Stadier av interaktion mellan virus och känsliga celler och faktorer som kan störa dem. Typer av virus-cell-interaktion. Faser av viral reproduktion Konsekvenser av interaktionen mellan ett virus och en värdcell
Block 1
Funktioner i virusens biologi. Principer för virusklassificering.
Funktioner för reproduktion (reproduktionsstadier):
1. Selektiv adsorption på cellulära receptorer (vidhäftning)
2. Receptormedierad endocytos:
· Clathrin-beroende;
· Kaviolinberoende;
· Clathrin-kaviolin-oberoende;
Interaktion med receptorer – depolymerisation av klatrin – bildande av en pinocytosvesikel – inträde i CP
Tidig endosom – sen endosom
3. Avklädning (avproteinisering) (i skalade celler + fusion av cellens CPM och superkapsid): ECLIPSE
4. Syntes av makromolekyler:
· Syntes av tidiga mRNA icke-strukturella proteiner (polymeraser, virala proteaser,r);
· Genomreplikation:
Ø +RNA: i CP;
Ø -RNA: komplettering till +RNA;
Ø DNA: i kärnan;
Ø Retrotranskription: -RNA –DNA.
· Syntes av strukturella proteiner (kapsid- och superkapsidproteiner, enzymer) och sena mRNA;
· Post-translationell modifiering av protein.
** Möjlig integration av virusets genetiska material i värdgenomet (hepatit B, herpes, HIV)
Provirus– viralt DNA integrerat i cellgenomet
5. Virion montering:
· DNA-virus: i kärnan;
· RNA-virus: i CPM.
Glykoproteiner av komplexa virus transporteras till CPM eller ackumuleras i ER
6. Virion release:
Lytisk typ av reproduktion: polio
Icke-lytisk typ: genom knoppning - hepatit B
Klassificering
1. Efter struktur:
2. Efter typ av NK:
· RNA (80 % av alla virus) (retrovirus, rhabdovirus, picornovirus, coronavirus):
Ø +RNA-kedja: används som mRNA och genom (poliovirus);
Ø-RNA-kedja: fungerar som ett genom, som mRNA är den komplementära +RNA-kedjan fullbordad (parainfluensa);
Ø Dubbeltrådig
DNA (i många bakteriofager) (adenovirus, herpesvirus, parvovirus):
Ø Dubbeltrådig (herpes);
Ø Enkelkedjiga (provovirus);
Ø Dubbelsträngad ring (papillomvirus);
Ø Dubbeltrådig ring med defekt i en kedja (geatit B)
3. Efter virionstorlek:
· Stor;
· Genomsnitt;
· Liten.
4. Enligt virions form:
· Spiralsymmetri (rabiesvirus);
· Ikosaedrisk symmetri (Humant adenovirus).
Tropicness till vävnader och celler.
6. Enligt överföringsmekanismen:
· Aerogen (influensa, rotavirus);
· Fekal-oral (enterovirus, rotavirus);
· Överförbar (West Nile feber);
· Kontakt (smittkoppor, rabies, HIV, CMV, hepatit).
7. Efter klass av berörda värdar:
Zoonoser:
Ø Brucellos – grisar;
Ø Mjältbrand – boskap;
Ø Encefalit - fästingar;
Ø borrelia;
Ø Leptospirros.
· Antroponoser;
· Antropozoonoser:
Ø Tuberkulos;
Ø Pest (pneumonisk);
Ø Salmonellos.
Virologisk metod, huvudstadier.
Metod för att upptäcka och identifiera virus genom odling; är isolering av ett virus från patologiskt material på ett mottagligt levande system.
Identifiering: Antivirala läkemedel eller serum.
Etapper
1. Beredning av material (avföring, nasofaryngeala pinnprover, cerebrospinalvätska, blod, urin, konjunktival pinnprover):
· Filtrering genom bakteriefilter;
· Behandling med antimikrobiella och svampdödande läkemedel.
2. Val av modell:
Levande system.
· Cellkultur (speciellt odlade medier):
Det finns 2 typer av kulturer: suspensionskultur och monolager av celler, som placeras i ett speciellt kärl - "madrass"
*Madrass: ett kärl belagt med en förening (kollagen) för att förankra celler till väggen, hög renhetsgrad av agar används.
