Вирус репликация - это образование биологических вирусов в процессе инфицирования в клетках-мишенях-хозяевах. Вирусы должны сначала проникнуть в клетку, прежде чем может произойти вирусная репликация. За счет создания большого количества копий своего генома и упаковки этих копий вирус продолжает заражать новых хозяев. Репликация между вирусами сильно различается и зависит от типа вовлеченных в них генов. Большинство ДНК-вирусов собирается в ядре, в то время как большинство РНК-вирусов развиваются исключительно в цитоплазме.
Вирусы размножаются только в живых клетках. клетка-хозяин должна обеспечивать энергию и синтетический аппарат, а также низкомолекулярные предшественники для синтеза вирусных белков и нуклеиновых кислот.
Репликация вируса происходит в семь этапов, а именно;
Это первая стадия репликации вируса. Вирус прикрепляется к клеточной мембране клетки-хозяина . Затем он вводит свою ДНК или РНК в хозяина, чтобы инициировать инфекцию. В клетках животных эти вирусы попадают в клетку в результате процесса эндоцитоза, который происходит за счет слияния вируса и слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной клетки животного и растения. в клетку он попадает в результате процесса пиноцитоза, который действует на уничтожение вирусов.
Клеточная мембрана клетки-хозяина инвагинирует вирусную частицу, заключая ее в пиноцитоз вакуоль. Это защищает клетку от антител, как в случае с вирусом ВИЧ.
клеточные ферменты (из лизосом ) снимают оболочку вируса белка. Это высвобождает или делает доступной нуклеиновую кислоту вируса или геном.
Для некоторых вирусов РНК инфекционная РНК продуцирует информационную РНК (мРНК ). Это перевод генома в белковые продукты. Для других вирусов с отрицательной цепной РНК и ДНК вирусы продуцируются транскрипцией, а затем трансляцией.
мРНК используется, чтобы инструктировать клетку-хозяина производить компоненты вируса. Вирус использует существующие клеточные структуры для репликации.
Следующие компоненты производятся вирусом с использованием существующих органелл :
A вирион просто активный или интактный вирусная частица. На этом этапе вновь синтезированный геном (нуклеиновая кислота) и белки собираются, чтобы сформировать новые вирусные частицы.
Это может происходить в ядре клетки, цитоплазме или в плазматической мембране для наиболее развитых вирусов.
Зрелые вирусы высвобождаются либо внезапным разрывом клетки, либо постепенным вытеснением (вытеснением) окруженных вирусов через клеточную мембрану.
Новые вирусы могут вторгаться или атаковать другие клетки или оставаться неактивными в этой ячейке. В случае бактериальных вирусов высвобождение дочерних вирионов происходит посредством лизиса инфицированной бактерии. Однако в случае вирусов животных высвобождение обычно происходит без лизиса клеток.
Вирусы классифицируются по 7 типам генов, каждый из которых имеет свои собственные семейства вирусов, которые, в свою очередь, сами имеют разные стратегии репликации. Дэвид Балтимор, лауреат Нобелевской премии биолог, разработал систему под названием Балтиморская система классификации для классификации различных вирусов на основе их уникальной стратегии репликации. На основе этой системы существует семь различных стратегий репликации (Балтиморский класс I, II, III, IV, V, VI, VII). Здесь кратко и в общих чертах перечислены семь классов вирусов.
Этот тип вирусов обычно должен проникнуть в ядро хозяина, прежде чем он умеет тиражироваться. Некоторым из этих вирусов требуются полимеразы клетки-хозяина для репликации их генома, тогда как другие, такие как аденовирусы или вирусы герпеса, кодируют свои собственные факторы репликации. Однако в любом случае репликация вирусного генома сильно зависит от состояния клетки, допускающего репликацию ДНК, и, таким образом, от клеточного цикла. Вирус может вызвать у клетки насильственное деление, что может привести к трансформации клетки и, в конечном итоге, раку. Примером семейства в рамках этой классификации является Adenoviridae
. Существует только один хорошо изученный пример, в котором семейство вирусов класса 1 не реплицируется в ядре. Это семейство поксвирусов, которое включает высокопатогенные вирусы, инфицирующие позвоночных.
В эту категорию входят вирусы, которые не так хорошо изучены, но все же имеют большое значение для позвоночных. Два примера включают Circoviridae и Parvoviridae. Они реплицируются в ядре и во время репликации образуют промежуточную двухцепочечную ДНК. Анелловирус человека под названием TTV включен в эту классификацию и обнаруживается почти у всех людей, заражая их бессимптомно почти во всех основных органах.
Как и большинство вирусов с геномами РНК, двухцепочечные РНК-вирусы не зависят от полимераз хозяина для репликации в той степени, в которой это делают вирусы с геномами ДНК. Вирусы с двухцепочечной РНК изучены не так хорошо, как другие классы. Этот класс включает два основных семейства: Reoviridae и Birnaviridae. Репликация является моноцистронной и включает отдельные сегментированные геномы, что означает, что каждый из генов кодирует только один белок, в отличие от других вирусов, которые демонстрируют более сложную трансляцию.
Эти вирусы состоят из двух типов, однако оба разделяют тот факт, что репликация происходит главным образом в цитоплазме, и эта репликация не так зависит от клеточного цикла, как у ДНК-вирусов. Этот класс вирусов также является одним из наиболее изученных типов вирусов, наряду с вирусами с двухцепочечной ДНК.
Вирусы с позитивно-смысловой РНК и все гены, определенные как позитивно-смысловые могут быть напрямую доступны рибосомам хозяина для немедленного образования белков. Их можно разделить на две группы, каждая из которых реплицируется в цитоплазме:
Примеры этого класса включают семейства Coronaviridae, Flaviviridae и Picornaviridae.
Вирусы с отрицательной РНК и все гены, определенные как отрицательный смысл, не могут быть напрямую доступ к рибосомам хозяина для немедленного образования белков. Вместо этого они должны быть расшифрованы вирусными полимеразами в «читаемом» дополнительном положительном смысле. Их также можно разделить на две группы:
Примеры этого класса включают: семейства Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Bunyaviridae, Filoviridae и Rhabdoviridae (в том числе бешенство ).
Хорошо изученное семейство вирусов этого класса включает ретровирусы. Одним из определяющих признаков является использование обратной транскриптазы для преобразования позитивно-смысловой РНК в ДНК. Вместо того, чтобы использовать РНК для шаблонов белков, они используют ДНК для создания шаблонов, которые встраиваются в геном хозяина с помощью интегразы. Затем репликация может начаться с помощью полимераз клетки-хозяина
Эта небольшая группа вирусов, примером которой является Вирус гепатита В, имеет двухцепочечный геном с разрывом, который впоследствии заполняется, образуя ковалентно замкнутый круг (кзкДНК ), который служит шаблоном для производства вируса мРНК и субгеномная РНК. РНК прегенома служит матрицей для вирусной обратной транскриптазы и для продукции генома ДНК.