РЕПЛИКАЦИЈА ВИРУСА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ЦИКЛУС ВИРУСНЕ РЕПЛИКАЦИЈЕ, ПРИМЕР (ХИВ) - БИОЛОГИЈА - 2025

Вирусна репликација је начин различити типови вируса вишеструко унутар ћелије инвазију. Ови ДНК или РНА ентитети имају много различитих стратегија за регрутовање структура унутар ћелије и њихово коришћење за производњу копија себе.

Биолошка "функција" било које врсте вирусне репликације јесте стварање нових вирусних генома и протеина у довољним количинама да се обезбеди ширење вирусног генома који је упадао у ћелију.

Кораци репликације вируса (Извор: Алејандро Порто виа Викимедиа Цоммонс)

Сви досад познати вируси требају ћелијске ензиме за своје размножавање, јер немају своје ензиме који би им омогућили да се сами размножавају и размножавају.

Вирусни молекули су способни да нападну готово било коју врсту ћелија у биосфери.

Због тога је човечанство усмерило велику количину ресурса и напора да разуме не само функционисање вируса, већ и репликацију вируса, јер је овај процес кључан за адекватну контролу свих болести које су производ инфекције вирусног порекла.

Вируси морају да дођу до унутрашњости ћелија и да би то постигли, морају да успоставе специјализоване механизме за "заобилажење" ендогене одбране својих домаћина. Једном када се нађу у колонизирајућим појединцима, они морају бити у стању да уђу у своје ћелије и умножавају свој геном и протеине.

карактеристике

Репликација вируса представља важне варијације сваке врсте вируса; Поред тога, исте врсте могу се налазити у различитим серотиповима, „квази врстама“ и вирусима са великим модификацијама у геномском низу.

Геном вируса може бити састављен од нуклеинских киселина као што су ДНК, РНА или обоје, једноструки или двопојасни. Наведени молекули такође могу бити у кружном, линеарном облику, као што су "укоснице" (између осталих).

Као резултат великих варијација у структури вируса, постоји велика разноликост стратегија и механизама за спровођење репликације. Међутим, неки више или мање опћи кораци се деле међу свим врстама.

Циклус репликације вируса

Извор слике: Није доступан аутор за читање аутора. Гуагуагуагуа претпоставља (на основу тврдњи о ауторским правима).

Генерално, циклус опште репликације вируса садржи 6 или 7 корака, а то су:

1- адсорпција или везивање за ћелију,

2- Продирање или улазак у ћелију

3- Ослобађање генома

4- Репликација генома

5- Скупштина

6- Сазрели

7- Лизе или ослобађање пупољком

Адсорпција или везивање за ћелију

Вируси тренутно имају у својој структури протеин или молекул познат као антирецептор, који се везује за једну или више макромолекула на спољној мембрани ћелије у коју желе да уђу. Ови молекули су генерално гликопротеини или липиди.

Гликопротеини или липиди на спољној мембрани ћелије "мета" познати су као рецептори, а вируси се лече или ковалентно вежу за ове рецепторе користећи свој протеин или анти-рецепторски молекул.

Продирање или улазак у ћелију

Једном када се вирус причврсти на спољну мембрану ћелије преко споја рецептор-антирецептор, може ући у ћелију кроз три механизма: ендоцитозу, фузију са ћелијском мембраном или транслокацију.

Када се улазак догоди ендоцитозом, ћелија ствара мали прорез у специфичном пределу мембране, тачно где је вирус везан. Затим ћелија формира неку врсту везикула око вирусне честице, која се интернализује и, једном унутра, дезинтегрише се, ослобађајући вирус у цитосол.

Ендоцитоза је можда најчешћи механизам уласка вируса, јер ћелије стално интернализују везикуле као одговор на различите унутрашње и спољне подражаје и за различите функционалне сврхе.

Фузија са ћелијском мембраном је механизам који могу да спроведу само вируси који су обухваћени заштитним омотачем званим капсидом. Током овог процеса, компоненте капсида се стапају са ћелијском мембраном, а унутрашњост капсида се ослобађа у цитосол.

Транслокација је ретко документована и није у потпуности схваћена. Међутим, познато је да се вирус пријави на макромолеку рецептора на површини мембране и интернализује се умешавањем између компоненти ћелијске мембране.

Ослобађање генома

Овај процес је најмање разумљив и можда најмање проучаван у вирусној репликацији. Током њега уклања се капсид, излажући геном вируса с њим повезане нуклеопротеине.

Претпостављено је да је овојница генома вируса спојена са ендоцитозним везиклом. Надаље, мисли се да овај корак репликације покреће неки фактор унутар ћелије, као што је пХ или промјена концентрације електролита, итд.

