Ciclul de viață al virusului HIV (ciclul HIV în celulă)
(Ciclul inexorabil al destinului)
De la școală, știm cu toții conceptul de ciclu de substanțe în natură. Deci, HIV are, de asemenea, un ciclu propriu sau, mai degrabă, ciclul său de viață, care este asociat doar cu o persoană, cu anumite celule. Într-un mediu fără om, virusul este complet neajutorat și moare repede. Dacă se întâmplă că toată omenirea a dispărut de pe planeta Pământ, atunci HIV ar fi dispărut. Până în prezent, acesta este singurul mod posibil, deși inteligibil, total ireal, pur fantastic, de a elibera planeta noastră de HIV. HIV este ca un incendiu care există numai dacă există material combustibil care arde acest material la pământ și moare cu el.
Acum este deja bine cunoscut modul în care virusul pătrunde în celule și modul în care programul său genetic este realizat în organismul afectat de acesta. Cum se comportă HIV în singurul loc posibil de locuire - la om? Schema generală a comportamentului virusului în celule este prezentată în Fig. 8. În general, această schemă este similară pentru toate retrovirusurile, diferențele sunt doar în detaliu, dar aceste detalii fac din HIV faptul că este - mortal.
Fig. 8. Infectarea limfocitelor CD4, HIV efectuează o serie de transformări, în urma cărora apare multiplicarea și moartea celulei gazdă. Consultați textul pentru detalii.
Toți virușii, pentru a lovi corpul, se atașează mai întâi la celulele gazdă, legând la proteine specifice numite receptori. Cu toate acestea, receptorii pentru diferite tipuri de virusuri sunt complet diferite (Tabelul 2). Aceasta determină care celule pot fi infectate (infectate) cu acest virus și care nu. Astfel, receptorul pentru poliovirus este prezent numai pe neuroni; ele sunt infectate în primul rând în momentul în care virusul intră în organism. Dar rhinovirusul "iubește" să se conecteze cu o proteină numită ICAM-1, care este prezentă pe membranele multor tipuri de celule, drept rezultat, toți pot fi infectați cu acest virus. Pana in prezent, nu toti receptorii au fost gasiti pentru toate virusurile, dar acest lucru nu inseamna ca nu sunt. Căutarea continuă.
Virusi umani și receptori celulari cu care interacționează
Care este situația în cazul HIV? Odată ajuns pe mucoasa sau în fluxul sanguin al persoanei și să circule acolo, virusul este ocupat de un singur: el caută un loc unde ar putea intra și în cazul în care ar putea exista în mod normal, să se propage în continuare. În caz contrar, HIV va muri. După cum se poate observa din tabel. 2, HIV este capabil să pătrundă adânc în toate tipurile de celule sanguine, ci numai acelea care au o proteina receptor special de pe suprafața lor - CD4, la care virusul este atașat ușor și rapid. Proteina de virus numit gp120 (vezi. Fig. 6), situate pe suprafață, ca un radar, este un receptor de proteină-CD4 pe suprafața celulei și se leagă strâns de el pe un „blocare și cheie“. Această interacțiune este facilitată de unele proteine suplimentare, care sunt, prin urmare, numite co-receptori. Numele principalilor co-receptori pentru HIV sunt CCR5 și CXCR4. În celulele normale, ele servesc ca receptori compleți pentru proteinele specifice ale regulatoarelor celulare - chemokine. Și pentru interacțiunea celulelor cu HIV, ei joacă doar rolul de asistenți pentru principalul receptor CD4. Cu toate acestea, fără acești receptori co-receptori, precum și fără receptorul C4, virusul nu poate intra în celulă.
