Virus không sinh sản bằng cách phân hạch nhị phân. Quay trở lại những năm 50 của thế kỷ trước, người ta cho rằng quá trình sinh sản được thực hiện bằng phương pháp tái tạo (dịch từ tiếng Anh là tái tạo - tạo bản sao, tái sản xuất), tức là bằng cách tái tạo axit nucleic, cũng như tổng hợp protein, tiếp theo là bộ sưu tập các virion. Các quá trình này xảy ra ở các phần khác nhau của tế bào của cái gọi là vật chủ (ví dụ, trong nhân hoặc tế bào chất). Phương pháp sinh sản vi rút rời rạc này được gọi là không kết nối. Đây là những gì chúng tôi sẽ tập trung vào chi tiết hơn trong bài viết của chúng tôi.
Quy trình sinh sản
Quá trình này có những đặc điểm riêng về sự sinh sản của virus và được phân biệt bởi sự thay đổi liên tiếp của một số giai đoạn. Hãy xem xét chúng một cách riêng biệt.
Pha
Vi-rút không thể sinh sôi trong môi trường dinh dưỡng, vì chúng là ký sinh trùng nội bào nghiêm ngặt. Ngoài ra, không giống như chlamydia hoặc rickettsia, trong quá trình sinh sản, vi rút trong tế bào chủ không thể phát triển và không nhân lên bằng cách phân hạch. Tất cả các thành phần của virus này bao gồm axit nucleic, cũng như các phân tử protein được tổng hợp riêng biệt trong tế bào "vật chủ", ở các phần khác nhau của tế bào: trong tế bào chất và trong nhân. Ngoài ra, hệ thống tế bào tổng hợp protein tuân theo một bộ gen của virus, cũng như NA của nó.
Sự sinh sản của virut trong một tế bào xảy ra theo nhiều giai đoạn, được mô tả dưới đây:
- Giai đoạn đầu tiên là sự hấp phụ của vi-rút, đã được thảo luận ở trên, trên bề mặt của tế bào, nhạy cảm với vi-rút này.
- Thứ hai là sự xâm nhập của virus vào tế bào vật chủ bằng phương pháp viropexis.
- Thứ ba là một kiểu "cởi quần áo" của các virion, giải phóng axit nucleic từ capsid và supercapsid. Ở một số virut, axit nucleic xâm nhập vào tế bào bằng sự hợp nhất của vỏ virion và tế bào chủ. Trong trường hợp này, giai đoạn thứ ba và thứ hai được kết hợp thành một giai đoạn duy nhất.
Hấp phụ
Giai đoạn sinh sản của virus này đề cập đến sự xâm nhập của một hạt virus vào tế bào. Sự hấp phụ bắt đầu trên bề mặt tế bào thông qua sự tương tác của các thụ thể tế bào cũng như virus. Được dịch từ tiếng Latinh, từ "receptors" có nghĩa là "tiếp nhận". Chúng là những thành tạo nhạy cảm đặc biệt có thể cảm nhận được những kích thích. Receptor là các phân tử hoặc phức hợp phân tử nằm trên bề mặt tế bào và cũng có khả năng nhận biết các nhóm hóa học, phân tử cụ thể hoặccác tế bào khác, liên kết chúng. Ở các virion phức tạp nhất, các thụ thể như vậy nằm ở vỏ ngoài dưới dạng lông tơ hoặc lông tơ giống như gai; ở các virion đơn giản, chúng thường nằm trên bề mặt của capsid.
Cơ chế hấp phụ trên bề mặt của tế bào tiếp nhận dựa trên sự tương tác của các thụ thể với các thụ thể được gọi là bổ thể của tế bào "chủ". Tế bào và thụ thể virion là một số cấu trúc cụ thể nằm trên bề mặt.
Adenovirus và myxovirus hấp thụ trực tiếp vào các thụ thể mucoprotein, trong khi arbovirus và picornavirus hấp thụ vào các thụ thể lipoprotein.
Trong virion myxovirus, neuraminidase phá hủy thụ thể mucogphotein và phân cắt các axit N-acetylneuraminic khỏi oligosaccharide, có chứa galactose và galactosamine. Tương tác của chúng ở giai đoạn này là thuận nghịch, vì chúng bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ, phản ứng của môi trường và các thành phần muối. Sự hấp phụ của virion bị ngăn cản bởi heparin và polysaccharid sulfat mang điện tích âm, nhưng tác dụng ức chế của chúng bị loại bỏ bởi một số polykaryon (ecmolin, DEAE-dextran, protamine sulfat), chúng trung hòa điện tích âm từ polysaccharid sulfat.
