الفيروسات لا تتكاثر عن طريق الانشطار الثنائي. في الخمسينيات من القرن الماضي ، ثبت أن التكاثر يتم عن طريق طريقة التكاثر (المترجمة من الإنجليزية استنساخ - عمل نسخة ، تكاثر) ، أي عن طريق إعادة إنتاج الأحماض النووية ، وكذلك تخليق البروتين ، متبوعًا بذلك. مجموعة الفيريونات. تحدث هذه العمليات في أجزاء مختلفة من خلية ما يسمى بالمضيف (على سبيل المثال ، في النواة أو السيتوبلازم). تسمى هذه الطريقة المفككة لتكاثر الفيروس بأنها مفككة. هذا ما سنركز عليه بمزيد من التفصيل في مقالتنا.
عملية التكاثر
هذه العملية لها خصائصها الخاصة في تكاثر الفيروسات وتتميز بالتغيير المتتالي لبعض المراحل. اعتبرهم كل على حدة.
مراحل
لا يمكن للفيروسات أن تتكاثر في وسط غذائي ، لأنها طفيليات صارمة داخل الخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، على عكس الكلاميديا أو الريكتسيا ، أثناء التكاثر ، لا تستطيع الفيروسات في الخلية المضيفة النمو ولا تتكاثر عن طريق الانشطار.تشمل جميع مكونات هذا الفيروس الأحماض النووية ، وكذلك جزيئات البروتين التي يتم تصنيعها في الخلية "المضيفة" بشكل منفصل ، في أجزاء مختلفة من الخلية: في السيتوبلازم وفي النواة. بالإضافة إلى ذلك ، تخضع أنظمة الخلايا المكونة للبروتين لجينوم فيروسي واحد ، بالإضافة إلى NA الخاص به.
يحدث التكاثر الفيروسي في الخلية على عدة مراحل موضحة أدناه:
- المرحلة الاولى هي امتصاص الفيروس الذي تمت مناقشته اعلاه على سطح الخلية الحساسة لهذا الفيروس
- الثاني هو تغلغل الفيروس في الخلايا المضيفة بطريقة viropexis.
- والثالث هو نوع من "نزع الملابس" من الفيريونات ، وإطلاق الحمض النووي من القفيصة والسوبر كابسيد. في عدد من الفيروسات ، يدخل الحمض النووي الخلايا عن طريق اندماج غلاف الفيريون والخلية المضيفة. في هذه الحالة ، يتم دمج المرحلتين الثالثة والثانية في مرحلة واحدة.
الامتزاز
تشير هذه المرحلة من تكاثر الفيروس إلى تغلغل جسيم فيروسي في الخلايا. يبدأ الامتزاز على سطح الخلية من خلال تفاعل المستقبلات الخلوية والفيروسية. ترجمت كلمة "المستقبلات" من اللاتينية وتعني "المتلقي". إنها تشكيلات حساسة خاصة تتصور حدوث تهيج. المستقبلات عبارة عن جزيئات أو مجمعات جزيئية موجودة على سطح الخلايا ، وهي أيضًا قادرة على التعرف على مجموعات أو جزيئات كيميائية معينة أوالخلايا الأخرى ، اربطهم. في أكثر الفيروسات تعقيدًا ، توجد هذه المستقبلات على الغلاف الخارجي في شكل نتوء أو زغابة تشبه السنبلة ؛ في virions بسيطة ، توجد عادة على سطح الكابسيد.
تعتمد آلية الامتزاز على سطح الخلية المستقبلة على تفاعل المستقبلات مع ما يسمى بالمستقبلات التكميلية للخلية "المضيفة". مستقبلات وخلايا Virion هي بعض الهياكل المحددة الموجودة على السطح.
تمتص الفيروسات الغدية والفيروسات المخاطية مباشرة إلى مستقبلات البروتين المخاطي ، بينما تمتص الفيروسات المنقولة بالمفصليات والفيروسات البيكورنية إلى مستقبلات البروتين الدهني.
في فيريون myxovirus ، يدمر النورامينيداز مستقبلات mucogphotein ويشق أحماض N-acetylneuraminic من oligosaccharide ، الذي يحتوي على الجالاكتوز والجلاكتوزامين. تفاعلاتهم في هذه المرحلة قابلة للعكس ، لأنهم يتأثرون بدرجة كبيرة بدرجة الحرارة ، تفاعل الوسط ومكونات الملح. يتم منع امتزاز الفيريون عن طريق الهيبارين وعديدات السكاريد المكلورة ، والتي تحمل شحنة سالبة ، ولكن يتم إزالة تأثيرها المثبط بواسطة بعض النوى (ecmolin ، DEAE-dextran ، كبريتات البروتامين) ، والتي تحيد الشحنة السالبة من عديد السكاريد الكبريت.
