CIMG4099

Przez translokację rozumie się proces, który zachodzi prawdopodobnie głównie w przypadku małych wirusów o symetrii ikosahedralnej i jest możliwe po prostu bezpośrednie przejście przez błonę cytoplazmatyczną.

REPLIKACJA

Do drugiej połowy lat siedemdziesiątych określano ten okres jako fazę eklipsy, a więc od chwili zakończenia przenikania wirusa do komórki do momentu pojawienia się w komórce kopii mRNA i białek niezbędnych do syntezy wczesnych białek (enzymów), a także białek, które ostatecznie stawały się składnikami wirusa. Jest to więc faza syntezy wirusowego kwasu nukleinowego i wirionowych białek.

Zakażenie (produktywne) składa się z dwóch podstawowych zjawisk, bez względu na to, jakiego typu jest materiał genetyczny wirusa, a mianowicie z odtwarzaniem genomu wirusowego i jego ekspresji. Jeżeli więc przyjmujemy istnienie dwu podstawowych grup wirusów DNA i RNA, to replikacja ich genomów potomnych oznacza syntezę DNA i RNA.

Podczas gdy replikacja DNA, której mechanizm odpowiada schematowi DNA —► DNA i jest znany u organizmów komórkowych, obowiązuje tylko u wirusów z genomem dwuniciowego DNA, to u pozostałych wirusów występują odmienne procesy replikacyjne, np. RNA —» RNA (np. pikomawirusy)lub RNA -» DNA -» RNA (np. retrowirusy).

Ekspresja genomu wirusowego jest zaznaczona w pierwszym wyrazie w postaci syntezy mediatorowego RNA (mRNA), a więc transkrypcją (mediatorowy mRNA i tzw. messenger mRNA to pojęcia identyczne). Wyjątkiem są takie wirusy RNA, u których genomowy RNA bezpośrednio spełnia zadanie mRNA. Są to wirusy o dodatniej polarności RNA, np. pikomawirusy.

Następnie pojawia się ekspresja genomu wirusowego w postaci syntezy białek wirusowych (translacja). Podczas gdy translacja przebiega przy wszystkich znanych wirusach, podobnie jak w układach komórkowych, to transkrypcja zachodzi u różnych wirusów w rozmaity sposób (prócz transkrypcji typu DNA -» RNA występuje też typ RNA RNA).

Uwzględniając sposób replikacji genomu wirusowego i jego transkrypcję, możemy uszeregować wirusy w grupy wg ich genomu (DNA lub RNA), liczby włókien w kwasie nukleinowym genomu (jedno, dwa), polarności genomowego RNA (dodatnia, ujemna) i innych cech (p. też rozdz. Taksonomia wirusów):

a)    wirusy z dwuniciowym DNA,

b)    wirusy z dwuniciowym DNA i odwróconą transkrypcją,

c)    wirusy z jednoniciowym DNA,

d)    wirusy z dwuniciowym RNA,

e)    wirusy z jednoniciowym RNA o ujemnej (—) polarności,

f)    wirusy z jednoniciowym RNA i odwróconą transkrypcją,

g)    wirusy z jednoniciowym RNA o dodatniej (+) polarności.

W zależności od kwasu nukleinowego występuje u wirusów zróżnicowanie w replikacji ich kwasów nukleinowych:

a. Wirusy z dwuniciowym DNA. Replikacja dwuniciowego DNA gen⁰" mu przebiega podobnie jak w systemach komórkowych: według schemat*¹

(±) DNA -* (±) DNA. Replikacja rozpoczyna się w określonym miejscu (początek replikacji) cząstki DNA. Uwolnienie, rozplecenie podwójnego skrętu przebiega za pomocą odpowiednich enzymów. Od początku replikacji przebiega synteza nowych włókien DNA w jednym lub w obu niciach (jednoniciowa, dwuniciowa replikacja DNA). Nowa nić DNA rozpoczyna się zawsze na krótkiej nici RNA (primier) jako jego kontynuacja, przy czym wzrost nici przebiega od pozycji 5'do 3'. W odtworzeniu cząsteczki DNA uczestniczy wiele enzymów. Polimeraza DNA katalizuje polimerazę własnych prekursorów DNA, deoksynukleozydotrifosforanów, które same powstają wg własnych dróg metabolicznych. Wstępny RNA powstaje przy współudziale polimerazy RNA i innych enzymów działających przy syntezie RNA, ale nie dostaje się do końcowej kompletnej cząsteczki DNA, jest enzymatycznie eliminowany. Nowa nić DNA powstaje w procesie ciągłym, a łączona jest przez enzym ligazę z większych odcinków DNA.

Enzymy uczestniczące w całości syntezy wirusa są rozmaite. Są determinowane przez geny komórkowe lub wirusowe, są umiejscowione w komórce lub wirionie, a wg pojawiania się - obecne w komórkach przed zakażeniem, albo pojawiają się po zakażeniu, tzn. że są indukowane przez wirusa.

Natomiast większość enzymów biorących udział w replikacji wirusowego DNA jest determinowana przez komórkę. Wyjątkami są polimeraza DNA i tymidynokinaza, obecne u niektórych wirusów (np. krowianki, Herpes sim-plex). Na ogół wirus indukuje i zwiększa stężenie licznych enzymów komórkowych.

Dowodów na obecność wirusowych enzymów w zakażonych komórkach i wirionach i indukowanie przez wirusy enzymów komórkowych jest wiele: katalizowanie nowych, wcześniej u komórki niewidocznych czynności, zwiększenie aktywności w komórce w określonym czasie i miejscu oraz zapewnienie swoistości czynności enzymatycznej, która może być odmienna dla wirusa i komórki.

Kodowanie określonych enzymów przez geny wirusowe może oznaczać wybiórcze rozwiązanie dla wirusa, polegające na tym, że stwarza mniejszą zależność wirusa od aparatu enzymatycznego komórki. Obecność pewnych enzymów bezpośrednio w wirionach (enzymy wirionowe) i ich niezbędność do namnażania wirusów może być jedną z przyczyn, dla których kwas nukleinowy genomu wirusowego, izolowany z wirionu, jest u niektórych wirusów nieza-kaźny.

Wirusy w dwuniciowym DNA replikują się albo w jądrze komórki, jak herpeswirusy, adenowirusy i papowawirusy, albo w cytoplazmie - jak pokswi-rusy. Pierwsze tylko częściowo zależą od czynników komórkowych, w drugim przypadku zależność od komórkowych mechanizmów jest duża.

b. Wirusy z dwuniciowym DNA i odwróconą transkrypcją to Hepadncmri-dae. W tym przypadku, w odróżnieniu od wirusów RNA z odwróconą trans-krypcją (retrowirusy), proces zachodzi wewnątrz wirionów w okresie dojrzewania. Włączona zostaje rewersyjna transkryptaza RNA do replikacji genomu DNA. Niejako odbicie lustrzane procesów zachodzących w retrowirusowym zakażeniu. Wirusowe DNA jest przepisywane w jądrze przez komórkową DNA-zależną RNA polimerazę. Powstają zarówno pełne transkrypty RNA, jak i segmentowe służące jako mRNA. Natomiast pełne transkrypty spełniają

71