wirusy.docx

Budowa wirionu:

Pojedynczą, aktywną jednostkę wirusa nazywamy wirionem:

• kapsyd, czyli płaszcz białkowy, okrywa kwas nukleinowy, zbudowany jest z białkowych łańcuchów zwanych kapsomerami;
• kwas nukleinowy niesie informację genetyczną niezbędną do replikacji oraz koduje 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.

wirusy

Rodzaje wirionów:

(łac. virus – trucizna, jad) – skomplikowane cząsteczki organiczne nie mające struktury komórkowej, zbudowane z białek i kwasów nukleinowych. Zawierają materiał genetyczny w postaci RNA (wirusy RNA) lub DNA, wykazują zarówno cechy komórkowych organizmów żywych, jak i materii nieożywionej.

Zakażenie komórki:

Ø       Adsorpcja – proces przylegania wirusa do powierzchni komórki – jest oczywiście niezbędnym wstępem do zakażenia. Opiera się ona na połączeniu ze specyficznym receptorem, z czego z kolei wynika tropizm tkankowy wirusa. Białko wirusowe, od którego zależy rozpoznanie komórki to tzw. białko wiążące receptor.

Ø       Penetracja (wnikanie) jest procesem wnikania wirusa do komórki po jego uprzednim połączeniu się z receptorem. Może ono zachodzić na jeden z trzech podstawowych sposobów:

§         fuzja – zachodzi w przypadku wirusów, które są otoczone błoną lipidową zawierającą białko fuzyjne. Otoczka lipidowa wirusa zlewa się z błoną komórkową, dzięki czemu wirus wnika do wnętrza;

§         wiropeksja jest sposobem polegającym na wykorzystaniu naturalnych mechanizmów komórki, które są wykorzystywane do pobierania różnych substancji odżywczych i regulacyjnych. Także w tym przypadku wirus musi posiadać otoczkę, gdyż na jednym z etapów wiropeksji dochodzi do zlewania się błon;

§         „wślizgiwanie się” (endocytoza) polega na bezpośrednim przejściu przez błonę komórki. Zachodzi ono w przypadku wirusów bezotoczkowych.

Ø       Odpłaszczenie wirusa polega na uwolnieniu materiału genetycznego wirusa. W przypadku fuzji i wiropeksji zwykle następuje ono już podczas wnikania, gdyż jest bezpośrednio związane z mechanizmem penetracji.

Ø       Produkcja białek wczesnych – zanim genom zostanie zreplikowany, często zdarza się, że potrzebne są białka niezbędne do pewnych czynności z tym związanych oraz inne, odpowiedzialne za zmianę metabolizmu komórki.

Ø       Replikacja genomu zachodzi w różny sposób, zależnie od charakteru materiału genetycznego, co zostało przedstawione wcześniej. Tutaj może dojść także do integracji genomu wirusa z genomem gospodarza.

Ø       Produkcja białek późnych zachodzi z reguły na podstawie kodu genetycznego ze świeżo wyprodukowanych nowych genomów. Są to zwykle białka strukturalne, wchodzące w skład kapsydu, oraz białka umożliwiające prawidłowe złożenie wirionów.

Ø       Składanie wirionów to proces, w którym dochodzi do wytworzenia nukleokapsydów.

Ø      Uwalnianie wirionów z komórki następuje po ich złożeniu. Wirusy bezotoczkowe zwykle uwalniają się po śmierci komórki i jej rozpadzie, natomiast wirusy otoczkowe pączkują z powierzchni komórki. Otoczka lipidowa wirusa to zwykle pozyskany na tym etapie fragment błony komórkowej gospodarza.

cykl lityczny zakończony lizą, czyli rozpadem komórki

cykl lizogenny nie prowadzący bezpośrednio do śmierci komórki

• Przyłączenie wirusa do powierzchni komórki - adsorbcja. Białka znajdujące się na powierzchni wirusa łączą się z receptorami w błonie komórki gospodarza. Jeżeli komórka nie posiada odpowiednich receptorów wirus nie może do niej wniknąć - nie dochodzi wtedy do zakażenia. Receptorami wirusa są białka błonowe. Często są one specyficzne dla danego gatunku lub danej tkanki. Wirus może zaatakować konkretne gatunki i konkretne tkanki, tylko te, które mają dla niego odpowiednią furtkę w postaci receptora błonowego.
• Wniknięcie wirusa do komórki - penetracja. Przyłączenie wirusa do błony uruchamia mechanizm wciągający cały wirion do wnętrza komórki. Odbywa się to na podobnej zasadzie jak pinocytoza. U bakteriofagów penetracja przebiega w odmienny sposób. DNA bakteriofaga zostaje wstrzyknięte poprzez ścianę i błonę do środka komórki bakteryjnej. Do komórki dostaje się tylko DNA, reszta wirionu, czyli cały kapsyd, pozostaje na zewnątrz.
• Faza utajona - eklipsa. Wirus znajduje się wprawdzie w komórce gospodarza, ale nie można w niej znaleźć kompletnych wirionów. Kapsyd rozpada się i uwalnia kwas nukleinowy wirusa (rozpad kapsydu nie dotyczy oczywiście bakteriofagów - ich kapsydy nie wnikają do komórki). Kwas nukleinowy wirusa ulega replikacji, czyli powieleniu. Do tego procesu wirus wykorzystuje enzymy z komórki gospodarza. Na podstawie informacji genetycznej zawartej w kwasie nukleinowym wirusa komórka produkuje białka wirusowe (zamiast swoich własnych !). Powstają potomne kapsydy.
• Faza dojrzewania - powstawanie potomnych wirionów. Powielone cząsteczki kwasu nukleinowego wirusa łączą się z kapsydami, tworząc kompletne wiriony.
• Potomne wiriony opuszczają komórkę - faza elucji, czyli uwalniania. Wiriony przemieszczają się pod błonę komórkową i opuszczają komórkę, często zabierając ze sobą fragment błony. Prowadzi to do rozpadu komórki, czyli do lizy.

Istotą tego cyklu jest włączenie się informacji genetycznej wirusa do DNA komórki gospodarza. Może to wywołać mutacje, ale nie doprowadza do szybkiej śmierci komórki, dlatego wirusy działające w ten sposób nazywane są łagodnymi.

Pierwsze etapy ataku wirusa przebiegają podobnie jak w cyklu litycznym. Kwas nukleinowy wirusa dostaje się do komórki gospodarza. W następnej fazie wirusowy DNA łączy się z DNA komórki - integracja do genomu gospodarza. Wirusowy DNA zachowuje się odtąd jak fragment genomu gospodarza - jest powielany razem z całym genomem przed podziałem komórki i przekazywany komórkom potomnym. Jego obecność w komórce może pozostawać nie zauważona, jeżeli wbudowując się nie uszkodził genów gospodarza. Taki cykl jest charakterystyczny dla wirusów bakteryjnych (bakteriofagów), których genom zawiera DNA. Bakteriofag włączony do genomu gospodarza nazywany jest profagiem, ogólnie wirus w cudzym genomie nazywany jest prowirusem. Prowirus "uśpiony" w komórce może ją w pewnych warunkach zaatakować, np. pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. DNA wirusowe zostaje wtedy wycięte z genomu gospodarza i wchodzi w cykl lityczny zakończony rozpadem komórki.

Wirusy zawierające RNA mogą również włączać się do genomu gospodarza. RNA wirusa zostaje przedtem przepisane na DNA w procesie nazywanym odwrotną transkrypcją. Żadna komórka nie posiada enzymu, który dokonuje odwrotnej transkrypcji. Własny enzym - odwrotną transkryptazę wirus wprowadza do komórki w kapsydzie. W ten sposób zachowuje się np. HIV wywołujący AIDS.