دخول Virion إلى خلية "المضيف"
لن تكون الطريقة التي يدخل بها الفيروس إلى خلية حساسة هي نفسها دائمًا. العديد من الفيروسات قادرة على دخول الخلايا عن طريق كثرة الخلايا ، والتي تعني "الشراب" في اليونانية."يشرب". بهذه الطريقة ، يبدو أن فجوة الخلايا الصنوبرية تجذب الفيريون مباشرة إلى الخلية. يمكن للفيريونات الأخرى أن تدخل الخلية مباشرة من خلال غشاءها.
اتصال إنزيم النيورامينيداز بالبروتينات المخاطية الخلوية يعزز دخول الفيروسات إلى الخلية بين فيروسات المخاطية. تثبت نتائج الدراسات الحديثة أن الحمض النووي والـ RNA للفيريونات لا ينفصلان عن الغلاف الخارجي ، أي أن الفيروسات تخترق بالكامل الخلايا الحساسة عن طريق كثرة الخلايا أو داء الفيروس. حتى الآن ، تم تأكيد ذلك بالنسبة لفيروس الجدري واللقاح والفيروسات الأخرى التي تختار العيش في الحيوانات. عند الحديث عن العاثيات ، فإنها تصيب الخلايا بالحمض النووي. تعتمد آلية العدوى على حقيقة أن تلك الفيروسات الموجودة في فجوات الخلية تتحلل بالماء بواسطة الإنزيمات (الليباز ، البروتياز) ، والتي يتم خلالها إطلاق الحمض النووي من غشاء الملتهمة ويدخل الخلية.
بالنسبة للتجربة ، أصيبت خلية بحمض نووي تم عزله من بعض الفيروسات ، ونتج عن ذلك دورة كاملة من تكاثر الفيروس. ومع ذلك ، في ظل الظروف الطبيعية ، لا تحدث الإصابة بمثل هذا الحمض.
تفكك
المرحلة التالية من تكاثر الفيروس هي التفكك ، وهو إطلاق NK من القفيصة والقشرة الخارجية. بعد دخول الفيريون إلى الخلايا ، يخضع القفيص لبعض التغييرات ، ويكتسب حساسية للبروتياز الخلوي ، ثم يتم تدميره ، وإطلاقه في نفس الوقتNK. في بعض العاثيات ، يدخل NA الحر الخلايا. يدخل الفيروس الممرض للنبات من خلال التلف في جدار الخلية ، ثم يتم امتصاصه على مستقبل الخلية الداخلية مع الإطلاق المتزامن لـ NK.
تكرار الحمض النووي الريبي وتخليق البروتين الفيروسي
المرحلة التالية من تكاثر الفيروس هي تخليق بروتين خاص بالفيروس ، والذي يحدث بمشاركة ما يسمى بـ messenger RNA (في بعض الفيروسات يكونون جزءًا من virions ، وفي البعض الآخر يتم تصنيعهم فقط في الخلايا المصابة مباشرة على مصفوفة virion DNA أو RNA). يحدث النسخ المتماثل الفيروسي NK.
تبدأ عملية تكاثر فيروسات الحمض النووي الريبي بعد دخول البروتينات النووية في الخلية ، حيث تتشكل الأجسام المتعددة الفيروسية عن طريق تعقيد الحمض النووي الريبي مع الريبوسومات. بعد ذلك ، يتم أيضًا تصنيع البروتينات المبكرة ، والتي يجب أن تتضمن مثبطات من التمثيل الغذائي الخلوي ، بالإضافة إلى بوليميرات RNA التي يتم ترجمتها مع جزيء RNA الأصلي. في السيتوبلازم لأصغر الفيروسات ، أو في النواة ، يتكون الحمض النووي الريبي الفيروسي مزدوج الشريطة من خلال تعقيد السلسلة الأصلية زائد ("+" - سلسلة RNA) مع السلسلة المركبة حديثًا ، وكذلك التكميلية معها ناقص السلسلة ("-”- سلسلة RNA). يؤدي اتصال خيوط الحمض النووي هذه إلى تكوين بنية RNA أحادية الشريطة فقط ، والتي تسمى الشكل التكاثري. يتم توليف الحمض النووي الريبي الفيروسي عن طريق مجمعات النسخ المتماثل ، حيث يشارك الشكل التكراري لـ RNA وإنزيم RNA polymerase و polysomes.
