Prima Pagina » Sanatate A-Z » Boli Infectioase » Replicarea Virala, (multiplicarea)

Replicarea Virala, (multiplicarea)

Virusurile prezinta un inalt grad de parazitism intracelular si sunt inerte metabolic pana cand infecteaza o celula susceptibila. In celula gazda, virusurile se replica redirectionand mecanismele biochimice ale celulei spre formarea de componente pentru noi particule virale.

Genomul viral:

Virusurile mari au, de obicei, acid nucleic cu greutate moleculara crescuta si care are capacitatea de a codifica un numar mare de proteine;  de aceea, aceste virusuri codifica un numar mare de enzime implicate in replicarea lor. Virusurile mici au un acid nucleic cu greutate moleculara scazuta si un potential de codificare limitat, de accea codifica doar unele din proteinele lor structurale si utilizeaza cel putin cateva enzime ale celulei gazda, pentru propria replicare.

Secvente:

Replicarea virusurilor parcurge urmatoarele secvente:

  • recunoasterea celulei gazda;
  • adsorbtia (atasarea ) virusului de celula gazda;
  • penetrarea (patrunderea) virusului in celula gazda;
  • decapsidarea virusului;
  • sinteza macromoleculara;

            a) biosinteza ARNm precoce si a proteinelor precoce = proteine-enzime
b) replicarea genomului viral
c) biosinteza ARNm tardiv si a proteinelor tardive = proteine structurale

  • eliberarea virionilor progeni din celula gazda.

Recunoasterea celulei gazda:

Pentru a infecta o celula, virusul trebuie, in primul rand, sa recunoasca celula care ii permite replicarea. Acest proces este realizat datorita existentei unor situsuri receptor-specifice (de natura proteica) situate pe suprafata externa a particulei virale. Aceste situsuri reactioneaza specific cu receptori corespunzatori (de natura glicoproteica sau glicolipidica) de pe suprafata celulelor “tinta”. Astfel, prin aceasta interactiune precisa de tip “cheie-broasca” se explica faptul ca anumite virusuri prezinta tropism pentru anumite gazde si pentru anumite tesuturi ale gazdei respective.

Atasarea virusului de celula gazda:

Atasarea virusurilor este specifica si implica legarea situsurilor receptor-specifice de receptorii specifici aflati pe membrana citoplasmatica a celulei gazda.

Structurile de atasare ale virusului pot fi:

  • capsomerele capsidei, prezente la virusurile neanvelopate;
  • glicoproteinele, ce reprezinta proiectii ale invelisului viral, la virusurile anvelopate.

Receptorii specifici de pe membrana citoplasmatica a celulei gazda sunt constituenti normali ai acesteia.

Multiplele interactiuni dintre proteinele virale de atasare si receptorii celulei gazda, ataseaza ferm virusul de celula gazda. Aceste interactiuni pot reprezenta mecanismul “tragaci” (declansator) in urma caruia este eliberata nucleocapsida in celula gazda.

Penetrarea sau patrunderea virusului in celula gazda (internalizarea):

Dupa atasarea la celula gazda, virusul trebuie sa penetreze membrana celulara externa si sa elibereze genomul viral in mediul intracelular, pentru replicare. Penetrarea se poate realiza prin 3 mecanisme, in functie de structura virusului:

  • fuziunea invelisului viral la membrana celulara externa, cu eliberarea ulterioara a acidului nucleic viral;
  • viropexia (pinocitoza) – internalizarea intregului virion si fuziunea ulterioara cu o membrana interna vacuolara, pentru eliberarea acidului nucleic viral;
  • penetrarea directa – virusurile lipsite de membrana lipidica par sa treaca direct prin membrana citoplasmatica externa.

Fuziunea este mecanismul de internalizare folosit de paramyxovirusuri (virusul rujeolic). Aceste virusuri poseda o “proteina de fuziune” ce mediaza fuziunea intre lipidele virale si ale membranei celulei gazda.

Viropexia se bazeaza pe existenta la nivelul membranei celulelor de mamifere a unei proteine (clathrina) care este implicata si in patrunderea unor molecule esentiale (substante nutritive, hormoni) in celule.

Decapsidarea si migrarea acidului nucleic la locul replicarii:

Decapsidarea consta in indepartarea sau distrugerea capsidei virale astfel incat genomul viral sa devina accesibil mecanismelor de transcriptie si translatie.    In multe cazuri, penetrarea si decapsidarea se produc sub forma unui proces unic. Astfel, in cursul traversarii membranei citoplasmatice, unele virusuri sufera alterari la nivelul structurii capsidei, aceste alterari facilitand intrarea acidului nucleic in citoplasma. In cazul virusurilor lipsite de anvelopa, se poate produce fuziunea cu lizozomi, astfel incat decapsidarea se realizeaza prin enzimele lizozomale. 

Sinteza macromoleculara. Biosinteza componentilor virali:

Conventional, se considera ca ARNm (specia de ARN care functional se fixeaza pe ribozomi pentru a i se traduce mesajul genetic) are o polaritate pozitiva “+”. Transcriptia cu formarea ARNm pentru sinteza proteinelor precoce difera in functie de acidul nucleic viral.

