Vermenigvuldiging van virussen

Virussen kunnen zich alleen in een gastheercel vermenigvuldigen, gebruikmakend van het metabolische apparaat en gebruikmakend van hun eigen genetische informatie; vermenigvuldiging vindt echter alleen plaats in cellen die vatbaar zijn voor het virus, dat wil zeggen die zijn voorzien van specifieke oppervlaktereceptoren en in staat zijn de replicatieve fasen van het genoom uit te voeren.

Het vermenigvuldigingsproces is verdeeld in verschillende fasen:

1e fase: aanval of adsorptie van het virus aan het celmembraan;

2e stadium: penetratie van het virus of zijn nucleïnezuur in het cytoplasma van de cel;

3e fase: uitkleden of eclips (verlies van virale enveloppen en blootstelling aan nucleïnezuur);

4e fase: replicatie (synthese van macromoleculen, dwz DNA, RNA en virale eiwitten); virussen hebben verschillende replicatieve strategieën en elk van hen vermenigvuldigt zich op een andere manier, gebruikmakend van enzymen en organellen van de gastheercel;

5e fase: assemblage (vorming in de cel - in de kern of in het cytosol - van de capside; in deze envelop wordt het virale DNA ingebracht, waardoor het nucleocapside wordt gevormd);

6e fase: vrijkomen of ontsnappen van het virus uit de cel.

Op enkele uitzonderingen na is de virale replicatiecyclus zeer snel en wordt deze in 8-24 uur voltooid. Elk van deze fasen is complex en typerend voor elke soort; in feite is er een grote verscheidenheid aan replicatieve strategieën en mechanismen; de eerste twee (adsorptie en penetratie) en de laatste (uitgang) zijn bijvoorbeeld verschillend afhankelijk van het feit of het virus een pericapside heeft of niet. Terwijl bacteriofagen hun nucleïnezuren rechtstreeks in het cytoplasma van de gastheercel injecteren, komen die dieren binnen door pinocytose en komen vrij zowel door cellysis als door pinocytose; tijdens deze passage verwerven de nieuwe virionen de fosfolipidelaag en kunnen ze na het verlaten nieuwe cellen infecteren.

Virusaanval, penetratie en replicatie

Naakte virussen komen de cel binnen door micropinocytose, ook wel viropepsis genoemd, dat wil zeggen met hetzelfde biologische mechanisme dat het gebruikt om corpusculaire stoffen kleiner dan 1 m te internaliseren. Eenmaal in het cytoplasma verteren cellulaire proteasen de capside en wordt nucleïnezuur (viraal DNA) afgegeven in het cytoplasma.

De aanval van het virus op de cel wordt gemedieerd door eiwitten die antireceptoren worden genoemd, aanwezig op de virale capside en op de virale pericapside, die moleculen of eiwitten herkennen die op het celoppervlak aanwezig zijn en receptoren worden genoemd.De adsorptiefase wordt daarom gemedieerd door de interactie tussen antireceptor en receptor.

ADSORPTIE: stereochemische interactie tussen specifieke chemische groepen blootgesteld aan het buitenoppervlak van de gevoelige cel (receptoren) en van het virion (antireceptoren).

HIV valt bijvoorbeeld voornamelijk T-helperlymfocyten aan, omdat het antireceptoren heeft die specifieke eiwitten herkennen die op hun celoppervlak zijn blootgesteld.De antireceptor van het HIV-virus is een pericapside-glycoproteïne, GP120 genaamd, terwijl die van de T-lymfocyt CD-4 wordt genoemd. ; om deze reden is de T-helperlymfocyt ook bekend als T4. Eenmaal gebonden kan het virus op twee manieren de cel binnendringen:

fusie van buitenaf: het pericapsid versmelt met het celmembraan en komt vrij in het cytoplasma (typisch voor HIV en gecoate virussen);

fusie van binnenuit: het virus komt een blaasje binnen door pinocytose. Eenmaal in het cytoplasma versmelt het pericapside met het vesikelmembraan en komt het capside vrij in het cytoplasma, zoals bijvoorbeeld gebeurt met het influenzavirus en in het algemeen met naakte.

Zoals verwacht, zijn er veel variaties in de manier waarop het virus de gastheercel binnenkomt.

REPLICATIE: virussen hebben verschillende replicatieve strategieën, afhankelijk van het type nucleïnezuur in de capside; tijdens replicatie produceren virussen in het algemeen twee soorten eiwitten: vroeg (van enzymatische en regulerende aard, zoals polymerasen) en laat (structureel, waarbij capside en pericapsid worden gevormd). In ieder geval houdt replicatie in de eerste plaats een "verandering en omleiding van het metabolisme van de gastheer" in, waardoor het virus zijn eigen genoom kan vermenigvuldigen.

De laatste fase is de uitgang van de nieuwe virussen uit de cel (die volgt op de assemblage van de capside in de kern of in het cytoplasma). In het algemeen komen naakte virussen naar buiten door cellysis; in die gecoate echter sommige virale eiwitten tijdens de replicatie, verantwoordelijk voor de vorming van het pericapside, gaan ze zichzelf invoegen op een van de membranen van de gastheercel (bijvoorbeeld het cytoplasmatische membraan, het nucleaire membraan of het Golgi-membraan of het endoplasmatisch reticulum); op deze manier, na zelfassemblage, het nucleocapside nadert het gemodificeerde membraan, het ontluikende proces begint en het virus ontsnapt en wikkelt zich gedeeltelijk in het gemodificeerde membraan en verwerft het pericapside (of envelop).

VIRUS-CEL INTERACTIE MECHANISMEN: virale infectie.

PRODUCTIE-INFECTIE: produceert nieuwe virussen (virale nakomelingen);

BEPERKEND: het virus vermenigvuldigt zich alleen wanneer de cel zich in bepaalde omstandigheden bevindt (bijvoorbeeld in fase S);

AFGEBRACHT: het virus repliceert niet maar brengt slechts enkele eiwitten tot expressie zonder in staat te zijn nieuwe virionen voort te brengen;

AANHOUDEND: het kan chronisch zijn - het virus repliceert langzaam en de cel laat het virus gedurende lange perioden (maanden of zelfs jaren) vrij, zoals in het geval van HIV en chronische hepatitis - of latent (het virusgenoom blijft stil in de kern van de gastheercel gedurende lange perioden, alleen om opnieuw te worden geactiveerd om een productieve infectie te geven, zoals in het geval van herpes simplex of zoster).

TRANSFORMATIE: typisch voor oncogene virussen, die de cel niet doden maar in neoplastische zin transformeren. In deze gevallen integreert het virale genoom in het cellulaire en neemt het de naam provirus aan; deze wijziging kan leiden tot een genetische verandering van de gastheercel, die in neoplastische zin transformeert en, door zich op een ongecontroleerde manier te vermenigvuldigen, de anomalieën doorgeeft aan de dochtercellen.

Virale infectie kan acute ziekte veroorzaken met een kort beloop en ongecompliceerd herstel (meestal als gevolg van een productieve infectie, zoals in het geval van verkoudheid), of chronische ziekte.