Вирус чумы крупного рогатого скота

2) источником мономеров  для синтеза вирусных белков  служат аминокислоты (аминоацил  тРНК) клетки;

3) синтез белков всех  вирусов осуществляется на клеточных  рибосомах;

4) источник энергии для биосинтетических процессов при репродукции всех вирусов — аденазинтрифосфорная кислота (АТФ), вырабатываемая в митохондриях клетки;

5) дисъюнктивный (разобщенный  во времени и в пространстве) биосинтез структурных компонентов  вирусов. Так, нуклеиновая кислота вируса может реплицироваться, например, в ядре клетки, вирусный белок синтезируется в цитоплазме, а сборка цельных вирионов или нуклеокапсидов может происходить на внутренней поверхности цитоплазматической мембраны. Наконец, сложный липопротеиновый суперкапсид может приобретаться вирусами в процессе почкования;

6) репликацию нуклеиновых  кислот вирусов осуществляют  ферменты — полимеразы (ДНК-полимеразы  и РНК-синтетазы), которые могут  быть клеточными полимеразами, присутствующими  в клетке до ее заражения вирусом, либо вирусспецифическими, появляющимися после заражения клетки вирусом, так как биосинтез их закодирован в структуре нуклеиновых кислот самих вирусов или они находятся в вирионе вируса;

7) точность копирования  молекул нуклеиновых кислот при их репликации обеспечивается матричным механизмом и принципом комплементарности.

 Взаимодействие вируса  с клеткой хозяина — сложный  и многостадийный процесс. В результате  такого взаимодействия могут  развиваться три основные формы  клеточной инфекции: продуктивная, абортивная и интегративная.

 Продуктивная форма  чаще носит литический характер, т. е. заканчивается гибелью и  лизисом инфицированной клетки, что происходит после полной  сборки дочерней популяции инфицированных  вирусных частиц. Гибель клетки  могут вызвать следующие факторы: раннее подавление синтеза клеточных белков, накопление повреждающих клетку вирусных компонентов; повреждение лизосом и высвобождение их ферментов в цитоплазму. Такая форма инфекции наблюдается у многих вирусов.

 Абортивная форма не завершается образованием инфекционных вирусных частиц или они образуются в гораздо меньшем количестве, чем при продуктивной инфекции. Абортивная инфекция может возникать при следующих обстоятельствах: заражение чувствительных клеток дефектным вирусом, заражение чувствительных клеток в неразрешающих условиях, т. е. при резком изменении условий, при которых происходит инфекционный процесс, заражение нечувствительных клеток стандартным вирусом. В результате клетка либо погибает без продукции инфекционного вируса, либо инфекция прерывается на определенном этапе.

Дефектным называется такой вирус, который не способен проявить все генетические функции, необходимые для образования инфекционного потомства. Существуют дефектные вирусы и дефектные вирусные частицы. Дефектными называют такие вирусы, которые репродуцируются лишь в присутствии вируса-помощника, например аденоассоциированный вирус (семейство парвовирусов), дающий потомство только в присутствии аденовируса — помощника. Дефектные вирусные частицы лишены части генетического материала (от 10 до 90 % генома). Дефектные частицы интерферируют при репродукции с инфекционными вирусными частицами и поэтому их называют дефектными интерферирующими частицами (ДИЧ). Попадая в клетку вместе с инфекционными вирусными частицами, они конкурируют с ними за факторы репродукции и препятствуют образованию инфекционного потомства. Большое количество ДИЧ проявляется при серийном пассивировании вируса с высокой множественностью заражения.

 Интегративная форма  не приводит к гибели клетки. Нуклеиновая кислота вируса, встроенная в геном клетки-хозяина, функционирует как составная часть клеточного генома. Клетка может сохранить нормальные функции и при ее делении вирусные последовательности могут переходить в геном дочерних клеток. Интеграция может привести к неопластической трансформации клеток. Такие клетки приобретают способность к неограниченному делению.

Интегративная форма инфекции возможна для нескольких семейств: ретровирусов, аденовирусов, вирусов герпеса, паповавирусов и др.

 Процесс репродукции  вирусов может быть условно  разделен на две фазы. Первая  фаза охватывает события, которые  ведут к адсорбции и проникновению  вируса в клетку, освобождению  его внутреннего компонента и  модификации вируса таким образом, что он способен вызвать инфекцию. Соответственно первая фаза включает три стадии.