هناك نوعان من بوليميرات الحمض النووي الريبي. إلىوتشمل هذه: RNA polymerase I ، الذي يحفز تكوين النموذج التكراري مباشرة على قالب plus-strand ، بالإضافة إلى RNA polymerase II ، الذي يشارك في تخليق RNA الفيروسي أحادي الجديلة على قالب النوع التكراري. يحدث تخليق الأحماض النووية في الفيروسات الصغيرة في السيتوبلازم. بالنسبة لفيروس الأنفلونزا ، يتم تصنيع البروتين الداخلي والحمض النووي الريبي في النواة. ثم يتم إطلاق RNA من النواة ويخترق السيتوبلازم ، حيث يبدأ مع الريبوسومات في تصنيع البروتين الفيروسي.
بعد دخول الفيروسات إلى الخلايا ، يتم قمع تخليق الحمض النووي والبروتينات الخلوية فيها. أثناء تكاثر الفيروسات المحتوية على الحمض النووي ، يتم تصنيع الرنا المرسال أيضًا على المصفوفة الموجودة في النواة ، والتي تحمل معلومات لتخليق البروتين. تتم آلية تخليق البروتين الفيروسي على مستوى الريبوسوم الخلوي ، وسيكون مصدر البناء هو صندوق الأحماض الأمينية. يتم تنشيط الأحماض الأمينية بواسطة الإنزيمات ، بمساعدة mRNA يتم نقلها مباشرة إلى الريبوسومات (polysomes) ، حيث توجد بالفعل في جزيء البروتين المركب.
وهكذا ، في الخلايا المصابة ، يتم توليف الأحماض النووية وبروتينات الفيريون كجزء من مجمع النسخ المتماثل ، والذي ينظمه نظام آلي معين.
تشكل الفيريون
يمكن أن يحدث تكوين الفيروسات فقط في حالة الاتصال المنظم بدقة من البولي ببتيدات الفيروسية الهيكلية ، وكذلك زمالة المدمنين المجهولين. ويتم ضمان ذلك من خلال ما يسمى بالتجميع الذاتي لجزيئات البروتين بالقرب من نورث كارولاينا.
تشكيل الفيريون
يحدث تكوين الفيريون بمشاركة بعض المكونات الهيكلية التي تتكون منها الخلية. يتم إنتاج فيروسات الهربس وشلل الأطفال واللقس في السيتوبلازم ، بينما يتم إنتاج الفيروسات الغدية في النواة. يحدث تخليق الحمض النووي الريبي الفيروسي ، بالإضافة إلى تكوين القفازات النووية ، مباشرة في النواة ، ويتشكل الهيماجلوتينين في السيتوبلازم. بعد ذلك ، ينتقل nucleocapsid من النواة إلى السيتوبلازم ، حيث يتم تكوين غلاف virion. يتم تغطية nucleocapsid من الخارج ببروتينات فيروسية ، ويتم تضمين الهيماجلوتينين والنيورامينيداز في الفيريون. هكذا يحدث تكوين النسل مثلا فيروس الانفلونزا.
تحرير virion من خلية "المضيف"
يتم إطلاق جزيئات الفيروس من الخلية "المضيفة" في وقت واحد (أثناء تدمير الخلية) أو تدريجيًا (دون تدمير أي خلية).
في هذا الشكل يحدث تكاثر الفيروسات. يتم إطلاق الفيروسات من الخلايا ، عادة بطريقتين.
الطريقة الأولى
تتضمن الطريقة الأولى ما يلي: بعد النضج المطلق للفيريونات مباشرة داخل الخلية ، يتم تقريبها ، وتتشكل فجوات هناك ، ثم يتم تدمير غشاء الخلية. عند الانتهاء من هذه العمليات ، يتم إطلاق الفيروسات كلها في نفس الوقت وبشكل كامل من الخلايا (فيروسات بيكورنا). تسمى هذه الطريقة lytic.
الطريقة الثانية
الطريقة الثانية تتضمن عملية إطلاق الفيروسات عندما تنضج في غضون 2-6 ساعاتالغشاء السيتوبلازمي (فيروسات مخاطية وفيروسات مفصليات). يتم تسهيل إفراز فيروسات المخاط من الخلية عن طريق النيورامينيداز ، الذي يدمر غشاء الخلية. خلال هذه الطريقة ، يتم إطلاق 75-90٪ من الفيروسات تلقائيًا في وسط المزرعة ، وتموت الخلايا تدريجيًا.
