Vīrusi nevairojas binārās dalīšanās ceļā. Vēl pagājušā gadsimta 50. gados tika noteikts, ka pavairošana tiek veikta ar reproducēšanas metodi (tulkojumā no angļu valodas reproducēt - taisīt kopiju, reproducēt), tas ir, reproducējot nukleīnskābes, kā arī proteīnu sintēzi, kam sekoja. virionu kolekcija. Šie procesi notiek dažādās tā sauktās saimnieka šūnas daļās (piemēram, kodolā vai citoplazmā). Šo nesadalīto vīrusu pavairošanas metodi sauc par disjunktīvu. Tam mēs sīkāk pievērsīsimies mūsu rakstā.
Reproducēšanas process
Šim procesam ir savas vīrusu pavairošanas iezīmes, un tas izceļas ar dažu posmu secīgām izmaiņām. Apsveriet tos atsevišķi.
Fāzes
Vīrusi nevar vairoties uzturvielu vidē, jo tie ir stingri intracelulāri parazīti. Turklāt, atšķirībā no hlamīdijām vai riketsijas, reprodukcijas laikā vīrusi saimniekšūnā nespēj augt un nevairojas dalīšanās ceļā. Visas šī vīrusa sastāvdaļas ietver nukleīnskābes, kā arī olb altumvielu molekulas, kas tiek sintezētas "saimnieka" šūnā atsevišķi, dažādās šūnas daļās: citoplazmā un kodolā. Turklāt proteīnus sintezējošās šūnu sistēmas pakļaujas vienam vīrusa genomam, kā arī tā NA.
Vīrusu vairošanās šūnā notiek vairākās fāzēs, kas aprakstītas tālāk:
- Pirmā fāze ir vīrusa adsorbcija, kas tika apspriesta iepriekš, uz šūnas virsmas, kas ir jutīga pret šo vīrusu.
- Otrais ir vīrusa iekļūšana saimniekšūnās ar viropekses metodi.
- Trešais ir sava veida virionu "izģērbšana", nukleīnskābes atbrīvošana no kapsīda un superkapsīda. Vairākos vīrusos nukleīnskābe iekļūst šūnās, saplūstot viriona apvalkam un saimniekšūnai. Šajā gadījumā trešā un otrā fāze tiek apvienotas vienā.
Adsorbcija
Šis vīrusa vairošanās posms attiecas uz vīrusa daļiņas iekļūšanu šūnās. Adsorbcija sākas uz šūnas virsmas, mijiedarbojoties gan šūnu, gan vīrusu receptoriem. Tulkojumā no latīņu valodas vārds "receptori" nozīmē "saņemšana". Tie ir īpaši jutīgi veidojumi, kas uztver kairinājumus. Receptori ir molekulas vai molekulāri kompleksi, kas atrodas uz šūnu virsmas un spēj arī atpazīt noteiktas ķīmiskās grupas, molekulas vaicitas šūnas, saisti tās. Sarežģītākajos virionos šādi receptori atrodas uz ārējā apvalka smailveida izauguma vai villu veidā, vienkāršos virionos tie parasti atrodas uz kapsīda virsmas.
Adsorbcijas mehānisms uz uztverošās šūnas virsmas ir balstīts uz receptoru mijiedarbību ar tā sauktajiem "saimnieka" šūnas komplementārajiem receptoriem. Virionu receptori un šūnas ir dažas specifiskas struktūras, kas atrodas uz virsmas.
Adenovīrusi un miksovīrusi adsorbējas tieši uz mukoproteīnu receptoriem, savukārt arbovīrusi un pikornavīrusi adsorbējas uz lipoproteīnu receptoriem.
Miksovīrusa virionā neiraminidāze iznīcina mukogfoteīna receptoru un atdala N-acetilneiramīnskābes no oligosaharīda, kas satur galaktozi un galaktozamīnu. To mijiedarbība šajā posmā ir atgriezeniska, jo tos būtiski ietekmē temperatūra, vides un sāls komponentu reakcija. Viriona adsorbciju novērš heparīns un sulfētie polisaharīdi, kuriem ir negatīvs lādiņš, bet to inhibējošo iedarbību noņem daži polikarioni (ekmolīns, DEAE-dekstrāns, protamīna sulfāts), kas neitralizē sulfātu polisaharīdu negatīvo lādiņu.