I. Адсорбция вируса на  клетках.

II. Проникновение в клетки.

III. Раздевание вируса  в клетке.

 Эти стадии направлены  на то, чтобы вирус был доставлен  в соответствующие клеточные  структуры и его внутренний компонент был освобожден от защитных оболочек. Как только эта цель достигнута, начинается вторая фаза репродукции, в течение которой происходит экспрессия вирусного генома. Эта фаза включает в себя пять стадий:

I. Транскрипция.

II. Трансляция иРНК.

III. Репликация генома.

IV. Сборка вирусных компонентов.

V. Выход вируса из клетки.

 Первая фаза репродукции. I. Адсорбция вирионов на поверхности  клетки. Прикрепление вирусных частиц  к поверхности клетки-хозяина  — первая стадия инфекционного  процесса. Начальный контакт вируса с клеткой происходит в результате случайного столкновения по типу броуновского движения.

 В основе адсорбции  лежат два механизма.

 Первый из них —  неспецифический. Определяется силами  электростатического взаимодействия, возникающими между разнозаряженными группами, расположенными на поверхности клетки и вируса. В этом процессе участвуют заряженные положительно аминные группы вирусного белка и кислые фосфатные, сульфатные и карбоксильные группы клеточной поверхности, имеющие отрицательный заряд.

 Второй — специфический. Специфичность связи между вирусом  и клеткой обусловлена комплементарными  клеточными и вирусными рецепторами.

 Процесс адсорбции  возможен при наличии соответствующих  рецепторов на поверхности клетки  и «узнающих» их субстанций на поверхности вируса. Узнавание клеточных рецепторов вирусными белками (рецепторами), ведущее к прикреплению вирусной частицы к клетке, является высокоспецифическим процессом. Белки на поверхности вируса, узнающие специфические группировки на плазматической мембране клетки и обусловливающие прикрепление к ним вирусной частицы, называются прикрепительными белками (рецепторами). Рецепторы могут иметь разную химическую природу и представлять собой белки, углеводный компонент белков и липидов. Рецепторами для вирусов гриппа и парамиксовирусов является сиаловая кислота в составе гликопротеидов и гликолипидов, для рабдо — и реовирусов — также углеводный компонент в составе белков и липидов, для пикорна — и аденовирусов — белки, для некоторых вирусов — липиды. Специфические клеточные рецепторы играют роль не только в прикреплении вирусной частицы к клеточной поверхности. Они определяют дальнейшую судьбу вирусной частицы, ее внутриклеточный транспорт и доставку в определенные участки цитоплазмы и ядра, где вирус способен инициировать инфекционный процесс. Вирус может прикрепиться и к неспецифическим рецепторам и даже проникнуть в клетку, однако только прикрепление к специфическому рецептору приведет к возникновению инфекции.

 Прикрепление вирусной  частицы к клеточной поверхности вначале происходит путем образования единичной связи вирусной частицы с рецептором. Однако такое прикрепление непрочно, и вирусная частица может легко оторваться от клеточной поверхности (обратимая адсорбция). Для того чтобы наступила необратимая адсорбция, должны появиться множественные связи между вирусной частицей и многими молекулами рецепторов, т. е. должно произойти стабильное мультивалентное прикрепление. Количество молекул клеточных рецепторов в участках адсорбции может доходить до 3000.

 Количество специфических  рецепторов на поверхности клетки  колеблется между 104 и КР на  одну клетку. Рецепторы ряда вирусов  могут быть представлены лишь  в ограниченном наборе клеток-хозяев, и этим может определяться  чувствительность организма к данному вирусу. Например, вирусы полиомиелита адсорбируются только на клетках приматов. Рецепторы для других вирусов, напротив, широко представлены на поверхности клеток различных видов, как, например, рецепторы для ортомиксо — и ларамиксовирусов, представляющие собой сиалилсодержащие соединения, имеют относительно широкий диапазон клеток, на которых может происходить адсорбция вирусных частиц. Рецепторами для ряда тогавирусов обладают клетки широкого круга хозяев: эти вирусы могут адсорбироваться и инфицировать клетки как позвоночных, так и беспозвоночных. Вирусные ДНК и РНК обладают способностью заражать более широкий круг хозяев, чем вирусы. Максимальная скорость адсорбции вируса наблюдается лишь при определенном соотношении концентрации вируса и клеток, влиянии pH, температуры, ионного состава среды.

 Адсорбция вируса на  клетках происходит в широком  диапазоне температур. Она протекает  нормально в присутствии катионов  и подавляется веществами, несущими  высокий отрицательный заряд (сульфатированные  полисахариды, гепарин). Для ряда оболочечных вирусов известна обратная закономерность.

