Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА
Механізм проникнення вірусу в організм та клітини хазяїна
Проникнення вірусу в клітину відбувається двома способами: шляхом рецепторного ендоцитозу (з наступним злиттям вірусної оболонки із клітинною мембраною) і безпосередньо через плазматичну мембрану клітини. Більшість вірусів проникає в клітину шляхом рецепторного ендоцитозу. Після адсорбції вірус у комплексі із клітинними рецепторами потрапляє до клітинної вакуолі, де здійснюється злиття мембран за рахунок взаємодії вірусного білка з ліпідами мембрани вакуолі. У більшості випадків злиття мембран відбувається лише за низьких значень pH. Проте деякі віруси (вірус Сендай, вірус імунодефіциту людини) мають активні білки злиття, які функціонують у нейтральному середовищі, і проникають до клітини через плазматичну мембрану шляхом злиття з нею вірусної оболонки. Одночасно з проникненням відбувається і так зване роздягання віруса (видалення його зовнішньої оболонки і вихід внутрішнього компонента), яке виключає інфекційний процес. На пізніх етапах відбувається синтез вірусспецифічних молекул і збирання вірусних частинок, яке закінчується виходом їх із клітини.
Пізніми етапами є транскрипція, трансляція, реплікація, складання вірусних частинок.
Транскрипцією називають переписування генетичної інформації на РНК з утворенням молекул і-РНК. Це переписування здійснює ДНК-РНК-полімераза (транскриптаза). ДНК-вмісні віруси використовують для транскрипції клітинну полімеразу. У деяких РНК-вмісних вірусів власна геномна РНК може виконувати функції інформаційної, але в більшості вірусів (мінус-нитчасті віруси) інформаційна РНК комплементарна геномній РНК і є продуктом транскрипції. У цьому випадку транскрипцію забезпечує вірусна РНК-РНК-полімераза.
Трансляція здійснюється шляхом переведення інформації з нуклеотидів, у результаті чого з амінокислот утворюються білки. Цей процес здійснюється в рибосомах, з якими зв’язується інформаційна РНК, що детермінує синтез білка. У зараженій клітині рибосоми не «впізнають» свою клітинну інформаційну РНК і зв’язують вірусспецифічну інформаційну РНК. Синтез білків у клітині роз’єднаний: одні вірусні білки синтезуються на вільних полірибосомах, а глікопротеїди — на рибосомах, зв’язаних із клітинними мембранами. Вірусні білки зазнають різних модифікацій у процесі трансляції, а після трансляції — глікозуванню, ациліруванню, протеолітичному нарізанню, фосфорилюванню тощо.
Реплікація — процес, який веде до утворення дочірніх вірусних геномів, які є точною копією батьківських геномних молекул. Механізм реплікації багатоваріантний. У реплікації двониткових вірусних ДНК беруть участь клітинні ферменти (ДНК-полімерази). Реплікація вірусних РНК відбувається за участі вірусспецифічних полімераз і з утворенням антигеному — повнорозмірної дзеркальної копії вірусного геному, комплементарного йому.
За участі антигеному утворюється реплікативний попередник — багатониткова структура, у якій відбувається реплікація. Усі компоненти віруса, незалежно один від одного, прибувають до місця складання в клітині. Найчастіше складання компонентів вірусів відбувається за участі клітинних мембран. Ці компоненти звичайно фарбуються барвниками й видимі у світловий мікроскоп (у вигляді включень). Включення характерні для певної інфекції і в окремих випадках (віспа, сказ) мають діагностичне значення. Білки простих вірусів здатні до саморозбирання з утворенням капсомерів, що формують прокапсиди під час взаємодії один з одним. Вбудова в прокапсиди нуклеїнової кислоти зумовлює утворення капсида. У складних вірусів формуються нуклеокапсиди і серцевини, які потім взаємодіють із зовнішніми білками. Більшість вірусів з оболонками «одягається» в оболонку за рахунок брунькування через плазматичну мембрану клітини-хазяїна. Нуклеокапсиди й серцевини транспортуються до ділянок плазматичної мембрани, на поверхні яких уже вбудовані вірусні білки оболонок, і починається випинання цих ділянок. Утворена брунька відокремлюється від клітини з утворенням вірусної частинки. Вихід вірусу в міжклітинний простір можливий також шляхом «вибуху», тобто після руйнування клітини. Основою взаємодії віруса з організмом є інфекційний процес на рівні клітини, який розвивається в результаті конкуренції вірусного геному з клітинним. Інфікуючи людину, віруси вражають органи й системи. Найчастіше вірусні інфекції мають форму гострого захворювання з відповідною симптоматикою та звільненням організму від вірусу в процесі одужання. Тривале існування вірусу в організмі (органі, клітині) називають персистентною вірусною інфекцією. Розповсюдженість вірусів створює можливість інфікування організму одночасно кількома вірусами (з розвитком змішаної інфекції).