Klassificering:
v Primär/icke-transplanterad: kulturen erhålls från den ursprungliga vävnaden varje gång.
v Transplanterbar: anpassad till invitro-förhållanden (Hel-kultur: livmoderhalscancer; Hep – 2 larynxcancer): cancerceller med förmåga till obegränsad delning (”eviga cellkulturer”); bilda flerskiktskulturer.
v Semi-transplanterbara (embryonala celler - för framställning av vacciner), inte kapabla till malign degeneration; kan göra upp till 50 divisioner (Hayflick limit); bildar ett monolager av celler.
· Fågembryon (oinformativa);
· Laboratoriedjur (observation av kliniska manifestationer).
3. Infektion.
4. Bedömning av fenomenen med förekomst av virus:
Salkfärgtest (för suspensionskulturer):
Dulbenko-fenomen (kultur på agar)
· I ett monolager:
Ø Bildning av syncytium – mässling;
Ø Cirklar av virioner med håligheter – poliomyelit;
Ø Grupper av virioner mellan fibroblaster – adenovirus;
Ø Hemadsorption – influensa
5. Virustitrering
6. Identifiering:
· Direkt detektering av antigenvirus: RIF, ELISA, RNGA
· Serodiagnos:
Ø ELISA, RSK, RNGA;
Ø RNCPD (i monolager)
· Gendiagnostik (PCR);
Cytoskopi:
Ø Oxen Babesha-Negri (hippocampus): rabies;
Ø Uggleöga: CMV;
Ø Tom kärna: adenovirus.
Stadier av interaktion mellan virus och känsliga celler och faktorer som kan störa dem.
1. Adsorption: interaktion mellan specifika cell-CPM-receptorer och adhesiner på virionens yta.
Skadade celler kanske inte har specifika receptorer
2. Penetration: fusion av superkapsiden med cellmembranet (för komplexa virus) eller clathrin/caviolin-beroende endocytos (för enkla sådana)
3. Avklädning (frisättning från nukleokapsiden) och aktivering av NK.
4. Syntes av NA och virala proteiner
5. Virionsammansättning: genassociation. material och kapsidprotein
6. Utgång från cellen och förvärv av en superkapsid (för komplexa sådana)
Former av virusinfektion.
Genom lokalisering.
1. Fokal: kort inkubationstid, virus förökar sig i organ utan att komma in i blodet och lymfan. Kännetecknas av kort och instabil immunitet. Främst luftvägsinfektioner.
2. Generaliserad: lång inkubationsperiod; Patogener färdas genom blodet och lymfan i hela kroppen och påverkar mottagliga vävnader. Immuniteten är långvarig och ihållande.
Efter varaktighet.
1. Akut sjukdom (ofta): uttalade kliniska manifestationer; Som regel befrias kroppen från virus och återhämtas, men kronicitet är möjlig om behandlingen är felaktig.
2. Osynlig form: atypisk akut infektion (det finns inga symptomkomplex som är karakteristiska för en akut process).
3. Långsamma infektioner: en flermånaders inkubationstid, efter vilken symtom uppträder, slutar alltid med döden (hiv-infektion, rabies, spetälska).
4. Kronisk form (persistens): varar i flera månader (brucellos);
· Remission: förbättring av tillståndet, mindre manifestation eller frånvaro av symtom;
· Återfall: exacerbation av den patologiska processen, tydlig manifestation av kliniken.
Enligt antalet patogener.
1.Monoinfektion: orsakad av en patogen av en art.
2. Blandform: infektion förekommer med flera virus; Samtidigt är deras ömsesidiga influenser möjliga, manifesterade i undertryckande eller förbättring av patogenernas verkan på kroppen.
Upptäckt av virus av D. I. Ivanovsky 1892 lade grunden för utvecklingen av vetenskapen om virologi. Dess snabbare utveckling underlättades av uppfinningen av elektronmikroskopet och utvecklingen av en metod för att odla mikroorganismer i cellkulturer.
För närvarande är virologi en vetenskap som utvecklas snabbt, vilket beror på ett antal skäl:
Virusens ledande roll i mänsklig infektiös patologi (exempel - influensavirus, HIV humant immunbristvirus, cytomegalovirus och andra herpesvirus) mot bakgrund av den nästan fullständiga frånvaron av specifik kemoterapi;
Användningen av virus för att lösa många grundläggande frågor inom biologi och genetik.
