Циклы репликации вирусов

Репликация вирусов протекает через упорядоченную последовательность этапов, на которых вирус захватывает клетку-хозяина для создания и высвобождения новых вирусных частиц.

Definition

Цикл репликации вируса — это последовательность событий, посредством которых вирус проникает в клетку-хозяина, направляет синтез новых вирусных компонентов и производит дочерние вирионы.

Scope

Эта тема охватывает общие стадии репликации вирусов, а именно прикрепление, проникновение, раздевание, репликацию генома и экспрессию генов, сборку и высвобождение; различные стратегии репликации ДНК-, РНК- и ретровирусов; роль обратной транскрипции; а также различие между литическим высвобождением и почкованием. Репликация рассматривается как центральный процесс, определяющий биологию вирусов.

Core questions

• Какие этапы составляют цикл репликации вируса?
• Чем отличаются стратегии репликации у ДНК-, РНК- и ретровирусов?
• Какова роль обратной транскрипции у ретровирусов?
• Как новые вирусные частицы высвобождаются из клетки?

Key concepts

• Прикрепление и проникновение
• Раздевание
• Репликация генома и экспрессия генов
• Обратная транскрипция у ретровирусов
• Сборка и высвобождение

Key theories

Геном-зависимые стратегии репликации

Путь, который вирус использует для экспрессии и репликации своего генома, а также для генерации матричной РНК, зависит от типа его генома, поэтому различные классы вирусов следуют различным, но предсказуемым путям репликации.

Mechanisms

Вирус сначала прикрепляется к специфическим рецепторам на восприимчивой клетке, затем проникает и высвобождает свой геном. В зависимости от типа генома, вирус производит матричную РНК и реплицирует свой геном, используя вирусные и клеточные ферменты; ретровирусы осуществляют обратную транскрипцию своей РНК в ДНК, которая интегрируется в геном хозяина. Новые геномы и белки собираются в вирионы, которые высвобождаются путем лизиса клетки или почкования через мембрану.

Clinical relevance

Этапы цикла репликации являются мишенями для противовирусных препаратов, которые могут блокировать прикрепление, репликацию генома или созревание, а понимание стратегий репликации имеет важное значение для разработки вакцин и противовирусных средств, а также для интерпретации того, как вирусы вызывают заболевания.

History

Открытие обратной транскриптазы Дэвидом Балтимором и Ховардом Теминым в 1970 году показало, что ретровирусы копируют РНК в ДНК, опровергнув предположение о том, что генетическая информация передается только от ДНК к РНК, и прояснив отличительную стратегию репликации вирусов.

Key figures

• David Baltimore
• Howard Temin

Seminal works

• baltimore1971
• madigan2018

Frequently asked questions

Почему разные вирусы реплицируются по-разному?

Стратегия репликации вируса определяется его геномом. Является ли геном ДНК или РНК, одноцепочечным или двухцепочечным, определяет, как вирус должен производить матричную РНК и копировать свой геном, что приводит к различным путям репликации среди групп вирусов.