Типы взаимодействия вируса с клеткой-хозяином

Существуют два типа взаимодействия вируса и клетки, где главное различие — степень автономии вируса от клетки-хозяина. Это детально исследовано на примере бактериофага X.

Когда бактериофаг X заражает подходящую клетку кишечной палочки, он немедленно реплицируется и образует несколько сотен дочерних фаговых частиц, которые выходят наружу в момент лизиса клетки. Лизис клеточной стенки осуществляет кодируемый фагом фермент лизоцим. Это так называемый литическии путь инфекции — он заканчивается гибелью клетки-хозяина. В данном случае вирус не подчиняется клеточному контролю.

Альтернативным является лизогенный путь инфекции, при котором линейные инфицирующие молекулы ДНК фага X замыкаются в кольцо и включаются (интегрируют) в кольцевую хромосому клетки-хозяина. Эта интеграция осуществляется путем сайт-специфической генетической рекомбинации, катализируемой особым белком фага X, так называемой интегразой. Клетка, содержащая ДНК фага X в своей хромосоме, называется лизогенной клеткой, а встроенная ДНК фага Xпрофагом. Клетки и их хромосомы делятся, а вместе с хромосомами в каждую дочернюю клетку попадают и фаговые гены. При определенных обстоятельствах, а именно при воздействии какого- нибудь повреждающего внешнего фактора (например, ультрафиолетовых лучей, ионизирующего излучения, химических реагентов), активируются так называемые «505»-функции, предназначенные для устранения нарушений. В лизогенной клетке это приводит к выще- плению (эксцизии) профага из клеточной ДНК и началу обычного, свойственного фагу цикла размножения, т. е. отщепившийся профаг вступает в литический цикл репликации. Интегрированный профаг, таким образом, не погибает вместе с поврежденной клеткой-хозяи- ном, а у него есть шанс перейти в соседнюю неповрежденную клетку кишечной палочки (рис. 4.2).

В животных клетках, как и у бактерий, ДНК-вирусы могут размножаться литическим путем, ведущим к гибели клетки. Такие животные клетки называют пермиссивными. Клетки, в которых размножение вирусов блокируется, называются непермиссивнъши; вирусная хромосома в таких случаях либо включается в геном клетки-хозяина и затем размножается вместе с ним, либо образует плазмиду — кольцевую молекулу ДНК, репликация которой регулируется и не ведет к гибели клетки. Иногда это вызывает в непермиссивных клетках определенное генетическое изменение, в результате которого начинается их неконтролируемый рост, т. е. нормальные клетки превращаются в раковые. Соответствующий ДНК-вирус называют в таких случаях опухолевым ДНК-вирусом; к ним относятся наиболее изученные представители паповавирусов — SV40 и вирус полиомы.

В ретровирусах (РНК-содержащих вирусах: вирус саркомы Рауса, вирус СПИДа и т. д.) ревертаза превращает их РНК в форму ДНК, которая встраивается в клеточную хромосому. В результате транскрипции интегрированной вирусной ДНК клеточной ДНК- зависимой РНК-полимеразой образуется большое количество молекул вирусной РНК, идентичных исходному инфицирующему геному. Завершается процесс трансляцией этих молекул РНК с образованием капсидных и мембранных белков, а также обратной транскриптазы; наконец, происходит сборка новых вирусных частиц, включающих вирусный РНК-геном и обратную транскриптазу. Вирусные частицы покидают клетку, не убивая ее. Возникает особая форма хронической инфекции, при которой работающий вирусный геном, включенный в состав клеточной хромосомы, передается дочерним клеткам. Такое сосуществование не обходится бесследно для клетки. Свойства ее под влиянием находящихся в ней вирусных белков могут драматически меняться, и в некоторых случаях зараженная клетка становится раковой.

Жизненный цикл бактериофага X

Рис. 4.2. Жизненный цикл бактериофага X

Еще один важный результат был получен при исследовании ретровирусов — создание на их основе рекомбинантных векторов. Эти векторы оказались особенно ценными для получения трансгенных животных.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >