تجمع الفيروسات وتحررها من الخلايا المضيفة
بعد تصنيع الجينومات والبروتينات الهيكلية، يجب أن تتجمع هذه المكونات لتكوين جزيئات فيروسية جديدة وتغادر الخلية لبدء جولات جديدة من العدوى. يقوم التجمع بتغليف الجينوم داخل محفظة بروتينية؛ وتكتسب الفيروسات المغلفة غشاءً دهنيًا أثناء تبرعمها؛ ويؤدي التحرر، سواء بالتبرعم أو بالتحلل، إلى إرسال الفيروسات النسلية إلى المحيط، وغالبًا ما يتبع ذلك خطوة نضوج تجعلها معدية.
Definition
يشمل التجمع الفيروسي والتحرر تغليف الجينومات الفيروسية في محافظ، وتكوين فيروسات كاملة (غالبًا مغلفة)، وخروجها من الخلية المضيفة عن طريق التبرعم أو التحلل، ويتبع ذلك غالبًا نضوجها لتصبح جزيئات معدية.
Scope
يغطي هذا الموضوع تجمع المحافظ الفيروسية وتغليف الجينوم، واكتساب الغلاف عن طريق التبرعم، والآلية المضيفة التي تستخدمها الفيروسات لفصل الجزيئات، وطرق التحرر الرئيسية (التبرعم مقابل تحلل الخلية)، والنضوج الذي يجعل الفيروسات معدية. هذه المادة مرجعية وتعليمية وليست إرشادات سريرية.
Core questions
- كيف يتم تجميع المحافظ وتغليف الجينوم الصحيح بشكل انتقائي؟
- كيف تتبرعم الفيروسات المغلفة، وما هي الآلية المضيفة التي تستخدمها للقيام بذلك؟
- كيف تغادر الفيروسات الخلية - بالتبرعم أم بالتحلل - ومتى تصبح معدية؟
Key concepts
- التجمع الذاتي للمحفظة والتناظر
- التغليف الانتقائي للجينوم وإشارات التغليف
- التبرعم واكتساب الغلاف
- استقطاب آلية ESCRT المضيفة لانشطار الغشاء
- التحرر عن طريق التبرعم مقابل تحلل الخلية
- النضوج البروتيني للفيروسات
- مواقع التجمع (غشاء البلازما، الأغشية الداخلية، النواة)
Mechanisms
تتجمع البروتينات الهيكلية، غالبًا عن طريق التجمع الذاتي، لتكوين محافظ ذات تناظر محدد، ويتم دمج الجينوم الفيروسي بشكل انتقائي من خلال إشارات التغليف التي تميزه عن الأحماض النووية الخلوية. تكتسب الفيروسات المغلفة غشاءها عن طريق التبرعم عبر غشاء خلوي تم إدخال البروتينات السكرية الفيروسية فيه؛ لإكمال التبرعم، تستقطب العديد من الفيروسات المغلفة، بما في ذلك الفيروسات القهقرية، آلية ESCRT المضيفة التي تحفز عادةً انشطار الغشاء، بحيث يتم فصل الجسيم الوليد. تتحرر الفيروسات غير المغلفة عادةً عندما تتحلل الخلية. يتم تجميع العديد من الفيروسات في شكل غير ناضج وتصبح معدية فقط بعد خطوة نضوج، وهي عادةً انشطار بروتيني للبروتينات الهيكلية، مما يعيد ترتيب الجسيم.
Clinical relevance
يُعد التجمع والتبَرعم والنضوج أهدافًا مؤكدة للتدخلات المضادة للفيروسات؛ على سبيل المثال، تمنع الأدوية التي تثبط إنزيم البروتياز المسؤول عن النضوج إنتاج جزيئات معدية لبعض الفيروسات. يصف هذا المدخل هذه البيولوجيا على مستوى مفاهيمي للمرجعية والتعليم؛ وهو ليس أساسًا للوصفات الطبية أو اختيار الأدوية أو إدارة المرضى.
History
أثبتت الأعمال الكلاسيكية أن العديد من المحافظ تتجمع ذاتيًا من وحدات بروتينية فرعية متكررة مرتبة بتناظر منتظم. ربط الاكتشاف اللاحق بأن الفيروسات المغلفة مثل الفيروسات القهقرية تختطف آلية ESCRT الخلوية لإكمال التبرعم تحرر الفيروسات بمسار بيولوجي خلوي أساسي لانشطار الغشاء، وفسر التعرف على النضوج البروتيني سبب ضرورة تغيير شكل الجسيمات المتحررة حديثًا قبل أن تتمكن من العدوى.
Key figures
- Wesley Sundquist
- Eiji Morita
- Heinrich Klug
Related topics
Seminal works
- morita-sundquist-2004
Frequently asked questions
- لماذا تتبرعم الفيروسات المغلفة بدلاً من تفجير الخلية؟
- يتيح التبرعم للفيروس المغلف أن يغلف نفسه بغشاء الخلية المضيفة الذي يحمل بروتيناته السكرية ويغادر الخلية دون تدميرها فورًا، وغالبًا ما يتم ذلك عن طريق استقطاب آلية ESCRT الخاصة بالخلية لفصل الجسيم الجديد.
- ما هو نضوج الفيروس؟
- تتجمع العديد من الفيروسات أولاً كجسيمات غير ناضجة وغير معدية وتصبح معدية فقط بعد خطوة نضوج، وهي عادةً انشطار البروتينات الهيكلية بواسطة إنزيم بروتياز فيروسي، مما يعيد تنظيم الجسيم.