Репродукция парвовирусов
Цикл репродукции парвовирусов предусматривает:
-> проникновение вируса в клетку и связывание с рецепторами клеток хозяина;
-> превращение вирусного генома в двухцепочечную ДНК под действием клеточных ферментов;
-> транскрипцию неструктурных регуляторных протеинов и повторяющиеся циклы репликации одноцепочечной вирусной ДНК;
-> транскрипцию структурных протеинов под контролем неструктурных протеинов вируса;
-> обособление вирусной геномной одноцепочечной ДНК;
-> сборку и упаковку вирионов;
-> лизис клетки и высвобождение вирионов.
Парвовирусы тропны к быстро делящимся клеткам (костного мозга, селезенки, кишечника, тканей плодов), находящимся в S-фазе клеточного цикла, т.е. в фазе синтеза ДНК, когда в клетках имеются ДНК-полимеразы , необходимые для репликации вируса. Эритровирус ВВ19 тропен прежде всего к клеткам-предшественникам эритроцитов в костном мозге и селезенке. К числу клеток-мишеней ВВ19 относятся также другие молодые клетки, не являющиеся пермиссивными для их репликации, в частности эндотелиальные клетки, клетки плаценты, миокарда, печени, легких, почек, синовиальных оболочек и др. ВВ19 не инфицирует мегакариоциты in vivo, но в опытах in vitro было показано цитотоксическое действие вирусных протеинов на мегакариоциты. ВВ19 проникает внутрь клеток через трансферриновые рецепторы клеток и, возможно, другие, пока неидентифицированные рецепторы плазмалеммы . Клеточным рецептором для ВВ19 является P-антиген (P-антиген эритроцитов, ВB19-рецептор) , который представляет собой глобозид - нейтральный гликосфинголипид, экспрессирующийся клетками-предшественниками эритроцитов, а также другими непермиссивными клетками. Клеточным корецептором, определяющим проникновение парвовирусов в клетку, являются интегрины (в частности для ВВ19 - aльфа5бета1-интегрин ).
В результате рецептор-опосредованной адсорбции на поверхности клеток-мишеней вирионы ВВ19, прикрепившиеся к плазмалемме, проникают внутрь клеток посредством эндоцитоза . После слияния вирусной мембраны с мембраной эндосом , вирусные частицы проникают внутрь эндосомы, в кислой среде которых они претерпевают конформационные изменения, обеспечивающие выход вирионов в цитоплазму клетки. Процесс высвобождения вирионов из эндосом наиболее интенсивно протекает при температуре 37*С, а при 18*С он прекращается. Оказавшись в цитоплазме, вирионы мигрируют в ядро, в которое они проникают через 2-6 ч после заражения. При преодолении мембраны ядра вирусные частицы не испытывают особых затруднений, т.к. их размер соответствует величине пор мембраны последнего. В ядре вирусная ДНК освобождается от капсида, а структурные белки и их фрагменты инициируют экспрессию вирусных генов.
Механизм репликации генома един для всех парвовирусов. Для репликации парвовирусы используют ДНК-синтезирующий аппарат клетки-хозяина. Репликация происходит в ядре клетки и по своему механизму напоминает репликацию аденовирусов . Репликация начинается с преобразования левой (3'-) и правой (5'-) концевых последовательностей вирионной ДНК в шпилечные структуры. Затем к специфическому сайту левой шпильки присоединяется неструктурный белок NS1 , клеточный белок нуклеолин и клеточная ДНК-полимераза , образуя стартовый комплекс, под контролем которого синтезируется комплементарная цепочка вирусной ДНК. Синтезированная цепь ДНК ковалентно связывается с 5'-концевым нуклеотидом правой шпильки родительской цепочки ДНК с помощью клеточной лигазы. В результате формируется двухцепочечная мономерная репликативная форма. Необходимым условием продолжения репликации является экспрессия гена неструктурного белка NS1. Вновь синтезированный NS1 присоединяется к специфическому сайту в области правой шпильки комплементарной цепочки ДНК и вносит одноцепочечный разрыв. Образовавшийся свободный З'-гидроксильный конец используется для синтеза комплементарного участка правой шпильки.
На следующем этапе репликации происходит восстановление шпилечных структур в правой части генома, формирование структуры "кроличьих ушей", которые образованы последовательностями родительской правой шпильки и синтезированной на предыдущем этапе ее комплементарной цепи со свободным З'-гидроксилом, используемым для продолжения репликативного синтеза в сторону левой шпильки. Результатом этого синтеза является образование промежуточных репликативных форм, двусторонних димеров, содержащих два полных генома парвовируса и две их комплементарные цепи, З'-концы которых могут образовывать шпильки для инициации синтеза ДНК. Затем осуществляется синтез димерных репликативных форм, полимеризация двусторонних димеров с образованием тетрамерных структур, из которых вырезается вирионная ДНК парвовируса.
Транскрипция парвовирусов происходит в ядре клетки с участием клеточной РНК-полимеразы . В отличие от многих других вирусов парвовирусы не ингибируют клеточные синтезы. Для синтеза вирусных полиаденилированных мРНК используется двухцепочечная ДНК, при этом в качестве матрицы выступает цепочка ДНК негативной полярности. Все транскрипты полиаденилированы и имеют кэпы . Вирусные мРНК подвергаются сплайсингу . Транскрипция мРНК у парвовирусов регулируется 1 ( Erythrovirus ), 2 ( Parvovirus ( CPRV ), Densovirus , Brevidensovirus ) или 3 ( AAV ) видами промоторов. Инициацию транскрипции осуществляет неструктурный белок NS1 .
Эритровирусы для инициации транскрипции используют один функционально активный промотор Р6, располагающийся в левой стороне генома. Промотор Р6 обеспечивает специфичность вируса к определенным типам клеток, а также процесс взаимодействия протеина NS1 с клеточными факторами Sp1 , Sp2 , Sp3 , которые, в свою очередь, могут регулировать активность промотора в зависимости от типа клеток. Р6 инициирует образование девяти мРНК , три из которых оканчиваются в середине генома, и использует располагающийся в данной области необычный сигнал полиаденилирования (AТТAAA или AAТAAС), а другие шесть оканчиваются в правой стороне генома и используют располагающийся здесь сайт полиаденилирования ( рис. 2.37 ). Имеются предположения, что транскрипты регулируются не силой промотора, а сплайсингом и сигналом терминации полиаденилирования [8].
Образование зрелых вирусных частиц включает в себя сборку нуклеокапсида . Сборка вирионов происходит под контролем неструктурного протеина NS1 в ядре клетки-хозяина, из которого они мигрируют в цитоплазму и выходят во внеклеточное пространство в результате лизиса инфицированной клетки.
Смотрите также:
