Общая морфология и внешняя оболочка
Зрелый вирион (Influenzavirus) чаще всего имеет правильную сферическую форму с диаметром в диапазоне от 80 до 120 нм. Однако вирусу свойственен выраженный полиморфизм: при исследовании свежих клинических препаратов часто обнаруживаются длинные нитевидные формы.
Внешний слой вируса представлен суперкапсидом — липопротеиновой оболочкой, которая имеет исключительно клеточное происхождение. В процессе выхода из зараженной клетки (путем почкования) вирус захватывает участок цитоплазматической мембраны хозяина. Наличие такой липидной оболочки обусловливает высокую чувствительность вируса гриппа к воздействию эфира и других жирорастворителей. В эту мембрану интегрированы ионные каналы, образованные специфическим вирусным белком М2.
Поверхностные гликопротеины: шипы на оболочке
На поверхности суперкапсида располагаются характерные «шипы» длиной около 10 нм. Они образованы двумя ключевыми вирус-специфическими гликопротеинами: гемагглютинином (HA) и нейраминидазой (NA). Эти белки кодируются собственным геномом вируса, синтезируются в клетке-хозяине, встраиваются в её мембрану и становятся частью вириона в момент его формирования.
Количество молекул гемагглютинина на поверхности вириона примерно в 5 раз превышает количество нейраминидазы. Очищенные формы этих антигенов имеют важнейшее практическое значение: именно они используются биотехнологами для создания современных эффективных субъединичных вакцин.
Характеристика гемагглютинина (HA)
- Структурная организация: представляет собой тример (комплекс из трех белковых молекул).
- Функция: отвечает за первичное взаимодействие вируса с клеткой. Гемагглютинин распознает и связывается со специфическими клеточными рецепторами чувствительных тканей дыхательного тракта.
Характеристика нейраминидазы (NA)
- Структурная организация: представляет собой тетрамер (состоит из четырех молекул белка). Следует отметить, что у вируса гриппа типа С данный фермент полностью отсутствует.
- Функции:
- Осуществляет модификацию клеточных рецепторов после первичного связывания гемагглютинина, что необходимо для последующего проникновения вируса внутрь путем эндоцитоза.
- Снижает вязкость слизистых секретов респираторного тракта, тем самым облегчая продвижение вирусных частиц в нижние отделы дыхательных путей.
- Участвует в финальной стадии цикла размножения: отщепляет сиаловые кислоты при выходе новых вирионов из клетки, предотвращая их агрегацию (взаимное склеивание).
Внутренние структуры: матрикс и нуклеокапсид
Непосредственно под липидной оболочкой располагается плотный слой матриксного белка М1. Он подстилает суперкапсид изнутри, придавая вириону структурную жесткость и правильную форму. Белок М1 выполняет важную регуляторную функцию: при достижении высокого уровня его накопления в зараженной клетке, он индуцирует экспорт синтезированных сегментов генома из ядра в цитоплазму. Этот процесс осуществляется при участии специального нуклеарного экспортного белка (NEP).
Под матриксным слоем скрывается сердцевина вируса — нуклеокапсид, который обладает спиральным типом симметрии. В его состав входят следующие компоненты:
- Геном: представлен однонитевой фрагментированной минус-РНК. У вирусов гриппа типов А и В геном разделен на 8 независимых сегментов, а у вируса типа С — на 7. Сегментация генома имеет колоссальное эпидемиологическое значение: она предрасполагает к частым генетическим рекомбинациям (шифт-мутациям) — обмену целыми участками генома при одновременном заражении клетки разными штаммами.
- Нуклеопротеин (NP): структурный белок, который формирует сам капсид, плотно связываясь с нитями вирусной РНК.
- Полимеразный комплекс: связан непосредственно с РНК и состоит из трех крупных ферментных белков — PA, PB1 и PB2. Они обеспечивают процессы транскрипции и репликации вирусного генома внутри клетки хозяина.
Чтобы не путать функции поверхностных белков, используйте правило первых букв: Гемагглютинин (HA) — Грузит вирус в клетку (обеспечивает прикрепление). Нейраминидаза (NA) — Наружу выпускает (препятствует склеиванию готовых вирионов при выходе).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему вирус гриппа обладает такой высокой изменчивостью?
Геном вируса не является цельной молекулой, а состоит из 7 или 8 отдельных сегментов минус-РНК. Такая фрагментированная структура сильно предрасполагает к генетическим рекомбинациям: если в одну клетку попадают два разных штамма, они могут обмениваться целыми сегментами, порождая принципиально новый подтип вируса.
Откуда у вируса гриппа появляется внешняя липидная оболочка?
Внешняя оболочка (суперкапсид) не синтезируется вирусом с нуля. Она имеет клеточное происхождение: в момент выхода сформированного вириона из клетки путем почкования, он захватывает («одевается» в) участок липидной мембраны клетки-хозяина.
Какие компоненты вируса гриппа используют при производстве современных вакцин?
Для создания безопасных субъединичных вакцин используют очищенные поверхностные гликопротеины — гемагглютинин (HA) и нейраминидазу (NA). Именно они формируют надежный защитный иммунный ответ.
Что ещё разобрать по теме
- Механизм генетических рекомбинаций (антигенный шифт) у фрагментированных вирусов
- Специфические отличия в строении вирусов гриппа типов А, В и С
- Принципы создания субъединичных вакцин на основе HA и NA
- Механизм проникновения вириона в клетку посредством эндоцитоза
- Функция ионных каналов (белок М2) в процессе раздевания вируса внутри клетки
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Строение 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.