Grundläggande egenskaper hos virus (och plasmider), där de skiljer sig från resten av den levande världen.
1. Ultramikroskopiska dimensioner (mätt i nanometer). Stora virus (smittkoppsvirus) kan nå storlekar på 300 nm, små - från 20 till 40 nm. 1 mm=1000 µm, 1 µm=1000 nm.
3. Virus är inte kapabla till tillväxt och binär fission.
4. Virus förökar sig genom att reproducera sig själva i en infekterad värdcell med hjälp av sin egen genomiska nukleinsyra.
6. Virusens livsmiljö är levande celler - bakterier (dessa är bakteriella virus eller bakteriofager), växt-, djur- och mänskliga celler.
Alla virus finns i två kvalitativt olika former: extracellulärt - virion och intracellulärt - virus. Tasonomien för dessa representanter för mikrokosmos är baserad på egenskaperna hos virioner - den sista fasen av virusutvecklingen.
Struktur (morfologi) av virus
1. Virusgenom bildar nukleinsyror, representerade av enkelsträngade RNA-molekyler (i de flesta RNA-virus) eller dubbelsträngade DNA-molekyler (i de flesta DNA-virus).
2. Capsid- ett proteinskal i vilket den genomiska nukleinsyran är förpackad. Kapsiden består av identiska proteinsubenheter - kapsomerer. Det finns två sätt att packa kapsomerer till en kapsid - spiralformade (spiralformade virus) och kubiska (sfäriska virus).
Med spiralsymmetri proteinsubenheter är ordnade i en spiral, och mellan dem, också i en spiral, är den genomiska nukleinsyran (filamentösa virus) utlagd. Med kubisk typ av symmetri virioner kan vara i form av polyedrar, oftast - tjugo-hedra - Ikosaedrar.
3. Enkelt utformade virus har bara nukleokapsid, det vill säga genomkomplexet med kapsiden kallas "naken".
4. Andra virus har ett extra membranliknande skal ovanpå kapsiden, förvärvat av viruset vid tidpunkten för utträdet från värdcellen - superkapsid. Sådana virus kallas "klädda".
Förutom virus finns det ännu enklare organiserade former av medel som kan överföras - plasmider, viroider och prioner.
De viktigaste stadierna av interaktion mellan viruset och värdcellen
1. Adsorption är en triggermekanism associerad med interaktion specifik receptorer för viruset och värden (i influensaviruset - hemagglutinin, i det humana immunbristviruset - glykoprotein gp 120).
2. Penetration - genom fusion av superkapsiden med cellmembranet eller genom endocytos (pinocytos).
3. Frisättning av nukleinsyror - "avklädning" av nukleokapsiden och aktivering av nukleinsyran.
4. Syntes av nukleinsyror och virala proteiner, d.v.s. underordning av värdcellssystem och deras arbete för virusets reproduktion.
5. Virionsammansättning - association av replikerade kopior av viral nukleinsyra med kapsidprotein.
6. Utträde av viruspartiklar från cellen, förvärv av superkapsid av höljeförsedda virus.
Resultat av interaktion mellan virus och värdceller
1. Abortprocess- när celler befrias från viruset:
När man är smittad defekt ett virus vars replikering kräver ett hjälpvirus, oberoende replikering av dessa virus är omöjlig (så kallade virusoider). Till exempel kan delta (D) hepatitvirus replikera endast i närvaro av hepatit B-virus, dess Hbs - antigen, adenoassocierat virus - i närvaro av ett adenovirus);
När ett virus infekterar celler som är genetiskt okänsliga för det;
När känsliga celler infekteras med ett virus under icke-tillåtande förhållanden.
2. Produktiv process- replikering (produktion) av virus:
- död (lys) av celler(cytopatisk effekt) - resultatet av intensiv reproduktion och bildandet av ett stort antal viruspartiklar - ett karakteristiskt resultat av en produktiv process orsakad av virus med hög cytopatogenicitet. Den cytopatiska effekten på cellkulturer för många virus är av en ganska igenkännbar specifik natur;
- stabil interaktion, vilket inte leder till celldöd (ihållande och latenta infektioner) - den sk viral transformation av en cell.
