Paljundamine, viiruse replikatsioon (viiruse replikatsioon)

Share Tweet Pin it

Paljundamine, viiruse replikatsioon (viiruse replikatsioon) - protsess, mille käigus viirus, kasutades oma peremeesraku enda geneetilist materjali ja sünteetilisi aparaate, kordab sarnast sugulast. Kõige üldisemal kujul koosneb viiruse replikatsioon üksikraku tasemel mitme järjestikuse etapiga:

  • viiruse kinnitus rakupinnale;
  • penetratsioon läbi rakkude välismembraanide;
  • genoomi ekspositsioon;
  • viiruse nukleiinhappe süntees (transkriptsioon) genoomse NK tütarmolekulide moodustumisega ja DNA-d sisaldavate viiruste korral informatiivne viiruslik mRNA;
  • viiruspetsiifiliste valkude süntees;
  • uute virionide moodustamine ja nende väljumine kahjustatud rakust.

Kõikide nende etappide läbimine on üks reprodutseerimise tsükkel. Kudede või elundi kujul oleva rakusüsteemi tasemel on reproduktsioon tsüklid tihti asünkroonid ja mõjutatavate rakkude viirus tungib tervena. Eksperimendis võib replikatsioonitsüklite sünkroniseerimine olla tingitud nakkuse suurest korruptsioonist, milles on rakus vähemalt 10 nakkuslikku viiruse osakest. Viiruse paljunemisega kaasneb tavaliselt rakkude bioloogiliste funktsioonide pärssimine ja raku metabolismi häired, ekstreemses vormis viib see rakkude täielikku hävimist viiruse järglaskonna vabanemisega (tsütopatogeenne toime).

Replikatsioon

Replikatsioon tähendab viiruste sisestamist nende vastuvõtlikesse rakkudesse, nende geneetilise materjali ja valkude reprodutseerimist, nakatumisvõimeliste järglaste kokkupanemist ja vabastamist. Erinevad viirused, nimelt nende struktuur ja geneetilise materjali tüüp, ilmnevad paljudes replikatsioonivariatsioonides, mis erinevad üksteisest. Viiruste tungimise esimene etapp sihtrakkudesse algab viiruse osakeste imendumisega ja lõpeb uue põlvkonna viiruste ilmnemisega, mis on võimelised edaspidiseks nakatumiseks. See etapp, mida tihti nimetatakse eclipse'i perioodiks (eclipse period), kestab pikornaviirustest, togaviirustest, rabdoviirustest, ortomüksoviirustest, herpese viirustest ja kuni 8-14 tundi adenoviiruste ja papovaviiruste korral 1-5 tunni jooksul. Selle aja jooksul on hävitatud rakkudest pärinevate aktiivsete viiruste arv järsult vähenenud.

Adsorptsioon on ilmselt esialgu pöörduv protsess, mis tuleneb viiruse juhuslikust kokkupõrkest sihtrakkudega. Leiti, et ainult ühel juhul 10 3 - 10 4 sellistest kokkupõrkedest, nende tihedam sidumine (liimimine) toimub. Seondumist hõlbustavad sobivad ioonitingimused ja pH.

Kuid see protsess on suures osas sõltumatu temperatuurist ja ei vaja energiat. Viiruse adsorptsioon sihtrakku viitab rakumembraani retseptorite viiruslike valkude spetsiifilisele kombinatsioonile (seda protsessi nimetatakse ka sidumiseks). Paljude viiruste puhul tuvastati viiruse sidumise protsessi rakkudes. Ümbritsevates viirustes on tüüpiline juhtudel seonduv valk viiruse ümbrise välispinnale, nagu näiteks gripiviiruste hemaglutiniin (HA). Mõned ümbritsetud viirused, nagu herpesviirused ja vaktsiinid, sisaldavad mitut tüüpi rakke siduvate valkude. Mitte ümbritsetud viiruste puhul on rakkudega seotud valgud sageli pinnapolüpeptiidid, nagu näiteks adenoviiruse kiuline valk ja reoviiruse hemaglutiniin (sigma 1).

Loomuliste viiruste rakuliste retseptorite täpne olemus on kindlaks määratud vaid mõne konkreetse liigi puhul. Isegi kui spetsiifilised retseptorid on teadmata, on võimalik luua viiruse retseptorite perekondi või klasse, kasutades konkureerivaid seonduvaid uuringuid. Sama liigi, kuid erinevate serotüüpide viirused võivad konkureerida sama klassi retseptorite (näiteks serotüüpide 1, 2, 3) polüioviiruste või erinevate klasside retseptorite (nt rinoviirused 2 ja 14) suhtes. Erinevate perede viirused (näiteks Coxsackie B3 viirused ja adenoviirused 2) võivad samuti konkureerivalt seostuda sama klassi retseptoritega. Seondumisprotsessi uuringud on näidanud, et viiruse (retseptorite) seondumise kohta rakus on kokku 10 4-106 kohta.

Pärast seda, kui viirus on rakku liitunud, tuleb kogu viirus või selle alamstruktuur, mis sisaldab genoomi ja mis tahes viiruslikku polümeraasi, mis on vajalik esmaseks transkriptsiooniks, viia läbi rakkude plasmamembraani. Nende läbitungimiskiirused varieeruvad ja sõltuvad viiruse olemusest, nakatunud rakkude tüübist ja keskkonnateguritest nagu temperatuur. Mõned ümbriseta viirused, nagu polioviirus ja reoviirus, on seotud endotsütoosiga, mida reguleerivad retseptorid (viropexis), mille tulemusena nad sisenevad tsütoplasmasse endotsütootilise vesiikuli sees. Muud ümbrisedeta viirused suudavad otseselt tungida plasmamembraani ja on tsütoplasmas vaba olekus ilma endotsütootilise vesiikuliteta.

Kaetud viiruste tungimist rakku võib teha ka kahel viisil. Esimene näide on metsaviirus Semliki (VLS). Togaviiruse perekonna liikmeks olev VLAN seondub spetsiifiliste rakupinna retseptoritega, mis seejärel rühmitatakse kindlates kohtades plasmamembraanis (kaetud süvendid) ja seejärel sisenevad rakku läbi retseptori endotsütoos. Hiljem ilmuvad nad rakütmia tsütoplasmas, kladriiniga kaetud vesiikulites. Viiruse ümbrise liitmine endosomaalse membraaniga põhjustab viiruse kapsiidi vabanemise tsütoplasmasse. Kaetud viiruste tungimise teine ​​mehhanism esineb paramüksoviirustes (näiteks Sendai). Viiruse ümbris sulandub otse rakuvälise plasmamembraaniga ja viiruslik nukleokapsiid siseneb tsütoplasma vabas vormis.

Katkestamine on viiruse valgu kapsiidi osa või kogu osa eemaldamine või lagundamine viiruse genoomi valmistamisel transkriptsiooni ja translatsiooni jaoks. Paljudel juhtudel on tungimine ja eemaldamine sama protsessi osaks. Mõnedes pikornaviirustes võivad näiteks tekkida muutused kapsiidi struktuuris ja funktsioonis, selle terviklikkus häirub ja sisemised valgud kaovad, kui viirus liigub läbi plasmamembraani. Valgu kadu kaasnevad struktuurilised muutused hõlbustavad viiruse RNA sisestamist tsütoplasmasse.

