Virusi se ne razmnožujejo z binarno fisijo. Že v 50. letih prejšnjega stoletja je bilo ugotovljeno, da se razmnoževanje izvaja z metodo razmnoževanja (v prevodu iz angleščine reproduciraj - naredi kopijo, reproduciraj), to je z razmnoževanjem nukleinskih kislin, pa tudi s sintezo beljakovin, ki ji sledi zbirka virionov. Ti procesi se pojavljajo v različnih delih celice tako imenovanega gostitelja (na primer v jedru ali citoplazmi). Ta ločena metoda razmnoževanja virusa se imenuje disjunktivna. To je tisto, na kar se bomo podrobneje osredotočili v našem članku.
Proces reprodukcije
Ta proces ima svoje značilnosti razmnoževanja virusov in ga odlikuje zaporedna sprememba nekaterih stopenj. Upoštevajte jih ločeno.
faze
Virusi se v hranilnem mediju ne morejo razmnoževati, saj so strogi znotrajcelični paraziti. Poleg tega, za razliko od klamidije ali rikecije, med razmnoževanjem virusi v gostiteljski celici ne morejo rasti in se ne razmnožujejo z cepljenjem. Vse sestavine tega virusa vključujejo nukleinske kisline, pa tudi beljakovinske molekule, ki se sintetizirajo v "gostiteljski" celici ločeno, v različnih delih celice: v citoplazmi in v jedru. Poleg tega celični sistemi, ki sintetizirajo beljakovine, so podrejeni enemu virusnemu genomu, kot tudi njegovemu NA.
Virusna reprodukcija v celici poteka v več fazah, ki so opisane spodaj:
- Prva faza je adsorpcija virusa, o kateri smo govorili zgoraj, na površini celice, ki je občutljiva na ta virus.
- Drugi je prodor virusa v gostiteljske celice z metodo viropeksi.
- Tretji je nekakšno "slečenje" virionov, sproščanje nukleinske kisline iz kapside in superkapsida. Pri številnih virusih nukleinska kislina vstopi v celice s fuzijo virionske ovojnice in gostiteljske celice. V tem primeru sta tretja in druga faza združeni v eno.
Adsorpcija
Ta stopnja razmnoževanja virusa se nanaša na prodiranje virusnega delca v celice. Adsorpcija se začne na celični površini z interakcijo celičnih in virusnih receptorjev. V prevodu iz latinščine beseda "receptorji" pomeni "sprejemanje". So posebne občutljive tvorbe, ki zaznavajo draženje. Receptorji so molekule ali molekularni kompleksi, ki se nahajajo na površini celic, sposobni pa so tudi prepoznati določene kemične skupine, molekule oz.druge celice, jih vežejo. Pri najkompleksnejših virionih se takšni receptorji nahajajo na zunanji lupini v obliki trnastega izrastka ali resice, pri preprostih virionih pa se običajno nahajajo na površini kapside.
Mehanizem adsorpcije na površini receptorske celice temelji na interakciji receptorjev s tako imenovanimi komplementarnimi receptorji "gostiteljske" celice. Virionski receptorji in celice so nekatere specifične strukture, ki se nahajajo na površini.
Adenovirusi in miksovirusi se adsorbirajo neposredno na mukoproteinske receptorje, medtem ko se arbovirusi in pikornavirusi adsorbirajo na lipoproteinske receptorje.
V virionu miksovirusa nevraminidaza uniči receptor mukogfoteina in odcepi N-acetilnevraminske kisline iz oligosaharida, ki vsebuje galaktozo in galaktozamin. Njihove interakcije v tej fazi so reverzibilne, saj nanje pomembno vplivajo temperatura, reakcija medija in solne komponente. Adsorpcijo viriona preprečujejo heparin in sulfatirani polisaharidi, ki nosijo negativni naboj, vendar njihov zaviralni učinek odstranijo nekateri polikarioni (ekmolin, DEAE-dekstran, protamin sulfat), ki nevtralizirajo negativni naboj sulfatiranih polisaharidov.
Virion vstopi v "gostiteljsko" celico
Način, na katerega virus vstopi v občutljivo celico, ne bo vedno enak. Številni virioni lahko vstopijo v celice s pinocitozo, kar v grščini pomeni "piti"."pijati". S to metodo se zdi, da pinocitna vakuola vleče virion neposredno v celico. Drugi virioni lahko vstopijo v celico neposredno skozi njeno membrano.
Stik encima nevraminidaze s celičnimi mukoproteini spodbuja vstop virionov v celico med miksovirusi. Rezultati nedavnih študij dokazujejo, da DNK in RNA virionov nista ločeni od zunanje lupine, torej virioni s pinocitozo ali viropeksijo v celoti prodrejo v občutljive celice. Do danes je bilo to potrjeno za virus črnih koz, vakcinijo in druge viruse, ki se odločijo za življenje pri živalih. Ko že govorimo o fagih, okužijo celice z nukleinsko kislino. Mehanizem okužbe temelji na dejstvu, da virione, ki so v celičnih vakuolah, hidrolizirajo encimi (lipaze, proteaze), pri čemer se DNA sprosti iz fagne membrane in vstopi v celico.
Za poskus je bila celica okužena z nukleinsko kislino, ki je bila izolirana iz nekaterih virusov, in povzročil en celoten cikel razmnoževanja virionov. Vendar v naravnih razmerah do okužbe s takšno kislino ne pride.