Fig. 9. Schemele de interacțiune a HIV cu diferite tipuri de celule care implică receptorul (CD4) și co-receptorii (CCR5 și CXCR4)
Receptorii și co-receptorii pentru HIV sunt prezenți pe suprafața mai multor tipuri de celule din sistemul imunitar. Prezența receptorului C4 face posibilă numirea tuturor acestor celule limfocite de tip C4. În particular, membrana menționată deja limfocitele T helper are C4-CXCR4-receptor și coreceptor. C4-receptor se gaseste de asemenea pe suprafata macrofage și celule dendritice, care, de asemenea, să poarte simultan și CCR5 co-receptor (Fig. 9). Într-un stadiu incipient al infecției cu HIV, virusii au de obicei o afinitate mai mare pentru macrofage, așa că se numesc M-tropic. Plicul proteina gp120 acestor virusuri este capabil de a lega simultan cu C4-CCR5-receptor și coreceptor. In stadiile mai târzii ale HIV dobândește afinitate pentru celulele T, deoarece proteina gp120 este modificat si este capabil de a se lega la celulele care conțin atât receptorul C4 și CXCR4-coreceptor. Din acest motiv, astfel de viruși sunt numiți T-tropic.
Este clar că cheia interacțiunii dintre HIV și receptorii de proteine C4 de celule a apărut o dată și există acum în unele tipuri de celule, deloc pentru a face virusul convenabil să pătrundă în ele. Aceasta este o proteină celulară foarte importantă, care de obicei participă la primele etape ale unui proces complex de semnalizare atunci când celulele T sunt activate. Și HIV pur și simplu a reușit să găsească "cheia" la această "încuietoare". Ca urmare, în organismul uman, atacul virusului se adresează în principal celulelor care conțin C4. Principalul mod de a obține HIV în interiorul unor astfel de celule umane este legarea sa fizică atât cu proteina receptorului, cât și cu receptorul co-receptor situat pe membrana celulară (Figura 9). Virusul este uneori comparat cu o cheie fixă: pentru nuci mai mici, nu poate prinde, iar nucile de dimensiuni mai mari nu intră deloc în canelură. Așa cum am menționat deja, interacțiunea dintre virus și receptor pe suprafața celulelor poate fi, de asemenea, comparată cu o cheie și o blocare. Când cheia intră în dispozitivul de blocare - a apărut andocarea virusului și a celulei, după care se deschide ușa. Fuziunea rezultată a anvelopei exterioare a virusului cu membrana celulei țintă asigură o penetrare ușoară (flux) a virusului în celulă. În același timp, HIV este "dezbrăcat" acolo: este eliberat din coajă.
Apoi, virusul să trăiască și să se dezvolte, este necesar să se traducă informația genetică într-un limbaj simplu al celulei gazdă, adică. E. Informațiile înregistrate sub formă de moleculă de polimer ARN, la rândul său, forma DNKovuyu (Fig. 8). Pentru aceasta, celula sintetizeaza o proteina-enzima codificata intr-un genom viral, numita "transcriptaza inversa". Această enzimă realizează, de asemenea, formarea copiilor de ADN monocatenar cu ADN. Apoi, folosind aceeași enzimă, se termină a doua parte a ADN-ului. Și, în sfârșit, o nouă copie a ADN-ului dublu catenar al virusului cu ajutorul unei integraze enzimatice speciale virale este inserată în ADN-ul celulei gazdă. Această stare a virusului a fost numită provirus. provirus ADN-ul are o dimensiune de aproximativ 10 mii de perechi de baze (bp) și este înconjurată pe ambele părți secvențe identice de nucleotide numite repetiții terminale lungi. (LTR -. abreviate din limba engleză repetă lung terminale), o mărime de 600-700 n. n. fiecare (figura 7). Aceste repetări lungi terminale conțin toate elementele necesare pentru a regla activitatea genelor, care controlează activitatea genelor virale într-un loc nou pentru ei.