Viirused, mis ei ole kaetud, näiteks endosoomidesse sisenevad adenoviirused, indutseerivad lüsosoomide fusiooni endosoomiga, nii et nende kapsiid eemaldatakse lüsosomaalsete ensüümide mõjul. Reoviiruste korral eemaldatakse endosomaalsed proteaasid järjestikku kolmest välimisest kapsiidvalgust, mille tagajärjel tekib sub-viirusne osake. See protsess viib viiruse transkriptaasi aktiveerimiseni. Esimesteks astmeteks on poksviiruste, näiteks vaktsiiniaviiruse hõõrumine, välist proteiini katte hävitamine, kasutades endosomaalseid ensüüme ja seejärel ülejäänud tuuma valke. Lõpuks vabaneb viiruse DNA. Ilmselt nõuab see etapp viirusespetsiifilist eemaldava valgu sünteesi.

Viiruse genoomi transkriptsioon mRNA-sse ja sellele järgnev mRNA translatsioon valku võib toimuda mitmel viisil. Eukarüootsetes rakkudes on üldiselt vajalik, et mRNA-l oleks proteiini translatsiooni jaoks üks lähtekoht (st need on monotsistroonilised). MRNA sisaldavate viiruste teekond on selle transleerimine suureks primaarseks polüproteiiniks, mis seejärel lõhustatakse, et moodustada mitu viirusvalku. Sellise raja näide on viirused, mille nukleiinhape on (+) - polaarsed, üheahelalised RNA (osRNA) ja toimib mRNA-ga, eriti pikornaviiruste ja togaviiruste kujul. See seondub suurte polüribosoomidega ja täielikult <53)транслируется, образуя один большой полипротеин, который затем расщепляется, проходя несколько стадий, что сопровождается появлением неструктурных, ядерных и капсидных белков.

Togaviirustes mängib ka viiruslik RNA mRNA rolli, moodustades polüproteiini, mis lõhub ja seejärel moodustab RNA replikatsiooniks vajaliku mittesterosüülvalgu. Seejärel viiruse RNA transkribeeritakse (-) RNA-ks, mis toimib genoomi pikkuse mallina, millest kopeeritakse kaks (+) RNA põhiliiki. Togaviiruse perekonna alfa-viiruste ja flavoviiruste vahel on suuri erinevusi. Näiteks flavoviiruse mRNA pikkus vastab genoomi pikkusele, samas kui mRNA alfa-viiruste suurus on genoomist väiksem. Lisaks sellele on flavoviiruste struktuursete valkude geenid lokaliseeritud viiruse genoomi 5'-otsas, samal ajal kui alfa-viiruste struktuursete valkude geenid on selle 3'-otsas.

Nii pikornaviiruste kui ka tadaviiruste korral sünteesib viiruse kodeeritud RNA polümeraas komplementaarne RNA, kasutades matriitsina RNA genoomi. Hiljuti sünteesitud RNA omakorda toimib mallina järgneva RNA genoomi sünteesiks. Uued genoomsed RNA-d võivad olla tulevaste põlvkondade viiruste mRNA-de või RNA-i lähteained.

Lineaarset või segmentaalset RNA sisaldavad viirused ei tooda ühtki suurt mRNA molekuli, vaid iga viiruse valgu jaoks spetsiifilist mRNA-d. Genereeritud RNA mRNA loomiseks on vajalik virionis sisalduv ensüüm transkriptaas (viiruslik polümeraas). Mitmete mRNA-de olemasolu võimaldab teil reguleerida sünteesitud valkude kogust. Ühe piirkonna genoomse RNA-ga võib olla mitu lugemisraami, millest igaüks on transkribeeritud unikaalseks mRNA-deks. Ja ta, omakorda, tõlgitakse eraldi proteiiniks. Genoomne (-) osRNA replitseerub osalise (+) vahendajaga osRNA-ga, mis seejärel toimib mallina suure hulga (-) osRNA genoomi sünteesiks.

Reoviirused sisaldavad RNA-sõltuvat RNA polümeraasi, mis kodeerib iga kaheahelalise (ds) RNA segmendi (-) - trabekuleid (+) osRNAt. Need (+) osRNA-d vabanevad jõuliselt viiruse tuumast läbi tuumapiikide kanalite ja serveerivad viiruslike valkude translatsiooniks monotsistroonse mRNA-ga. Viiruse RNA polümeraas sünteesib ka (+) osRNA-d, mis omakorda on viiruse genoomi replikatsiooniks komplementaarsete (-) - trabekulaadide mallidena.

Retroviirustel on üks replikatsioonirada. Viiruslik (+) osRNA toimib viiruse RNA-sõltuva DNA polümeraasi (pöördtranskriptaas) ja primaarse transpordi RNA (tRNA) mallina. Saadud osDNA koopia, mis on esialgu seotud vesiniksidemega selle komplementaarse (+) osRNA-ga. Viiruse kodeeritud ribonukleaas dekrüpteerib osRNA-d, mille järel sünteesitakse komplementaarne DNA-ahel. Seejärel integreeritakse dsDNA peremeesraku tuuma kromosomaalsesse DNA-sse. Selle integreeritud viiruse DNA transkriptsioon on peremeesraku transkriptaasi kontrolli all.

DNA viirused on võimelised kasutama rakke, mis on sarnased eukarüootsete rakkude jaoks kirjeldatud meetoditega, kui need replitseeruvad lüütiliste infektsioonide ajal. Sellele paljunemise viisile on iseloomulikud papovaviirused, adenoviirused ja herpesviirused, milles viirusliku DNA transkriptsioon mRNA-s toimub peremeesraku tuumas ja sõltub viimase ensüümidest. Papovaviirustes (s.t SV40) on T-antigeenid (kasvaja antigeenid või varajased valgud) esmased proteiinid, mis moodustuvad pärast implanteerimist. Mõned T-antigeensed valgud on võimelised interakteeruma viiruse genoomi dsDNA-ga, ühendades DNA replikatsiooni käivitavad alad, mis hõlbustab nende replikatsiooni. Seejärel transkribeeriti mRNA, milles kodeeriti kapsiidi polüpeptiide (hilised valgud). Kõik varajased mRNA-d pärinevad mis tahes kahest viiruse DNA kestast (nn P või varane kett) ja hilisemad mRNA-d on teine ​​(P või hiline ahela). Adenoviirustel on ka varased ja hilised geenid, kuid nad ei asu erinevatel viiruse DNA ahelatel, vaid juhuslikult mõlemas.

Nii papovaviiruste kui ka adenoviiruste replikatsioonis mängivad varajased valgud peamiselt regulatiivset rolli ja näitavad sageli pleiotroopset toimet. Hililike valkude hulka kuuluvad struktuurvalgud. Nii varajaste kui ka hiliste valkude mRNA eraldab sageli viiruse DNA erinevates kohtades asuvate segmentidega. See näitab viiruslike DNA-piirkondade märkimisväärset splaissimist koos täiendavate segmentidega piirkondade kustutamisega hiljem. Paljudel juhtudel sünteesitakse mRNA viiruse DNA kattuvate osade alusel. Selline kihistamine vähendab viiruse valkude kodeerimiseks vajalikku viiruse DNA kogust.

Papovaviiruste ja adenoviiruste viiruse DNA replikatsioon on mõnevõrra erinev. Mõlemal juhul on vajalik peremeesrakkudest eraldatud DNA polümeraasi osalemine. DNA replikatsioon papovaviirustes algab ühes kohas ja seejärel levib kahes suunas piki ringikujulist dsDNA-d, kuni mõlemad replikatsioonikolded kohtuvad. DNA süntees ei ole lõpmatu. Väiksed äsja sünteesitud DNA fragmendid ühendatakse hiljem vähemalt ühele kahest DNA-ahelast. DsDNA replikatsiooni adenoviirustes hõlbustab selle lineaarne, mitte ringikujuline korraldamine. Iga DNA täiendava ahela replikatsioon toimub iseseisvalt ja hiljuti sünteesitud ahelad võivad algatada järgmise replikatsiooni vooru.

