Физиология вирусов и их культивирование

Вирусы - облигатные внутриклеточные паразиты: размножаются только в цитоплазме или ядре инфицированных клеток. Взаимодействие вируса с инфицированной клеткой может приводить к различным последствиям:

- разрушению клетки (некрозу или апоптозу по типу программированной клеточной гибели), в результате чего наблюдается цитопатический эффект - клетки округляются, отделяются от соседних клеток, образуя многоядерные гигантские клетки, вакуоли и включения;

- латентной инфекции, когда вирус находится внутри клетки, но не разрушает ее или трансформирует клетку организма в раковую клетку.

Различают три типа взаимодействия вируса с клеткой: продуктивный, абортивный и интегративный.

Продуктивный тип происходит в результате размножения вируса, т.е. его репродукции, завершающейся воспроизводством вирусного потомства - многочисленных вирионов.

Продуктивный тип осуществляется в несколько стадий (рис. 4.6), таких как:

- адсорбция вириона на клетке;

- проникновение вириона в клетку, «раздевание» и высвобождение вирусного генома (стадия депротеинизации - в клетке вирус лишается многих своих белков); конечными продуктами депротеинизации могут быть нуклеиновая кислота, нуклеопротеид (нуклеокапсид) или сердцевина вириона;

- синтез вирусных компонентов;

- сборка реплицированной нуклеиновой кислоты и новых капсидных белков;

- выход вирионов из клетки.

В результате зараженные клетки гибнут (цитоцидное, или взрывное, действие, вызванное простыми вирусами). Сложные вирусы выходят из клеток почкованием, не разрушая их (нецитоцидное действие).

Абортивный тип не завершается образованием новых вирионов, поскольку инфекционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов.

Рис. 4.6. Репродукция минус-однонитевой РНК вируса (парамиксовируса). Вирус связывается гликопротеинами своей оболочки с клеткой и сливается с плазмалеммой (1). С геномной минус-нити РНК-вируса транскрибируются: неполные плюс-нити РНК, являющиеся иРНК (2) для отдельных белков; полная минус-нить РНК - матрица для синтеза геномной минус-нити РНК вируса (3). Нуклеокапсид связывается с матриксным белком и гликопротеинмодифицированной плазмалеммой. Вирионы этого сложного вируса выходят почкованием (4)

Интегративный тип, или вирогения, характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их сосуществованием (совместной репликацией). Провирус реплицируется в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток. Под влиянием некоторых факторов провирус может исключаться из хромосомы клетки и переходить в автономное состояние с воспроизводством потомства - вирионов.