3. Integrativ process- integration av det virala genomet med värdcellens genom. Detta är en specialversion av en produktiv process som liknar stabil interaktion. Viruset replikerar tillsammans med värdcellens genom och kan förbli latent under lång tid. Endast DNA-virus kan integreras i värd-DNA-genomet (”DNA-i-DNA”-principen). De enda RNA-virus som kan integreras i värdcellens genom är retrovirus, som har en speciell mekanism för detta. Det speciella med deras reproduktion är syntesen av provirus-DNA baserat på genomiskt RNA med användning av enzymet omvänt transkriptas, följt av integreringen av DNA i värdgenomet.
Grundläggande metoder för att odla virus
1. I kroppen av försöksdjur.
2. I kycklingembryon.
3. I cellkulturer - huvudmetoden.
Typer av cellkulturer
1. Primära (trypsiniserade) kulturer- kycklingembryofibroblaster (CHF), humana fibroblaster (CHF), njurceller från olika djur, etc. Primärkulturer erhålls från celler i olika vävnader, oftast genom krossning och trypsinisering, och används en gång, d.v.s. det är alltid nödvändigt att ha lämpliga organ eller vävnader.
2. Diploida cellinjer lämplig för upprepad spridning och tillväxt, vanligtvis inte mer än 20 passager (förlorar sina ursprungliga egenskaper).
3. Sammankopplade linjer(heteroploida kulturer), kapabla till upprepad spridning och transplantation, d.v.s. flera passager, är mest lämpliga i virologiskt arbete - till exempel tumörcellinjer Hela, Hep, etc.
Speciellt näringsmedium för cellkulturer
En mängd olika syntetiska virologiska näringsmedier med komplex sammansättning används, inklusive en stor uppsättning olika tillväxtfaktorer - medium 199, Igla, Hanks lösning, laktalbuminhydrolysat. pH-stabilisatorer (Hepes), blodserum av olika arter (fosterkalvserum anses vara det mest effektiva), L-cystein och L-glutamin läggs till mediet.
Beroende på den funktionella användningen av miljön kan det finnas höjd(med hög halt av blodserum) - de används för att odla cellkulturer innan virusprover tillsätts, och stödjande(med mindre seruminnehåll eller inget serum) - för att underhålla virusinfekterade cellkulturer.
Detekterbara manifestationer av virusinfektion av cellkulturer
1. Cytopatisk effekt.
2. Identifiering av inkluderande organ.
3. Detektion av virus genom fluorescerande antikroppar (MFA), elektronmikroskopi, autoradiografi.
4. Färgtest. Den vanliga färgen på använda odlingsmedier, som innehåller fenolrött som pH-indikator, under optimala cellodlingsförhållanden (pH ca 7,2) är röd. Cellproliferation ändrar pH och, följaktligen, färgen på mediet från rött till gult på grund av en förskjutning i pH till den sura sidan. När virus förökar sig i cellkulturer sker cellys och mediets pH och färg förändras inte.
5. Detektion av viralt hemagglutinin - hemadsorption, hemagglutination.
6. Plackmetod (plackbildning). Som ett resultat av den cytolytiska effekten av många virus på cellkulturer bildas zoner med masscelldöd. Plack identifieras - virala "cellnegativa" kolonier.
Nomenklatur för virus.
Namnet på familjen av virus slutar på "viridae", släktet - "virus", speciella namn används vanligtvis för arten, till exempel rubellavirus, humant immunbristvirus - HIV, humant parainfluensavirus typ 1, etc.
Bakterievirus (bakteriofager)
Den naturliga livsmiljön för fager är en bakteriecell, så fager är fördelade överallt (till exempel i avloppsvatten). Fager har biologiska egenskaper som också är karakteristiska för andra virus.
Den mest morfologiskt vanliga typen av fager kännetecknas av närvaron av ett huvud - en ikosaeder, en process (svans) med spiralsymmetri (har ofta en ihålig stav och en kontraktil mantel), ryggar och processer (filament), dvs. påminner något om en sperma till utseendet.
Interaktionen mellan fager och en cell (bakterie) är strikt specifik, det vill säga bakteriofager kan infektera endast vissa arter och fagotyper bakterie.
