Вирусы, содержащие двухцепочечную рнк

Двухцепочечный сегментированный (10 сегментов) геном реовируса транс­крибируется вирионной полимеразой внутри частично «раздето­го» капсида, через открытые вершины которого выходят 10 мРНК — плюс-транскрипты 10 генов Молекулы мРНК выполняют две функции. Во-первых они транслируются, обеспечивая синтез вирусных белков, .и, во-вторых, они включа­ются (по одной молекуле мРНК каждого из 10 генов) в состав частиц-предшественниц. Каждая мРНК служит в этих частицах матрицей для синтеза комплементарной цепи, что ведет к обра­зованию двухцепочечных сегментов генома.

Размножение реовирусов.

Геномы днк-содержащих вирусов

Геномы ДНК-содержащих вирусов можно разделить на четы­ре группы. Геномы папова-, адено- и герпесвирусов транскриби­руются и реплицируются в ядре, поэтому они могут использовать для синтеза мРНК ферменты транскрипции хозяина. Этим объ­ясняется инфекционность ДНК указанных вирусов.

Размножение герпесвирусов (вируса простого герпеса).

У паповавирусов транскрипционная программа состоит по крайней мере из двух циклов, а у герпес- (рис. 5.7) и аденовирусов по крайней мере из трех. В каждом случае структурные или вирионные по­липептиды синтезируются на мРНК, появляющейся в последнем цикле транскрипции.

ДНК-содержащие вирусы, репродукция которых происходит в цитоплазме (поксвирусы и иридовирусы) составляют вторую группу. Хотя ДНК поксвирусов удается обнаружить в ядре, по крайней мере начальные со­бытия транскрипции и большая часть остальных событий цикла репродукции происходят в цитоплазме. Начальная транскрипция происходит в сердцевине вириона. Многие вопросы, касающиеся цикла репродукции этого вируса, еще не выяснены.

Вирус гепатита В является представителем третьей группы. Двунитиевая кольцевая ДНК этого вируса имеет укороченную на 1/3 плюс-цепь и поэтому сначала достраивается с помощью ДНК-полимеразы, включенной в вирион, и превращается в сверхспиральную молекулу. Эта молекула транскрибируется с образованием молекул РНК двух классов-мРНК, кодирующей белки, и геномной РНК, которую затем транскрибирует обратная транскриптаза, синтезируя геномную ДНК.

Размножение вируса гепатита В.

Парвовирусы и цирциновирусы входят в четвертуюю группу. Их геном представлен линейной или кольцевой плюс – или минус нитью ДНК. Для их размножения требуются синтез в ядре клетки ДНК-цепи, комплементарной одноцепочечной ге­номной ДНК, и последующая транскрипция генома.

Трансляция вирусных белков

Стратегия вирусного генома, использующего клеточный аппарат трансляции, должна быть направлена на создание меха­низма для подавления трансляции собственных клеточных иРНК и для избирательной трансляции вирусных иРНК, которые всегда находятся в значительно меньшем коли­честве, чем клеточные матрицы. Этот механизм реали­зуется на уровне специфического узнавания малой рибосомальной субъединицей вирусных иРНК, т. е. на уровне формирования инициирующего комплекса. По­скольку многие вирусы не подавляют синтез клеточных иРНК, в зараженных клетках возникает парадоксальная ситуация: прекращается трансляция огромного фонда функционально активных клеточных иРНК, и на освобо­дившихся рибосомах начинается трансляция одиночных молекул вирусных иРНК. Специфическое узнавание рибосомой вирусных иРНК осуществляется за счет вирусспецифических инициаторных факторов.

Два способа формирования вирусных белков:

1. иРНК транслируется в гигантский полипептид-предшественник, который после синтеза последовательно нарезается на зрелые функцио­нально активные белки; 2) иРНК транслируется с обра­зованием зрелых белков, или белков, которые лишь незна­чительно модифицируются после синтеза.

2. иРНК транслируется с обра­зованием зрелых белков, или белков, которые лишь незна­чительно модифицируются после синтеза.

Первый способ трансляции характерен для РНК-со-держащих «плюс-нитевых» вирусов — пикорнавирусов и тогавирусов. Их иРНК транслируется в гигантскую поли пептидную цепь, так называемый полипротеид, который сползает в виде непрерывной ленты с рибосомного «конвейера» и нарезается на индивидуальные белки нужного размера. Нарезание вирусных белков является многоступенчатым процессом, осуществляемым как вирусспецифическими, так и клеточными протеазами.

Второй способ формирования белков характерен для ДНК-содержащих вирусов и большинства РНК-содержащих вирусов. При этом способе синтезируются короткие моноцистронные иРНК в результате избирательной транскрипции одного участка генома (гена).

Вирусные белки в процессе инфекции синтезируются в избыточном количестве. Так, только 35% всех вирусиндуцированных белков герпесвирусов включается в вирионы. Вирусные белки накапливаются и в ядре и в цитоплазме, однако это не говорит о месте их синтеза.

СБОРКА ВИРУСНЫХ ЧАСТИЦ

Синтез компонентов вирусных частиц в клетке разоб­щен и может протекать в разных структурах ядра и цитоплазмы. При таком дисъюнктивном способе репродукции образо­вание вирусной частицы возможно лишь в том случае, если вирусные нуклеиновые кислоты и белки обладают способностью при достаточной концентрации узнавать друг друга в многообразии клеточных белков и нуклеи­новых кислот и самопроизвольно соединяться друг с другом, т. е. способны к самосборке. В основе самосборки лежит специфическое белокнук-леиновое и белок-белковое узнавание, которое может происходить в результате гидрофобных, солевых и водородных связей, а также стерического соответствия. Белокнуклеиновое узнавание ограничено небольшим участком молекулы нуклеиновой кислоты и определяется уникальными последовательностями нуклеотидов в неко дирующей части вирусного генома. С этого узнавания участка генома вирусными капсидными белками начинается процесс сборки вирусной частицы. Присоединение осталь­ных белковых молекул осуществляется за счет специфиче-ческих белок-белковых взаимодействий или неспецифиче­ских белокнуклеиновых взаимодействий.

В связи с разнообразием структуры вирусов животных разнообразны и способы формирования вирионов, однако можно сформулировать следующие общие принципы сборки.

1. У просто устроенных вирусов формируются прови-рионы, которые затем в результате модификаций белков превращаются в вирионы. У сложно устроенных вирусов сборка осуществляется многоступенчато. Сначала форми­руются нуклеокапсиды или сердцевины, с которыми взаимодействуют белки наружных оболочек.

2. Сборка сложно устроенных вирусов (за исключе­нием сборки вирусов оспы и реовирусов) осуществляется на клеточных мембранах. Сборка ядерных вирусов проис­ходит с участием ядерных мембран, сборка цитоплазмати-ческих вирусов — с участием мембран эндоплазматическои сети или плазматической мембраны, куда независимо друг от друга прибывают все компоненты вирусной части­цы.

3. У ряда сложно устроенных вирусов существуют специальные гидрофобные белки, выполняющие функции посредников между сформированными нуклеокапсидами и вирусными оболочками. Такими белками являются матриксные белки у ряда «минус-нитевых» вирусов (ортомиксовирусов, парамиксовирусов, рабдовирусов).

4. Сборка нуклеокапсидов, сердцевин, провирионов и вирионов происходит не во внутриклеточной жидкости, а в специальных структурах, предсуществующих в клетке или индуцированных вирусом («фабриках»).

5. Сложно устроенные вирусы для построения своих частиц используют ряд элементов клетки-хозяина, например липиды, некоторые ферменты, у ДНК-геномного SV40 — гистоны, у оболочечных РНК-геномных виру­сов — актин, а в составе ареновирусов обнаружены даже рибосомы. Клеточные молекулы несут определенные функции в вирусной частице, однако включение их в вирион может явиться и следствием случайной контами­нации, как, например, включение ряда ферментов клеточ­ных оболочек или клеточных нуклеиновых кислот.