Virion vào ô "máy chủ"
Cách vi-rút xâm nhập vào một tế bào nhạy cảm sẽ không phải lúc nào cũng giống nhau. Nhiều virion có thể xâm nhập vào tế bào bằng phương pháp pinocytosis, có nghĩa là "đồ uống" trong tiếng Hy Lạp."uống". Với phương pháp này, không bào pinocytic dường như hút virion trực tiếp vào tế bào. Các virion khác có thể xâm nhập trực tiếp vào tế bào qua màng của nó.
Sự tiếp xúc của enzym neuraminidase với mucoprotein của tế bào thúc đẩy sự xâm nhập của virion vào tế bào giữa các myxovirus. Kết quả của các nghiên cứu gần đây chứng minh rằng DNA và RNA của virion không bị tách khỏi lớp vỏ bên ngoài, tức là virion thâm nhập hoàn toàn vào các tế bào nhạy cảm bằng cách chuyển hóa tế bào hoặc viropexis. Cho đến nay, điều này đã được xác nhận đối với vi rút đậu mùa, tiêm chủng và các vi rút khác chọn sống trong động vật. Nói về phage, chúng lây nhiễm vào tế bào bằng axit nucleic. Cơ chế lây nhiễm dựa trên thực tế là những virion chứa trong không bào tế bào bị thủy phân bởi các enzym (lipase, protease), trong đó DNA được giải phóng khỏi màng phage và đi vào tế bào.
Đối với thí nghiệm, một tế bào bị nhiễm axit nucleic được phân lập từ một số loại vi rút và một chu kỳ sinh sản virion hoàn chỉnh đã được gây ra. Tuy nhiên, trong điều kiện tự nhiên, việc nhiễm một loại axit như vậy sẽ không xảy ra.
Tan vỡ
Giai đoạn tiếp theo của quá trình sinh sản của vi rút là phân hủy, đó là sự giải phóng NK từ vỏ ngoài và capsid. Sau khi virion xâm nhập vào tế bào, capsid trải qua một số thay đổi, có được sự nhạy cảm với protease tế bào, sau đó nó bị phá hủy, đồng thời giải phóngNK. Ở một số thực khuẩn, NA tự do xâm nhập vào tế bào. Virus phytopathogenic xâm nhập qua tổn thương trong thành tế bào, sau đó nó được hấp thụ trên thụ thể bên trong tế bào với việc giải phóng đồng thời NK.
Sao chép RNA và tổng hợp protein virus
Giai đoạn tiếp theo của quá trình sinh sản của vi rút là tổng hợp một protein dành riêng cho vi rút, xảy ra với sự tham gia của cái gọi là ARN thông tin (ở một số vi rút, chúng là một phần của virion và trong một số vi rút, chúng chỉ được tổng hợp trong các tế bào bị nhiễm trực tiếp trên chất nền của virion DNA hoặc RNA). Sự nhân lên của virus NK xảy ra.
Quá trình sinh sản của virus RNA bắt đầu sau khi nucleoprotein xâm nhập vào tế bào, nơi các polysome của virus được hình thành bằng cách tạo phức hợp RNA với ribosome. Sau đó, các protein ban đầu cũng được tổng hợp, bao gồm các chất kìm hãm sự trao đổi chất của tế bào, cũng như các RNA polymerase được dịch mã với phân tử RNA mẹ. Trong tế bào chất của virut nhỏ nhất hoặc trong nhân, ARN sợi kép của virut được hình thành bằng cách tạo phức hợp chuỗi cộng mẹ (“+” - chuỗi ARN) với chuỗi mới được tổng hợp, cũng như bổ sung với chuỗi trừ (“-”- chuỗi ARN). Sự kết nối của các chuỗi axit nucleic này chỉ tạo ra cấu trúc RNA sợi đơn, được gọi là dạng sao chép. Quá trình tổng hợp RNA của virus được thực hiện bởi các phức hợp sao chép, trong đó dạng sao chép của RNA, enzyme RNA polymerase và polysome tham gia.