Locuri încorpora un virus în genomul uman în timp ce, în general, aleatoriu, dar cu toate acestea, există o anumită preferință pentru acele zone care nu sunt „tăcut“, în celulele, și lucrează în mod activ. După introducerea în ADN a celulei gazdă, provirusul devine "nativ" pentru celulă, așa cum sunt propriile sale gene. ADN-provirus, de fapt, este un mic text nou (program) într-un imens "vechi" text ADN celular. Deci, programul fals virale pătrunde în centrul principal de informare - aparatul celulei. Deși într-o celulă umană 100 mii. Ori mai multe informații genetice decât genomul provirusului, care se potrivesc în genomul uman, un HIV mic, dar șiret și agil triumfă în cele din urmă asupra omului.
Se credea că virusul, devenind provirus, se liniștea; această formă este uneori numită "virus de odihnă". Dar, în realitate, în cele mai multe cazuri, situația nu este chiar adevărată. Ce se întâmplă după formarea pro-virusului? După ce a stăpânit "sediul" celulei gazdă, HIV (acum sub formă de provirus) începe în curând să dea ordine, pe care celula este obligată să o asculte. Acest moment se numește activare provirus. Ce inevitabil are? Răspunsul la această întrebare, de fapt, este identic cu întrebarea naivă adresată copiilor de către S. Marshak:
Nu poți merge la capre,
Dacă există coarne?
Nu lăsa fetele să danseze,
Dacă există picioare?
Provirus, care are atât "coarne" cât și "picioare", fără îndoială și reflecție îndelungă intră în warpath și "fierbe" și "dansuri". Fără a realiza pericolul, celula în sine furnizează virusului toate componentele chimice necesare, toate rezervele sale interne pentru dezvoltarea și reproducerea acestuia. Mai întâi, apare transcripția provirusului, ca rezultat al formării de noi ARN-uri virale, adică genomuri noi. Respectând programul genetic al HIV, care a devenit acum pentru propria sa celulă, celula începe să sintetizeze proteine virale pe ARN viral. Deoarece precursorii de molecule mari sunt sintetizate inițial, o altă proteină virală - protează - le taie în blocuri strict definite. Deci, celula produce în mod activ diferite componente ale virusului, drenând în sine. Apoi, pe suprafața membranei celulare de la aceste componente, apare "asamblarea" preliminară a particulelor virale noi din celulele sintetizate de celulă. Virușii noi sunt gata! Acestea se "înfundă" din celulă, după care virușii devin "maturi", capabili să infecteze celule noi, adică gata să atace noi linii de apărare. Acesta este ciclul de viață al virusului, care se încheie inevitabil cu moartea unui T helper infectat. În timp, acest ciclu (de la legarea virusului la celulă și până la eliberarea primelor particule de virus din celula infectată) este mai mică de o zi (de obicei de la 15 la 20 de ore). Rata de reproducere a virusului HIV este foarte mare - în corpul unei persoane infectate, se formează până la 10 miliarde virioni noi pe zi. Deși unii dintre ei mor sub influența sistemului imunitar, restul infectează limfocitele noi și se repetă ciclul de replicare a virusului. Numărul total de limfocite infectate în corpul pacienților HIV-pozitivi este de obicei de la 10 7 până la 109 celule.
Acțiunea virusului în celula T poate fi considerată ca scenariu de o anumită drama scrisă de un scriitor necunoscut, care reflectă, în general, situația actuală. B acest caz, unele repetare nu va împiedica cititorul un mod mai semnificativ pentru a înțelege ce face cu HIV la celula T pentru a determina în cele din urmă corpul uman la SIDA (repetitio est mater studiorum - repetiție - mama învățării).
Un scenariu de drama numit "Ripper HIV"
De mult timp, o piesă dramatică sub acest nume a fost realizată zilnic pe milioane de "locații pitorești", dar rămâne încă în "repertoriul teatral". În acest joc, atât începutul cât și finalul sunt clare în avans, dar din acest motiv interesul spectatorului nu dispare.
