Wirusy nie rozmnażają się przez rozszczepienie binarne. W latach 50. ubiegłego wieku ustalono, że reprodukcja odbywa się metodą reprodukcji (przetłumaczoną z angielskiego odtworzenia - zrób kopię, odtwórz), to znaczy odtworzenia kwasów nukleinowych, a także syntezy białek, a następnie zbiór wirionów. Procesy te zachodzą w różnych częściach komórki tak zwanego gospodarza (na przykład w jądrze lub cytoplazmie). Ta niespójna metoda reprodukcji wirusa nazywana jest rozłączną. Na tym skupimy się bardziej szczegółowo w naszym artykule.
Proces reprodukcji
Ten proces ma swoje własne cechy reprodukcji wirusów i wyróżnia się sukcesywną zmianą niektórych etapów. Rozważ je osobno.
Fazy
Wirusy nie mogą się rozmnażać w pożywce, ponieważ są ścisłymi pasożytami wewnątrzkomórkowymi. Ponadto, w przeciwieństwie do chlamydii lub riketsji, podczas rozmnażania wirusy w komórce gospodarza nie są w stanie rosnąć i nie rozmnażają się przez rozszczepienie. Wszystkie składniki tego wirusa obejmują kwasy nukleinowe, a także cząsteczki białka, które są syntetyzowane w komórce „gospodarza” osobno, w różnych częściach komórki: w cytoplazmie iw jądrze. Ponadto systemy komórkowe syntetyzujące białka podlegają jednemu genomowi wirusa, a także jego NA.
Rozmnażanie wirusa w komórce przebiega w kilku fazach, które opisano poniżej:
- Pierwsza faza to adsorpcja wirusa, o której była mowa powyżej, na powierzchni komórki, która jest wrażliwa na tego wirusa.
- Drugą jest penetracja wirusa do komórek gospodarza metodą viropexis.
- Trzeci to rodzaj „rozbierania” wirionów, uwalniania kwasu nukleinowego z kapsydu i superkapsydu. W wielu wirusach kwas nukleinowy wnika do komórek przez fuzję otoczki wirionu i komórki gospodarza. W takim przypadku trzecia i druga faza są połączone w jedną.
Adsorpcja
Ten etap reprodukcji wirusa odnosi się do przenikania cząsteczki wirusa do komórek. Adsorpcja rozpoczyna się na powierzchni komórki poprzez interakcję receptorów komórkowych i wirusowych. W tłumaczeniu z łaciny słowo „receptory” oznacza „odbieranie”. Są to szczególnie wrażliwe formacje, które odczuwają podrażnienia. Receptory to cząsteczki lub kompleksy molekularne znajdujące się na powierzchni komórek, które są również zdolne do rozpoznawania określonych grup chemicznych, cząsteczek lubinne komórki, zwiąż je. W najbardziej złożonych wirionach takie receptory są zlokalizowane na zewnętrznej powłoce w postaci wyrostka kolcopodobnego lub kosmków, w prostych wirionach są one zwykle zlokalizowane na powierzchni kapsydu.
Mechanizm adsorpcji na powierzchni komórki receptywnej opiera się na interakcji receptorów z tak zwanymi receptorami komplementarnymi komórki „gospodarza”. Receptory i komórki wirionów to niektóre specyficzne struktury, które znajdują się na powierzchni.
Adenowirusy i myksowirusy adsorbują się bezpośrednio na receptorach mukoproteinowych, podczas gdy arbowirusy i pikornawirusy adsorbują się na receptorach lipoproteinowych.
W wirionie myksowirusa neuraminidaza niszczy receptor mukogfoteiny i odszczepia kwasy N-acetyloneuraminowe od oligosacharydu, który zawiera galaktozę i galaktozaminę. Ich interakcje na tym etapie są odwracalne, ponieważ w znacznym stopniu wpływają na nie temperatura, odczyn medium i składniki soli. Adsorpcji wirionu zapobiegają heparyna i siarczanowane polisacharydy, które niosą ładunek ujemny, ale ich działanie hamujące jest niwelowane przez niektóre polikariony (ekmolin, DEAE-dekstran, siarczan protaminy), które neutralizują ładunek ujemny z siarczanowanych polisacharydów.
Virion dostaje się do komórki "hosta"
Sposób, w jaki wirus dostanie się do wrażliwej komórki, nie zawsze będzie taki sam. Wiele wirionów jest zdolnych do wnikania do komórek przez pinocytozę, co po grecku oznacza „pić”."drink". Dzięki tej metodzie wakuola pinocytowa wydaje się wciągać wirion bezpośrednio do komórki. Inne wiriony mogą wnikać do komórki bezpośrednio przez jej błonę.
Kontakt enzymu neuraminidazy z mukoproteinami komórkowymi sprzyja wnikaniu wirionów do komórki wśród myksowirusów. Wyniki ostatnich badań dowodzą, że DNA i RNA wirionów nie są oddzielone od zewnętrznej powłoki, to znaczy wiriony wnikają całkowicie do wrażliwych komórek na drodze pinocytozy lub viropeksji. Do tej pory zostało to potwierdzone w przypadku wirusa ospy, krowianki i innych wirusów, które zdecydują się żyć u zwierząt. Mówiąc o fagach, infekują komórki kwasem nukleinowym. Mechanizm infekcji polega na tym, że wiriony zawarte w wakuolach komórkowych są hydrolizowane przez enzymy (lipazy, proteazy), podczas których DNA jest uwalniane z błony faga i wnika do komórki.
W eksperymencie komórka została zainfekowana kwasem nukleinowym wyizolowanym z niektórych wirusów i został wywołany jeden pełny cykl reprodukcji wirionów. Jednak w warunkach naturalnych infekcja takim kwasem nie występuje.
Rozpad
Następnym etapem reprodukcji wirusa jest dezintegracja, czyli uwolnienie NK z kapsydu i zewnętrznej powłoki. Po wniknięciu wirionu do komórek kapsyd ulega pewnym zmianom, nabywając wrażliwość na proteazę komórkową, a następnie ulega zniszczeniu, jednocześnie uwalniającNK. W niektórych bakteriofagach wolny NA wnika do komórek. Fitopatogenny wirus wnika przez uszkodzenie w ścianie komórkowej, a następnie jest adsorbowany na wewnętrznym receptorze komórkowym z jednoczesnym uwalnianiem NK.
Replikacja RNA i synteza białek wirusowych
Kolejnym etapem reprodukcji wirusa jest synteza specyficznego dla wirusa białka, która zachodzi przy udziale tzw. informacyjnego RNA (w niektórych wirusach są one częścią wirionów, a w niektórych są syntetyzowane tylko w zakażonych komórkach bezpośrednio na matrycy DNA lub RNA wirionu). Następuje replikacja wirusa NK.
Proces reprodukcji wirusów RNA rozpoczyna się po wejściu nukleoprotein do komórki, gdzie polisomy wirusowe są tworzone przez kompleksowanie RNA z rybosomami. Następnie syntetyzowane są również wczesne białka, które powinny obejmować represory z metabolizmu komórkowego, a także polimerazy RNA podlegające translacji z macierzystą cząsteczką RNA. W cytoplazmie najmniejszych wirusów lub w jądrze wirusowy dwuniciowy RNA powstaje przez kompleksowanie macierzystego łańcucha plus („+” - łańcuch RNA) z nowo zsyntetyzowanym, a także komplementarnym z nim łańcuchem ujemnym („-” - łańcuch RNA). Połączenie tych nici kwasu nukleinowego powoduje powstawanie tylko jednoniciowej struktury RNA, która nazywa się formą replikacyjną. Synteza wirusowego RNA jest przeprowadzana przez kompleksy replikacyjne, w których uczestniczą replikacyjna forma RNA, enzym polimeraza RNA i polisomy.