Virion nokļūst "saimnieka" šūnā
Vīrusa iekļūšanas veids jutīgā šūnā ne vienmēr būs vienāds. Daudzi virioni spēj iekļūt šūnās ar pinocitozi, kas grieķu valodā nozīmē "dzēriens"."dzēriens". Izmantojot šo metodi, šķiet, ka pinocītu vakuola ievelk virionu tieši šūnā. Citi virioni var iekļūt šūnā tieši caur tās membrānu.
Enzīma neiraminidāzes kontakts ar šūnu mukoproteīniem veicina virionu iekļūšanu šūnā starp miksovīrusiem. Jaunāko pētījumu rezultāti pierāda, ka virionu DNS un RNS nav atdalītas no ārējā apvalka, tas ir, virioni pilnībā iekļūst jutīgās šūnās ar pinocitozi vai viropeksi. Līdz šim tas ir apstiprināts attiecībā uz baku vīrusu, vaccinia un citiem vīrusiem, kas izvēlas dzīvot dzīvniekiem. Runājot par fāgiem, tie inficē šūnas ar nukleīnskābi. Infekcijas mehānisma pamatā ir fakts, ka tie virioni, kas atrodas šūnu vakuolos, tiek hidrolizēti ar enzīmu (lipāzes, proteāzes) palīdzību, kuras laikā DNS tiek atbrīvota no fāga membrānas un nonāk šūnā.
Eksperimentam šūna tika inficēta ar nukleīnskābi, kas tika izolēta no dažiem vīrusiem, un tika izraisīts viens pilns virionu reprodukcijas cikls. Tomēr dabiskos apstākļos inficēšanās ar šādu skābi nenotiek.
Sairšana
Nākamais vīrusa vairošanās posms ir sadalīšanās, kas ir NK izdalīšanās no kapsīda un ārējā apvalka. Pēc viriona iekļūšanas šūnās kapsīds piedzīvo dažas izmaiņas, iegūstot jutību pret šūnu proteāzi, pēc tam tiek iznīcināts, vienlaikus atbrīvojoties. NK. Dažos bakteriofāgos brīvā NA nonāk šūnās. Fitopatogēnais vīruss iekļūst caur šūnu sieniņas bojājumiem un pēc tam adsorbējas uz iekšējā šūnas receptora, vienlaikus izdalot NK.
RNS replikācija un vīrusu proteīnu sintēze
Nākamā vīrusa vairošanās stadija ir vīrusam specifiska proteīna sintēze, kas notiek, piedaloties tā sauktajai messenger RNS (dažos vīrusos tie ir daļa no virioniem, bet dažos tie tiek sintezēti tikai inficētajās šūnās tieši uz viriona DNS vai RNS matricas). Notiek vīrusu NK replikācija.
RNS vīrusu vairošanās process sākas pēc nukleoproteīnu iekļūšanas šūnā, kur, kompleksējot RNS ar ribosomām, veidojas vīrusu polisomas. Pēc tam tiek sintezētas arī agrīnās olb altumvielas, kurās jāiekļauj represori no šūnu metabolisma, kā arī RNS polimerāzes, kas tiek translētas ar RNS mātes molekulu. Vismazāko vīrusu citoplazmā jeb kodolā vīrusa divpavedienu RNS veidojas, kompleksējot vecāku plus ķēdi (“+” - RNS ķēde) ar tikko sintezēto, kā arī komplementāri ar to mīnus ķēdi (“-” - RNS ķēde). Šo nukleīnskābju virkņu savienojums provocē tikai vienas virknes RNS struktūras veidošanos, ko sauc par replikācijas formu. Vīrusu RNS sintēzi veic replikācijas kompleksi, kuros piedalās RNS replikācijas forma, RNS polimerāzes enzīms un polisomas.
Ir divu veidu RNS polimerāzes. Uztajos ietilpst: RNS polimerāze I, kas katalizē replikatīvās formas veidošanos tieši uz plus virknes veidnes, kā arī RNS polimerāze II, kas piedalās vienpavedienu vīrusa RNS sintēzē uz replikatīva tipa šablona. Nukleīnskābju sintēze mazos vīrusos notiek citoplazmā. Attiecībā uz gripas vīrusu kodolā tiek sintezēts iekšējais proteīns un RNS. Pēc tam RNS tiek atbrīvota no kodola un iekļūst citoplazmā, kurā kopā ar ribosomām tā sāk sintezēt vīrusa proteīnu.
Pēc virionu iekļūšanas šūnās tajās tiek nomākta nukleīnskābju un šūnu proteīnu sintēze. DNS saturošu vīrusu reprodukcijas laikā mRNS tiek sintezēts arī uz matricas kodolā, kas nes informāciju proteīnu sintēzei. Vīrusu proteīnu sintēzes mehānisms tiek veikts šūnu ribosomas līmenī, un būvniecības avots būs aminoskābju fonds. Aminoskābju aktivāciju veic fermenti, ar mRNS palīdzību tās tiek pārnestas tieši uz ribosomām (polisomām), kurās tās jau atrodas sintezētā proteīna molekulā.
Tādējādi inficētajās šūnās nukleīnskābju un virionu proteīnu sintēze tiek veikta kā daļa no replikācijas-transkripcijas kompleksa, ko regulē noteikta mehānismu sistēma.
Virion morfoģenēze
Virionu veidošanās var notikt tikai strikti sakārtotas strukturālo vīrusu polipeptīdu, kā arī to NA savienojuma gadījumā. Un to nodrošina tā sauktā proteīna molekulu pašsavienošanās NC tuvumā.
Virion veidošanās
Viriona veidošanās notiek, piedaloties dažiem strukturālajiem komponentiem, kas veido šūnu. Herpes, poliomielīta un vakcinācijas vīrusi tiek ražoti citoplazmā, bet adenovīrusi veidojas kodolā. Vīrusa RNS sintēze, kā arī nukleokapsīda veidošanās notiek tieši kodolā, un hemaglutinīns veidojas citoplazmā. Pēc tam nukleokapsīds no kodola pārvietojas uz citoplazmu, kurā notiek viriona apvalka veidošanās. Nukleokapsīds no ārpuses ir pārklāts ar vīrusu proteīniem, un hemaglutinīni un neiraminidāze ir iekļauti virionā. Tādā veidā notiek pēcnācēju veidošanās, piemēram, gripas vīruss.
Viriona atbrīvošana no "saimnieka" šūnas
Vīrusa daļiņas tiek atbrīvotas no "saimnieka" šūnas vienlaicīgi (šūnu iznīcināšanas laikā) vai pakāpeniski (bez šūnu iznīcināšanas).
Tieši šādā formā notiek vīrusu vairošanās. Virioni tiek atbrīvoti no šūnām, parasti divos veidos.
Pirmā metode
Pirmā metode nozīmē sekojošo: pēc virionu absolūtās nobriešanas tieši šūnā tie tiek noapaļoti, tur veidojas vakuoli un pēc tam tiek iznīcināta šūnas membrāna. Pēc šo procesu pabeigšanas virioni tiek atbrīvoti no šūnām vienlaicīgi un pilnībā (pikornavīrusi). Šo metodi sauc par litisko.
Otrā metode
Otrā metode ietver virionu atbrīvošanas procesu, kad tie nobriest 2–6 stundu laikā.citoplazmas membrāna (miksovīrusi un arbovīrusi). Miksovīrusu izdalīšanos no šūnas veicina neiraminidāze, kas iznīcina šūnas membrānu. Šīs metodes laikā 75–90% virionu spontāni izdalās barotnē, un šūnas pakāpeniski mirst.
