Интегративная инфекция (Вирогения)

Какие вирусы способны к вирогении

Интегративный тип взаимодействия характерен далеко не для всех возбудителей. Ключевое условие для осуществления вирогении — способность вируса внедрить свой генетический материал в хромосому инфицированной клетки.

К основным группам, способным к интеграции, относятся:

• Умеренные ДНК-содержащие бактериофаги (вирусы бактерий, способные существовать внутри бактериальной клетки, не разрушая её немедленно).
• Онкогенные вирусы, вызывающие опухолевую трансформацию тканей.
• Некоторые инфекционные вирусы человека и животных, включая как ДНК-содержащие (например, вирус гепатита B), так и РНК-содержащие (например, вирус иммунодефицита человека — ВИЧ).

Молекулярные механизмы интеграции ДНК-вирусов

Для того чтобы ДНК-содержащий вирус смог интегрироваться в геном хозяина, требуется выполнение ряда строгих молекулярных условий и участие специфических ферментов.

1. Подготовка формы генома: Обязательным условием является наличие кольцевой формы двунитевой вирусной ДНК. Без замыкания в кольцо процесс интеграции невозможен.
2. Распознавание мишени (прикрепление): Геном вируса находит на ДНК клетки специфические участки с гомологичными (схожими) нуклеотидными последовательностями и прикрепляется к ним.
3. Встраивание (интеграция): Вирусная ДНК внедряется строго в определенный локус клеточной хромосомы.
4. Ферментативное обеспечение: Весь процесс разрезания клеточной ДНК и сшивания её с вирусной обслуживается набором ферментов, в который входят рестриктазы, эндонуклеазы и лигазы.

Особенности интеграции РНК-содержащих вирусов

Механизм интеграции РНК-содержащих вирусов (ретровирусов, ярким представителем которых является ВИЧ) устроен значительно сложнее и представляет собой многоступенчатый каскад реакций, так как клеточный аппарат не способен напрямую встраивать РНК в ДНК-хромосому.

• Обратная транскрипция: На первом этапе происходит синтез комплементарной нити ДНК, при этом в качестве матрицы выступает вирусная РНК. Этот процесс обеспечивает ключевой вирусный фермент — обратная транскриптаза (также известная как ревертаза).
• Формирование ДНК-транскрипта: Затем достраивается вторая нить, в результате чего образуется полноценная двунитевая молекула ДНК, несущая генетическую информацию вируса.
• Интеграция: Полученная двунитевая вирусная ДНК встраивается в хромосому клетки-хозяина, завершая процесс вирогении.

Состояние «Провирус» и исходы для клетки

После успешной интеграции вирусная ДНК, ставшая частью клеточной хромосомы, получает название провирус (или провирусная ДНК). В этом состоянии вирус теряет свою самостоятельность: провирус реплицируется абсолютно синхронно с геномом клетки и при делении гарантированно передается дочерним клеткам. Таким образом, состояние вирогении наследуется в клеточных поколениях.

Наличие провируса может привести к двум основным исходам:

1. Переход в автономное состояние (индукция). Под воздействием различных химических или физических факторов стабильность нарушается. Провирус способен «вырезаться» (исключаться) из хромосомы. После этого развивается продуктивный тип инфекции — вирус переходит к активному автономному размножению, что обычно заканчивается гибелью клетки.
2. Генетическая трансформация. Провирус привносит в геном клетки принципиально новую генетическую информацию. В результате клетка приобретает новые, не свойственные ей ранее свойства. Наиболее опасным следствием такой трансформации является способность клетки к бесконтрольному делению, что ведет к онкогенной трансформации тканей.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Структура и свойства фермента обратной транскриптазы (ревертазы)
• Физические и химические факторы индукции провируса
• Механизмы онкогенной трансформации клеток провирусами
• Особенности интеграции умеренных бактериофагов

Другие темы раздела «Физиология микробов»

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