsler) dördüncü bir geni taşır. dövme sonrasında çevre gen. Viral genlerin işlevini düzenleyen işlem yapan bir gendir.

Kronik lösemi virüsleri gibi standart onkojenik retrovirüsler, yavaş dönüştürücü virüsler Yani, düşük bir onkojenik potansiyele sahiptirler ve genellikle uzun bir latent dönemden sonra sadece kan hücrelerinin habis dönüşümünü uyarırlar. Kültürlenmiş hücreleri dönüştürmezler. Normal replikasyon yeteneğine sahiptirler. Tam tersine, yaklaşık denemek dönüştürme virüsler - oldukça onkojeniktirler ve haftalar veya aylar gibi kısa bir latent dönemden sonra maligniteye neden olurlar. Çeşitli sarkomlara, karsinomlara, lösemilere neden olabilirler ve ayrıca kültürde hücreleri dönüştürebilirler. Bununla birlikte, en güçlü dönüştürücü virüsler, genomlarında fazladan bir gen içerdikleri için normal şekilde çoğalamazlar. viral onkojen (V-onc gen), virüs replikasyonu için gerekli olan bazı genlerin yerini alır. Bu tür V-onc virüsleri, yalnızca standart bir retrovirüs yardımcısı ile birlikte enfekte olduklarında çoğalabilirler. Bir onkogen taşıyan Rous sarcoma virüsü kaynak Akut dönüşen virüsler arasında en iyi çalışılmış olan ("sark" olarak telaffuz edilir), çoğalma yeteneği ile ayırt edilir, yani tam bir diziye sahip olduğu için normal şekilde çoğalabilir. tıkaç, Polonya çevre genler. Akut dönüştürücü virüslerin çoğu replikasyon kusurludur.

Bir virüsün bir konak hücre ile etkileşimi, viral partiküllerin konak hücrenin reseptörleri üzerinde adsorpsiyonu ile başlayan ve hücreye girdikten sonra da devam eden karmaşık, çok aşamalı bir süreçtir. Bu etkileşimin bir sonucu olarak, üretken, abortif veya bütünleyici bir hücre enfeksiyonu şekli gelişir. Üretken formda, virüsün üremesi veya daha doğrusu üremesi (lat. üreme-üreme), abortif formla, aşamalardan birinde ihlali, bütünleştirici formla, viral nükleik asidin içine entegrasyonu gerçekleşir. hücre genomu.

VİRÜS ÜREME

Yukarıda belirtildiği gibi, virüsler, hücresel bir organizasyona sahip mikroorganizmaların aksine, ikili bölünme yeteneğine sahip olmayan kendi kendini kopyalayan bir formdur. 1950'lerde, virüslerin çoğalmasının veya çoğalmasının, nükleik asit ve protein biyosentezinin replikasyonu ve ardından virionun kendi kendine birleşmesi ile gerçekleştiği bulundu. Bu işlem, hücrenin farklı kısımlarında meydana gelir - çekirdek veya sitoplazma, bunun sonucunda ayrık, yani ayrışmış üreme olarak adlandırılır.

Viral üreme, insan ve hayvanların, böceklerin, bitkilerin ve bakterilerin hücrelerinde yabancı (viral) bilgilerin benzersiz bir ifade biçimidir ve viral bilginin hücresel matris-genetik mekanizmalarının tabi kılınmasından oluşur.

1. aşama - adsorpsiyon - viryonun, nöraminik asit içeren hücre zarının glikoproteinleri olan hücre reseptörlerine bağlanmasıyla karakterize edilir. Bu tür reseptörler, birçok virüsün adsorbe edildiği birçok hücrede, özellikle eritrositlerde bulunur1. Orto- ve paramiksovirüsler için spesifik reseptörler, diğerleri için hücre zarının proteinleri veya lipidleri olan sialik asit (gangliosidler) içeren glikolipidlerdir.

Virüs reseptörleri, basit virionların kapsidlerinde ve karmaşık virionların süperkapsidlerinde bulunan sözde "bağlanma" proteinleridir. İplikler (adenovirüslerdeki lifler) veya sivri uçlar (orto- ve paramikso-, rabdo-, areno- ve bunyavirüslerin dış kabuğundaki gliko-protein oluşumları) şeklinde olabilirler.

Adsorpsiyonun ilk aşaması, spesifik olmayan moleküller arası çekim kuvvetleri tarafından belirlenir, ikincisi - hassas hücrelerin ve virüslerin reseptörlerinin spesifik yapısal homolojisi veya tamamlayıcılığı ile belirlenir.

Aşama 2 - virüsün konakçı hücreye penetrasyonu, viropeksis ve membran füzyonu ile gerçekleşir. Viropeksis, plazma zarının, virüsün adsorbe edildiği, dışarıda reseptörlerle kaplı girintilerin bulunduğu bir bölümünün invaginasyonundan oluşan özel bir reseptör endositozu durumundan başka bir şey değildir (Şekil 5.3). Daha sonra virüsün çevresinde, konakçı hücrenin sitoplazmasında yer aldığı bir vakuol oluşur. Tarif edilen viral partiküllerin penetrasyon yöntemi, adenovirüsler, grip virüsü vb. için tipiktir.

Bir viral parçacığın bir konakçı hücreye nüfuz etmesi, zar füzyonu ile de meydana gelebilir (Şekil 5.4). Bu durumda viral zarf, konakçı hücrenin plazma zarı ile birleşir, bunun sonucunda virionun iç yapıları ("çekirdek") enfekte hücrenin sitoplazmasındadır ve nükleer zar ile kaynaştığında, hücre çekirdeğinde.

3. aşama - viryonların "soyulması" - bunların deproteinizasyonundan ve viral nükleik asidin replikasyonunu önleyen süperkapsid ve kapsidden salınmasından oluşur. Virionun "soyulması", hücre reseptörlerine bağlanmasından hemen sonra başlar ve endositik vakuolde ve bunun proteolitik enzimlerin katılımıyla lizozomlarla füzyonunun yanı sıra nükleer membran ile füzyon sırasında nükleer gözenekler ve perinükleer boşlukta devam eder.

Dördüncü aşama, viral genomların transkripsiyonu ve replikasyonundan oluşur. Çift sarmallı DNA içeren virüslerin viral genomunun transkripsiyonu, hücresel genomun yanı sıra DNA->- mRNA->- protein üçlüsü boyunca gerçekleşir (Şekil 5.5, a). Farklılıklar yalnızca bu işlem için gerekli olan DNA'ya bağımlı RNA polimeraz enziminin kökeni ile ilgilidir. Genomları konakçı hücrenin sitoplazmasında kopyalanan virüsler (örneğin çiçek hastalığı virüsü) kendi virüse özgü RNA polimerazlarına sahiptir. Genomları çekirdekte kopyalanan virüsler (papova ve adenovirüsler, herpes virüsleri) burada bulunan hücresel RNA polimeraz II veya III'ü kullanır.

1. Orto-, paramikso- ve rabdovirüsleri (bkz. Tablo 5.1) içeren negatif genomlu virüsler (eksi iplikçik, Şekil 5.5, b), virüse özgü bir RNA polimeraz veya transkriptaz içerir. "RNA'yı bir genomik RNA şablonu üzerinde sentezlerler. Normal hücrelerde benzer bir enzim yoktur, ancak virüs bulaşmış hücreler tarafından sentezlenir.

Hem tek sarmallı hem de çift sarmallı RNA virüslerinde bulunur.

2. Picorna-, togavirüsleri vb. İçeren pozitif genomlu virüslerde, mRNA işlevi, içerdiği bilgileri konakçı hücrenin ribozomlarına çeviren genomun kendisi tarafından gerçekleştirilir.

3. Ters transkriptaz veya revertaz içeren RNA içeren retrovirüsler grubu ayrı durur. Bu enzimin benzersizliği, bilgiyi RNA'dan DNA'ya yeniden yazma yeteneğinde yatmaktadır. Bu işleme ters transkripsiyon denir

Yukarıda belirtildiği gibi, viral genomdaki genlerin sayısı çok sınırlıdır. Bu nedenle, viral bilgi miktarını artırmak için, viral nükleik asitte kaydedilenden çok daha fazla bilgiyi ileten mRNA aracılığıyla işleyen bir tür translasyon mekanizması vardır. Bu, örneğin, DNA bölümlerinin yeniden yazılmasından bilgileri ekleyerek (anlamsız kodonları ve dikiş uçlarını keserek) RNA'ya kopyalarken ve ayrıca gRNA antikodonları aynı mRNA molekülünü farklı nükleotidlerden okuduğunda elde edilir. Bu durumda, iletilen bilgi miktarını artıran yeni üçlüler oluşur.

Transkripsiyon, hücresel ve virüse özgü mekanizmalar tarafından düzenlenir. Sözde "erken" ve "geç" genlerden gelen bilgilerin sıralı olarak okunmasından oluşur. Birincisinde bilgi, virüse özgü transkripsiyon ve replikasyon enzimlerinin sentezi için ve ikincisinde kapsid proteinlerinin sentezi için kodlanır.

Virüse özgü bilgi, daha önce hücresel proteinlerden salınan ve r-eplilacpl piruinil genomlarının virüse özgü polisomlarında birleştirilen konakçı hücrenin ribozomlarına çevrilir.Havuzlarda biriken DNA veya RNA moleküllerinin sentezinden oluşur. viryonların birleştirilmesinde kullanılan bu nükleik asitlerin.

Viral DNA'nın replikasyonu, hücresel DNA polimerazın katılımıyla her iki şeritte gerçekleşir. Tek sarmallı virüsler önce ikinci bir sarmalı (replikatif form) oluşturur.

Viral RNA'nın replikasyonu, yalnızca viral genomun transkripsiyonunu katalize eden aynı virüse özgü enzimin katılımıyla gerçekleşir. Artı sarmallı virüslerde, RNA replikasyonu pratik olarak transkripsiyonlarıyla aynıdır. Eksi sarmallı virüslerde, replikasyon, ortaya çıkan RNA yavru moleküllerinin uzunluğu bakımından transkripsiyondan farklıdır. Çoğaltma sırasında, uzunlukları ana ipliğe tamamen karşılık gelir ve transkripsiyon sırasında kısaltılmış mRNA molekülleri oluşur.

Retrovirüslerde, DNA transkripsiyonunun yanı sıra replikasyon, hücresel DNA polimerazın katılımıyla hücresel genomun bir parçası olarak gerçekleşir.

5. aşama - virionun toplanması - esas olarak nükleokapsidlerin oluşumundan oluşur. Hücrede viral nükleik asitlerin ve proteinlerin sentezi farklı hücre yapılarında meydana geldiğinden, virion bileşenlerinin bir toplanma bölgesine taşınması gereklidir. Aynı zamanda viral proteinler ve nükleik asitler birbirlerini tanıma ve kendiliğinden birleşme yeteneğine sahiptir. Basit viryonların kendi kendine montajı, viral polipeptitlerin, simetri eksenleri etrafında yer alan ve bir polihedron oluşturan kapsomerlerde birleşebilme yeteneğine dayanır. Diğer durumlarda, polipeptitler viral nükleik asidi bir sarmal içinde çevreler.

Pek çok basit virion, replikatif kompleksler, endoplazmik retikulumun zarları üzerinde toplanır. glikoproteinler ve onlara bitişik nükleokapsit bölgeleri, diğer tarafta orto- ve paramiksovirüsler, rabdovirüslerde olduğu gibi hücre zarından çıkıntı yaparak bir böbrek oluşturur. Nükleokapsid ve süperkapsid proteinlerini içeren böbreğin ayrılmasından sonra serbest virionlar oluşur. .Ya hücre plazma zarından hücre dışı boşluğa geçerler ya da endoplazmik retikulumun zarından endoplazmik retikulumun vakuolüne nüfuz ederler.Aynı zamanda, zar lipitleri böbreği sarar ve böbrekteki proteinlerin yerini alır.Birçok DNA- Herpes virüsü gibi virüsler içeren virüsler, nükleokapsidlerin oluştuğu zarı üzerindeki hücre çekirdeğinde toplanır ve böbrekten salınır. perinükleer boşluğa yumurtamsı bir dış kabuk elde eder. Virionun daha fazla oluşumu, sitoplazmik retikulumun zarlarında ve virüsün hücre yüzeyine taşındığı golgi aparatında meydana gelir.

6. aşama - viral parçacıkların hücreden salınması - iki şekilde gerçekleşir. Pikornavirüsler, adenovirüsler, vb. Gibi süperkapsid içermeyen basit virüsler, hücre yıkımına neden olur ve hücre dışı boşluğa girer. Lipoprotein dış kabuğa sahip olan diğer virüsler, tomurcuklanarak hücreden çıkar ve bunun sonucunda canlılığını uzun süre korur. Bu yol, grip virüsü vb. için tipiktir.

