По месту своей репродукции (ядро или цитоплазма) вирусы разделяют на ядерные и цитоплазматические. Сборка вирионов цитоплазматических вирусов происходит в разных компартментах цитоплазмы. Так, поксвирусы созревают в районе цитоплазмы, лишенном мембранных структур, флавивирусы — в аппарате Гольджи, реовирусы — в каналах ЭПР, многие вирусы растений формируют вирионы в хлоропластах.
Процесс созревания ВЧ включает несколько этапов: формирование капсида, упаковку нуклеиновых кислот, приобретение оболочки. Общие принципы формирования вирусных частиц мы представим на нескольких примерах.
Пример 1. Самым простым примером вирусного морфогенеза является образование РНП. В этом случае сборка белковой оболочки происходит одновременно с включением геномной РНК в состав нуклеокапсида. Субъединицы, представленные идентичными полипептидными глобулами, собираются по принципу самосборки (самопроизвольно, но упорядоченно). Белковые субъединицы, образующие нуклеокапсид, несут как неизменяющиеся комплементарные поверхности, так и разупорядоченные участки, которые упорядочиваются при сборке, играя роль «зажима» для РНК (РНК-связывающий центр).
В случае вируса табачной мозаики (безоболочечный, палочковидный, цитоплазматический (+)РНК-содержащий вирус, входящий в блуждающий род Tobamovirus) морфогенез ВЧ проходит 4 стадии:
1. Образование структуры, состоящей из двух дисков, сформированных белковыми субъединицами.
2. Образование инициаторной петли РНК.
3. Встраивание петли РНК в отверстие диска (инициация сборки).
4. Элонгация (собственно сборка) — идет в двух направлениях вдоль цепи РНК, сопровождается закручиванием спирали рибонуклеопротеина.
Такой механизм образования рибонуклеопротеида в общих чертах имеют как безоболочечные палочковидные и нитевидные вирусы, так и оболочечные вирусы со спиральным типом симметрии внутреннего компонента.
Пример 2. Сборка вирионов с икосаэдральным типом симметрии также протекает по принципу самосборки, однако, как правило, капсид собирается из преформированных структурных единиц.
Капсид полиовируса состоит из 60-ти структурных единиц, каждая из которых образована четырьмя полипептидами (VP1, VP2, VP3, VP4). В процессе морфогенеза на первой стадии происходит ассоциация VP0, VP1 и VP3, в результате чего образуется протомер. Пять протомеров агрегируют с образованием пентамера, пентамеры образуют рыхлый провирион. Есть предположение, что на этой стадии происходит инкапсидация РНК, однако механизм ее упаковки неясен. На последней стадии происходит протеолиз VP0 с образованием VP2 и VP4, что приводит к конформационным перестройкам в капсиде и, как следствие, к уплотнению структуры капсида (рис. 1).
Рис. 1. Стадии морфогенеза полиовириона
Пример 3. Сборка капсида из преформированных субансамблей на примере ядерного аденовируса. Вирусные белки синтезируются в цитоплазме, затем транспортируются в ядро. Для таких белков предусмотрен механизм проникновения через ядерные поры за счет специальных нуклеофильных сигналов, расположенных на N- или C-конце полипептида. Так, белки аденовируса имеют на C-конце нуклеофильный сигнал из пяти аминокислотных остатков, а белки ядерного обезьяньего вируса SV40 — из семи.
Капсид аденовириона состоит из 252 структурных единиц, организованных в 12 пентонов, расположенных на вершинах икосаэдра, и 240 гексонов. Названия пентон и гексон происходят от числа структурных единиц, окружающих данное образование. Пентон — окружен 5 гексонами, гексон — 6-ю. Каждый пентон построен из 5 белков VPIII и трех белков VPIV. Группа из 9-ти гексонов (наномер) выделяется при разрушении вириона в мягких условиях и представляет собой капсомер. Морфогенез вирусной частицы протекает в 5 стадий (рис. 2).
Предполагается, что при сборке икосаэдрических вирусов нуклеиновая кислота инкапсидируется после формирования незрелого вириона, проникая через отверстие в капсиде. Однако известен механизм, когда геномная нуклеиновая кислота икосаэдрического вируса не только аккумулируется в процессе сборки, но и одновременно реплицируется. Так, у реовирусов, геном которых представлен сегментированной двухнитевой РНК, морфогенез запускается в цитоплазме ассоциацией плюс-нитей РНК с белками кора и NS. В процессе созревания первого вирусного капсида происходит синтез минус-нитей РНК и их затягивание внутрь капсида. Наружный капсид формируется в каналах ЭПР.
Схема. Морфогенез аденовириона
Морфогенез оболочечных вирусов имеет свои особенности, так как включает стадию приобретения оболочки. У разных вирусов оболочка может приобретаться в процессе почкования через ядерную мембрану, мембрану аппарата Гольджи, мембрану ЭПР, а может формироваться непосредственно в цитоплазме зараженной клетки (поксвирусы).
Рис. 2. Почкование вириона
Прежде чем произойдет почкование вируса через мембрану, она должна быть подготовлена (рис. 2). Это значит, в нее должны быть встроены вирусные поверхностные гликопротеины, которые синтезируются и созревают на мембранах ЭПР и Гольджи, а потом, при необходимости, перемещаются в цитоплазматическую мембрану. Затем необходимы синтез и правильная локализация матриксного белка, который располагается на внутренней поверхности цитоплазматической мембраны. Аутоконденсация гидрофобного матриксного белка сопровождается вытеснением белков хозяина и аккумуляцией вирусных гликопротеинов. После этого мембрана готова и вирусный внутренний компонент может быть отпочкован из клетки. Почкование идет по механизму экзоцитоза.
Последнее обновление страницы: 22 июня 2007 E-mail: vira-ss@narod.ru