  • Acizii nucleici dublu catenari (dc) au doua catene :  una pozitiva (+) si una negativa (-), deci polaritatea va fi notata (+ / -). Pentru formarea de ARNm (+), genomul acestor virusuri, ADN sau ARN, este transcris asimetric, adica va fi transcrisa o singura catena, cea cu polaritate (+).
  • Acizii nucleici monocatenari (mc) au catena fie cu polaritate (+), identica cu cea a ARNm, fie cu polaritate (-), complementara cu cea a ARNm.

Transcriptia genomului viral:

Transcriptia genomului viral in ARN mesager (ARNm) si replicarea genomului viral.

Virusuri ARN:

Virusurile ARN pot urma 3 tipuri de transcriptie, in functie de sensul mesajului inscris in genomul lor.

In cazul virusurilor ARN cu polaritate pozitiva, ARN-ul viral este ARNm si poate fi translat in proteine virale. ARN-ul viral “parental”, cu polaritate pozitiva, este folosit direct ca ARNm viral, din care vor fi translate direct proteinele virale precoce si tardive. Replicarea genomului parental se produce prin sinteza unei forme intermediare dublu catenare din care, sub actiunea ARN-polimerazei (proteina virala precoce), sunt sintetizate multe copii ale genomului parental.

In cazul virusurilor ARN cu polaritate negativa, initial sunt produse copii cu polaritate pozitiva ale genomului parental (sub actiunea unei ARN-polimerazei virale). Aceste copii constituie ARNm si ele sunt apoi translate in proteine virale. ARN polimerazele virale transcriu ARN-ul parental, cu polaritate negativa, intr-o copie completa sub forma unui intermediar dublu catenar. Din acest intermediar dublu catenar se vor sintetiza noi molecule de ARN cu polaritate negativa care vor fi incorporate in noii virioni.

Cea de-a treia modalitate de transcriptie este caracteristica retrovirusurilor. ARN-ul viral parental este transcris sub actiunea unei revers-transcriptaze virale (ADN polimeraza-ARN dependenta) intr-un ADN monocatenar care formeaza un hibrid ADN-ARN. Lantul ARN al acestui hibrid este distrus si este inlocuit de o copie ADN, rezultand astfel o molecula de ADN dublu catenar. Acest ADNdc (numit ADN proviral) este integrat in ADN-ul celulei gazda. Din ADN-ul proviral sunt transcrise moleculele de ARNm care sunt apoi translate in proteine virale. Din ADN-ul proviral sunt transcrise si copii complete de ARN viral care vor fi incorporate in noii virioni.

Virusuri ADN:

Virusurile ADN trebuie, de asemenea, sa produca un transcript ARNm. Acest proces este, de obicei, realizat sub actiunea unei enzime a celulei gazda (ARN-polimeraza ADN-dependenta). Moleculele de ARNm viral sunt translate in proteine precoce si tardive. ADN-ul parental dublu catenar este de obicei replicat de o ADN-polimeraza ADN-dependenta codificata de virus.

Sinteza proteinelor virale:

Biosinteza proteinelor nestructurale precoce precede replicarea acidului nucleic viral. Aceste proteine precoce inhiba sinteza proteinelor celulei gazda si sunt implicate in replicarea acidului nucleic viral.

Biosinteza proteinelor structurale tardive  incepe imediat dupa replicarea genomului viral. Biosinteza se realizeaza prin translatia ARNm format in etapa anterioara, in proteine specifice particulei virale (proteine capsidale, peplomere). Speciile de ARNm care servesc drept matrita pentru proteinele tardive sunt diferite de cele care servesc ca matrita pentru proteinele precoce.

Moleculele de ARNm viral sunt translate pe poliribozomii celulei gazda pentru sinteza proteinelor virale structurale si nestructurale. Enzime ale celulei gazda sunt responsabile de citirea mesajului genetic al virusului.

Proteinele structurale sunt proteine constitutive ale particulei virale, in timp ce proteinele nestructurale sunt componente cu functii importante (de obicei, enzimatice), dar care nu fac parte din virion.

Dupa ce au fost sintetizate, proteinele virale structurale migreaza la nivelul membranei citoplasmatice sau se acumuleaza in citoplasma sau in nucleul celulei gazda. In toate cele 3 situatii, ele sufera transformari biochimice sub actiunea enzimelor celulei gazda.

Eliberarea virusului din celula gazda:

In urma proceselor descrise mai sus, se realizeaza maturarea si se pun premizele eliberarii noii particule virale din celula gazda.  Aceasta din urma etapa se poate realiza prin doua mecanisme : eliberarea prin inmugurire si eliberarea prin liza celulara.

In cazul virusurilor eliberate prin inmugurire, o parte din proteinele virale sunt transportate la nivelul membranei celulare externe a celulei gazda, iar alte proteine structurale virale se cantoneaza la nivelul membranei celulare interne. Proteinele si acidul nucleic se asambleaza si proemina prin membrana celulara. Aceasta proeminenta (“mugure”) este apoi desprinsa si un nou virion este eliberat. Adesea, in cazul virusurilor eliberate prin inmugurire, procesul descris mai sus se repeta succesiv, astfel incat o celula gazda elibereaza valuri succesive de noi particule virale.

Eliberarea prin liza celulara presupune asamblarea completa a virionului in citoplasma celulei gazda si eliberarea sa prin liza si moartea celulei respective.

Articole Similare:

Ultima actualizare: vineri, 9 noiembrie, 2012, 14:35

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *