Начало инфекции. Чтобы заразить клетку, вирион должен связаться с клеточ¬ной поверхностью, проникнуть в клетку и «раздеться» до такой степени, чтобы его геном стал доступен для вирусного или хо¬зяйского аппарата, обеспечивающего транскрипцию или транс¬ляцию. Прикрепление Прикрепление представляет собой специфическое связывание вирионного белка (антирецептора) с элементом клеточной по¬верхности (рецептором). Классическим примером антирецепто¬ра является гемагглютинин вируса гриппа (ортомиксовируса). Антирецепторы распределены по поверхности вирусов, заражаю¬щих клетки человека и животных.
Сложные вирусы, такие как вирус осповакцины (поксвирус) и вирус простого герпеса (герпесвирус), могут иметь антирецепторные молекулы нескольких видов. Более того, молекулы антирецепторов могут иметь не¬сколько доменов, каждый из которых взаимодействует с опреде¬ленным рецептором.
Мутации генов, кодирующих антирецепто¬ры, иногда ведут к потере их способности взаимодействовать с рецепторами. Идентифицированные до настоящего времени рецепторы относятся к гликопротеинам. Связывание требует определенной концентрации ионов в окружающей среде, достаточной для уменьшения электростатического отталкивания, но от температуры и энергии оно мало зависит. Чувствительность клеток ограничена доступностью рецепторов, и не все клетки в воспри¬имчивом организме экспрессируют рецепторы.
Почечные клетки человека в структуре почек не имеют рецепторов для вируса полиомиелита, но при культивировании этих клеток in vitro рецепторы появляются. Восприимчивость клеток не следует пу¬тать с пермиссивностью; так, клетки кур не восприимчивы к вирусу полиомиелита, поскольку у них нет рецепторов для свя¬зывания с вирионами. Однако они полностью пермиссивны в отношении этого вируса, так как они продуцируют вирус после заражения их интактной РНК, экстрагированной из вирусных частиц.
Очень часто связывание вирусов с клетками ведет к необра¬тимым изменениям структуры вириона. В некоторых случаях, когда проникновения не происходит, вирус может отделиться от клетки и вновь адсорбироваться на другой. К вирусам послед¬ней категории относятся ортомиксовирусы и парамиксовирусы, несущие на своей поверхности нейраминидазу. Эти вирусы спо¬собны отделяться от своих рецепторов в результате отщепления нейраминовой кислоты от полисахаридной цепи рецепторов.
Проникновение Проникновение является процессом, зависимым от энергии, и происходит почти мгновенно после прикрепления в результа¬те одного из трех событий: а) перемещения всего вируса через плазматическую мембрану; б) пиноцитоза вирусных частиц, в результате, которого они накапливаются внутри цитоплазматических вакуолей, в) слияния плазматической мембраны с обо¬лочкой вириона. Вирусы без оболочек проникают в клетку с помощью первых двух механизмов.
Известно, например, что в процессе адсорбции вируса полиомиелита на клетке его капсид модифицируется и теряет свою структурную целостность, а ком¬плекс РНК—белок переносится в цитоплазму. Ортомиксовиру¬сы, парамиксовирусы и герпесвирусы служат примерами виру¬сов, проникающих в результате слияния их оболочек с плазмати¬ческой мембраной. В этих случаях оболочка вируса остается на плазматической мембране, в то время как внутреннее содержи¬мое вводится в цитоплазму.
Слияние оболочки вируса с плазма¬тической мембраной требует участия специфических белков этой оболочки. Раздевание Раздевание — общепринятый термин, применяемый к проис¬ходящим после проникновения событиям, в результате которых, вирусный геном получает возможность экспрессировать свои функции. В случае папова адено- и герпесвирусов, вероятнее всего, клеточные ферменты дезагрегируют капсид и к моменту экспрессии вирусных функций от вирусной частицы остаются только ДНК или комплекс ДНК—белок.
При реовирусной инфекции в клетках удаляется только часть капсида, и, несмот¬ря на то что вирусный геном так и не освобождается из капси¬да полностью, он экспрессирует все свои функции. Поксвирусы раздеваются в две стадии: на первой ферменты хозяина удаля¬ют наружное покрытие, а на второй для освобождения вирусной ДНК из сердцевины требуется участие продуктов вирусных ге¬нов, синтезированных после заражения. Стратегия размножения вируса Требования и ограничения В ходе эволюции вирусов сложилось несколько стратегий, обеспечивающих: а) организацию вирусных генов и их кодирую¬щую функцию, б) экспрессию вирусных генов, в) репликацию вирусных геномов, г) сборку и созревание вирусного потом¬ства. Прежде чем мы рассмотрим каждое из этих положений в деталях, стоит напомнить, что ключевым моментом в реплика¬ции вирусов является использование для синтеза вирусных бел¬ков хозяйских структур, синтезирующих белки клетки.
Независи¬мо от размеров, состава и организации своего генома вирус должен предоставить белоксинтезирующему аппарату эукариотической клетки информационную РНК, которую клетка должна распознать и транслировать.
В этом отношении клетка навязы¬вает вирусу два ограничения. Во-первых, клетка синтезирует в ядре свою собственную мРНК путем транскрипции своей ДНК и последующего постранскрипционного процессинга транскрип¬та. Поэтому в клетке: а) ни в ядре, ни в цитоплазме нет ферментов, необходимых для транскрипции мРНК с вирусного РНК-генома, б) в цитоплазме нет ферментов, способных транскрибировать вирусную ДНК. В связи с этим клеточную транскриптазу для синтеза вирусных мРНК могут использовать только вирусы, содержащие ДНК и способные проникать в яд¬ро. Все другие вирусы вынуждены создавать собственные фер¬менты для синтеза мРНК. Второе ограничение состоит в том, что синтезирующий аппарат эукариотических клеток приспособ¬лен только для трансляции моноцистронных мРНК, так как он не распознает внутренних участков инициации в мРНК. В ре-зультате вирусы вынуждены синтезировать либо отдельные мРНК для каждого гена (функционально моноцистронная мРНК), либо мРНК, включающую несколько генов и кодирую¬щую большой «полипротеин», который затем разрезается на индивидуальные белки.