Herpese viirustes viiakse viiruslik DNA esialgu rakutuuni, kus toimub transkriptsioon ja replikatsioon. Varasemad tekkivad valgud täidavad regulatiivset funktsiooni. Hiljutised valgud osalevad viiruse DNA sünteesis. Viimasel ajal moodustunud valkude struktuurne iseloom.

Poksviirused on kõige tuntumate loomaviiruste kompleks. Seega on nende replikatsioonitsükkel keerukas. Kõik transkriptsiooni ja translatsiooni peamised etapid toimuvad ilmselt peremeesraku tsütoplasmas. See nõuab, et viirusel oleks oma DNA-sõltuv RNA polümeraas, mis käivitab transkriptsiooni. Üks viiruse kodeeritud varajastest valkudest vastutab eemaldamise teise etapi eest, mille järel viiruse DNA muutub täielikult kättesaadavaks transkriptsiooniks ja replikatsiooniks. Viiruste replikatsioon, transkriptsioon ja hiljem kokkupanemine - kõik see juhtub peremeesraku tsütoplasmas paiknevatel tehastel ja aktiveeritakse viirusega. Nakatunud rakkudes võib leida viiruspetsiifiliste valkude jääkgruppe. Varajased valgud hõlmavad mõningaid ensüüme (näiteks DNA polümeraasi ja tümidiinkinaasi) ja struktuurvalke. Nagu nakkus progresseerub, algab DNA replikatsioon, varajaste mittesterosfaalsete valkude süntees peatub ja hilist valkude süntees algab, paljud neist on struktuursed, teised on ensüümid ja valgud, mis osalevad viiruste kokkupanemises.

Pärast viiruse genoomi replikatsiooni ja viirusliku valgu sünteesi lõppu peaks algama tervete virionide kokkupanemine ja peremeesrakus eraldamine. Viiruste kogum, millel puudub kest ja nukleokapsiidi viiruse kest, kulgeb sageli vastavalt kristalliseerumise tüübile, mis sõltub viiruse kapsomere omakompleksist.

Enamikul juhtudel akumuleeruvad viirused, millel ei ole membraani, mõjutatud rakus ja rakkude surma väliskeskkonda. Järgmine sündmuste ahel viib rakkude hävitamiseni: peremeesrakkude valkude, nende lipiidide ja nukleiinhapete sünteesi inhibeerimine; peremeesraku tsütoskeleti disorganiseerumine; peremeesraku membraani ümberkorraldamine. Membraani purunemine põhjustab lüsosoomide rakulise läbilaskvuse suurenemist ja proteolüütiliste ensüümide vabanemist. Kõrge energiamahukate molekulaarstruktuuride varude täiendav võimetus pärsib pumbad, mis tagavad ioonvoogude liikumise ja rikuvad lagunemissaaduste eritumist ja oluliste toitainete pakkumist.

Membraaniga viirused vabanevad nakatunud rakust, tavaliselt luudes. See protsess võib lõppeda rakkude surmaga. Kõikidel juhtudel sisestatakse viiruspetsiifilised valgud peremeesrakkude membraanidesse, põhjustades nende strukturaalse ümberkorralduse, nihutades mõningaid normaalseid valkude komponente. Seejärel võivad viiruse kapsiidid seonduda kahjustatud piirkondades paikneva tsütoplasma membraanist maatriksis sisalduvate viirusespetsiifiliste valkudega. Väikseima suurusega kapsiidiviirused, mis on kaetud, on seotud peremeesrakkude membraanile sisestatud viiruslike valkude intratsütoplasmaatiliste piirkondadega, mitte maatriksvalkudega (togaviirused).

Viiruse reprodutseerimise tunnused. Produktiivse viirusnakkuse perioodid. Viiruse replikatsioon. Broadcast.

Produktiivse viirusnakkuse perioodid

Tootlik viirusinfektsioon viiakse läbi 3 perioodil:

  • algne periood hõlmab raku viiruse adsorptsiooni etappi, tungimist rakku, lagunemist (deproteiniseerimist) või viiruse eemaldamist. Viiruse nukleiinhape saadi sobivatesse rakukonstruktsioonidesse ja lüsosomaalsete rakkude ensüümide toimel vabastatakse kaitsva valgu kestadest. Selle tulemusena moodustub unikaalne bioloogiline struktuur: nakatatud rakk sisaldab 2 genoomi (oma ja viiruslikku) ja 1 sünteetilist aparaati (rakk);
  • Seejärel algab viiruse paljunemisprotsesside teine ​​rühm, kaasa arvatud keskmised ja viimased perioodid, mille kestel esineb rakkude represseerimine ja viiruse genoomi ekspressioon. Raku genoomi represseerimist pakuvad histooni tüüpi madala molekulmassiga reguleerivad valgud, mis on sünteesitud igas rakus. Viirusinfektsioonis on see protsess täiustatud, nüüd on rakk struktuur, milles geneetilist aparaati kujutab viiruse genoom ja sünteetiline aparaat on esindatud sünteetiliste rakusüsteemidega.

Viiruse replikatsioon

Raku ürituste edasine liikumine on suunatud viiruse nukleiinhappe replikatsioonile (geneetilise materjali süntees uutele virioonidele) ja selles sisalduva geneetilise teabe realiseerimisele (valkude komponentide süntees uutele virioonidele). DNA-d sisaldavate viiruste korral, nii prokarüootsetes kui ka eukarüootsetes rakkudes, replitseerib viirusne DNA, kus osaleb rakulist DNA-sõltuvat DNA polümeraasi. Antud juhul moodustavad üheahelalised DNA-d sisaldavad viirused esmalt komplementaarset ahelat - nn replikatsioonivormi, mis toimib tütar-DNA-molekulide maatriksina.

Broadcast

DNA-s sisalduva viiruse geneetilise teabe rakendamine toimub järgmiselt: DNA-sõltuva RNA polümeraasi osalusel sünteesitakse mRNA-sid, mis sisenevad raku ribosoomidesse, kus sünteesitakse viirusespetsiifilisi valke. Kaheahelaliste DNA-sid sisaldavate viiruste puhul, mille genoomi transkribeeritakse peremeesraku tsütoplasmas, on see omaenda genoomne valk. Viirused, mille genoomid transkribeeritakse raku tuumas, kasutavad selles sisalduvat rakulist DNA-sõltuvat RNA polümeraasi.

RNA-d sisaldavate viiruste korral viiakse nende genoomi replikatsioon, transkriptsioon ja geneetilise teabe tõlkimine läbi muul viisil. Viiruse RNA replikatsioon, nii miinus kui ka plussahel, viiakse läbi RNA replikatsioonivormi kaudu (originaalkomplementaarne), mille sünteesi pakub RNA-sõltuv RNA polümeraas, mis on genoomne valk, millel on kõik RNA-d sisaldavad viirused. Miinus-strand-viiruste replikatsioonivorm (pluss-niit) ei ole mitte ainult viirusliku RNA tütarmolekulide (miinus-ahelate) sünteesimalliks, vaid on ka i-RNA, st läheb ribosoomi ja näeb ette viiruslike valkude sünteesi (tõlkimine )

Pluss-ahelaga RNA-d sisaldavates viirustes toimub translatsioonifunktsioon selle koopiatega, mille süntees viiakse läbi replikatsioonivormi (miinus vahemik), kus osalevad viiruse RNA-sõltuvad RNA polümeraasid.

