Размножение вирусов животных

Одно из резких различий между  вирусами бактерий и вирусами животных состоит в неодинаковой  продолжительности их одиночного цикла  репродукции. Так, одиночный цикл репродукции даже у наиболее быстро размножающихся вирусов животных продолжается 5-6 г, а у ряда других вирусов - несколько дней. Кроме того, многие вирусы вызывают лишь персистентные инфекции, при которых клетки-хозяева не погибают, хотя вирус все время образуется и в них и в их потомках. Столь  длительный цикл репродукции вирусов животных по сравнению с более  коротким циклом репродукции  большинства фагов, вероятно, зависит от относительных размеров соответствующих клеток-хозяев.

Многие особенности вирусов  животных связаны со специфическими особенностями архитектуры эукариотических клеток. ДНК  большинства ДНК-содержащих вирусов синтезируется в ядре клетки. Напротив, белки всех без исключения вирусов синтезируются в цитоплазме. Заражение клеток вирусами в принципе может привести к двум последствиям. Зараженная клетка может либо погибнуть, образовав при этом большое количество вируса (литический тип взаимодействия вирусов с клетками), либо  продолжать жить и делиться, синтезируя небольшие количества вируса. Культуры размножающихся клеток, продуцирующих вирус, называют персистентно инфицированными. Почти любой вирус животных при соответствующих условиях может вызвать  персистентную инфекцию. Более того, многие вирусы лизируют клетки очень редко, и обычно в зараженных клетках  устанавливается состояние устойчивого равновесия - образуется  персистентно инфицированная культура клеток.

Установлено, что при успешной  литической инфекции в зараженных клетках происходит пять четко отличающихся друг от друга событий, реализуемых функционально активными вирус-специфическими белками. В ходе одиночного цикла репродукции вируса эти события развиваются либо параллельно, либо последовательно. Их временная последовательность  определяется специфическими свойствами  каждого вируса. Это следующие события: 1) подавление вирусом ряда  клеточных функций; 2) синтез вирусных м РНК; 3) репликация вирусного генома; 4) морфогенез вирионов; 5)  освобождение вирионов из клетки.

Согласно правилам спаривания оснований по Уотсону и Крику, для каждой данной молекулы РНК можно записать  комплементарную ей  нуклеотидную последовательность. Для удобства классификации вирусов  вирусную м РНК условно обозначают как «плюс»-цепь, а  комплементарную ей последовательность, как «минус»-цепь. Исходя из структурной  взаимосвязи между нуклеиновой кислотой вириона и его м РНК, все вирусы животных можно разделить на шесть классов. Конечно, эту классификацию можно применить также и к  бактериофагам, и к  вирусам насекомых, и растений, но в  настоящее время разумнее всего  ограничить ее применение вирусами животных.

К классу I относятся вирусы, содержащие  двухцепочечную ДНК, например вирус  осповакцины

 м РНК этих вирусов синтезируется таким же образом, как и  клеточные м РНК, геном вируса - двухцепочечная ДНК - служит матрицей для синтеза м РНК. Класс II  включает  вирусы, содержащие одноцепочечную ДНК. Их м РНК по нуклеотидному составу, вероятно, полностью гомологична ДНК вириона. Поэтому м РНК должны транскрибироваться с «минус»- цепи ДНК, входящей в состав репликативного промежуточного комплекса-вируса. К остальным классам относятся вирусы, у которых геном служит РНК. Класс III включает вирусы, содержащие двухцепочечную РНК, например  реовирусы. Эта РНК служит  мартицей для асимметричного синтеза вирусных м РНК. Оказалось, что у всех до сих пор обнаруженных вирусов класса III геном сегментирован, т.е. состоит из множества хромосом, каждая из которых  кодирует один полипептид. Вирусы, относящиеся к классу IV, содержат «плюс»-цепи РНК. Геном этих вирусов имеет ту же полярность, что и их м РНК. Вирусы данного класса делятся на два подкласса. У вирусов подкласса  Ivа, типичным представителем которых является вирус  полиомиелита, все белки синтезируются при трансляции одной-единственной молекулы м РНК. Образующийся при этом полипротеин расщепления затем протеолитическими ферментами  с образованием функционально активных белков. Все м РНК этих вирусов имеют ту же длину, что и РНК-геном. Вирусы подкласса Ivв называют также тогавирусами. Они синтезируют в  клетке по меньшей мере два вида вирусных м РНК: м РНК одного вида имеет ту же длину, что и РНК вириона, а м РНК второго вида представляет собой фрагмент РНК вириона.

Вирусы класса V называют также «минус» - РНК-вирусами. По нуклеотидной последовательности м РНК этих вирусов комплементарна РНК вирионов. Следовательно, вирион содержит матрицу для синтеза м РНК, но не для синтеза белков. Различают два подкласса вирусов класса V. Геном вирусов  подкласса Vа представляет собой одну молекулу РНК, с которой  транскрибируется целый ряд м РНК, причем все до сих пор изученные м РНК этих вирусов  моноцистронные. Вирусы подкласса Vв  имеют сегментированный геном. Каждый из сегментов генома служит матрицей , с которой  транскрибируется лишь один вид молекул м РНК.  Один из этих м РНК  кодируют  мноцистроенные, а другие - полицистроенные  полипротеины. Вирусы, относящиеся к классу VI, называют также ретровирусами. Это самые необычные из всех известных РНК-содержащих вирусов, ибо при транскрибировании их РНК  синтезируется не РНК, как обычно, а ДНК, которая в свою очередь служит матрицей для синтеза м РНК. Следовательно м РНК этих  вирусов и РНК их вирионов не отличаются по полярности друг от друга, а некоторые из них идентичны и по длине. Из  удивительных свойств этих генетических систем  вытекает не мало  замечательных  следствий.