 Процесс адсорбции  состоит из двух быстро следующих  друг за другом периодов: обратимого  и необратимого. Период обратимого  прикрепления может закончиться  десорбцией. При длительном контакте вируса с клеткой никакие воздействия не позволяют освободить адсорбированный вирус, наступает стадия необратимой адсорбции. Вирус ящура, например, адсорбируется клетками культуры почки свиней при 2—4 и 37 °С, однако при низкой температуре адсорбция вируса обратима и инфицирования клеток не происходит, так как вирус находится на поверхности клеток и легко может быть десорбирован раствором версена без нарушения целостности клеток, тогда как при 37 °С через 80—90 мин наступала полная необратимая адсорбция вируса. Количество адсорбированного вируса и число инфицированных клеток в основном зависят от множественности заражения и продолжительности адсорбции.

 Адсорбированные вирусные  частицы могут иметь различную  судьбу: большая часть их элюируется, при этом они повреждаются, так как теряют способность к реадсорбции другими клетками и не инфицируют их; другая часть вирусных частиц проникает в клетку и подвергается дезинтеграции; небольшая часть инфекционных вирусных частиц, связанных с клеткой, остается интактной.

 Прикрепительные белки  могут находиться в составе  уникальных органелл, таких, как  структуры отростка у Т-бактериофагов  или фибры у аденовирусов, которые  хорошо видны в электронном  микроскопе; могут формировать морфологически  менее выраженные, но не менее уникальные структуры белковых субъединиц на поверхности вирусных мембран, как, например, шипы у оболочечных вирусов, «корону» у коронавирусов.

 Просто организованные  вирусы животных содержат прикрепительные  белки в составе капсида. У  сложно организованных вирусов эти белки входят в состав суперкапсида и представлены множественными молекулами. Например, у вируса леса Семлики (α-вирус) имеется 240 молекул гликопротеида в одном вирионе, у вируса гриппа — 300—450 гемагглютинирующих субъединиц, у аденовируса — 12 фибров.

 Спектр чувствительности  клеток к вирусам в значительной  степени определяется наличием  соответствующих рецепторов. Прикрепление  вируса к клетке — непременное, но недостаточное условие для  инфицирования, которое определяется  прохождением последующих стадий репродукции вируса.

II. Проникновение вируса  в клетку. В настоящее время  известно два механизма проникновения  вируса в клетку: путем рецепторного  эндоцитоза и путем слияния  вирусной и клеточной мембран. Оба эти механизма не исключают, а дополняют друг друга.

 Рецепторный эндоцитоз  происходит в специализированных  участках плазматической мембраны, где имеются специальные ямки, на дне которых находятся специальные  рецепторы. Ямки обеспечивают быструю  инвагинацию и образование внутриклеточных вакуолей (за 1 мин образуется более 2 тыс. вакуолей), которые сливаются с цитоплазматическими вакуолями, образуя рецептосомы, а они могут сливаться с лизосомами. Эндоцитоз обеспечивает внутриклеточный транспорт вириона в составе вакуоли, освобождая вирусную частицу в соответствующих внутриклеточных участках. Так, например, ядерные вирусы попадают в ядро, а реовирусы — в лизосомы. Большинство вирусов животных проникает в клетку путем эндоцитоза.

 Слияние вирусных и  клеточных мембран. У оболочечных  вирусов слияние обусловлено точечным взаимодействием вирусного белка путем слияния с липидами клеточной мембраны, в результате вирусная липопротеидная оболочка интегрирует с клеточной мембраной.

 У безоболочечных вирусов  один из поверхностных белков  также взаимодействует с липидами клеточных мембран, в результате внутренний компонент проходит через мембрану и вовнутрь клетки проникает только нуклеопротеид вириона. При данном способе проникновения функционально активный вирусный нуклеопротеид освобождается из вириона в период его прохождения внутрь клетки через плазматическую мембрану, т. е. одновременно происходит проникновение и «раздевание» вириона. Белком слияния у вирусов является один из поверхностных белков, так, у парамиксовирусов это белок (F-белок), у вируса гриппа функцию белка слияния выполняет малая гемагглютинирующая субъединица (НА2).

 Большинство вирусов  вызывает слияние мембран при  низком значении pH — от 5,0 до 5,75.

III. Раздевание — депротеинизация  вируса. Проникшие в клетку вирусные  частицы должны раздеться для того, чтобы вызвать инфекционный процесс. Смысл раздевания заключается в удалении вирусных защитных оболочек, которые препятствуют экспрессии вирусного генома. В результате раздевания освобождается внутренний компонент вируса, который способен вызвать инфекционный процесс. Раздевание сопровождается рядом характерных особенностей: в результате распада вирусной частицы исчезает инфекционная активность, в ряде случаев появляется чувствительность к нуклеазам, возникает устойчивость к нейтрализующему действию антител, теряется фоточувствительность при использовании ряда препаратов.