Ocena brak

Budowa i replikacja wirusów

Autor /Irmina674 Dodano /27.08.2013

Pojedynczą cząsteczkę wirusa nazywamy wirionem. Każdy wirion wykazuje obecność określonych elementów, a są nimi kapsyd i kwas nukleinowy:

•    kapsyd, czyli płaszcz białkowy, okrywający kwas nukleinowy, zbudowany z białkowych łańcuchów zwanych kapsomerami

•    kwas nukleinowy, niosący informację genetycznie niezbędną do replikacji oraz kodujący białka strukturalne (kapsomery) i ewentualnie enzymy (np. odwrotną transkryptazę). Kwas nukleinowy wraz z kapsydem nazywamy nukleokapsydem

Oprócz tego, niektóre wirusy mogą być otoczone dodatkową osłonką lipidową. Dotyczy to tych serotypów, które uwalniają się z komórki przez pączkowanie. Ponieważ błona jest im zwykle potrzebna do kolejnej infekcji, takie wiriony są wrażliwe na niszczący ją atak dopełniacza.

a)    Kapsyd wirusa:

Podział według symetrii wirionu:

•    Symetria kubiczna / ikozaedralna, która charakteryzuje się tym, że wirion ma kształ bryły foremnej. Zwykle jest to dwudziestościan foremny (ikozaedr): adeno-, reo-, irydo-, herpes-, pikorna- wirusy.

•    Symetrię helikalna, którą obserwujemy u wirusów mających śrubowato zawinięty nukleokapsyd, wszystkie ludzkie wirusy heliakalne mają osłonkę = korona-, rabdo-, paramyxo-, ortomikso-, bunia-, arena- wirusy. Większość wirusów tej grupy nie ma osłonki poza: toga, herpes, retro, flawi wirusami.

•    Symetria złożona, która opisuje wirusy nie dające się zaliczyć do dwóch poprzednich rodzajów symetrii.

Symetria wirionu może nie być dostrzegalna na pierwszy rzut oka, co wynika z faktu istnienia osłonek lipidowych, mogących zakrywać rzeczywisty kształt nukleokapsydu. Jest tak zwłaszcza w przypadku wirusów o symetrii helikalnej, których otoczka jest dodatkowo wzmocniona warstwą tzw. białka M.

b)    Budowa genomu wirusowego

Wirusy posiadają tylko jeden rodzaj kwasu nukleinowego, na dodatek wykazującego odpowiednie dla danego gatunku lub wyższej jednostki taksonomicznej cechy. W związku z tym możemy wyróżnić następujące formy kwasów nukleinowych stanowiących genom wirusowy i mających znaczenie systematyczne:

• DNA - wirusy zawierające go w wirionie to tzw. wirusy DNA

-    jednoniciowy (ssDNA)

-    częściowo jednoniciowy - charakterystyczny dla hepadnawirusów

-    dwuniciowy (dsDNA)

•    RNA - wirusy zawierające go w wirionie to tzw. wirusy RNA

-    jednoniciowy

>    o polarności dodatniej - może pełnić funkcje mRNA kodującego białka

>    o polarności ujemnej - RNA musi być najpierw przepisany na mRNA

-    dwuniciowy

Większość wirusów ma genomy liniowe, oprócz papowirusów (genom kolisty).

Kwas nukleinowy może być zakaźny lub niezakaźny. W przypadku zakaźnego:

-    wprowadzenie go do komórki powoduje powstanie wirusów potomnych,

-    zakaźne genomy DNA ulegaja transkrypcji na mRNA za pośrednictwem polimeraz komórkowych,

-    zakaźne genomy RNA ulegaja translacji bezpośrednio na białka z udziałem rybosomów

c)    Osłonka wirusowa

Nabywana jest z błony komórkowej podczas faz replikacji.

Zbudowana z potrójnej warstwy lipidowej z błony komórkowej oraz kodowanych przez wirusa glikoprotein (zakotwiczone w warstwie lipidowej, wystające na zewnątrz) - pobudzają one interakcje z białkami nukleokapsydu oraz biorą udział w przyleganiu do receptorów komórkowych.

Rozpuszczalniki naturalne i detergenty rozpuszczają osłonkę, powodując utratę zakaźności przez wirusa

d)    Białka wirusowe:

•    Strukturalne

-    część jest związana z kwasem nukleinowym i odpowiedzialna za dystrybucję genów wirusowych,

-    inne tworzą warstwy ochronne wirusa (kapsyd, osłonka).

•    Enzymy:

-    polimerazy wirusowe - niezbędne do replikacji kwasu nukleinowego.

Cząstka wirusowa zawiera jedynie składniki niezbędne do procesu replikacji. Jeśli wirusowy kwas nukleinowy może być ‘czytany’ przez polimerazy komórkowe, wirusowe polimerazy ulegną ekspresji w zakażonych komórkach, lecz nie ma ich w wirionach.

-    proteazy - udział w modyfikacji potranslacyjnej bądź w uwolnieniu kwasu nukleinowego z nukleokapsydu,

-    endonukleazy i ligazy - replikacja niektórych wirusów.

Namnażanie wirusów jest zależne od rodzaju kwasu nukleinowego, który znajduje się w wirionie.

•    Wirusy zawierające dsDNA. W tym przypadku wirus po wniknięciu do komórki rozpoczyna najpierw wytworzenie tzw. "wczesnego mRNA" na matrycy DNA pochodzącego z wirionu. Zwykle jednym z genów zawartych w genomie wirusa i odczytywanym poprzez wczesne mRNA jest DNA-zależna polimeraza DNA, która dokonuje powielenia wirusowego DNA. Dopiero z takich powielonych cząsteczek DNA następuje produkcja "późnego mRNA", kodującego kapsomery oraz inne białka uczestniczące w składaniu wirionów.

•    Wirusy zawierające ssDNA. Mogą one zawierać w kapsydach zarówno DNA o dodatniej polarności, jak i polarności ujemnej. Charakterystyczną cechą jest pętelka powstała przez zawinięcie końcówki liniowej cząsteczki DNA, która służy jako starter podczas replikacji DNA. Sam proces replikacyjny jest stosunkowo skomplikowany i wiąże się z kilkukrotną replikacją materiału genetycznego, który następnie jest rozdzielany na nici i cięty za pomocą nukleaz.

•    Wirusy ssRNA o dodatniej polarności. Po wniknięciu wirusa do komórki następuje produkcja białek bezpośrednio z genomowego RNA, który może w tym wypadku pełnić rolę mRNA. W pewnym momencie rozwoju, gdy wytworzone zostaną odpowiednie białka, następuje powstanie dwuniciowej formy pośredniej RNA, która z składa się zarówno z macierzystej nici o dodatniej polarności, jak i z nici o polarności ujemnej. Ta właśnie nić jest matrycą dla produkcji wielu kopii genomowego ssRNA(+).

•    Wirusy ssRNA o ujemnej polarności. W ich przypadku musi najpierw dojść do stworzenia kopii o charakterze mRNA (czyli RNA o dodatniej polarności), a następnie z tych kopii są produkowane białka. Powstaje też dwuniciowa forma pośrednia, której nić RNA(+) służy do powstania licznych genomów RNA(-).

Podobne prace

Do góry