Mõnel RNA viirusel (reoviirusel) on täiesti ainulaadne transkriptsioonimehhanism. Seda pakub spetsiifiline viiruse ensüüm - revertas (pöördtranskriptaas) ja seda nimetatakse pöördtranskriptsiooniks. Selle olemus seisneb selles, et esmalt viirusliku RNA maatriksil, kus osaleb pöördtranskriptsioon, moodustatakse transkript, mis on DNA üksainus ahel. Sellega sünteesitakse DNA-sõltuva DNA polümeraasi abil, teine ​​kiht on moodustatud kaheahelalise DNA transkripti abil. Sellest tulenevalt on i-RNA moodustamisel tavapärane viis viiruse genoomi teabe rakendamine.

Kirjeldatud replikatsiooni-, transkriptsiooni- ja translatsiooniprotsessi tulemus on viiruse genoomi kodeeritud viiruslike nukleiinhapete ja viiruslike valkude sidusmolekulide moodustamine.

Pärast seda saabub viirus ja rakk vaheline kolmas viimane interaktsiooniperiood. Koguge tsütoplasmaatiliste retikulumrakkude membraanidest struktuurikomponentidest (nukleiinhapped ja valgud) uued virionid. Tavaliselt sureb rakku, mille genoom on represseeritud (surutud). Uuesti moodustunud virionid passiivselt (rakusurma tulemusel) või aktiivselt (lootes lootes) lahkuvad rakust ja leiavad end oma keskkonnas.

Niisiis tekivad viiruslike nukleiinhapete ja valkude süntees ja uute virionide komplekteerimine teatavas järjestuses (eraldatud aja jooksul) ja raku erinevates struktuurides (eraldatud ruumis) ning seetõttu on viiruste reprodutseerimise meetod kutsutud disjunktiiviks (eraldatud). Aborteeriva viirusnakkuse korral katkeb viiruse interaktsiooni protsess rakuga ühel või teisel põhjusel enne rakulise genoomi supressiooni. On selge, et sel juhul ei realiseerita viiruse geneetiline teave ja viirus ei paljune ning rakk säilitab oma funktsioonid muutumatuna.

Varjatud viirusnakkudes toimivad mõlemad genoomid rakus üheaegselt ja viiruse poolt indutseeritud transformatsioonide korral muutub viiruse genoom rakulise genoomi osaks, funktsioneerib ja pärineb sellega.

Nakkuse ja viiruse paljunemise protsessi etapid ja mehhanism

Viirused on intratsellulaarsed kohustuslikud parasiidid, mis tähendab, et nad ei suuda replitseerida ega edasi anda oma geene ilma elusrakkude abita. Ainuke viirusne osake (virion) ise on inertne. Kui viirus nakatab rakku, kasutab ta replikatsiooni jaoks ribosoome, ensüüme ja rakukonstruktsiooni põhiosa.

Vastupidi sellele, mida näeme raku jagunemise protsessides, nagu mitoos ja meioos, tekitab viiruse replikatsioon paljude järglastega peremeesrakku hävitada ja seejärel nakatada teisi organismis olevaid rakke.

Viiruslik geneetiline materjal

Viirused võivad sisaldada üheahelalist / kaheahelalist DNA-d või RNA-d. Konkreetses viiruses leiduva geneetilise materjali tüüp sõltub selle olemusest ja funktsioonidest. Nakatunud peremehe täpne olemus sõltub viiruse olemusest.

Kaheahelalise DNA, üheahelalise DNA, kaheahelalise RNA ja üheahelalise RNA viiruste replikatsiooniprotsess on erinev. Näiteks peavad kaheahelalised DNA-d sisaldavad viirused tavaliselt sisenema peremeesraku tuuma, enne kui nad saavad replitseeruda. Kuid üheahelalised RNA-d sisaldavad viirused replitseeruvad peamiselt peremeesraku tsütoplasmas.

Niipea, kui viirus nakatab peremeest, viiruse järglaste komponendid toodetakse rakuliste mehhanismide abil ja viiruse kapsiidi kokkupanemine on ensümaatiline protsess. Viirused võivad tavaliselt nakatada ainult piiratud arvu hoste. Selle nähtuse kõige levinum seletus on mehhanism "lukustus- ja võti". Mõned viiruse osakese valgud peavad vastama teatud retseptorvalkudele teatud peremeesraku pinnal.

Kuidas viirused nakatavad rakud?

Viiruse nakkuse ja replikatsiooni peamine protsess toimub 6 etapis:

  • Adsorptsioon - viirus seob peremeesrakku.
  • Tungimine - viirus siseneb oma genoomi peremeesrakku.
  • Viirusliku genoomi replikatsioon - viiruslik genoom kopeeritakse peremeesraku struktuuri abil.
  • Assamblee - moodustuvad viiruskomponendid ja ensüümid, mis hakkavad koguma.
  • Küpsus - kogutud komponentidest arendavad viirused.
  • Väljapääs on see, et uued viirused puhkavad peremeesrakus uute nakatumisohvrite otsimisel.

Viirused võivad nakatada mis tahes tüüpi rakke, sealhulgas loomset rakku, taimerakke ja bakteriraku.

viiruse replikatsioon

Teemad

  • biotehnoloogia
  • viiruse replikatsioon

Tehnilise tõlgi käsiraamat. - kavatsus. 2009-2013.

Vaadake, mis viiruse replikatsioon on teistes sõnastikes:

Virus replikatsioon - * repliire viiruse viirused * viiruse intratsellulaarse reproduktsiooni replikatsiooniprotsess, sealhulgas valkude, nukleiinhapete ja lipiidide sünteesimine, mille tulemuseks on uus nakkuslik viiruse üksus... Geneetiline. Entsüklopeediline sõnastik

viiruse replikatsioon (paljundamine) - - [Vaktsinoloogia ja immuniseerimise põhinõuete inglise vene sõnastik. Maailma Terviseorganisatsioon, 2009] Teemad Vaccinology, Immunization EN viiruse replikatsioon... Technical Translator Manual

HIV - sellel terminil on muid tähendusi, vaata Hiv. Inimese immuunpuudulikkuse viirus... Wikipedia

Viirused - kõige väiksemad nakkushaiguste patogeenid. Ladina viirusest tõlgitud mürk on mürgine alguses. Kuni 19. sajandi lõpuni viiruse terminit on kasutatud meditsiinis, et viidata haiguse tekitamisele kuuluvale nakkushaigusele. Kaasaegne...... Collieri entsüklopeedia

Omandatud immuunpuudulikkuse sündroom - punane lint solidaarsuse sümbol... Wikipedia

HIV / AIDSi kliinilised etapid vastavalt V.I. Pokrovsky - päring "AIDS" suunatakse siit. Vaadake ka teisi tähendusi. Omandatud immuunpuudulikkuse sündroom Punane ribbon on HIV-positiivse solidaarsuse sümbol ja patsiendid, kes on arendanud ICD 10 B AIDSi... Wikipedia

AIDS - AIDSi päring suunatakse ümber siit. Vaadake ka teisi tähendusi. Omandatud immuunpuudulikkuse sündroom Punane ribbon on HIV-positiivse solidaarsuse sümbol ja patsiendid, kes on arendanud ICD 10 B AIDSi... Wikipedia

Hepatiit B viirus - hepatiit B viirus... Wikipedia

Echoviruses - teaduslik klassifitseerimise domeen: viirused [1]... Wikipedia

Lapseealiste viirusnakkuste puhul on eriti olulised lapseea viirusnakkuste patoloogiline anatoomia - leetrite, poliomüeliidi, epideemilise parotiidi, tuulerõugete ja nakkusliku mononukleoosi levik. Esimesed kolm on seotud RNA viirushaigustega; tuulerõuged ja nakkuslik mononukleoos põhjustavad DNA...... Wikipedia

Viiruse replikatsioon

Viiruse genoomide replikatsioon on nukleiinhapete maatrikskomplementaarne süntees, mille eesmärgiks on genoomsete järjestuste akumuleerimine nende hilisemaks karpideks virioni.

DNA ahela sünteesi alustamine võib toimuda ainult DNA polümeraasi praimimise juuresolekul. Seemne liik ja selle moodustamise viis erinevad erinevate viiruste poolest ja määravad viiruse replikatsioonisüsteemide originaalsuse. DNA sünteesi algatamiseks on kolm peamist võimalust:

Rõnga maatriksile on iseloomulik algatus DNA sisepiirkondades. Praimer on oligoribonukleotiid, mida saab sünteesida DNA-sõltuva RNA polümeraasi, primaasi või primasoomi poolt. Need ensüümid võivad olla rakulise päritoluga või olla viirusepõhised. Sünteesitakse üks seeme või mitu seemet.
Üheahelalise maatriksi puhul sünteesitakse seeme ensüümi poolt tunnustatud konkreetses piirkonnas. Kaheahelaline maatriks on esmalt valmis initsieerimiseks. Ori piirkonnas tekib helikaasi lisamine. See ensüüm leevendab maatriksi ala, mille tagajärjel tekib replikatsioonikarkt, millele järgneb seemne süntees.

DNA-otsadesse sisenemine (terminaalne initsiatsioon) on tüüpiline lineaarmaatriksitele. Erinevad DNA sünteesi terminali algatamise meetodite kaks rühma: kasutades nukleotiidi külvamist ja isekandmismehhanismi kasutamist.

Sünteesi algatamine purunemiste ja lünkadega - purustatud DNA ahela 3'-OH lõpus võib olla edasine ahela pikenemine.

Ahela pikenemine viiruse genoomi replikatsiooni ajal ei erine oluliselt rakulise DNA sünteesi protsessist. Kasutatakse nii peremeesraku kui ka viiruse ensüüme, abiaineid ja replikatsiooniproteiine. DNA sünteesi teostab tavaliselt DNA-sõltuv DNA polümeraas II, harvadel juhtudel DNA polümeraas III. Sünteesi peamine omadus on selle polaarsus, milles järgmine nukleotiid on kinnitatud kasvava ahela 3'-otsa külge. See tähendab, et sünteesi suund läheb 5'-st kuni 3'-otsani, lugedes - 3'-lt 5'-otsani. Initsieerimise meetodiga seotud komplementaarsete ahelate sünteesi tunnused. DDNA maatriksil jätkub süntees läbi replikatsioonikolde moodustamise või sDNA-maatriksi ahela ekstrusiooniga reparatiivse mehhanismi abil.

DNA-replikatsiooni poolkonservatiivse DNA replikatsiooni standardmehhanism, mis koosneb replikatsioonikäppade moodustamisest, hõlmab järgmisi etappe:
1. Replikatsiooni algatamine dsnc helikaasi avanemisega. Replikatsioon ei alga juhuslikus kohas, vaid konkreetses kohas, mida nimetatakse replikatsiooni alguseks (ori), mis võib olla üks või mitu.
2. RNA praimimise süntees DNA-sõltuva RNA polümeraasiga, primaas või primasoom.
3. DNA polümeraasi (II, III) komplementaarsete ahelate süntees. DNA ahelad sünteesitakse, deoksünukleotiide kinnitades kasvavale ahelasse 3'-otsa, see tähendab 5'-3'-otsa suunas matriitsahelas. Ketid ei sünteesi vastassuunas. Seetõttu replitseeruva pistiku sünteesitud kettid kasvavad vastassuundades. Ühe keti süntees on pidev - see on juhtiv või juhtiv kett. Teise ahela süntees on impulss - see on mahajäämusring. Juhtiv ahel sünteesitakse replikatsioonikäru kasvu suunas, mis jääb maha - vastupidi, mitme initsiatiivi tulemusena. Selle tulemusena moodustatakse mitu lühikest ahelat (Okazaki fragmendid), mis seejärel ühendatakse, moodustades pideva mahajäänud ahela. Juhtivate ja mahajäänud ahelate replikatsiooni mehhanism on põhimõtteliselt sama ja nõuab lühikeste RNA praimerite sünteesi, mis on komplementaarsed matriitsahelas. Kopeerimispistiku koopiakiirus on konstantse ja võrdub 1,5 kb / s.
4. RNA praimeri lagunemine RNaasiga N.
5. Okazaki fragmentide sidumine DNA-ligaasiga.
6. Superspirimise eemaldamine topoisomeraasiga (topoisomeraas I - paakub ühte ahelasse, topoisomeraas II - paaristab mõlemasse ahelasse).

1. Tsüklite genoomide sünteesi ja hajumise lõpetamine on lihtsustatud, kuna ahela süntees käib ringis ja täieliku pöörde lõppedes ori-punktis või kahesuunalise replikatsiooniga ringi keskel, ühendatakse ja ligeeritakse äsja sünteesitud ahela 3 'ja 5' otsad. Paarsuunalised sidestatud rõngad eraldatakse topoisomeraasiga.
2. Lineaarne DNA, mis on sünteesitud RNA seemne abil, on kõik keerulisem. RNA praimeri eemaldamine annab tulemuseks väljaulatuva 3'-otsaga DNA molekuli ja 5'-otsa ruumi. Pakutud on kahte meetodit replikatsiooni lõpuleviimiseks maatriksahela täieliku koopia moodustamisega (joonis 1).

1972. aastal pakkus Watson välja mudeli DNA replikatsiooni lõpuleviimiseks otseste kordustega, mis moodustasid konkameerid, mis on mitmed genoomi tandem-korduvad üksused. Pärast kontaktaatori moodustumist tutvustab spetsiifiline endonukleaas ühenduskülastuse käigus sammu katkestuse. See viib väljaulatuvate 5'-otste ja lünkade moodustumiseni 3'-otsas, mida suurendab DNA polümeraas. Lüngad on suletud kas parandamise või ligeerimisega.

Täispikkusega lineaarne DNA süntees koos pööratud kordustega otstes saab lõpule viia juuksenõu moodustamisega. Inverteeritud kordused on kaks sama DNA järjestuse eksemplari ühes molekulis, vastupidises suunas. Pööratud kordused, mis asuvad üksteise kõrval, moodustavad palindroomid. Joonis 10 näitab, et 3'-ots lõpetamise moodustumise kaudu juuksenõelte hõlmab ligeerimises 3'-ots tapi 5'-otsa komplementaarne ahel, muutes nick moodustamaks eenduva 3'-otsa ja selle venivus.

Põhilised DNA replikatsioonimustrid

1. Replikatsioon, kasutades terminaalset initsieerimist, kasutades ise pigistamise mehhanismi

Parvoviirused, väikseim (15-18 nm) icosaedear, shellless, loomulike ja putukate tuumaviirused, omavad sellist genoomset DNA replikatsiooni. Genoom on esindatud lineaarse ssDNA-ga, mõlemal otsal on isepakuvad komplementaarsed järjestused, mis moodustavad juuksenõelu struktuure. DNA 3'-otsas on unikaalne järjestus suurusjärgus 125 nukleotiidi, moodustades kaheahelalise T-kujulise juuksenõela struktuuri. See toimib DNA polümeraasi praimerina. Komplementaarse ahela reparatsiooni sünteesi tulemusena DNA polümeraas loob dupleksi, mis mõlemad on ühes otsas kovalentselt ühendatud. Sellisel juhul ei kasutata põhimootomi 3'-terminaalset osa maatriksina. Järelikult pole viiruse genoomi täielik taastumine veel toimunud. Järgmises etapis sisestab viirusespetsiifiline ensüüm vanemate ahela purunemise järjestuse replitseeritud ja mitte replitseerunud osade piiril (125 ja 126 nukleotiidi vahel). Ema genoomi terminali 125 nukleotiidid muutuvad äsja sünteesitud ahela tingimuslikuks osaks ja selle vananemisahela 3'-otsa kasutatakse selle regenereerimiseks. Nende reaktsioonide tagajärjel tekib viiruse DNA dispersioon-topelt-ahelaline replikatsioonivorm (joonis fig 2). Sõna reaktsioonide ahela, milles moodustatakse ühes otsas DNA praimerite "küüliku kõrvad", sünteesi uue ahela välja arvatud vanema, moodustamise Järgmises replitsceruv kaudu. Teiseks replitsceruv kujul DNA matriitsina kasutati edasiseks sünteesiks Viiruse DNA ja nihutatud üheahelaline molekul duplex või siseneb replikatsioonitsükkel, või osa tütar viirusosakest.


Joon. 2. Parvoviiruse genoomi esimeste staadiumi skeem.
joonisel on paks rida maatriksi lõim, õhuke joon on äsja sünteesitud niit
2. Replikatsioon, kasutades terminaalset initsieerimist, kasutades nukleotiidvalgu praimimist

Sellel genoomse DNA replikatsiooni tüübil on adenoviirused - suhteliselt suured (kuni 90 nm) kapillaasi tuumaviiruste icosaaredilise sümmeetriaga shelleless shellless. Genoom on kujutatud lineaarse dsDNK-ga, millel on 5'-otsad pööratud kordused ja kovalentselt seotud genoomseid valke, mille molekulmass on 55 kD (joonis fig 3).

Adenoviiruse-nakatunud rakus sünteesitakse 80 kDa viirusespetsiifiline valk, mis seostub deoksütsütidiini seeriatega. Saadud struktuur (80) B-Ser-dCTP on praimer, mis tsütosiini kaudu seondub genoomi 3'-otsaga guanosiiniga ja algatab DNA ahela sünteesi. Alustamist saab jälgida vanema DNA mõlemas otsas ja see võib esineda kas samaaegselt või järjestikku. Järjestikulise initsieerimisega kaasneb tütararvu süntees ühe vanema keha nihutamisega ja komplementaarse ahela süntees jätkub reparatsioonimehhanismi kaudu üheahelalise maatriksi abil.


Joon. 3. Adenoviiruse DNA replikatsioon

Seega, iga järgnev kaheahelaline molekul pärib üht vanemate ahelat, see tähendab poolkonservatiivset. Kuid protsess jätkub ilma mahajäänud ahela sünteesi, st ilma et tekiks Okazaki fragmentide initsieerimise ja sünteesi mitmed saidid.

Selle replikatsioonimehhanismi rakendamiseks peab nukleiinhappemolekul kas esialgu kaheastmelise tsüklistruktuuri looma või seda uuesti looma. Uut kaheahelalist struktuuri nimetatakse replikatsioonivormiks (RF). Alumise struktuuri puhkamine võib toimuda erineval moel:
- ringikujuline DNA (faagid 174, M13) moodustavad standardkavas oleva replikatsiooni dupleksi: seemne süntees - ahela pikenemine - seemne ahela pikendamise eemaldamine. Kõik ensüümid, mis tõlgivad vanemate genoomi replikatsioonivormiks, on rakulise päritoluga;
- faagi λ lineaarne DNA omandab kleepuvate otste tõttu rõnga kuju;
- herpeseviiruste DNA sisaldab otsesi termineid kordusi, milles viirusepõhised eksonukleaasid lõikavad üheahelalisi piirkondi, pärast mida molekul omandab ümmarguse kuju.

Veeremisringi mehhanismi replikatsioonil on üldiselt järgmised etapid (joonis 4):
I. Viiruspetsiifiline ensüüm tutvustab replikatsioonivormi vanemate ahela ainulaadses kohas üheahelalist pausi.
Ii. Ensüüm jääb 5'-otsa külge kinni, vabastatakse 3'-terminaalne nukleotiid DNA polümeraasi praimerina.
III. DNA polümeraas lisab nukleotiidid komplementaarsesse suletud ringi, see tähendab, et sünteesitakse ainult juhtivat ahelat. Vanemaahelat 5'-otsa lükatakse välja. Sigma molekulide moodustumist (σ) täheldatakse.
Iv. Kui replikatsioonikarp sulgeb natuke rohkem kui täispööre, sulgub ekstrudeeritav ahel ringi ja ensüüm liigub äsja sünteesitud niidile ja tsükkel kordub.
Seega genoomse järjestusega äsja sünteesitud niit muutub Vene Föderatsiooni koostisosaks ja eelnev (vanema) lõim on vabas vormis.
Veerelaagri klassikaline skeem on sageli ainult viirusliku genoomi replikatsiooni vaheetapp. Näiteks kui genoomi replikatsiooni mitu skeemi rakendatud faagi λ - Cairns diagramm konkatemeer moodustumist (vt allpool). Ja modifitseeritud circuit jooksva tsükli, mis on kinni hetkel hilises staadiumis replikatsiooni. Sellega seoses nimetatakse faagi X genoomi hilinenud replikatsiooni meetodit sekundaarse taandumise rulli meetodiks.


Joon. 4. DNA replikatsiooni skeem valtsõnumi mehhanismi abil

4. DNA replikatsioonikava Kerns

Seda tüüpi replikatsiooni on hästi uuritud ahviviiruse SV40 näitel, mis kuulub polüoomaviiruste perekonda. Polüoomaviirused on suhteliselt väikesed (45-55 nm) icosaedeed, shell-free tuumaviirused, mis nakatavad loomi ja inimesi. Genoom on rakuliste histoonidega seotud kaheahelaline ümmargune superkileeritud DNA.
Replikatsioon toimub järgmiselt (joonis 5):
1. Viiruspetsiifiline mittestruktuurne valk (suur helekaasi aktiivsusega T-antigeen) seostatakse suurusjärguga 60 nukleotiidi järjestusega (ori-punkt) ja lahutab kaheahelalise struktuuri.
2. Primaas sünteesib kahte RNA praimerit. Moodustatakse kaks repliivset kahvlit (2 juhtivat ja 2 mahajäänud ahelat), mis täiendava sünteesi käigus üksteisest eemale liiguvad, liikudes eri suundades. Teta-molekulide (θ) moodustumist täheldatakse.


Joon. 5. DNA replikatsioonikava Kerns

3. Intramolekulaarse stressi langetamine annab topoisomeraas I, sisestades üheahelalised punkti puruned, mis kohe ligeeritakse.
4. moodustasid kaks rõngast, kus vanemlikud ahelad on üksteisega ühendatud. Eraldamine teostab topoisomeraasi II, mis juurutab kaheahelalised pausid.

Sellise replikatsiooni kõige lihtsam struktuur on täheldatud T-paaritu seeria bakteriofaagides, näiteks T7. Faagi T7 DNA on lineaarne kaheahelaline molekul, millel on otsesed lõplikud kordused. Replikatsiooni initsieerimine algab sisepiirkonnast, kus paikneb faag DNA-sõltuva RNA polümeraasi promootor, mis sünteesib transkripti, mida kasutatakse DNA sünteesi praimeriks. Sisemine initsieerimine toimub emaahela purustamata. Saadud kaks replitseerivat kahvlit liiguvad erinevates suundades, teostades viiruse genoomi poolkonservatiivset replikatsiooni. Esimene etapp selles protsessis tulemusel moodustuvad kahe tütre dupleksite kus värskelt sünteesitud ahel ei ole lõpetatud, kui on selgunud 3'otsades vanemliku ahelad, mis paratamatult tekib, kui sisemine initsiatsioon lineaarse reaga. Seega moodustunud duplekside üks 3'-otsad on üheahelalise kujuga.

Kuna faagi T7 DNA-molekulil on otsene terminaalne kordus, on õdemolekulide üheahelalised otsad üksteist vastastikku täiendavad ja võimelised omavahel ühendama. Komplementaarsete järjestuste seos viib dimeersete molekulide - konkateeride moodustumiseni. Peale selle toimub molekulide küpsemine samamoodi nagu ülalnimetatud lõpetamismeetod. Fagospetsiifiline ensüüm tutvustab samm-samalaadset lõhkemist dimeeris, nii et 5'-otsad ulatuksid välja ja need parandatakse DNA polümeraasiga (joonis fig 6).


Joon. 6. Diagramm faagi T7 DNA replikatsioonist

6. Viiruse DNA replikatsioon integratsiooni kaudu

Integreerimine on viiruse (või muu) DNA järjestuse sisestamine peremeesraku genoomi, mille tulemuseks on kovalentne seostumine peremees-järjestusega. Sellisel juhul viiruse genoomi replikatsioon ja selle transkriptsioon viiakse läbi tavaliste rakuliste mehhanismide abil.
Viiruse genoomi integreerimine peremees-genoomi võib esineda mitmel viisil:
a) Integreerimine saidi spetsiifilise rekombinatsiooni abil. Üldiselt on rekombinatsioon DNA spetsiifiliste sektsioonide omavaheline seos. Saidi spetsiifiline rekombinatsioon - interaktsioon konkreetsete järjestuste paaride vahel, mille sees on homoloogsed järjestused. See on konservatiivne rekombinatsioon.
Näiteks faagi λ DNA integreerimisega osalevad rekombinatsioonis vastavalt kaks viirusliku ja peremeesorganismi genoomi, attP ja attB, mis on täiesti erinevad. Nendel aladel on sama südamik, kuid erinevad "õlad". Seega on faagi järjestus tähistatud kui POP ', cellular - Tobu'. Integratsiooni tulemusena moodustatakse BOR-sait "----- ROV".
Integreerimine nõuab integratsiooni (topoisomeraas I) ja rakulist IHF valku (rakulise integratsiooni tegur). Integreeritud viiruse genoom eksisteerib prophage'i ja seda saab lõhustada, kui osaleb viiruspetsiifiline valk.
b) Integratsioon ja replikatsioon replitseeriva ülevõtmise protsessis. Transposoon on DNA järjestus, mis on võimeline kopeerima ja kopeerima ühte genoomi uude positsiooni.
Mu transpositiivseks faagiks on loodud replikatsioonide ülevõtmise nähtus. Faagi genoom on 30 kbp lineaarne DNA, selle otstes on rakuline, mitte viirusnukleotiidjärjestus, see tähendab, et see on alati prophaagi seisundis. Kui viirus siseneb rakku, omandab DNA kuju, mis on ringikujulise üksuse lähedal, tuues otsad kokku. Viiruspetsiifiline valk viitab üheahelalisele purunemisele nii faagi DNA kui ka peremeesraku DNA rakulistes järjestustes. Perekordid võivad esineda peaaegu kõikjal DNA-s. Rakulise DNA väljaulatuvad 5'-otsad on kovalentselt seotud viiruse DNA 3'-otstega. Ülemised otsad eemaldatakse, lüngad parandatakse ja faagi genoom sisestatakse peremeesraku genoomi. Mu fagi replikatsiooni tunnuseks on see, et see läheb ilma profaagi lõikamata. Replikatsiooniprotsessi käigus tekkinud DNA koopiad viiakse tõhusalt sisse peremees-DNA uutesse kohtadesse.

Ainult meil on otsingu mobiiliversioon, otsige Valgevene saitidel, värskenduste andmebaasist iga päev.

Students.by on Valgevene üliõpilase elav entsüklopeedia (artiklid, raamatud, multimeedia). Pakume ka Valgevene parimate täistekstrite teaduslike andmekogude otsingut!

Täielik struktuur ja nakkav, st viirus, mis võib põhjustada infektsiooni, nimetatakse osakest väljaspool rakku virioniks. Virioni tuum ("tuum") sisaldab ühte molekuli ja mõnikord kahte või enamat nukleiinhappemolekuli. Virioni nukleiinhappeid sisaldav proteiinkott, mis kaitseb seda keskkonna kahjulike mõjude eest, nimetatakse kapsiidiks. Virioni nukleiinhape on viiruse (selle genoomi) geneetiline materjal ja seda esindab deoksüribonukleiinhape (DNA) või ribonukleiinhape (RNA), kuid mitte kunagi nende kahe ühendiga korraga. (Klamüüdia, riketsiaadid ja kõik teised "tõeliselt elavad" mikroorganismid sisaldavad samaaegselt DNA-d ja RNA-sid.) Väikseimate viiruste nukleiinhapped sisaldavad kolme või neli geeni, samas kui suurimatel viirustel on kuni sada geenit.

Mõne viiruse korral on lisaks kapsiidile ka välimine membraan, mis koosneb valkudest ja lipiididest. See on moodustatud nakatatud rakkude membraanidest, mis sisaldavad sisestatud viiruslikke valke. Mõisteid "põimitud virionid" ja "shellless virions" kasutatakse vaheldumisi. Väikseimate ja lihtsamalt korraldatud viiruste kapsiidid võivad koosneda ainult ühest või mitmest valgumolekulist. Mitu sama või erineva valgu molekuli ühendatakse subühikuteks, mida nimetatakse kapsomeerideks. Kapsomeerid moodustavad omakorda viiruse kapsiidi õige geomeetrilise struktuuri. Erinevatel viirustel on kapilli vorm virioni iseloomulik tunnus (märk).

Spiralitüüpi sümmeetriaga virionid, nagu tubakas mosaiikviirus, on pikliku silindri kuju; valguskesta sees, mis koosneb üksikutest subühikutest? kapsomeerid, on kokkuvolditud nukleiinhappe heeliks (RNA). Vironiid koos icosahedrilise sümmeetriaga (kreeka keelest Eikosi kakskümmend, hedra pind), nagu polioviirus, on sfäärilised või pigem mitmekihilised; nende kapsiidid on ehitatud 20 tavalisest kolmnurksest tahust (pinnad) ja sarnanevad geodeetilise kuppeliga.

Mõned bakteriofaagid (bakteriviirused, faagid) omavad segatüüpi sümmeetriat. Niinimetatud "Haavatud" faagi pea on sfäärilise kapsiidi välimusega; Kas see jätab pika torukujulise protsessi? "Tail".

On veelgi keerulisemaid viirusi. Poksviiruse virionid (rõugete viirused) ei sisalda õiget, tüüpilist kapsiidi: neil on südamiku ja välimise kesta vahel toruja ja membraanstruktuurid.

DNA eksisteerib tavaliselt kaheahelaliste struktuuride kujul: kaks polünukleotiidi ahelat on vesiniksidemetega ühendatud ja keeratud nii, et moodustub topelt-helipild. Vastupidi, RNA eksisteerib tavaliselt üheahelaliste struktuuridena. Kuid üksikute viiruste genoom on üheahelaline DNA või kaheahelaline RNA. Viirusliku nukleiinhappe (topelt- või ühekohalised) ahelad (ahelad) võivad olla lineaarsed või ringid.