Virüs üremesi

Virüsler, ayrık (disjuncus'tan - ayrık) üreme-çoğaltma yöntemiyle karakterize edilir. Virüs soyu, konakçı hücre tarafından ayrı ayrı sentezlenen nükleik asitlerin ve protein alt birimlerinin birleşiminden kaynaklanır. Bir virüsün bir hücreye nüfuz etmesi ve kendi türünün çoğalması birkaç aşamada gerçekleşir: konakçı hücreye nüfuz etme, viral nükleik asitlerin replikasyonu için gerekli enzimlerin sentezi, viral parçaların sentezi, olgun virionların birleşmesi ve bileşimi , olgun virionların hücreden çıkışı.

Faz I -- viryonun hücre yüzeyinde adsorpsiyonu.

İki aşamada ilerler: birincisi, hücre zarının bireysel bölümleri ile virüs arasında zıt yüklerin ortaya çıkması nedeniyle virüsün hücre yüzeyinde tutulduğu zaman, spesifik değildir. Virüsün hücre ile etkileşiminin bu aşaması geri dönüşümlüdür, ortamın pH'ı ve tuz bileşimi gibi faktörlerden etkilenir.

İkinci aşama, spesifik virüs reseptörleri ve birbirini tamamlayıcı hücre reseptörleri etkileşime girdiğinde spesifiktir. Kimyasal yapıları gereği, hücre reseptörleri mukoproteinler (veya mukopolisakkaritler) ve lipoproteinler olabilir. Farklı virüsler, farklı reseptörlere sabitlenir: grip virüsleri, parainfluenza, adenovirüsler - mukoproteinler üzerinde ve kene kaynaklı ensefalit, çocuk felci virüsleri - lipoproteinler üzerinde.

Faz II - virüsün hücreye nüfuz etmesi. Virüslerin kendilerine duyarlı hücrelere nüfuz etme sürecinin elektronoskopi gözlemleri, bunun pinositoza veya daha yaygın olarak adlandırılan viropeksise benzeyen bir mekanizma yoluyla gerçekleştirildiğini gösterdi. Virüsün adsorpsiyon bölgesinde hücre duvarı hücreye çekilir, içinde virionun bulunduğu bir vakuol oluşur. Buna paralel olarak, hücresel enzimler (lipazlar ve proteazlar), virionun deproteinizasyonuna - protein kabuğunun çözünmesine ve nükleik asidin salınmasına - neden olur.

Faz III - gizli bir dönem (tutulma dönemi - kaybolma). Bu süre zarfında hücrede enfeksiyöz bir virüsün varlığını kimyasal, elektron mikroskobik veya serolojik yöntemlerle belirlemek imkansızdır. Bu fenomenin doğası ve mekanizmaları hakkında çok az şey bilinmektedir. Gizli fazda, virüsün nükleik asidinin hücrenin kromozomlarına nüfuz ettiği ve onlarla karmaşık genetik ilişkilere girdiği varsayılmaktadır.

Faz IV -- viryon bileşenlerinin sentezi. Bu aşamada virüs ve hücre tek bir bütündür, viral nükleik asit genetik bir işlev gerçekleştirir, erken proteinlerin oluşumunu indükler ve ribozomların işlevini değiştirir. Erken proteinler ayrılır:

a) hücre metabolizmasını baskılayan inhibitör proteinler (baskılayıcılar)

b) viral nükleik asitlerin sentezini sağlayan enzim proteinleri (polimerazlar).

Nükleik asitlerin ve proteinlerin sentezi, eş zamanlı olmayan bir şekilde ve hücrenin farklı yapısal kısımlarında ilerler. DNA veya RNA içeren virüslerde bu işlemlerin bazı farklılıkları ve özellikleri vardır.

Faz V, olgun viryonların oluşumudur. Virüsün "birleştirilmesi" işlemi, virüs parçacığının bileşenlerinin bağlanması sonucunda gerçekleştirilir. Kompleks virüslerde hücresel yapılar bu sürece katılır ve konakçı hücrenin lipid, karbonhidrat ve protein bileşenlerinin viral partiküle dahil edilmesi gerçekleşir.

Virionların oluşum süreci, onları oluşturan bileşenlerin sentezi başladıktan belli bir süre sonra başlar. Bu sürenin süresi oldukça değişkendir ve virüsün doğası tarafından önceden belirlenir - RNA içeren virüsler için genellikle DNA virüslerinden daha kısadır. Örneğin, tam aşı virüsü partiküllerinin üretimi, hücre enfeksiyonundan yaklaşık 5-6 saat sonra başlar ve sonraki 7-8 saat boyunca, yani viral DNA sentezi tamamlandıktan sonra devam eder.

