Вирион и его компоненты

Сердцевина вириона и генетический материал

Центральной частью любой вирусной частицы является её сердцевина, которая содержит генетический материал. Окружающее генетический аппарат пространство внутри белковой оболочки формирует так называемую внутреннюю среду вируса.

Фундаментальное правило вирусологии заключается в том, что вирусы всегда имеют в своем составе исключительно один тип нуклеиновой кислоты. Это означает, что вирион может быть либо ДНК-содержащим, либо РНК-содержащим, но никогда не содержит обе молекулы одновременно.

Структурная организация нуклеиновых кислот у вирусов отличается большим разнообразием. Генетический материал может быть представлен как в виде одноцепочечной, так и двуцепочечной молекулы. Кроме того, пространственная форма нуклеиновой кислоты бывает линейной или свернутой в кольцевую структуру. Например, генетический аппарат вириона может быть представлен двумя идентичными молекулами РНК, каждая из которых содержит определенный набор генов (в некоторых случаях — по девять генов на молекулу).

Строение и функции капсида

Генетический материал вириона окружен специализированной белковой оболочкой, которая называется капсидом. Эта оболочка имеет сложное, но строго упорядоченное строение. Она формируется из множества одинаковых повторяющихся структурных субъединиц, получивших название капсомеров.

Пространственная организация капсомеров создает структуры с высочайшей степенью симметрии. Благодаря такой правильной архитектуре вирусные частицы обладают уникальной способностью к кристаллизации. Выделяют два основных типа пространственной симметрии вирусных капсидов:

1. Спиральная симметрия.
2. Кубическая симметрия.

Капсид выполняет критически важные для выживания вируса задачи. Во-первых, он выступает в роли надежного физического и химического барьера. Белковый панцирь предохраняет уязвимую вирусную ДНК или РНК от губительного воздействия ультрафиолетового излучения, а также от расщепления ферментами-нуклеазами, которые присутствуют в окружающей среде. Во-вторых, капсид играет ключевую роль на начальных этапах инфекционного процесса, обеспечивая осаждение (или адсорбцию) вирусной частицы на поверхности клетки хозяина.

Суперкапсид: особенность сложных вирусов

Помимо базового белкового капсида, некоторые высокоорганизованные вирусы обладают дополнительной наружной оболочкой — суперкапсидом. Наличие этой структуры характерно для таких опасных возбудителей, как вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вирус гриппа, различные вирусы герпеса и другие сложные вирионы.

Суперкапсид представляет собой липопротеидную оболочку. Важнейшим фактом является её происхождение: вирус не синтезирует липидный бислой самостоятельно, а заимствует его из плазматической мембраны зараженной клетки-хозяина (например, при отпочковывании от лимфоцита).

В эту заимствованную липидную двуслойную мембрану встраиваются специфические вирусные структуры — гликопротеиды. Визуально они часто напоминают грибовидные выросты или шипы на поверхности вириона. Эти рецепторные образования критически важны для распознавания клеток-мишеней и последующего проникновения в них.

Ферментный состав вириона

Некоторые вирионы несут под своими оболочками не только генетическую информацию, но и готовый набор специализированных ферментов, необходимых для начала жизненного цикла внутри инфицированной клетки. В ферментный состав сердцевины могут входить:

• Обратная транскриптаза (ревертаза). Это уникальный фермент, который катализирует процесс обратной транскрипции — синтез вирусной ДНК на матрице вирусной РНК. Этот процесс запускается сразу после попадания содержимого вириона в цитоплазму клетки-хозяина.
• Протеаза. Фермент, участвующий в разрезании длинных белковых предшественников на функциональные вирусные белки.
• Интеграза. Фермент, обеспечивающий встраивание (интеграцию) свежесинтезированной вирусной ДНК в хромосомы зараженной клетки.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизм адсорбции вируса на поверхности клетки-хозяина
• Роль гликопротеидов суперкапсида в рецепторном взаимодействии
• Спиральная и кубическая симметрия капсидов: примеры вирусов
• Процесс обратной транскрипции и работа ревертазы
• Функции интегразы и протеазы в жизненном цикле высокоорганизованных вирусов

Другие темы раздела «Клетка — элементарная единица живого»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.