Principalul caracter al acestui joc este criminalul HIV. Călătorind în întreaga lume, un ucigaș maniacal de HIV intră într-un nou organism de țară. Aici el este, având un atacator aptitudini sofisticate și cu un set de chei corespunzătoare, pentru a găsi rapid „casa“, care intră fără permisiunea proprietarului. Primul lucru pe care îl face virusul când intră - începe să se "dezbrace". Scenariul în continuare HIV nagryanuv în mod neașteptat pentru o vizită și a fost atins pragul de confundat gazda gestionează doar ca confunda capul ei, că ea a fost, ca și în cazul în care sub hipnoza, începe să facă tot ceea ce intrus dorință. Dorește un pic, dar fiecare dintre ele este executată rapid și implicit de către stăpână. În realitate, se întâmplă așa. Potrivit „rețetă“ oaspete, uitând bogat proprii „carte de bucate“ hostess „ispekaet“ „feluri de mâncare“ mai speciale sunt enzimele - transcriptaza și integraza. Acum oaspetele primește ocazia de a se "schimba" rapid în apartamentul proprietarului. Transcriptaza inversă își schimbă nerecunoscut apariția (nu este HIV-ARN, ci HIV-ADN). Integrarea contribuie la faptul că gazda acceptă în cele din urmă invitatul transformat în brațe. HIV devine aproape propriu, bine recunoscut. El chiar își schimbă numele - acum HIV este numit provirus. După aceea, este greu de spus cine este oaspete și care este maestru, și în cele din urmă ceea ce se întâmplă este că „planificat“ clienților: ea devine în mod inevitabil, maestrul însuși, iar femeia - servitorul său. Primul act de dramă sa terminat.
După întrerupere, jocul continuă. În cel de-al doilea act, improvizațiile "persoanelor" care acționează sunt posibile. Pentru un timp, provirusul poate juca un rol fără cuvinte. Se pare că este acolo și se pare că nu este. El se odihnește, evaluează situația. Nimeni nu știe când va merge pe scenă și va începe să-și pronunțe monologul, după care va urma un sfârșit tragic rapid. Aici alți actori joacă rolul lor. Aceștia sunt numiți factori - actori ai rolurilor secundare, dar fără ele nu puteți face fără. Acești actori au participat la joc chiar de la început, dar abia au fost observați. Cu toate acestea, dacă unii dintre ei brusc "se îmbolnăvesc" din anumite motive, performanța nu va începe deloc. În cel de-al doilea act, multe depind de factorii actori și, în primul rând, când principalul "erou" - provirusul vor vorbi. Complet evaluând situația din casă, caracterul hostessului, modul de viață și vârsta, provirusul începe să-și facă "afacerea neagră". El începe să producă o mare descendență. Înfrângerea nesfârșită a stăpînei care-l adăpostește se sfârșește în cele din urmă cu moartea ei. Gunoaiele "puii" puse pe casele vecine și, devastatoarele lor, continuă să se înmulțească și în număr mare. Aici vine finala - hoardele de inamici invadeaza tara devastatoare, care in trecut erau foarte putine pentru a se ocupa de ei insisi, si care, in cele din urma, conduc organismul taranesc la moarte. Consolarea pentru spectator este doar un lucru: toată lumea moare împreună: atât proprietarii, cât și dușmanii lor. Acesta este finalul inevitabil al dramei numit "HIV-Ripper", care aminteste de tragedia "Hamletului" final al lui Shakespeare. Acta est fibula! (Jocul este redat!).
HIV este de departe unul dintre cei mai profund și mai profund studiști viruși din istoria omenirii. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, departe de toate aspectele legate de infecția cu HIV sunt pe deplin înțelese. Deci, nu este clar exact cum în cele din urmă virusul distruge sistemul imunitar, care sunt mecanismele de distrugere a celulelor T-helper, este motivul pentru care unele persoane cu HIV rămân complet sănătos pentru o lungă perioadă de timp? Cu toate acestea, multe lucruri au devenit clar astăzi. Despre acest lucru acum și vorbesc în detaliu.
Distribuiți această pagină
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: