Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
ГоловнаМедицинаВірусологія
« Попередня Наступна »
Ташута С.Г.. Загальна вірусологія, 2004 - перейти до змісту підручника

Біологічні і генетичні особливості механізмів репродукції вірусів

Перша і принципова особливість вірусів, що відрізняє їх від інших організмів, це та, що геноми їх представлено молекулами ДНК, чи РНК.

Друга особливість полягає у великій розмаїтості структури і форми їх геномів (одно -, двоспіральні ДНК, одно -, двоспіральні РНК, кільцеві форми нуклеїнових кислот). Геноми РНК-містких вірусів можуть бути представлені як однією молекулою, так і декількома (до 12) різними молекулами РНК. Такі геноми прийнято називати фрагментованими.

Третя особливість вірусів полягає в тому, що майже усі вірусні РНК здатні реплікуватися незалежно від ДНК клітини, тоді як клітинні РНК (рРНК, іРНК, тРНК) синтезуються на матриці клітинної ДНК.

Четверта особливість - диз'юнктивний (роз'єднаний у часі і просторі) біосинтез їх структурних компонентів. Так, наприклад, у складно улаштованих вірусів, що відносяться до родин Poxviridae, Paramyxoviridae, Orthomyxoviridae, Rhabdoviridae, синтез суперкапсиду і капсиду нуклеоїду роз'єднаний у часі і проходить у дві стадій. При цьому вірусна нуклеїнова кислота може бути транскрибована безпосередньо в складі нуклеокапсида чи нуклеоїда. Процес транскрипції в цьому випадку здійснюється за допомогою вірусних РНК-полімераз, що входять до складу нуклеоїду. Нуклеїнова кислота вірусу може реплікуватися, наприклад, у ядрі чи ядерці, білок може синтезуватися в цитоплазмі, а зборка цілих віріонів чи нуклеокапсидів може відбуватися на внутрішній поверхні цитоплазматичної мембрани. Нарешті, складний ліпопротеїновий суперкапсид може набуватися вірусами в процесі брунькування.

П'ята кардинальна особливість: віруси не мають власних білоксинтезуючих систем, а використовують системи клітини.

Та, нарешті, шоста особливість вірусів полягає у великій розмаїтості самих механізмів реплікації їх вірусних нуклеїнових кислот і репродукції вірусних часток.

Таким чином, репродукція вірусів - це утворення шляхом реплікації, що протікає за принципом комплементарності, численних копій вірусних нуклеїнових кислот (ДНК чи РНК) і індукування молекулами останніх біосинтезу вірусних білків з наступною самоорганізацією цих компонентів у зрілі вірусні частки.


Реплікацію нуклеїнових кислот вірусів здійснюють ферменти. Використовуючи нуклеотиди (мономери) клітини, ферменти будують з них полінуклеотидні ланцюги нових молекул нуклеїнових кислот вірусів. Ферменти ці носять загальне найменування - полімерази. У залежності від типу синтезованих нуклеїнових кислот вони називаються ДНК-полімеразами чи РНК-синтетазами.

У деяких випадках нуклеїнові кислоти вірусів реплікуються клітинними полімеразами - ферментами, що є присутніми у клітині до її зараження вірусом. Однак частіше реплікацію вірусних нуклеїнових кислот здійснюють полімерази, що з'являються після зараження клітини вірусом. Такі полімеразі іменують вірусоспецифічними, тому що біосинтез їх закодований у структурі нуклеїнових кислот самих вірусів. І нарешті, реплікація нуклеїнових кислот деяких вірусів здійснюється за рахунок присутніх у віріоні полімераз. Синтез вірусоспецифічних полімераз, як і вірусних структурних білків, здійснюється на рибосомах клітини відповідно до інформації, що закодована у вірусоспецифічних РНК.

Вірусоспецифічні ДНК-полімерази зберегли те ж найменування, що і клітинні. Що ж стосується вірусних РНК-полімераз, то на відміну від клітинних їх називають РНК-синтетазами чи РНК-репліказами, тому що вони беруть участь у реплікації вірусних РНК. Вірусні полімерази (РНК-репліказы) строго специфічні.

Як відомо, точність копіювання молекул нуклеїнових кислот при їх реплікації забезпечується матричним механізмом і принципом комплементарності.

По-перше, при великій розмаїтості механізмів репродукції вірусів, загальним для усіх вірусів є те, що джерелом мономерів для синтезу і реплікації нуклеїнових кислот служать нуклеотиди клітини. По-друге, джерелом мономерів для синтезу і побудови білків усіх вірусів служать амінокислоти клітини. По-третє, синтез білків усіх вірусів, незалежно від структури їх нуклеїнових кислот, здійснюється на клітинних рибосомах.
По-четверте, джерело енергії для біосинтетичних процесів при репродукції усіх вірусів -аденозинтрифосфорна кислота (АТФ), яка виробляється в мітохондріях клітини.

Однак стверджувати, що клітина - життєве середовище усіх вірусів, немає підстави, тому що вірусні нуклеїнові кислоти можуть реплікуватися, а вірусні білки синтезуватися і поза живою кліткою, якщо їм створені для цього необхідні умови. У даний час деякі віруси з успіхом репродукуються в безклітковій системі, куди додані клітинні рибосоми («фабрика білка»).

Процес репродукції вірусів (Рис.11) може бути умовно розділений на дві фази. Перша фаза охоплює події, що ведуть до адсорбції і проникнення вірусу в клітину, звільненню його внутрішнього компонента і модифікації його таким чином, що він здатний викликати інфекцію. Відповідно перша фаза містить у собі три стадії: 1) адсорбцію вірусу на клітинах;

2) проникнення в клітини; 3) роздягання вірусу в клітині. Ці стадії спрямовані на те, щоб вірус був доставлений у відповідні клітинні структури і його внутрішній компонент був звільнений від захисних оболонок. Як тільки ця мета досягнута, починається друга фаза репродукції, протягом якої відбувається експресія вірусного генома. Ця фаза складається з п'яти стадій: 1) транскрипції; 2) трансляції іРНК; 3) реплікації генома; 4) зборки вірусних компонентів і 5) вихід вірусу з клітини.

Рис. 11. Схема реплікації вірусу в клітині. За А.Ройтом, 2000.
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна "Біологічні і генетичні особливості механізмів репродукції вірусів"
  1. Вступ
    Ще зовсім не так давно мікробіологія займалась також вивченням і вірусів. Але останні дуже і дуже своєрідні об'єкти, які різко відрізняються своїми біологічними властивостями від інших груп мікроорганізмів. Маніпуляції з ними вимагають розробки спеціальних методик, які відрізняються від загальноприйнятих в мікробіології. Це послужило основою для виділення вчення про віруси в самостійну область
  2. ІНТЕРФЕРОН
    Роль інтерферону. Відкриття інтерферону - це новий розділ імунології - вчення про несприйнятливість організму до інфекцій. Інтерферон - особливий противірусний білок, який продукується зараженими клітинами чи цілим організмом. Відкрили його англійські вірусологи Айзекс і Лінденман (1957). Цьому відкриттю передувало велике число робіт з вірусної інтерференції. Власне, зі спостережень за цим
  3. ХІМІОТЕРАПІЯ ВІРУСНИХ ХВОРОБ
    Впливати на віруси, що проникнули в клітини, складно, основна складність сучасної хіміотерапії укладена не в токсичності препаратів на рівні клітин in vitro чи токсичності для конкретного виду клітин in vivo, а в токсичності й інших побічних ефектах на рівні організму. Хіміотерапевтичні препарати придушують здебільшого який-небудь тип вірусоспецифічних ферментативних реакцій. У результаті цього
  4. ПРО ПРІОНИ І ВІРОЇДИ
    Крім хвороб, які викликають віруси, є незвичайна група захворювань центральної нервової системи - підгострих спонгіозних трансмісивних енцефалопатій (ПСТЕ) - скрепі (захворювання овець і кіз), трансмісивна енцефалопатія норок, губчаста енцефалопатія ВРХ і чотири хвороби людини: куру - ендемічне захворювання жителів гірських районів Нової Гвінеї, хвороба Крейтцфельда - Якоба, синдром Герстманна -
  5. РЕПРОДУКЦІЯ ВІРУСІВ
    Пошуки етіологічних агентів інфекційних захворювань увінчалися відкриттям сотень вірусів. Патологічні ефекти при вірусних захворюваннях складаються з взаємодії декількох факторів: а) токсичного впливу продуктів вірусних генів на метаболізм заражених клітин; б) реакції хазяїна на експресію вірусних генів у заражених клітинах; в) модифікації експресії генів хазяїна в результаті їх структурної чи
  6. ПАТОГЕНЕЗ НА КЛІТИННОМУ РІВНІ
    Позаклітинний віріон біологічно інертний. Ця інертність зберігається до того часу, поки віріон не проникає в клітину і вірусний геном не почне функціонувати як самостійна генетична структура. Лише з цього моменту проявляється своєрідність взаємовідносин вірусу і клітини. Отже, вірусна інфекція клітини - це сукупність процесів, які виникають при взаємодії клітини з вірусним геномом. Зараження
  7. ОСОБЛИВОСТІ ЕПІЗООТОЛОГІЇ ВІРУСНИХ ІНФЕКЦІЙ
    У епізоотології вірусних хвороб є особливості, що відрізняють їх від інфекцій бактеріального характеру. Плин вірусної інфекції. Гострий плин характеризується яскравим проявом клінічних ознак хвороби (наростанням їх числа і виразністю прояву, потім - у залежності від біологічних властивостей вірусу, фізіологічного й імунобіологічного стану організму, видужання чи загибелі тварини). Приклади
  8. ПРО ПРИРОДУ І ПОХОДЖЕННЯ ВІРУСІВ
    На підставі встановлених фактів про фізичну структуру, хімічний склад, механізми репродукції вірусів з'явилася можливість освітити питання про природу і походження їх. Ясно, що в міру подальшого заглибленого вивчення вірусів розуміння, що нижче приводяться, неминуче деякою мірою будуть змінюватися й уточнюватися. Представлення про природу вірусів і їх походження перетерпіли значні зміни протягом
  9. ХІМІЧНИЙ СКЛАД ВІРУСІВ
    Віріони просто організованих вірусів являють собою вірусну нуклеїнову кислоту, укладену в оболонку (капсид), що складається з повторюваних субодиниць (капсомерів). Кожен капсомер побудований з одного чи декількох білків, закодованих у геномі вірусу. Крім нуклеїнової кислоти і білків вони містять ліпіди і гліколіпіди, які здебільшого розташовуються в зовнішній (суперкапсидній) оболонці віріонів.
  10. Реплікація генома вірусів
    Реплікація вірусних ДНК. Механізм реплікації геному ДНК-містких вірусів в основному подібний з механізмом реплікації клітинної ДНК (Рис. 15). Оскільки типи і форми вірусних нуклеїнових кислот дуже різноманітні (ДНК, РНК, двоспіральні й односпіральні, лінійні і кільцеві молекули), то і механізми їх реплікації теж різні. Віруси різних родів і родин мають різні способи передачі генетичної
© medbib.in.ua - Медична Бібліотека