Có 2 loại RNA polymerase. Đếnchúng bao gồm: RNA polymerase I, xúc tác hình thành dạng sao chép trực tiếp trên khuôn mẫu sợi cộng, cũng như RNA polymerase II, tham gia vào quá trình tổng hợp RNA vi rút sợi đơn trên khuôn mẫu dạng sao chép. Quá trình tổng hợp axit nucleic ở virut nhỏ xảy ra trong tế bào chất. Còn đối với virus cúm, protein và RNA bên trong được tổng hợp trong nhân. RNA sau đó được giải phóng khỏi nhân và thâm nhập vào tế bào chất, trong đó, cùng với ribosome, nó bắt đầu tổng hợp nên protein của virus.
Sau khi virion xâm nhập vào tế bào, quá trình tổng hợp axit nucleic và protein tế bào bị ngăn chặn trong chúng. Trong quá trình sinh sản của virus có chứa DNA, mRNA cũng được tổng hợp trên chất nền trong nhân, chất này mang thông tin cho quá trình tổng hợp protein. Cơ chế tổng hợp protein của virus được thực hiện ở cấp độ ribosome của tế bào, và nguồn xây dựng sẽ là quỹ axit amin. Việc kích hoạt các axit amin được thực hiện bởi các enzym, với sự trợ giúp của mRNA, chúng được chuyển trực tiếp đến các ribosome (polysome), trong đó chúng đã nằm trong phân tử protein được tổng hợp.
Vì vậy, trong các tế bào bị nhiễm, quá trình tổng hợp axit nucleic và protein virion được thực hiện như một phần của phức hợp sao chép-phiên mã, được điều chỉnh bởi một hệ thống cơ chế nhất định.
Hình thái virion
Sự hình thành virion chỉ có thể xảy ra trong trường hợp kết nối có trật tự nghiêm ngặt của các polypeptit cấu trúc của virus, cũng như NA của chúng. Và điều này được đảm bảo bởi cái gọi là sự tự lắp ráp của các phân tử protein gần NC.
Hình thành virion
Sự hình thành virion xảy ra với sự tham gia của một số thành phần cấu trúc tạo nên tế bào. Vi rút herpes, bại liệt, và vi rút vaccin được tạo ra trong tế bào chất, trong khi vi rút adenovirus được tạo ra trong nhân. Quá trình tổng hợp RNA của virus, cũng như sự hình thành nucleocapsid, diễn ra trực tiếp trong nhân, và hemagglutinin được hình thành trong tế bào chất. Sau đó, nucleocapsid di chuyển từ nhân đến tế bào chất, trong đó quá trình hình thành vỏ virion diễn ra. Bên ngoài nucleocapsid được bao phủ bởi các protein của virus, và các hemagglutinin và neuraminidase được bao gồm trong virion. Đây là cách hình thành con cái, chẳng hạn như vi-rút cúm xảy ra.
Giải phóng virion từ ô "máy chủ"
Các hạt virus được giải phóng khỏi tế bào "chủ" đồng thời (trong quá trình phá hủy tế bào) hoặc dần dần (không có bất kỳ sự phá hủy tế bào nào).
Đó là hình thức sinh sản của vi rút xảy ra. Virion được giải phóng khỏi tế bào, thường theo hai cách.
Phương pháp đầu tiên
Phương pháp đầu tiên ngụ ý như sau: sau khi các virion trưởng thành tuyệt đối trực tiếp bên trong tế bào, chúng được làm tròn, không bào được hình thành ở đó, và sau đó màng tế bào bị phá hủy. Sau khi hoàn thành các quá trình này, các virion được giải phóng đồng thời và hoàn toàn khỏi các tế bào (picornavirus). Phương pháp này được gọi là lytic.
Phương pháp thứ hai
Phương pháp thứ hai liên quan đến quá trình giải phóng các virion khi chúng trưởng thành trong vòng 2–6 giờ chomàng tế bào chất (myxovirus và arbovirus). Sự tiết myxovirus từ tế bào được tạo điều kiện thuận lợi bởi neuraminidase, men này phá hủy màng tế bào. Trong phương pháp này, 75-90% virion được giải phóng một cách tự nhiên vào môi trường nuôi cấy, và các tế bào dần dần chết đi.