Viiruse replikatsiooni esimene etapp on seotud viirusliku nukleiinhappe sisenemisega peremeesorganismi rakku. Sellesse protsessi võivad kaasa aidata spetsiifilised ensüümid, mis moodustavad osa virioni kapsiidist või väliskestadest, ja koor jääb rakust välja või virion kaotab kohe pärast selle sisenemist rakku. Viirus leiab rakku, mis sobib selle reprodutseerimiseks, kontakteerudes selle kapsiidi (või välimise kesta) eraldi osadega rakupinnaga spetsiifiliste retseptoritega vastavalt "võti" loss. " Kui rakupinnal ei ole spetsiifilisi ("äratundvaid") retseptoreid, siis ei ole rakk viirusnakkuse suhtes tundlik: viirus ei tungi selle sisse.

Geneetilise teabe realiseerimiseks transkribeeritakse rakku tunginud viiruse DNA spetsiifiliste ensüümide abil mRNA-sse. Saadud mRNA liigub valkude sünteesi raku "tehastes" ribosoomid, kus see asendab raku "sõnumeid" oma "juhistega" ja on tõlgitud (loetav), mille tulemusena sünteesitakse viirusvalke. Viiruse DNA iseenesest kahekordistatakse (dubleeritakse), kaasates mõlemat ensüümide komplekti, nii viiruse kui ka rakuga seotud.

Valmistatud sünteesitud valk, mida kasutatakse kapsiidi valmistamiseks, ja paljude eksemplaridega korrutatult viiruslik DNA, ühendavad endaga uue, "tütre" virioni moodustumise. Moodustatud viiruse järglased jätavad kasutatud rakku ja nakatavad uued: viiruse reprodutseerimistsükkel kordub. Mõned viirused, kui rakupinnast levivad, koguvad raku membraani osa, kuhu viiruse valgud on eelnevalt "sisestatud" ja seega omandatud membraan. Mis puudutab peremeesrakku, siis see lõpuks osutub kahjustatuks või isegi täielikult hävitatud.

Mõnes DNA-d sisaldavas viiruses reprodutseerimistsükkel rakus ise ei ole seotud viiruse DNA viivitamatu replikatsiooniga; Selle asemel sisestatakse (integreeritakse) viiruse DNA peremeesraku DNA-sse. Selles etapis kaob viirus ühe struktuurse üksusena: selle genoom muutub rakkude geneetilise aparaadi osaks ja rakkude jagunemise ajal isegi kopeerib rakulist DNA-d. Kuid hiljem, mõnikord pärast mitmeid aastaid, võib viirus uuesti ilmneda? käivitatakse viirusvalkude sünteesimehhanism, mis koos viirusliku DNA-ga moodustab uusi virioone.

Mõnes RNA viiruses võib genoome (RNA) otseselt mängida mRNA rolli. Kuid see funktsioon on iseloomulik ainult viirustele, millel on "+" RNA-ahel (st positiivse polaarsusega RNA-ga). "-" RNA-keermega viirustega peab viimane kõigepealt "ümber" kirjutama "+" -ni; alles pärast seda algab viirusvalkude süntees ja viirus kordub.

Tähendus Viirused: viiruse retseptsioon Collieri sõnaraamatus

Artiklile VIRUSID

Ühes geenis kodeeritud geneetiline teave võib üldiselt vaadelda kui juhendit konkreetse valgu tootmiseks rakus. Sellist juhendit tunneb rakk ainult siis, kui see saadetakse mRNA vormis. Seepärast peavad rakud, milles geneetiline materjal on esindatud DNA-ga, "kirjutada" (transkribeerida) selle teabe mRNA täiendavale koopiale (vt ka NUCLEIC HAPES). DNA-sid sisaldavad viirused erinevad nende replikatsioonist RNA-d sisaldavatest viirustest.

DNA eksisteerib tavaliselt kaheahelaliste struktuuride kujul: kaks polünukleotiidi ahelat on vesiniksidemetega ühendatud ja keeratud nii, et moodustub topelt-helipild. Vastupidi, RNA eksisteerib tavaliselt üheahelaliste struktuuridena. Kuid üksikute viiruste genoom on üheahelaline DNA või kaheahelaline RNA. Viirusliku nukleiinhappe (topelt- või ühekohalised) ahelad (ahelad) võivad olla lineaarsed või ringid.

Viiruse replikatsiooni esimene etapp on seotud viirusliku nukleiinhappe sisenemisega peremeesorganismi rakku. Sellesse protsessi võivad kaasa aidata spetsiifilised ensüümid, mis moodustavad osa virioni kapsiidist või väliskestadest, ja koor jääb rakust välja või virion kaotab kohe pärast selle sisenemist rakku. Viirus leiab selle paljundamiseks sobiva rakuni, kontakteerudes selle kapsiidi (või välimise kesta) eraldi osadega rakupinnal spetsiifiliste retseptoritega "võtmepuksi" tüüpi. Kui rakupinnal ei ole spetsiifilisi ("äratundvaid") retseptoreid, siis ei ole rakk viirusnakkuse suhtes tundlik: viirus ei tungi selle sisse.

Geneetilise teabe realiseerimiseks transkribeeritakse rakku tunginud viiruse DNA spetsiifiliste ensüümide abil mRNA-sse. Saadud mRNA liigub valgusünteesi raku "tehastele" - ribosoomidesse, kus see asendab rakulisi "sõnumeid" oma juhistega ja tõlgitakse (loetakse), mille tulemuseks on viirusvalkude süntees. Viiruse DNA iseenesest kahekordistatakse (dubleeritakse), kaasates mõlemat ensüümide komplekti, nii viiruse kui ka rakuga seotud.

Valmistatud sünteesitud valk, mida kasutatakse kapsiidi valmistamiseks, ja paljude eksemplaridega korrutatult viiruslik DNA, ühendavad endaga uue, "tütre" virioni moodustumise. Moodustatud viiruse järglased jätavad kasutatud rakku ja nakatavad uued: viiruse reprodutseerimistsükkel kordub. Mõned viirused raputades rakupinnast välja, võtavad osa rakumembraanist, kuhu viiruse valgud on eelnevalt kindlaks määratud, ja seega omandavad membraani. Mis puudutab peremeesrakku, siis see lõpuks osutub kahjustatuks või isegi täielikult hävitatud.

Mõnes DNA-d sisaldavas viiruses reprodutseerimistsükkel rakus ise ei ole seotud viiruse DNA viivitamatu replikatsiooniga; Selle asemel sisestatakse (integreeritakse) viiruse DNA peremeesraku DNA-sse. Selles etapis kaob viirus ühe struktuurse üksusena: selle genoom muutub rakkude geneetilise aparaadi osaks ja rakkude jagunemise ajal isegi kopeerib rakulist DNA-d. Kuid hiljem, mõnikord pärast mitmeid aastaid, võib viirus uuesti ilmneda - käivitatakse viiruslike valkude sünteesi mehhanism, mis koos viirusliku DNA-ga moodustab uued virionid.

Mõnes RNA viiruses võib genoome (RNA) otseselt mängida mRNA rolli. Kuid see funktsioon on tüüpiline ainult viirustele, millel on RNA "+" kiht (s.o positiivse polaarsusega RNA-ga). Kas viirused on "?" koos RNA-iga, peab viimane kõigepealt "ümber" kirjutama "+" -ni; alles pärast seda algab viirusvalkude süntees ja viirus kordub.

Niinimetatud retroviirused sisaldavad RNA genoomi ja on ebatavaline viis transkriptsiooni geneetilist materjali DNA asemel transkriptsiooni RNA-ks, nagu see esineb rakus ja on iseloomulik DNA sisaldavate viiruste, nende RNA transkribeeritakse DNA. Seejärel sisestatakse viiruse kaheahelaline DNA kärje kromosoomi DNA-sse. Sellise viiruse DNA maatriksist sünteesitakse uus viiruse RNA, mis sarnaselt teistele määrab kindlaks viirusvalkude sünteesi. Vt ka RETROVIRUS.


Seotud Artiklid Hepatiit