Proteini viral nükleik asitten ayırmanın zorluğuyla kanıtlandığı gibi, nükleik asit ve karşılık gelen protein alt birimleri arasında çok güçlü bağlar oluşur. Viral parçacığın daha büyük gücü, onu oluşturan karbonhidratlar ve özellikle lipitler tarafından verilir.

Virionların oluşumu ve ayrıca virüs bileşenlerinin sentezi, çeşitli hücresel yapıların katılımıyla hücrede farklı yerlerde gerçekleşir. Oluşum süreci tamamlandıktan sonra, ana viryonun tüm özelliklerine sahip olan olgun bir yavru virüs parçacığı oluşur. Ancak bazen, ya sadece bir nükleik asitten ya da bir proteinden ya da oluşumu bir ara aşamada durmuş olan viral parçacıklardan oluşan eksik virüslerin oluşumu gözlenir.

Faz VI, olgun virionların hücreden salınmasıdır. Olgun virionların hücreden salınması için iki ana mekanizma vardır: 1) virionun tomurcuklanma yoluyla salınması. Bu durumda virionun dış zarfı, hücre zarından türetilir ve hem konakçı hücre materyalini hem de viral materyali içerir; 2) olgun viryonların zardaki boşluklardan hücreden çıkışı. Bu virüslerin dış kabuğu yoktur. Virüslerin salınması için böyle bir mekanizma ile, hücre kural olarak ölür ve ortamda çok sayıda virüs parçacığı belirir.

Virüslerin üremesinin özellikleri

1. Üretken viral enfeksiyon dönemleri

2. Virüs replikasyonu

3. Yayın

1. Üretken bir viral enfeksiyon 3 dönemde ortaya çıkar:

Başlangıç ​​dönemi, virüsün hücre üzerinde adsorpsiyonu, hücre içine girmesi, parçalanması (deproteinizasyon) veya virüsün "soyunma" aşamalarını içerir. Viral nükleik asit uygun hücre yapılarına iletildi ve lizozomal hücre enzimlerinin etkisi altında koruyucu protein kılıflarından salınır. Sonuç olarak, benzersiz bir biyolojik yapı oluşur: enfekte bir hücre 2 genom (kendi ve viral) ve 1 sentetik aparat (hücresel) içerir;

Bundan sonra, hücresel baskının ve viral genomun ekspresyonunun meydana geldiği orta ve son dönemler dahil olmak üzere ikinci grup virüs üreme süreçleri başlar. Hücresel genomun baskılanması, herhangi bir hücrede sentezlenen histonlar gibi düşük moleküler ağırlıklı düzenleyici proteinler tarafından sağlanır. Viral bir enfeksiyonla, bu süreç geliştirilir, artık hücre, genetik aparatın viral genom tarafından temsil edildiği ve sentetik aparatın hücrenin sentetik sistemleri tarafından temsil edildiği bir yapıdır.

2. Hücredeki olayların bundan sonraki seyri, viral nükleik asidin replikasyonunu (yeni viryonlar için genetik materyalin sentezi) ve içerdiği genetik bilginin uygulanmasını (yeni viryonlar için protein bileşenlerinin sentezi) amaçlar. DNA içeren virüslerde, hem prokaryotik hem de ökaryotik hücrelerde, viral DNA replikasyonu, hücresel DNA'ya bağımlı DNA polimerazın katılımıyla gerçekleşir. Bu durumda, tek sarmallı DNA içeren virüslerde, önce tamamlayıcı bir sarmal oluşur - yavru DNA molekülleri için bir matris görevi gören sözde replikatif form.

3. DNA'da bulunan virüsün genetik bilgisinin uygulanması şu şekilde gerçekleşir: DNA'ya bağımlı RNA polimerazın katılımıyla, virüse özgü proteinlerin sentezlendiği hücrenin ribozomlarına giren mRNA'lar sentezlenir. Genomu konakçı hücrenin sitoplazmasında kopyalanan çift sarmallı DNA içeren virüslerde, bu kendi genomik proteinidir. Genomları hücre çekirdeğinde kopyalanan virüsler, burada bulunan hücresel DNA'ya bağımlı RNA polimerazı kullanır.

