Сборка и выход вируса из клеток-хозяев

После синтеза геномов и структурных белков они должны объединиться в новые вирусные частицы и покинуть клетку, чтобы начать новые циклы инфекции. Сборка упаковывает геном внутри белкового капсида; оболочечные вирусы приобретают липидную мембрану при почковании; а выход, путем почкования или лизиса, отправляет дочерние вирионы в окружающую среду, часто с последующим этапом созревания, который делает их инфекционными.

Definition

Сборка и выход вируса включают упаковку вирусных геномов в капсиды, формирование полных (часто оболочечных) вирионов и их выход из клетки-хозяина путем почкования или лизиса, часто с последующим созреванием в инфекционные частицы.

Scope

Эта тема охватывает сборку капсидов и упаковку генома, приобретение оболочки путем почкования, клеточный аппарат хозяина, который вирусы рекрутируют для отщепления частиц, два основных пути выхода (почкование против лизиса клеток) и созревание, которое делает вирионы инфекционными. Это справочный и образовательный материал, а не клиническое руководство.

Core questions

• Как собираются капсиды и избирательно упаковывается правильный геном?
• Как оболочечные вирусы почкуются, и какой клеточный аппарат хозяина они рекрутируют для этого?
• Как вирусы покидают клетку — путем почкования или лизиса — и когда они становятся инфекционными?

Key concepts

• Самосборка капсида и симметрия
• Избирательная упаковка генома и сигналы упаковки
• Почкование и приобретение оболочки
• Рекрутирование клеточного аппарата ESCRT хозяина для разделения мембран
• Выход путем почкования против лизиса клеток
• Протеолитическое созревание вирионов
• Места сборки (плазматическая мембрана, внутренние мембраны, ядро)

Mechanisms

Структурные белки собираются, часто путем самосборки, в капсиды с определенной симметрией, и вирусный геном избирательно включается через сигналы упаковки, которые отличают его от клеточных нуклеиновых кислот. Оболочечные вирусы приобретают свою мембрану путем почкования через клеточную мембрану, в которую были встроены вирусные гликопротеины; для завершения почкования многие оболочечные вирусы, включая ретровирусы, рекрутируют клеточный аппарат ESCRT хозяина, который обычно катализирует разделение мембран, так что зарождающаяся частица отщепляется. Безоболочечные вирусы обычно высвобождаются при лизисе клетки. Многие вирионы собираются в незрелой форме и становятся инфекционными только после этапа созревания, обычно протеолитического расщепления структурных белков, которое реорганизует частицу.

Clinical relevance

Сборка, почкование и созревание являются подтвержденными мишенями для противовирусного вмешательства; например, препараты, блокирующие протеазу созревания, предотвращают производство инфекционных частиц для некоторых вирусов. Эта статья описывает эту биологию на концептуальном уровне для справки и образования; она не является основой для назначения, выбора лекарств или ведения пациентов.

History

Классические работы установили, что многие капсиды самособираются из повторяющихся белковых субъединиц, расположенных с регулярной симметрией. Более позднее открытие того, что оболочечные вирусы, такие как ретровирусы, используют клеточный аппарат ESCRT для завершения почкования, связало выход вирионов с фундаментальным клеточно-биологическим путем разделения мембран, а признание протеолитического созревания объяснило, почему вновь высвобожденные частицы часто должны изменять форму, прежде чем они смогут инфицировать.

Key figures

• Wesley Sundquist
• Eiji Morita
• Heinrich Klug

Seminal works

• morita-sundquist-2004

Frequently asked questions

Почему оболочечные вирусы почкуются вместо того, чтобы разрушать клетку?

Почкование позволяет оболочечному вирусу обернуться в мембрану хозяина, несущую его гликопротеины, и покинуть клетку, не разрушая ее немедленно, часто путем рекрутирования собственного аппарата ESCRT клетки для отщепления новой частицы.

Что такое созревание вириона?

Многие вирусы сначала собираются как неинфекционные незрелые частицы и становятся инфекционными только после этапа созревания, обычно расщепления структурных белков вирусной протеазой, которое реорганизует частицу.