Ретровируси

Може би вече знаеш какво представлява вирусната репликация, но има един специален случай, който не може да бъде определен в никоя от категориите литична или лизогенна репликация. Сега ще разгледаме точно това. Този специален случай се наблюдава при ретровирусите. Първо ще увелича мащаба, за да разгледаме някои уникални характеристики на ретровируса, които го отличават от другите вируси. Първо, това е едноверижен РНК вирус, обвит с обвивка. Вътре в тази обвивка носи три специални протеина. За да разберем с какво тези протеини са специални, ще се запознаем с това подробно, докато стигнем до всяка стъпка, в която са важни. Както знаеш, вирусите в обвивка могат да навлязат в клетката по един от два начина – или чрез заблуждаване на рецепторите, рецептор-медиирана ендоцитоза, или чрез директно сливане. В нашия пример – ще разгледаме ретровируса ХИВ – този ретровирус ще навлезе в клетката с директно сливане. След като този нуклеокапсид влезе вътре в клетката, той трябва да премине през стъпка, наречена разголване, в която този лилав капсид се разгражда. О, и забравихме за протеина, нека го начертая тук. Това са протеините, които в началото бяха вътре в капсида. Всичко вътре в обвивката се освобождава. И тук протича първата специална стъпка. Ще кажем, че този червен протеин е обратна транскриптаза. Обратната транскриптаза ще се свърже с РНК и обратно транскрибира РНК, което означава, че я разчита от 5' към 3' края. Образува се комплементарна ДНК, показана тук в розово. И причината да се нарича обратна транскриптаза е че обикновено взимаш ДНК, за направиш РНК, но в този случай взимаш РНК, за да направиш ДНК. И понеже това е комплементарната ДНК верига, наричаме това кДНК. И после обратната транскриптаза отново ще действа върху същата РНК, за да изгради друга кДНК верига. Понеже това е точно същия код, той може да се рекомбинира с другата кДНК верига, за да изгради двойноверижна ДНК. И сега тук навлиза интегразата. Ще направя интегразата синя. Идва интегразата. Тя отрязва всеки от 3' краищата. Сега те са малко по-къси от всеки край. Извинявай, това е малко трудно да се види, понеже краят 3' на тази верига е ето тук. И докато първият е ясно отбелязан, тъй като това е 3' край... И чрез отрязване на тези 3' участъци, те образуват "лепкави" краища, понеже несвързаната ДНК иска да се свърже. И интегразата изведнъж е премахнала тази част. И може да се чудиш какво става с тази РНК. Това, което се случва, е че тя се разгражда от нормална рибонуклеаза. Вече не е тук. Интегразата прави точно каквото е името ѝ. Тя ще следва този път и ще интегрира ДНК на ХИВ в ДНК на гостоприемника. И едно нещо, което искам набързо да спомена, е, че ако трябва да начертая това да е супер прецизно, тук трябва да има ядро, понеже ХИВ ретровирусът инфектира човешки еукариотни клетки, които имат ядро. Той преминава през ядрената мембрана, за да стигне до генома. Интегразата помага на вирусната ДНК да се интегрира в гостоприемника, както името – интеграза, интегриране. Просто си представи, че всичко това е двойноверижно, но за простота при рисуването това ще е само една линия. Това е вирусна ДНК. И това се нарича провирусен етап. Можеш да видиш, че това е подобно на лизогенния цикъл, за който говорихме по-рано. Но за разлика от обикновения лизогенен цикъл, това не е спящо или латентно. Всъщност няма този репресорен ген, който обикновените имат лизогенните вируси. Това бива активно транскрибирано, когато ДНК на гостоприемника се транскрибира. Тъй като клетката-гостоприемник мисли, че това е нормална ДНК, тя ще синтезира РНК. Ще нарека това вирусна иРНК, така че да имаш представа, че клетката не може да разпознае, че тази иРНК не е трябвало да се образува. Тази иРНК излиза от ядрото. И тези вирусни РНК сега са в цитозола. Отново, след като вирусната иРНК излезе от ядрото и навлезе в цитоплазмата, тя е точно като всяка друга РНК. И някои от тези ще бъдат транслирани в протеини, например като протеините на капсида. И, разбира се, трите протеина, с които започнахме, които са обратна транскриптаза, интеграза и, всъщност още не съм споменала все още последния – той е протеаза. Зеленото тук е протеаза. Малко по-късно ще разгледаме какво прави протеазата. Но тя се образува тук. И можеш да видиш, че сега имаш всички части, които могат да се съберат в нови вируси. Отново, всички тези вируси, които се образуват, притежават тази РНК, обратната транскриптаза, интегразата и протеазата. Ще забележиш, че тук липсва едно нещо. Липсва обвивката. Те се наричат незрели вируси. И за разлика от типичния литичен цикъл, тук не се отваря мембраната. Всъщност мембраната се използва. Вирусите ще дойдат тук и ще изпъкнат. Това ще иска да е тук, а това ще иска да навлезе тук. Опа, тук ни липсва граница, ето, готово. Те ще изпъкнат, и това ще е тяхната обвивка. Извинявай, липсват ми протеините. Просто ще ги начертая отново. Отново, тези вируси все още са незрели. И преди да отидат да инфектират други клетки, те трябва някак да узреят. И протеазата тук ще откъсне части от тези други протеини, за да се увери, че те са напълно функционални, преди вирусът да влезе в друга клетка и да започне този цикъл отново. Репликацията на ретровирусите е малко по-сложна от традиционната репликация. Тя не е лизогенна или литична. Всъщност има елементи и от двете.