Факторы репликации и классификация
То, каким образом вирус будет копировать свой генетический материал, зависит от нескольких ключевых факторов. В первую очередь, определяющую роль играет сам тип нуклеиновой кислоты вириона. Во-вторых, важно наличие собственных вирусных полимераз или способность патогена использовать ферменты клетки-хозяина. Также учитывается способность вируса индуцировать синтез необходимых полимераз непосредственно в зараженной клетке.
В зависимости от механизма репликации все вирусы делятся на 6 основных групп:
- Двунитевые ДНК-вирусы.
- Однонитевые ДНК-вирусы.
- Плюс-однонитевые РНК-вирусы.
- Минус-однонитевые РНК-вирусы.
- Двунитевые РНК-вирусы.
- Идентичные плюс-нитевые РНК-вирусы (ретровирусы).
Репликация двунитевых ДНК-вирусов
Процесс протекает по полуконсервативному (классическому) механизму. Исходные нити вирусной ДНК расплетаются, после чего происходит комплементарная достройка новых нитей. В результате образуется молекула, состоящая из одной «родительской» и одной абсолютно новой нити.
Ферментное обеспечение зависит от конкретного семейства:
- Вирусные ДНК-зависимые ДНК-полимеразы синтезируют аденовирусы, герпесвирусы и поксвирусы.
- Клеточные ДНК-зависимые ДНК-полимеразы используют папилломавирусы, полиомавирусы и анелловирусы.
Обычно этот процесс локализован в ядре клетки. Исключением являются поксвирусы, цикл которых проходит в цитоплазме. Особый случай представляют гепаднавирусы (например, вирус гепатита B): их геном представляет собой неполную двунитевую кольцевую ДНК, где одна нить короче другой (имеется неполная плюс-нить и полная минус-нить).
Особенности однонитевых ДНК-вирусов
Яркими представителями этой группы являются парвовирусы. Их главная особенность заключается в том, что они используют исключительно клеточные ДНК-полимеразы.
Этапы репликации:
- На исходной вирусной ДНК (плюс-нить) ферменты клетки синтезируют комплементарную минус-нить.
- Образуется промежуточная двунитевая ДНК — так называемая «репликативная форма».
- Вновь созданная минус-нить начинает служить матрицей для синтеза новых плюс-нитей, которые войдут в состав будущего потомства.
- Параллельно с этим процессом идет синтез информационной РНК (иРНК) и трансляция необходимых вирусных белков.
Репликация плюс-однонитевых РНК-вирусов
К данной категории относятся пикорнавирусы, флавивирусы и тогавирусы. Ключевая функция их генома состоит в том, что геномная плюс-нить РНК с самого начала выполняет роль иРНК — с нее немедленно запускается трансляция вирусного белка.
Механизм репликации:
- Сначала вирусная РНК-полимераза транскрибирует исходную геномную плюс-нить в минус-нить РНК.
- Образовавшаяся минус-нить РНК становится матрицей.
- На этой матрице начинается активный синтез множества копий геномной плюс-нити РНК, необходимых для новых вирионов.
Чтобы запомнить ферменты двунитевых ДНК-вирусов: «ГАП» (Герпес, Адено, Покс) — имеют свои полимеразы. «ПАП» (Папиллома, Анелло, Полиома) — берут полимеразы у клетки.
Вопросы с занятий и экзамена
В чем суть полуконсервативного механизма репликации?
Суть в том, что двунитевая ДНК расплетается, и на каждой старой нити достраивается новая. Итоговая молекула содержит одну родительскую и одну новую нить.
Какие вирусы используют только клеточные ДНК-полимеразы?
Только клеточные ферменты используют однонитевые ДНК-вирусы (парвовирусы), а также некоторые двунитевые (папилломавирусы, полиомавирусы, анелловирусы).
Что такое репликативная форма у парвовирусов?
Это промежуточная двунитевая стадия ДНК, которая образуется, когда на исходной плюс-нити синтезируется комплементарная минус-нить для дальнейшего копирования генома.
Почему плюс-нить РНК-вирусов называют аналогом иРНК?
Потому что она готова к немедленной трансляции: рибосомы клетки могут сразу считывать с нее информацию и синтезировать вирусные белки без предварительной транскрипции.
Что ещё разобрать по теме
- Механизм репликации минус-однонитевых РНК-вирусов
- Особенности репликации двунитевых РНК-вирусов
- Жизненный цикл ретровирусов (идентичные плюс-нитевые РНК-вирусы)
- Цитоплазматический цикл репликации поксвирусов
- Детальный механизм достройки неполной нити у гепаднавирусов
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Репликация вирусных геномов» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Физиология микробов»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.