Huvudstadier av interaktion mellan fager och bakterier
1. Adsorption (interaktion mellan specifika receptorer).
2. Införandet av viralt DNA (faginjektion) utförs genom att lysera en del av cellväggen med ämnen som lysozym, dra ihop skidan, trycka svansstaven genom cytoplasmans membran in i cellen och injicera DNA i cytoplasman .
3. Fagreproduktion.
4. Utgång av dotterpopulationer.
Grundläggande egenskaper hos fager
Skilja på virulenta fager, kapabel att orsaka en produktiv form av processen, och tempererade fager orsakar reduktiv faginfektion (fagreduktion). I det senare fallet replikeras inte faggenomet i cellen utan införs (integreras) i värdcellens kromosom (DNA i DNA), fagen förvandlas till profet Denna process kallas lysogeni. Om den, som ett resultat av införandet av en fag i en bakteriecells kromosom, får nya ärftliga egenskaper, kallas denna form av bakteriell variabilitet lysogen (fag) omvandling. En bakteriecell som bär en profet i sitt genom kallas lysogen, eftersom profeten, om syntesen av ett speciellt repressorprotein störs, kan gå in i den lytiska utvecklingscykeln och orsaka en produktiv infektion med lys av bakterien.
Tempererade fager är viktiga vid utbyte av genetiskt material mellan bakterier - vid transduktion(en av formerna för genetiskt utbyte). Till exempel har endast det orsakande medlet av difteri förmågan att producera exotoxin, i vars kromosom är integrerad en måttlig profet som bär operon tox, ansvarig för syntesen av difteri exotoxin. Det tempererade fagtoxet orsakar lysogen omvandling av icke-toxigen difteribacill till toxigen.
Enligt deras verkningsspektrum på bakterier är fager indelade i:
Polyvalent (lysera närbesläktade bakterier, såsom salmonella);
Monovalent (lysera bakterier av en art);
Typspecifik (lysera endast vissa fagprodukter av patogenen).
På fasta medier detekteras fager oftare med hjälp av ett fläcktest (bildande av en negativ fläck under kolonitillväxt) eller agarskiktsmetoden (Gracia-titrering).
Praktisk användning av bakteriofager.
1. För identifiering (bestämning av fagotyp).
2. För fagprofylax (stoppande av utbrott).
3. För fagterapi (behandling av dysbakterios).
4. Att bedöma miljöns sanitära tillstånd och epidemiologisk analys.
Introduktion
Baserat på deras utseende delas virus in i sfäriska eller sfäriska, kubiska, stavformade eller filamentösa och spermieliknande.
Med vissa virusinfektioner (rabies, smittkoppor, etc.) bildas speciella intracellulära inneslutningar, specifika för varje infektion, i cytoplasman eller kärnan i den cell som påverkas av viruset, betydligt större i storlek än viruset och synliga under ett ljusmikroskop . Dessa är kolonier av virus. Detektering av dem i en cell är av stor betydelse vid diagnos av rabies, smittkoppor och andra infektioner. Vissa typer av virus, främst växtvirus, bildar kristallina formationer (Ivanovsky-kristaller) i celler. De kan lösas upp och viruset frigörs från lösningen i ett amorft, icke-kristallint tillstånd, som har infektiösa egenskaper. Varje kristall innehåller upp till 1 miljon virioner. Poliomyelitvirus har hittills erhållits från zoopatogena virus i kristallin form. Storleken på virus varierar kraftigt. De minsta av dem (poliomyelit, mul- och klövsjuka, encefalitvirus) har en diameter på cirka 20-30 mix (millimikron) och är nära i storlek proteinmolekyler, och stora virus (smittkoppor, herpes, lungsäcksinflammation) är nära i storlek de minsta bakterierna. Storleken på virus bestäms genom ultrafiltrering, ultracentrifugering och elektronskopi.
