Краткая характеристика универсального жизненного цикла вирусов

Видео: Лишайники

Нигде в природе нет таких паразитарных отношений, которые происходят между вирусом и клеткой-хозяином. Вирусы используют клетку для воспроизводства, эксплуатируя клеточные машины для репликации и сборки вирусных компонентов и выпуска потомства вирионов. Независимо от того, имеют ли вирусы ДНК или РНК геном, вирусы эукариот имеют общий жизненный цикл, который начинается с взаимодействия со специфическим рецептором на поверхности клетки (рис.3). После адсорбции вириона на клеточной поверхности в процессе проникновения, геном вирусов подвергается раздеванию. Раздетый, или частично раздетый, геном обеспечивает внутриклеточную репродукцию вируса.

При реализации внутриклеточной стадии жизненного цикла вирус осуществляет три молекулярных процесса: репликацию геномной нуклеиновой кислоты, транскрипцию и трансляцию. На каждой стадии вирус вмешивается в клеточные синтетические механизмы и подчиняет их своим задачам, создавая приоритеты для вирусных нуклеиновых кислот.

Видео: ЕГЭ 2015 Биология (демоверсия). Вирусы. Жизненный цикл. Генетика. A5-A8.

Рис. 3. Универсальная модель репликации вирусов эукариот

Вирусные частицы показаны голубым цветом. Вирусы проникают в клетку через взаимодействие со специфическими рецепторами и/или другими компонентами на мембране клетки. Взаимодействие с клеточным рецептором стимулирует проникновение через мембрану клетки и раздевание вирионов. Дезинтегрированные вирионы выпускают вирусный геном, после чего он становится доступным для транскрипции и трансляции. РНК-содержащие вирусы (за исключением ретровирусов) и поксвирусы реплицируются в цитоплазме. Транскрипция всех других вирусных ДНК происходит в ядре. Транскрипцию и репликацию генома вируса сопровождают эндоплазматические стадии трансляции мРНК и сборки вириона. Выход зрелых вирионов может включать мембранный лизис и смерть клетки хозяина.





Репликация геномов вирусов – это матричный комплементарный синтез нуклеиновых кислот, преследующий целью наработку геномных последовательностей для инкапсидации в вирион. ДНК-геномы реплицируются клеточными или вирусоспецифическими ДНК-полимеразами. РНК-геномы реплицируются вирусоспецифическими РНК-полимеразами, которые также являются и транскриптазами. Репликация вирусных геномов происходит или одновременно с транскрипцией, или эти два процесса разделены во времени.

Механизмы репликации геномов вирусов многообразны и определяются видом генома. Существует три модели репликации – полуконсервативная, консервативная и дисперсная. Консервативная и дисперсная модели репликации нуклеиновых кислот установлены только у вирусов. Полуконсервативная модель предполагает, что после первого раунда репликации одна цепь в каждой из двух дочерних молекул является родительской, другая

– синтезируемой заново. По такой схеме реплицируются днДНК-геномы вирусов. При реализации консервативной модели репликации одна дочерняя молекула состоит из двух родительских цепей, а другая – из вновь синтезированных цепей. Согласно консервативной модели реплицируются двунитевые РНК ротавирусов (семейство Reoviridae). ДНК-содержащие вирусы, реплицирующиеся таким образом, неизвестны. Дисперсная модель репликации приводит к образованию молекулы нуклеиновой кислоты, состоящей из фрагментов, как родительских цепей, так и вновь синтезированных. Дисперсная модель реализуется, например, на промежуточной стадии репликации онДНК-генома парвовирусов (семейство Parvoviridae).

Транскрипция – синтез мРНК. Осуществляется вирусными ДНК-зависимыми РНК-



полимеразами в случае ДНК-геномов и РНК-зависимыми РНК-полимеразами в случае

РНК-геномов. Общие принципы транскрипции геномов вирусов сходны с таковыми для клеток про- и эукариот. Индивидуальные особенности проявляются на стадиях посттранскрипционного процессинга (созревания) мРНК и регуляции транскрипции.

Трансляция – синтез белка на матрице РНК. Вирусы не имеют своих белок- синтезирующих систем и используют трансляционный аппарат клетки-хозяина, подчиняясь ограничениям, накладываемым этим хозяином. Так, в клетках эукариот белоксинтезирующий аппарат не приспособлен для инициации трансляции на внутренних участках мРНК. В связи с этим вирусы вынуждены преодолевать ограничения, накладываемые клеткой-хозяином, что в разных вирусных системах решается по-разному. Рассмотрение всех этих вопросов составляет предмет нашего дальнейшего изложения.<< ПредыдушаяСледующая >>
Внимание, только СЕГОДНЯ!