Razpad
Naslednja faza razmnoževanja virusa je razpad, ki je sproščanje NK iz kapside in zunanje lupine. Ko virion vstopi v celice, se kapsid nekaj spremeni, pridobi občutljivost na celično proteazo, nato se uniči, hkrati pa se sprostiNK Pri nekaterih bakteriofagih prosti NA vstopi v celice. Fitopatogeni virus vstopi skozi poškodbo celične stene, nato pa se adsorbira na notranji celični receptor s hkratnim sproščanjem NK.
replikacija RNA in sinteza virusnih beljakovin
Naslednja faza razmnoževanja virusa je sinteza virusno specifičnega proteina, ki poteka s sodelovanjem tako imenovane selske RNA (pri nekaterih virusih so del virionov, pri nekaterih pa se sintetizirajo samo v okuženih celicah neposredno na matriksu virionske DNK ali RNA). Pojavi se virusna replikacija NK.
Proces razmnoževanja RNA virusov se prične po vstopu nukleoproteinov v celico, kjer s kompleksiranjem RNA z ribosomi nastanejo virusni polisomi. Po tem se sintetizirajo tudi zgodnji proteini, ki naj vključujejo represorje celične presnove, pa tudi RNA polimeraze, ki se prevedejo z matično molekulo RNA. V citoplazmi najmanjših virusov ali v jedru virusna dvoverižna RNA nastane s kompleksiranjem matične plus verige ("+" - RNA veriga) z novo sintetizirano, pa tudi z njo komplementarno minus verigo ("-” - veriga RNA). Povezava teh verig nukleinske kisline izzove tvorbo samo enoverižne strukture RNA, ki se imenuje replikativna oblika. Sintezo virusne RNA izvajajo replikacijski kompleksi, v katerih sodelujejo replikativna oblika RNA, encim RNA polimeraza in polisomi.
Obstajata 2 vrsti RNA polimeraz. Zati vključujejo: RNA polimerazo I, ki katalizira tvorbo replikativne oblike neposredno na predlogi plus verige, in RNA polimerazo II, ki sodeluje pri sintezi enoverižne virusne RNA na šabloni replikativnega tipa. Sinteza nukleinskih kislin v majhnih virusih poteka v citoplazmi. Kar zadeva virus gripe, se notranji protein in RNA sintetizirata v jedru. RNA se nato sprosti iz jedra in prodre v citoplazmo, v kateri skupaj z ribosomi začne sintetizirati virusno beljakovino.
Po vstopu virionov v celice se v njih zavira sinteza nukleinske kisline in celičnih beljakovin. Med razmnoževanjem virusov, ki vsebujejo DNK, se na matriksu v jedru sintetizira tudi mRNA, ki nosi informacije za sintezo beljakovin. Mehanizem sinteze virusnih beljakovin se izvaja na ravni celičnega ribosoma, vir gradnje pa bo sklad aminokislin. Aktivacijo aminokislin izvajajo encimi, s pomočjo mRNA se prenesejo neposredno na ribosome (polisome), v katerih se že nahajajo v sintetizirani proteinski molekuli.
Tako v okuženih celicah poteka sinteza nukleinskih kislin in virionskih proteinov kot del replikativno-transkriptivnega kompleksa, ki ga uravnava določen mehanizem.
morfogeneza viriona
Nastajanje virionov se lahko pojavi le v primeru strogo urejene povezave strukturnih virusnih polipeptidov, pa tudi njihove NA. In to je zagotovljeno s tako imenovanim samosestavljanjem beljakovinskih molekul v bližini NC.
formacija viriona
Tvorba viriona poteka ob sodelovanju nekaterih strukturnih komponent, ki sestavljajo celico. Virusi herpesa, otroške paralize in vakcinije nastajajo v citoplazmi, adenovirusi pa v jedru. Sinteza virusne RNA, kot tudi tvorba nukleokapsida, poteka neposredno v jedru, hemaglutinin pa nastane v citoplazmi. Po tem se nukleokapsid premakne iz jedra v citoplazmo, v kateri poteka tvorba ovojnice viriona. Nukleokapsid je na zunanji strani prekrit z virusnimi proteini, hemaglutinini in nevraminidaza pa sta vključena v virion. Tako pride do nastanka potomcev, na primer virusa gripe.
Sprostitev viriona iz "gostiteljske" celice
Virusni delci se sproščajo iz "gostiteljske" celice hkrati (med uničenjem celice) ali postopoma (brez kakršnega koli uničenja celic).
V tej obliki se virusi razmnožujejo. Virioni se sprostijo iz celic, običajno na dva načina.
Prva metoda
Prva metoda pomeni naslednje: po absolutnem zorenju virionov neposredno v celici se ti zaokrožijo, tam nastanejo vakuole, nato pa se celična membrana uniči. Po zaključku teh procesov se virioni sprostijo vsi hkrati in v celoti iz celic (pikornavirusi). Ta metoda se imenuje lytic.
Druga metoda
Druga metoda vključuje proces sproščanja virionov, ko dozorijo v 2–6 urah zacitoplazemska membrana (miksovirusi in arbovirusi). Izločanje miksovirusov iz celice olajša nevraminidaza, ki uniči celično membrano. Med to metodo se 75-90% virionov spontano sprosti v gojišče in celice postopoma odmrejo.
