Как работает вирус гриппа
Как работает вирус гриппа (+видео)
Адсорбция
Знаменитое «H5N1» расшифровывается как «гемагглютинин пятого типа, нейраминидаза первого типа» - эти два белка торчат на поверхности вируса гриппа (на рис. 1 гемагглютинин зелененький, а нейраминидаза серенькая).
С помощью гемагглютинина вирус гриппа присоединяется к рецепторам на поверхности клеток. Изначальная цель вируса - клетки ресничного эпителия дыхательных путей, но любим мы его не за это: гемагглютинин может присоединяться к рецепторам многих других клеток, в том числе - эритроцитов. Если один вирус присоединится к двум (соседним) эритроцитам одновременно, то эритроциты склеятся! Отсюда и название белка - «крово-склеивающий».
рис. 1
Внедрение
Дура-клетка поглощает присоединившийся к ней вирус путем фагоцитоза - типа, ест его. Ну почему, почему дети всегда тянут в рот всякую гадость?! Впрочем, вирус оказывается внутри клетки пока что на правах еды, внутри фагоцитозного пузырька (на рис. 2 - «endosome»). Эндосома сливается с лизосомой, получается пищеварительная вакуоль, в нее из цитоплазмы закачиваются протоны для создания кислой среды (этот процесс показан на рис. 2) - еще чуть-чуть, и мы переварим вирус (со словами «белковая пища, какая разница»).
[Spoiler (click to open)]
рис. 2
Раздевание
Но вирус готов к такому повороту событий:
рис. 3
Репликация вируса
РНК вируса, вышедшая в цитоплазму, сама по себе совершенно безопасна.
«О-хо-хо, ничего-то у вас нет», - покачивая усатой головой, ворчит вирус гриппа, «но ничего, я принес все с собой». С собой вирус принес белки PB1, PB2 и PA, которые вместе образуют вирусную РНК-зависимую РНК-полимеразу - она может удваивать РНК. Но вот незадача! Любой полимеразе для начала работы нужен праймер, а его-то забывчивый грипп с собой и не захватил! Всё кончено?!
Спокойно, без паники! - С такими словами вся компания (8 вирусных РНК и 3 вирусных фермента) отправляется в ядро клетки. Там грипп получает полное обслуживание:
Таким образом синтезируются плюс-РНК, которые могут служить матрицами для синтеза вирусных белков и вирусных минус-РНК.
Дальше все просто: глупая клетка на собственных рибосомах из собственных аминокислот синтезирует белки вируса, в том числе РНК-зависимую РНК-полимеразу. Внутри ядра так же бодро производятся минус-РНК гриппа. Сборка вирусных частиц происходит в цитоплазме, на внутренней поверхности клеточной мембраны. Готовый вирус выходит из клетки путем экзоцитоза (почкования), нейраминидаза перекусывает последнюю ниточку, которая соединяет клетку и новорожденный вирус… Новая (злая) маленькая жизнь выходит в мир!
Адсорбция
Знаменитое «H5N1» расшифровывается как «гемагглютинин пятого типа, нейраминидаза первого типа» - эти два белка торчат на поверхности вируса гриппа (на рис. 1 гемагглютинин зелененький, а нейраминидаза серенькая).
С помощью гемагглютинина вирус гриппа присоединяется к рецепторам на поверхности клеток. Изначальная цель вируса - клетки ресничного эпителия дыхательных путей, но любим мы его не за это: гемагглютинин может присоединяться к рецепторам многих других клеток, в том числе - эритроцитов. Если один вирус присоединится к двум (соседним) эритроцитам одновременно, то эритроциты склеятся! Отсюда и название белка - «крово-склеивающий».
рис. 1
Внедрение
Дура-клетка поглощает присоединившийся к ней вирус путем фагоцитоза - типа, ест его. Ну почему, почему дети всегда тянут в рот всякую гадость?! Впрочем, вирус оказывается внутри клетки пока что на правах еды, внутри фагоцитозного пузырька (на рис. 2 - «endosome»). Эндосома сливается с лизосомой, получается пищеварительная вакуоль, в нее из цитоплазмы закачиваются протоны для создания кислой среды (этот процесс показан на рис. 2) - еще чуть-чуть, и мы переварим вирус (со словами «белковая пища, какая разница»).
[Spoiler (click to open)]
рис. 2
Раздевание
Но вирус готов к такому повороту событий:
рис. 3
- Гемагглютинин под действием кислой среды видоизменяется - его поверхность становится гидрофильной, и он (до этого присоединенный к рецептору на внутренней поверхности мембраны эндосомы, теперь) внедряется внутрь этой мембраны.
- Протоны, закачанные в эндосому, проходят сквозь специальные белки-каналы (белки М2, обозначены на рис. 1 и рис. 3) через липидную оболочку вируса и добираются до белковой оболочки вируса (на рис. 1 - кружочек из белых шариков - белков М1). Белковая оболочка из-за этого разрушается (на рис. 3 белки М1 разрушевшейся белковой оболочки обозначены как красные звёздочки).
- Липидная оболочка вируса (за счет проникающего действия гемагглютинина) сливается с (липидной) мембраной фагосомы; РНК вируса оказывается в цитоплазме клетки.
Репликация вируса
РНК вируса, вышедшая в цитоплазму, сама по себе совершенно безопасна.
- Белки на ней делать нельзя, потому что это минус-РНК (белки кодирует не она, а комплементарная ей плюс-цепь, которой пока что еще нет).
- РНК на ней делать тоже нельзя - в наших клетках вообще нет фермента, способного удваивать РНК.
«О-хо-хо, ничего-то у вас нет», - покачивая усатой головой, ворчит вирус гриппа, «но ничего, я принес все с собой». С собой вирус принес белки PB1, PB2 и PA, которые вместе образуют вирусную РНК-зависимую РНК-полимеразу - она может удваивать РНК. Но вот незадача! Любой полимеразе для начала работы нужен праймер, а его-то забывчивый грипп с собой и не захватил! Всё кончено?!
Спокойно, без паники! - С такими словами вся компания (8 вирусных РНК и 3 вирусных фермента) отправляется в ядро клетки. Там грипп получает полное обслуживание:
- праймерами для репликации вирусной РНК (для получения плюс-РНК) служат участки, отщепленные от клеточных РНК;
- процессинг: участки, которые служили праймерами для синтеза РНК - это были кэпы, так что модификация 5'-конца, считай, была проведена в самом начале; в конце синтеза происходит полиаденирование 3'-конца;
- сплайсинг: некоторые РНК вируса, содержащие информацию о двух белках, разрезаются на две части.
Таким образом синтезируются плюс-РНК, которые могут служить матрицами для синтеза вирусных белков и вирусных минус-РНК.
Дальше все просто: глупая клетка на собственных рибосомах из собственных аминокислот синтезирует белки вируса, в том числе РНК-зависимую РНК-полимеразу. Внутри ядра так же бодро производятся минус-РНК гриппа. Сборка вирусных частиц происходит в цитоплазме, на внутренней поверхности клеточной мембраны. Готовый вирус выходит из клетки путем экзоцитоза (почкования), нейраминидаза перекусывает последнюю ниточку, которая соединяет клетку и новорожденный вирус… Новая (злая) маленькая жизнь выходит в мир!
Click to view