RNA içeren virüslerde, genomlarının replikasyon süreçleri, genetik bilginin transkripsiyonu ve translasyonu başka şekillerde gerçekleştirilir. Hem eksi hem de artı iplikçikler olan viral RNA'nın replikasyonu, sentezi RNA'ya bağımlı RNA polimeraz tarafından sağlanan RNA'nın replikatif formu (orijinali tamamlayıcı) aracılığıyla gerçekleştirilir - bu, tüm RNA içeren genomik bir proteindir. virüsler var. Eksi sarmallı virüslerin (artı sarmallı) RNA'sının replikatif formu, yalnızca yavru viral RNA moleküllerinin (eksi sarmallı) sentezi için bir şablon görevi görmez, aynı zamanda mRNA'nın işlevlerini de yerine getirir, yani ribozomlara gider ve sağlar. viral proteinlerin sentezi (çeviri ).

Artı iplikli RNA içeren virüslerde, translasyon işlevi, sentezi viral RNA'ya bağımlı RNA polimerazların katılımıyla replikatif form (eksi iplik) aracılığıyla gerçekleştirilen kopyaları tarafından gerçekleştirilir.

Bazı RNA virüsleri (reovirüsler) tamamen benzersiz bir transkripsiyon mekanizmasına sahiptir. Spesifik bir viral enzim - ters transkriptaz (ters transkriptaz) tarafından sağlanır ve ters transkripsiyon olarak adlandırılır. Özü, ilk başta, tek bir DNA dizisi olan ters transkripsiyonun katılımıyla viral RNA matrisi üzerinde bir transkript oluşturulması gerçeğinde yatmaktadır. Üzerinde hücresel DNA bağımlı DNA polimeraz yardımıyla ikinci zincir sentezlenir ve çift zincirli bir DNA transkripti oluşur. Ondan, olağan şekilde, i-RNA'nın oluşumu yoluyla viral genomun bilgisi gerçekleştirilir.

Tarif edilen replikasyon, transkripsiyon ve translasyon işlemlerinin sonucu, virüsün genomunda kodlanan yavru viral nükleik asit moleküllerinin ve viral proteinlerin oluşumudur.

Bunu, virüs ve hücre arasındaki üçüncü, son etkileşim dönemi izler. Yeni viryonlar, hücrenin sitoplazmik retikulumunun zarları üzerindeki yapısal bileşenlerden (nükleik asitler ve proteinler) toplanır. Genomu bastırılmış (bastırılmış) bir hücre genellikle ölür. Yeni oluşan viryonlar pasif olarak (hücre ölümü sonucu) veya aktif olarak (tomurcuklanarak) hücreyi terk eder ve kendilerini hücre ortamında bulurlar.

Bu nedenle, viral nükleik asitlerin ve proteinlerin sentezi ve yeni viryonların montajı, belirli bir sırayla (zaman içinde ayrılmış) ve farklı hücre yapılarında (uzayda ayrılmış) meydana gelir ve bununla bağlantılı olarak, virüslerin üreme yöntemine ayırıcı denir. (ayrılmış). Abortif bir viral enfeksiyonla, virüsün hücre ile etkileşim süreci, hücresel genomun baskılanması meydana gelmeden önce şu veya bu nedenle kesintiye uğrar. Açıkçası bu durumda virüsün genetik bilgisi gerçekleşmeyecek ve virüsün üremesi gerçekleşmemekte ve hücre fonksiyonlarını değişmeden sürdürmektedir. virion hücre virüsü

Gizli bir viral enfeksiyon sırasında, her iki genom da hücrede aynı anda işlev görürken, virüs kaynaklı dönüşümler sırasında viral genom, hücresel olanın bir parçası haline gelir, işlev görür ve onunla birlikte miras alınır.

Kaynakça

1. V. A. Sergeev ve diğ., Veterinary Virology. - Moskova, 2002.

2. Viroloji. Fields B. tarafından düzenlendi, Knight D., cilt. 1-3, M., 1989.

3. Gosmanov R.G., Kolychev N.M. Veterinerlik virolojisi. M.: Kolos. - 2003.

4. Belousova R.V., Preobrazhenskaya E.A., Tretyakova I.V. Veterinerlik virolojisi: Üniversiteler için bir ders kitabı (ed. Belousova R.V.). - M.: Kolos. - 2007