Этап 1: Адсорбция, эндоцитоз и «раздевание» вируса
Взаимодействие вируса с клеткой-мишенью начинается с процесса адсорбции. Главной мишенью для прикрепления служат клеточные рецепторы — специфические соединения, содержащие в своем составе сиаловую кислоту. В частности, это сиалоолигосахариды, а также липидные комплексы, расположенные на плазматической мембране. Тропизм возбудителя напрямую зависит от архитектуры «рецепторного кармана» вирусного гемагглютинина (HA) и химического состава мембраны клетки-хозяина.
После успешного связывания гемагглютинина с рецептором запускается механизм входа. Вирусная частица захватывается путем эндоцитоза: вокруг прикрепившегося вириона образуется эндоцитарная вакуоль, которая втягивается внутрь клетки.
Далее следует многоступенчатый этап депротеинизации, или «раздевания» вируса. Первоначально в клетке происходит лишь частичная депротеинизация. Высвобожденная вирусная сердцевина транспортируется к клеточному ядру. Окончательное «раздевание» завершается непосредственно на ядерной оболочке, где происходит удаление М-белка. Только после этого освобожденный нуклеокапсид проникает внутрь ядра.
Этап 2: Транскрипция генома и феномен «кэп-снэчинг»
Ключевая особенность репродукции вируса гриппа заключается в локализации процессов синтеза. В отличие от большинства РНК-содержащих вирусов, транскрипция вируса гриппа происходит строго в ядре клетки.
В этом процессе принимает участие полимеразный комплекс, состоящий из белков PA, PB1 и PB2, а также нуклеопротеин NP. Чтобы синтезировать вирусную матричную РНК (мРНК), возбудитель использует уникальный механизм инициации транскрипции, получивший название «кэп-снэчинг» (от англ. cap-snatching — «кража кэпа»).
Механизм протекает следующим образом:
- Вирус индуцирует усиленный синтез клеточных мРНК.
- Вирусный белок PB2 распознает клеточную мРНК и «откусывает» от нее защитную кэп-структуру вместе с фрагментом длиной в 10–13 нуклеотидов.
- Этот короткий фрагмент используется как праймер (затравка) для запуска синтеза собственной, вирусной мРНК.
После того как транскрипция успешно завершена, готовая вирусная мРНК транспортируется в цитоплазму клетки, где связывается с клеточными рибосомами для трансляции вирусных белков.
Этап 3: Репликация, сборка нуклеокапсида и формирование вириона
Пока в цитоплазме идет синтез вирусных белков, в ядре клетки продолжается работа с геномом. Там осуществляется транскрипция всего сегмента РНК, а также полная репликация генома. Репликация включает в себя синтез плюс-нити РНК, которая затем служит матрицей для создания минус-нитей дочерних РНК. Сборка нового нуклеокапсида также протекает в ядре.
Сформированные нуклеокапсиды направляются к клеточным мембранам, где происходит формирование полноценного вириона. К моменту начала сборки зараженная клетка уже успевает встроить в свою мембрану новые вирусные поверхностные гликопротеины — гемагглютинин и нейраминидазу.
Последним этапом репродукции является выход новообразованных вирусных частиц. Этот процесс осуществляется путем почкования. Вирус захватывает участок клеточной мембраны, формирует внешнюю оболочку и отрывается от поверхности клетки.
Для запоминания механизма «кэп-снэчинга» представьте карманника: вирус (белок PB2) индуцирует толпу (синтез клеточных мРНК), незаметно «срезает» шапку-кэп (откусывает 10–13 нуклеотидов) и надевает её на свою РНК, чтобы использовать как затравку для работы полимеразного комплекса.
Вопросы с занятий и экзамена
Где именно происходит транскрипция генома вируса гриппа и почему это важно?
Транскрипция протекает в ядре зараженной клетки. Это является уникальной особенностью вируса гриппа по сравнению со многими другими вирусами, жизненный цикл которых протекает в цитоплазме.
Что такое механизм «кэп-снэчинг»?
Это процесс инициации транскрипции, при котором вирусный белок PB2 «откусывает» кэп-структуру и фрагмент в 10–13 нуклеотидов от клеточной мРНК. Этот фрагмент затем используется как праймер для синтеза вирусных мРНК.
Какие структуры выступают в роли рецепторов для прикрепления вируса гриппа?
Вирус прикрепляется к мембранным соединениям, содержащим сиаловую кислоту (сиалоолигосахариды и липиды). Связывание обеспечивает специфический «рецепторный карман» гемагглютинина.
Как происходит выход новых вирионов из зараженной клетки?
Сборка вирионов происходит на клеточных мембранах, в которые предварительно встраиваются гемагглютинин и нейраминидаза. Сам выход новых вирусных частиц осуществляется путем почкования.
Что ещё разобрать по теме
- Строение «рецепторного кармана» гемагглютинина и его роль в определении видовой специфичности.
- Роль матриксного М-белка в структуре вириона и процессе депротеинизации на ядерной оболочке.
- Взаимодействие субъединиц полимеразного комплекса (PA, PB1, PB2) в процессе транскрипции.
- Функции поверхностного гликопротеина нейраминидазы на этапе почкования и высвобождения вириона.
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Репродукция вируса гриппа» 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 «Ортомиксовирусы (грипп)»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.