Репликација вирусног генома

Поступци репликације вирусног генома веома су различити између сваке врсте вируса; у ствари, вируси су сврстани у 7 различитих класа према врсти нуклеинске киселине која чини њихов геном.

Као опште правило, већина ДНК вируса реплицира се у језгру ћелија у које упадају, док се већина РНА вируса реплицира у цитосолу.

Неки једноланчани (једноланчани) ДНК вируси продиру у ћелијско језгро и служе као „шаблонски“ ланци за синтезу и умножавање више једноланчаних молекула ДНК.

Остали дво-опсежни РНА вируси синтетишу свој геном кроз сегменте и када се сви сегменти синтетишу, окупљају се у цитосолу ћелије домаћина. Неки геноми садрже у свом геному генетску секвенцу која има информације за кодирање РНА полимеразе.

Једном када се РНА полимераза преводи, започиње репликација вишеструких копија вирусног генома. Овај ензим може да ствара меснати РНА за производњу протеина који ће довести до капсида вируса и других његових компоненти.

Скупштина

Једном када су синтетизоване вишеструких копија генома вируса и свих компоненти капсида, све се оне усмеравају на одређено место ћелије као што су језгро или цитоплазма, где су састављене као зрели вируси.

Многи аутори не препознају састављање, сазревање и лизирање као одвојене процесе у животном циклусу вируса, јер се много пута ти процеси дешавају узастопно када је концентрација делова и геном вируса у ћелији врло је висок.

Сазрели

Током ове фазе вирус постаје "заразан"; то јест, капсидни протеини сазревају или долази до конформацијских промена које претварају почетну структуру у честице способне да инфицирају остале ћелије.

Неки вируси сазревају своју структуру унутар ћелија које инфицирају, други то чине тек након што узрокују лизу ћелије.

Лиза или ослобађање пупољком

Код већине вируса ослобађање се одвија лизијом или пупољком. У току лизе ћелија се разграђује и ослобађа целокупни садржај у ванћелијском окружењу, омогућавајући скупљеним и зрелим вирусима да слободно путују како би пронашли другу ћелију која би заразила.

Ослобађање пупољком је специфично за вирусе који поседују омотач липида и протеина. Они пролазе кроз плазма мембрану формирајући неку врсту унутарћелијских везикула.

Пример репликације вируса (ХИВ)

Циклус репликације вируса вируса ХИВ. Извор: Јмарцхн

Вирус хуманог имунодефицијенције, познатији као ХИВ, један је од вируса који је изазвао највећи број смртних случајева на свету. То је РНА вирус који директно утиче на врсту белих крвних зрнаца која се зове ЦД4 лимфоцити.

Фиксација вируса врши се препознавањем и везањем протеина капсида вируса са протеинима ћелијске мембране ЦД4 лимфоцита. Након тога, капсид се стапа са ћелијском мембраном и садржај вируса се празни унутра.

У цитоплазми се РНА реверзно транскрибира и формира две ДНК врпце које су комплементарне. Молекул двоструке траке интегрише се у геном ћелије домаћина, у овом случају лимфоцита ЦД4.

Као део генетских информација ћелије, ДНК вирусног порекла се преписује и преводи као и било који низ геномске ДНК лимфоцита.

Једном када се све компоненте вируса произведу у цитосолу, вирусне честице се сакупе и протјерају према ванћелијском окружењу. Неколико стотина хиљада избочина формирају се и када се ослободе, стварају зреле честице ХИВ-а.

Референце

1. Буррелл, ЦЈ, Ховард, ЦР, Мурпхи, ФА (2016). Феннер и Вхитеова медицинска вирологија. Академска штампа.
2. Росас-Ацоста, Г. (ур.). (2013). Вирална репликација. БоД - Књиге на захтев.
3. Сааг, МС, Холоднии, М., Куритзкес, ДР, О'Бриен, ВА, Цоомбс, Р., Посцхер, МЕ, … & Волбердинг, ПА (1996). Ознаке вируса ХИВ вируса у клиничкој пракси. Медицина природе, 2 (6), 625.
4. Сцхмид, М., Спеиседер, Т., Добнер, Т., и Гонзалез, РА (2014). Одељења за репликацију ДНК вируса. Јоурнал оф вирологи, 88 (3), 1404-1420.
5. Вуннер, БД, Мацфарлан, РИ, Смитх, ЦЛ, Голуб, Е. и Виктор, ТЈ (1986). НАТО Институт за напредне студије: МОЛЕКУЛАРНА ОСНОВА ВИРАЛНЕ РЕПЛИКАЦИЈЕ. Часопис за виролошке методе, 13, 87-90. Цхенг, РХ, Мииамура, Т. (2008). Студија вирусне репликације заснована на структури: Са ЦД-РОМ-ом. Ворлд Сциентифиц.