Геном и проникновение в клетку
Гепаднавирусы обладают уникальным генетическим аппаратом, который радикально отличает их от других семейств. Их геном представлен кольцевой двунитевой молекулой ДНК, однако она имеет характерную структурную особенность: одна из нитей является неполной и содержит физический разрыв.
Когда вирион (на примере вируса гепатита B) проникает в восприимчивую клетку, его сердцевина изначально оказывается в цитоплазме. Для запуска инфекционного процесса вирусный геном должен быть целенаправленно транспортирован в клеточное ядро, где и разворачиваются первые этапы репродукции.
Ядерная фаза: репарация и транскрипция
Оказавшись внутри ядра, вирусная ДНК проходит обязательный этап восстановления (репарации). Неполная «плюс-нить» достраивается клеточными механизмами, в результате чего формируется стабильная, полноценная ковалентно замкнутая кольцевая ДНК (cccDNA).
Эта восстановленная молекула служит идеальной матрицей. Клеточная ДНК-зависимая РНК-полимераза начинает транскрипцию, создавая два критически важных типа вирусных РНК:
- Информационная РНК (иРНК): необходима для последующего синтеза всех вирусных белков.
- РНК-прегеном: выполняет функцию полноразмерной матрицы для будущей репликации вирусного генома.
Цитоплазматическая фаза: трансляция и сборка
Синтезированные вирусные РНК покидают ядро и перемещаются обратно в цитоплазму. Здесь на базе иРНК запускается процесс трансляции. Клетка начинает активно производить вирусные компоненты: капсидные белки, вирусную полимеразу и поверхностные антигены.
Параллельно с синтезом белков происходит сборка новых нуклеокапсидов. Белки сердцевины вируса плотно группируются вокруг молекулы РНК-прегенома и молекул свежесинтезированной вирусной полимеразы. Таким образом подготавливается платформа для финального этапа созревания генома.
Обратная транскрипция и экзоцитоз
Главная особенность гепаднавирусов заключается в том, что синтез новой ДНК происходит уже внутри формирующегося капсида. Вирусная РНК-зависимая ДНК-полимераза (обратная транскриптаза) использует РНК-прегеном как шаблон.
Процесс идет в строгой последовательности:
- Сначала на матрице прегенома синтезируется полноценная «минус-нить» ДНК.
- Затем на основе готовой «минус-нити» строится «плюс-нить», которая остается неполной, повторяя изначальную структуру генома вируса.
После того как нуклеокапсид сформирован, он отправляется к мембранам эндоплазматической сети (ЭПС) или аппарата Гольджи. Там, взаимодействуя с участками, содержащими поверхностный антиген (HBsAg), вирион покрывается суперкапсидом (оболочкой). Полностью сформированные вирусные частицы покидают клетку-хозяина посредством экзоцитоза.
Для запоминания последовательности фаз используйте акроним ЯЦОВ: Ядро (репарация и транскрипция) → Цитоплазма (синтез белков) → Обратная транскрипция (внутри капсида) → Выход (через ЭПС/Гольджи).
Вопросы с занятий и экзамена
Зачем вирусу гепатита B нужна РНК, если его геном состоит из ДНК?
В ходе репродукции вирус формирует РНК-прегеном. Он служит матрицей, на которой вирусная обратная транскриптаза синтезирует новые молекулы вирусной ДНК уже внутри собирающегося капсида.
Где именно происходит достройка неполной нити вирусной ДНК?
Этот процесс осуществляется строго в ядре инфицированной клетки. В результате достройки (репарации) образуется полноценная ковалентно замкнутая кольцевая ДНК.
Где и как новые вирионы приобретают свою внешнюю оболочку?
Нуклеокапсид приобретает суперкапсид на мембранах эндоплазматической сети или аппарата Гольджи, которые содержат вирусный поверхностный антиген (HBsAg).
Что ещё разобрать по теме
- Механизм формирования и функции ковалентно замкнутой кольцевой ДНК (cccDNA)
- Особенности работы вирусной РНК-зависимой ДНК-полимеразы
- Процесс сборки суперкапсида на мембранах ЭПС и аппарата Гольджи
- Функциональные отличия иРНК от РНК-прегенома в цикле гепаднавирусов
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Репродукция гепаднавирусов» 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.