Typer av virus-cell-interaktion
Det finns två huvudtyper av interaktion mellan virus och cell. I den första typen fungerar virusgenomet mer eller mindre autonomt i den infekterade cellen. Dess reproduktion sker oberoende av reproduktionen av det cellulära genomet. Virus som förökar sig autonomt i celler tillhör gruppen virulenta virus. Med denna typ av interaktion mellan viruset och cellen bildas en ny generation av virioner. I det här fallet talar vi om produktiv interaktion. När reproduktionscykeln avbryts i något mellanstadium och infektiös virusavkomma inte bildas, kallas en sådan interaktion mellan viruset och cellen abortiv. I de fall där symbiosen mellan cell- och virusgenomet är kortlivad och efter bildandet av en ny generation viruspartiklar dör den infekterade cellen (värdcellen) kallas en sådan reaktion på en virusinfektion lytisk. Fenomenet när en cell där ett virus reproducerar sig autonomt förblir livskraftig under lång tid kallas latens.
Den andra typen av interaktion mellan ett virus och en cell är karakteristisk för tumörvirus, vars nukleinsyra kan integreras (integreras) på ett eller annat sätt i den cellulära kromosomen i form av ett provirus, vilket orsakar celltransformation. Gränserna mellan virus med autonom genomreplikation och integrationsvirus är mycket godtyckliga, och samma virus, beroende på celltyp, kan bete sig antingen som ett infektiöst genom eller som ett integrationsgenom. Resultatet av denna interaktion mellan viruset och cellen är en förändring av cellens ärftliga egenskaper. Denna typ av interaktion mellan virus och cell kallas virogeni, liknande lysogeni i samspelet mellan fager och bakterier. Virus som kan orsaka virogenitet klassificeras som måttliga virus.
Innehållsförteckning för ämnet "Typer av mikroorganismer. Virus. Virion.":1. Mikroorganismer. Typer av mikroorganismer. Klassificering av mikroorganismer. prioner.
2. Virus. Virion. Morfologi av virus. Virusstorlekar. Nukleinsyror från virus.
3. Viruskapsid. Funktioner av den virala kapsiden. Capsomeres. Nukleokapsid av virus. Helix symmetri av nukleokapsiden. Kubisk symmetri av kapsiden.
4. Superkapsid av viruset. Klädda virus. Nakna virus. Matrisproteiner (M-proteiner) av virus. Reproduktion av virus.
6. Typer av cellinfektion av virus. Reproduktionscykel av virus. De viktigaste stadierna av viral reproduktion. Adsorption av virion till cellen.
7. Virusets penetration in i cellen. Viropexis. Klä av viruset. Skuggfas (förmörkelsefas) av viral reproduktion. Bildning av viruspartiklar.
8. Transkription av viruset i cellen. Virusöverföring.
9. Replikation av viruset i cellen. Sammansättning av virus. Frisättning av dottervirioner från cellen.
Följande är kända typer av interaktioner « virus-cell»: produktiv(en dotterpopulation bildas), integrerande (virogeni), misslyckad(ingen dotterpopulation bildas) och virusinterferens(infektion av en känslig cell med olika virus).
Produktiv virus-cell-interaktion oftare är det lytiskt till sin natur, det vill säga det slutar med döden och lysen av den infekterade cellen, vilket inträffar efter den fullständiga sammansättningen av dotterpopulationen. Celldöd orsakas av följande faktorer: tidigt undertryckande av syntesen av cellulära proteiner, ackumulering av toxiska och cellskadande virala komponenter, skador på lysosomer och frisättning av deras enzymer i cytoplasman.
Integrativ interaktion, eller virogeni, leder inte till celldöd. Virusets nukleinsyra integreras i värdcellens genom och fungerar därefter som dess komponent. De mest slående exemplen på sådan interaktion är lysogeni bakterier och viral transformation av celler.
Abortiv interaktion leder inte till uppkomsten av en dotterpopulation och uppstår när viruset interagerar med en vilande cell (stadiet av G0-cellcykeln) eller när en cell är infekterad med ett virus med förändrade (defekta) egenskaper. Man måste skilja mellan defekta virus och defekta virioner. De förra existerar som oberoende arter och är funktionellt underlägsna, eftersom deras replikation kräver ett "hjälparvirus" (till exempel kräver replikeringen av ett adenoassocierat virus närvaron av adenovirus). De senare utgör en defekt grupp som bildas under bildandet av stora dotterpopulationer (till exempel kan tomma kapsider eller icke-höljeförsedda nukleokapsider bildas). En speciell form av defekta virioner är pseudovirioner, som har införlivat värdcellens nukleinsyra i kapsiden.
Virusstörningar uppstår när en cell är infekterad av två virus. Man skiljer mellan homolog (när celler infekteras av relaterade virus) och heterolog (om obesläktade arter stör) interferens. Detta fenomen inträffar inte med någon kombination av patogener, ibland kan två olika virus reproducera sig samtidigt (till exempel mässling och poliovirus). Interferens realiseras antingen på grund av induktion av ett virus av cellulära inhibitorer (till exempel IFN), som undertrycker reproduktionen av det andra, eller på grund av skada på receptorapparaten eller cellmetabolism av det första viruset, vilket utesluter möjligheten att reproduktion av den andra.
Virala partiklar, eller virioner, är inerta, statiska former av viruset. När virioner är utanför cellen, reproducerar de inte. För närvarande är tre typer av interaktion mellan virus och värdceller kända.
Produktiv typen av interaktion slutar med bildandet av viral avkomma.
Misslyckad typen slutar inte med bildandet av virala partiklar, eftersom den smittsamma processen avbryts och inte åtföljs av bildandet av smittsam avkomma.
Integrativ Typen av interaktion mellan virus och celler är karakteristisk för onkogena virus, vars nukleinsyra kan inkorporeras (integreras) i cellkromosomen, vilket orsakar celltransformation. Gränserna mellan virus med autonom genomreplikation och integrationsvirus är ganska godtyckliga, och samma virus, beroende på celltyp, kan bete sig antingen som ett infektiöst genom eller som ett integrationsgenom. Resultatet av denna interaktion mellan viruset och cellen är en förändring av cellens ärftliga egenskaper. Denna typ av interaktion mellan virus och cell kallas viroge-
nej, liknande lysogeni i samspelet mellan fager och bakterier. Virus som kan orsaka virogenitet klassificeras som måttliga virus.
Den produktiva typen av interaktion mellan ett virus och en cell kallas viral reproduktion (av engelska reproducera - reproducera). Reproduktion av virus - detta är bildningen enligt principen om komplementaritet och genom replikering av kopior av virala nukleinsyror och induktion av molekyler av de senare av biosyntesen av virala proteiner med efterföljande självorganisering av dessa komponenter till virala partiklar.
Syntesen och replikeringen av virala nukleinsyror utförs av enzymer. Med hjälp av cellnukleotider skapar enzymer från dem polynukleotidkedjor av nya nukleinsyramolekyler. syror av virus. Beroende på vilken typ av nukleinsyror som syntetiseras kallas de DNA-polymeraser eller RNA-syntetaser. I vissa fall replikeras virala nukleinsyror av cellulära polymeraser - enzymer som finns i cellen innan den infekteras med viruset, även om replikeringen av virala nukleinsyror oftare utförs av polymeraser som uppträder efter att cellen har infekterats med viruset . Sådana polymeraser kallas virusspecifika, eftersom deras biosyntes är kodad i strukturen av nukleinsyrorna i själva virusen. Och slutligen sker replikeringen av nukleinsyror från vissa virus på grund av polymeraser som redan existerar i virionen. Syntesen av virusspecifika polymeraser och virala strukturella proteiner utförs på cellribosomer. Virala polymeraser, såsom RNA-replikaser, är mycket specifika.
Med en mängd olika virala reproduktionsmekanismer, vad de har gemensamt är att cellnukleotider fungerar som källan till monomerer för syntes och replikering av nukleinsyror. Källan till monomerer för syntes och konstruktion av proteiner från alla virus är aminosyror, och syntesen av proteiner från alla virus, oavsett ultrastrukturen av deras nukleinsyror, utförs i cellulära ribosomer. Energikällan för biosyntetiska processer under viral reproduktion är ATP, som produceras i värdcellens mitokondrier.
Processen för viral reproduktion inkluderar sex steg: adsorption av viruset på cellen; penetration in i cellen; deproteinisering och frisättning av det virala genomet; syntes av virala komponenter i värdcellen; sammansättning och bildning av virus; frisättning av mogna virus från cellen.
Adsorption, det vill säga att virusets vidhäftning till cellen utförs av specifika och ospecifika mekanismer. Ospecifik - bestäms av elektrostatiska krafter
interaktioner. Denna process involverar de positivt laddade amingrupperna i det virala proteinet och de sura fosfatgrupperna på cellytan, som har en negativ laddning. Den specifika mekanismen för interaktion mellan viruset och cellen bestäms av komplementära cellulära och virala receptorer. Virala receptorer är uppdelade i lipoproteinreceptorer (i arbovirus) och mukoproteinreceptorer (i myxovirus och adenovirus). Spektrum av cellkänslighet för virus bestäms ofta av närvaron av motsvarande receptorer.
Cellresistens kan övervinnas genom att förstöra cellmembranet, för vilket inaktiverat Sendai-virus används. Specifika antivirala antikroppar och antikroppar mot normala celler förhindrar adsorption av virus. Adsorptionsprocessen består av två perioder - reversibel och irreversibel. Perioden med reversibel adsorption kan sluta med desorption av viruset. Vid långvarig kontakt mellan celler och viruset inträffar stadiet av irreversibel adsorption. Adsorberade virioner på detta sätt kan delvis elueras från cellytan, en liten del förblir intakt och huvuddelen av viruspartiklarna penetrerar cellen.
Inträngning av virus in i celler utförs av viropexis eller pinocytos. I detta fall, vid platsen för virionadsorption, sker först invaginering av det yttre cellmembranet och bildandet av en intracellulär vakuol med en viral partikel. Efter en tid vakuoleras de virala och cellulära membranen och den virala nukleokapsiden frisätts. Andra virus, till exempel Herpes simplex-viruset, kommer in i cellen inte genom viropexis, utan genom att smälta virusets och cellens membran. Efter smältning uppträder det virala nukleoproteinet i cytoplasman. De flesta virus kommer in i cellen genom viropexis, en minoritet av arterna genom fusion. I fager sker denna process, det vill säga frisättningen av DNA och dess efterföljande injektion genom bakteriecellmembranet, direkt på ytan av denna cell omedelbart efter att fagen fäster vid den.
Deproteinisering, eller ”avklädning” sker gradvis i flera steg. Processen att frisätta viral nukleinsyra sker med aktivt deltagande av viruset självt, vilket inducerar bildningen i cellen av enzymer och enzymaktivatorer som är nödvändiga för deproteinisering av den virala nukleinsyran. Enzymer av cellulära lysosomer kan delta i processen för deproteinisering av virus. Således slutar deproteinisering med frisättningen av det virala genomet.
Så snart det virala genomet befrias från protein, stör den virala nukleinsyran funktionen hos cellulära system. Viruset stimulerar syntesen av en cellulär RNA-hämmare. hämma-
torus är ett histonprotein som också blockerar processen för cellulär DNA-syntes. Det andra "tidiga" virala proteinet stör funktionen av cellulärt mRNA. Termen "tidig" hänvisar till molekyler syntetiserade före DNA-replikation.
Implementeringen av genetisk information om virus utförs i enlighet med processerna för transkription - syntesen av informations-RNA som är komplementära till mall-DNA eller RNA; translation - proteinsyntes på cellribosomer med deltagande av mRNA; replikation - syntes av nukleinsyramolekyler homologa med genomet (Fig. 7).
| Viral DNA-syntes i DNA-innehållande virus utförs det med hjälp av DNA-polymeraser. Tack vare detta enzyms deltagande syntetiseras en andra komplementär DNA-sträng och byggs upp av cellnukleotider, vilket resulterar i bildandet av nya dubbelsträngade DNA-molekyler. Replikationsprocessen av DNA-molekyler fortsätter tills en viss mängd av dem har ackumulerats i cellen, vilket är nödvändigt för avkomman till den viruspartikel som har trängt in i cellen.
Eftersom typerna och formerna av nukleinsyror är olika - förutom dubbelsträngat DNA kan det finnas RNA, enkel- och dubbelsträngade, linjära och cirkulära molekyler - så är mekanismerna för deras replikation olika.
För virus som innehåller dubbelsträngat RNA , syntesen av virala komponenter sker på ett liknande sätt. "Tidig" transkription i dem utförs tack vare virionenzymet - RNA-beroende RNA-polymeras. Enkelsträngade RNA-virus delas in i två grupper baserat på proteinsyntesens natur: virus