Istnieją 2 rodzaje polimeraz RNA. Donależą do nich: polimeraza RNA I, która katalizuje tworzenie formy replikacyjnej bezpośrednio na matrycy o dodatniej nici, oraz polimeraza RNA II, która bierze udział w syntezie jednoniciowego wirusowego RNA na matrycy typu replikacyjnego. Synteza kwasów nukleinowych w małych wirusach zachodzi w cytoplazmie. Jeśli chodzi o wirusa grypy, w jądrze syntetyzuje się wewnętrzne białko i RNA. RNA jest następnie uwalniane z jądra i przenika do cytoplazmy, w której wraz z rybosomami zaczyna syntetyzować białko wirusa.
Gdy wiriony wejdą do komórek, synteza kwasu nukleinowego i białek komórkowych jest w nich tłumiona. Podczas rozmnażania wirusów zawierających DNA, mRNA jest również syntetyzowany na macierzy w jądrze, która niesie informacje do syntezy białek. Mechanizm syntezy białek wirusowych odbywa się na poziomie rybosomu komórkowego, a źródłem budowy będzie fundusz aminokwasów. Aktywacja aminokwasów realizowana jest przez enzymy, za pomocą mRNA są one przenoszone bezpośrednio do rybosomów (polisomów), w których znajdują się już w zsyntetyzowanej cząsteczce białka.
W ten sposób w zakażonych komórkach synteza kwasów nukleinowych i białek wirionowych odbywa się jako część kompleksu replikacyjno-transkrypcyjnego, który jest regulowany przez pewien system mechanizmów.
Morfogeneza wirionów
Tworzenie wirionów może nastąpić tylko w przypadku ściśle uporządkowanego połączenia strukturalnych polipeptydów wirusowych, jak również ich NA. A to zapewnia tzw. samoorganizacja cząsteczek białka w pobliżu NC.
Formacja Wirion
Tworzenie wirionu następuje przy udziale niektórych składników strukturalnych tworzących komórkę. Wirusy opryszczki, polio i krowianki są wytwarzane w cytoplazmie, a adenowirusy w jądrze. Synteza wirusowego RNA, a także tworzenie nukleokapsydu zachodzi bezpośrednio w jądrze, a hemaglutynina powstaje w cytoplazmie. Następnie nukleokapsyd przenosi się z jądra do cytoplazmy, w której następuje tworzenie otoczki wirionu. Nukleokapsyd jest pokryty z zewnątrz białkami wirusowymi, a hemaglutyniny i neuraminidaza są zawarte w wirionie. W ten sposób powstaje potomstwo, na przykład wirus grypy.
Uwolnienie wirionu z komórki "hosta"
Cząstki wirusa są uwalniane z komórki gospodarza jednocześnie (podczas niszczenia komórki) lub stopniowo (bez niszczenia komórki).
W tej formie następuje reprodukcja wirusów. Wiriony są uwalniane z komórek, zwykle na dwa sposoby.
Pierwsza metoda
Pierwsza metoda zakłada, że po absolutnym dojrzewaniu wirionów bezpośrednio w komórce są one zaokrąglane, tworzą się tam wakuole, a następnie błona komórkowa ulega zniszczeniu. Po zakończeniu tych procesów wiriony są jednocześnie i całkowicie uwalniane z komórek (pikornawirusy). Ta metoda nazywa się lytic.
Druga metoda
Druga metoda obejmuje proces uwalniania wirionów, gdy dojrzewają w ciągu 2–6 godzin przezbłona cytoplazmatyczna (myksowirusy i arbowirusy). Wydzielanie myksowirusów z komórki ułatwia neuraminidaza, która niszczy błonę komórkową. Podczas tej metody 75-90% wirionów jest spontanicznie uwalnianych do pożywki hodowlanej, a komórki stopniowo obumierają.
