Парамиксовирусы: инфицирование клетки-мишени
У всех вирусов семейства Paramyxoviridae репродукция происходит в цитоплазме. Цикл репродукции начинается с прикрепления вируса к клеточной поверхности и слияния вирусной оболочки с плазматической мембраной. Слияние, осуществляемое белком F (у некоторых вирусов - в кооперации с белком HN ), проходит при нейтральном рН и поэтому не требует захвата вируса в эндосому и закисления среды, как у ортомиксовирусов . В результате слияния липидных слоев вирусной оболочки и плазматической мембраны образуется пора, через которую вирусный нуклеокапсид выходит в цитоплазму, где начинается транскрипция вирусных генов находящейся в составе нуклеокапсида вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразой. При этом сохраняется целостность нуклеокапсида. Полимераза, транскрибируя геномную РНК, лишь сдвигает белковый чехол, образованный белком N , но не устраняет его, и после прохождения полимеразного комплекса структура нуклеокапсида на транскрибированном участке восстанавливается.
Сначала транскрибируется лидерный участок, а затем полимераза осуществляет последовательную транскрипцию вирусных генов. Транскрипция происходит по механизму "стоп-старт", т.е. на межгенных границах терминируется синтез мРНК предшествующего гена и начинается транскрипция следующего гена. Полимеразе не всегда удается транскрибировать все гены, поскольку в некоторых случаях она оказывается не способной инициировать синтез мРНК после терминации транскрипции предшествующего гена. Поэтому в самом большом количестве синтезируются мРНК первого гена, т.е. гена N у Paramyxovirinae , а в наименьшем - мРНК последнего гена, т.е. гена L . Это уменьшение количества синтезируемых мРНК от первого гена к последнему обеспечивает соотношения вирусных белков в зараженной клетке, оптимальные для репродукции вируса. Полимераза может не распознать сигнал терминации транскрипции, и тогда она транскрибирует два или три гена подряд, синтезируя дицистронные и трицистронные транскрипты, в которых только первый ген транслируется рибосомой . Такая "сквозная" транскрипция двух или трех генов иногда является элементом регуляции количества синтезируемых вирусных белков.
У большинства парамиксовирусов при транскрипции гена Р полимераза на определенном участке мРНК вставляет дополнительный нуклеотид. Транскрипция триплета ССС приводит к появлению в мРНК не комплементарного ему триплета GGG, а участка, содержащего 4, 5 остатков G или более. В результате мРНК, начиная с этого места, кодирует иную аминокислотную последовательность, нежели правильно транскрибированная мРНК, не имеющая вставок. У вирусов родов Respirovirus , Morbillivirus и Avulavirus мРНК без вставок кодирует белок Р , а мРНК с вставкой одного остатка G кодирует белок V , у которого С-концевая часть (начиная от места вставки) иная, чем у белка Р. Эта часть белка V богата дисульфидными связями и имеет значительное сходство у разных вирусов. Функциональная роль белка V связана с механизмами подавления клеточной антивирусной защиты.
У вирусов рода Rubulavirus белок V кодируется мРНК, не имеющей вставок, а белок Р кодируется теми молекулами мРНК, у которых имеется динуклеотидная вставка GG. Многообразие белков, кодируемых геном Р, не исчерпывается белками Р и V. В мРНК для белка Р имеются дополнительные инициирующие кодоны со сдвигом по фазе по отношению к кодону AUG, с которого начинается трансляция белка Р. Белки, инициация трансляции которых начинается с таких дополнительных инициирующих кодонов, обозначаются у вируса Сендай как С белок , С' белок , Y белок и Y' белок . Эти белки отсутствуют в вирусных частицах. Функция белков С и С' связана с блоком антивирусного действия ИФН .
После того как накопление вирусных белков в цитоплазме достигает определенного уровня, начинается репликация РНК. Полимераза, которая до этого момента осуществляла транскрипцию, начинает синтезировать полноразмерные позитивно-нитевые антигеномные молекулы РНК. При этом полимераза не распознает сигналы терминации и реинициации на межгенных границах. Вновь синтезируемая антигеномная РНК, в отличие от мРНК, еще в ходе синтеза вступает в ассоциацию с белком N . Первая молекула белка N связывается с участком лидерного транскрипта еще до того, как полимераза достигнет начала первого гена. Далее все новые и новые молекулы белка N за счет белок-белковых и РНК-белковых взаимодействий включаются в состав образующегося рибонуклеопротеида, и вся синтезируемая антигеномная РНК оказывается в составе структуры, сходной с вирусным нуклеокапсидом, но содержащей не геномную, а антигеномную РНК. Взаимодействие белка N с антигеномной РНК осуществляется с участием белка Р . Антигеномная РНК, в свою очередь, копируется полимеразой с образованием новых молекул геномной РНК. Этот процесс повторяется несколько раз, в результате чего в цитоплазме накапливается значительное количество вирусных нуклеокапсидов, содержащих геномную РНК нового поколения.
При транскрипции этих многочисленных новых геномных РНК образуется большое количество вирусных мРНК, в результате трансляции которых накапливается основная масса вирусных белков. Вирусные гликопротеиды синтезируются мембраносвязанными рибосомами и сразу попадают в просвет эндоплазматического ретикулума , где проходят процессинг ( гликозилирование , фолдинг , образование тримеров и тетрамеров, а в некоторых случаях и протеолитическое разрезание с образованием субъединиц) и транспортируются на поверхность клетки. Другие белки вирусной оболочки транслируются свободными рибосомами, но сразу после синтеза вступают в ассоциацию с внутриклеточными мембранами и тоже транспортируются на поверхность клетки. С теми участками клеточной поверхности, где клеточные белки вытеснены вирусными, связываются вирусные нуклеокапсиды. На поверхности клетки образуется выступающая "почка", которая затем отшнуровывается с образованием вирусной частицы нового поколения, что и завершает цикл репродукции.
Смотрите также:
