Cykl replikacyjny wirusa – najważniejsze informacje

10 czerwca, 2020
Cykl replikacyjny wirusów jest procesem, poprzez który wirusy wykorzystują żywy organizm do rozmnażania się. Jeśli ten proceder, poprzez który wirusy uszkadzają organizm, aby uwolnić się i ponownie doprowadzić do szkód, zarażając kolejnych żywicieli.

To temat szczególnie ważny w obecnych niecodziennych warunkach. Pandemia stawia przed nami wyzwania ale też dużo nowych pytań. Postaramy się odpowiedzieć na jedno z nich. Czym jest więc cykl replikacyjny wirusa? Poznajmy wspólnie odpowiedź na to nurtujące nas ostatnio pytanie.

Cykl replikacyjny wirusa jest złożony i na swój sposób, z punktu widzenia nauki – bardzo interesujący. Cząstki te nie mają komórek, więc nie mogą się rozmnażać w znany nam sposób.

Ale przecież rozprzestrzeniają się, prawda? Potrzebują żywiciela, to jest żywego organizmu, który posłuży im za miejsce replikacji. Wewnątrz takiego ofiarnego organizmu wirusy będą zdolne do replikacji. Z kolei poza żywicielem mają mniejsze szanse na przeżycie i czeka ich zniszczenie. Dlatego chwytają się nas i innych żywych organizmów.

Jeśli chodzi o klasyfikację samych wirusów to wciąż jest to kwestia nadmiernie skomplikowana. Obecnie opiera się ona głównie na morfologii, typie kwasu nukleinowego, sposobie replikacji, organizmie gospodarza i rodzaju choroby, którą dany wirus wywołuje.

Zapoznajmy się z procesami, które prowadzą do rozprzestrzeniania się.

Cykl replikacyjny wirusa – na czym polega?

Prawie każdy typ komórki ludzkiej czy zwierzęcej może być potencjalnie zainfekowany przez jeden, a zwykle wiele gatunków wirusa. W naszych przypadkach najczęstsze objawy infekcji wirusowej są podobne do tych kojarzonych często z przeziębieniem: podwyższona temperatura, złe samopoczucie, dreszcze, bóle mięśniowe.

Owe cykle repliakcyjne wirusów dzielą się na dwa znane nam rodzaje:

  • Cykl lityczny.
  • Cykl lizogeniczny.

Lityczny cykl życiowy ma miejsce, gdy wirus wchodzi do komórki i natychmiast transkrybuje do niej swój materiał genetyczny. Innymi słowy, atakuje komórkę szybko i bezpośrednio.

W cyklu lizogenicznym natomiast, wirusy wprowadzają się do DNA swojej komórki gospodarza. W ten sposób stają się one bardzo trudne do wykrycia. Rozmnażają się w sposób wręcz niezauważalny. Innymi słowy, wirus kamufluje się wewnątrz struktury, którą infekuje.

Zobacz też:

Koronawirus może powodować udary u młodych dorosłych

Etapy w cyklu replikacyjnym wirusów

Należy pamiętać, że wirusy są strukturami składającymi się tylko z kwasów nukleinowych i niektórych białek. Dlatego są to bardzo małe jednostki. Nauka nie klasyfikuje ich jako istoty żywe, ale też nie klasyfikuje ich przeciwnie. Mimo to pełnią one dwie typowe dla żywych istot funkcje: łączą się ze sobą i rozmnażają się.

  • Wirusy zawierają genetyczną molekułę, która prawie zawsze jest otoczona jest płaszczem białkowym zwanym kapsydem.
  • Kiedy docierają do komórki gospodarza, wkraczają do jądra i porywają je, to znaczy wkładają je do pracy dla własnego dobra. Wtedy zaczynają się rozmnażać.
  • Zawierają jeden z dwóch kwasów nukleinowych – RNA albo DNA, w którym zawarta jest informacja potrzebna do wytworzenia cząstek potomnych.

Fazy adsorpcji i penetracji

Pierwszą fazą cyklu rozrodczego wirusów jest adsorpcja, zwane też przyczepianiem. Odpowiada to momentowi, w którym wirus wchodzi w kontakt z organizmem, który ma zamiar zainfekować. Zazwyczaj dzieje się to przypadkowo, np. gdy ktoś kicha i jest w pobliżu. Wirus przyczepia się wtedy do błony komórki.

Cykl replikacyjny wirusa - grafika

Następnie, jak wspomnieliśmy – wirus rozpoznaje receptory w komórce, w której będzie przebywał, a gdy to zrobi, przyłącza się do błony komórkowej.

Następnie rozpoczyna się druga faza cyklu reprodukcyjnego wirusa, którą jest penetracja. Polega ona na wstrzykiwaniu swojego materiału genetycznego do komórki, do której dotarł.

Proces ten jest podobny do tego, co dzieje się ze strzykawką, ale w tym przypadku to, to co wirus wstrzykuje do naszego organizmu jest informacją genetyczną. Aby to zrobić, musi rozbić błonę komórkową, a czyni to poprzez uwolnienie enzymu.

Fazy replikacji i składania

  • Po przeniknięciu wirusa do komórki gospodarza i zainfekowaniu jej – następuje kolejna faza, tym razem polega ona na replikacji. Dochodzi więc do powielenia materiału genetycznego wirusa. Celem tego jest  stworzenie składników do tworzenia nowych cząstek wirusowych.
  • Ponieważ istnieją różne rodzaje wirusów, istnieją również różne sposoby przebiegu tego procesu. Po zakończeniu replikacji, rozpoczyna się kolejna faza cyklu jaką jest – składowanie.
  • Polega ona na pobieraniu różnych części i łączeniu ich w strukturę, która tworzy nowe wirusy, czyli ciała wirusowe. Dochodzi wtedy do składania kopii kwasu nukleinowego i nowych białek kapsydów w potomne cząstki wirusowe.
  • Rozmnażanie się wirusów w komórkach odbywa się poprzez informację genetyczną.

Cykl replikacyjny wirusa – faza uwolnienia

Ostatnią fazą jest uwolnienie nowych ciał lub cząstek wirusa na zewnątrz komórki. Podróżują one aż do momentu, gdy znajdą nową komórkę żywiciela, która będzie ich gospodarzem i pozwoli powtórzyć cały cykl replikacyjny wirusa.

  • Niektóre typy wirusów przeprowadzają ten proces uwalniania w sposób wymuszony. To znaczy, że udaje im się zostawić złamaną błonę komórki, z której pochodziły.
  • Jeśli wirusy mają kopertę lipidową, to przechodzą przez proces zwany pączkowaniem. W tym przypadku biorą oni udział w błonie komórkowej gospodarza i przykrywają się nią.
  • Jak widać, w tej ostatniej fazie wirusy łamią błonę komórkową, a to prowadzi do jej śmierci. Proces ten powtarza się w kółko: wirusy przechodzą przez komórki zabijające ciało, jeden po drugim.

Ciało aktywuje system odpornościowy, aby z nimi walczyć i powstrzymać je przed dalszymi uszkodzeniami. Jeśli tego nie zrobi, do wygrania walki trzeba użyć odpowiednich leków. A jeśli i one zawiodą, prowadzić może to do poważnych chorób, a nawet śmierci.

Z takimi procesami mierzmy się też obserwując pandemię koronawirusa COVID-19 i wszystkimi poprzednimi.

Dowiedz się więcej:

Szczepionka przeciwko koronawirusowi? Ile jeszcze będziemy musieli poczekać?

Dlaczego powinniśmy rozumieć cykl replikacyjny wirusów?

Zrozumienie cyklu replikacyjnego wirusów pozwala nam bardziej świadomie ochronić się przed ich atakami.

W czasie kiedy mierzymy się z pandemią na całym świecie – taka wiedza może okazać się szczególnie ważna i potrzebna. Profilaktyka przeciwko wirusom jest bardzo istotna.

Grafika przedstawiająca wirusa

Głównie dlatego, że wciąż nie dysponujemy wieloma skutecznymi lekami przeciwwirusowymi. Choroby wirusowe mogą być łagodne, jak przeziębienie. Nie zapominajmy jednak, że przyjmują też poważne formy tak jak w przypadku wirusa HIV i choroby AIDS

Im lepiej rozumiemy zachodzące procesy rozprzestrzeniania się wirusów, tym bardziej prawdopodobne jest, że będziemy z nimi skutecznie walczyć. Szczepionki i leki walczące z wirusami również w swej istocie sięgają do procesów replikacji wirusów.

Pamiętajmy, że wirusy są wewnątrzkomórkowymi pasożytami bezwzględnymi. To wskazuje, że nie poradzą sobie bez żywiciela. Nie przetrwają bez niego. Nie stwarzajmy więc okoliczności do tego, aby stać się tymi gospodarzami – mimo całej naszej gościnności.

  • Gomez-Lucia, E., Doménech, A., Benítez, L., Prieto, C., Simarro, I., & LePoder, S. (2019). Virus animales, su transmisión y enfermedades que producen, un MOOC para todos. VetDoc. Revista de Docencia Veterinaria, 3, 39-40.
  • Vílchez, Glenda, and Guillermina Alonso. „Alcances y limitaciones de los métodos de epidemiología molecular basados en el análisis de ácidos nucleicos.” Revista de la Sociedad Venezolana de microbiología 29.1 (2009): 6-12.
  • Mora, Nancy J., and Julieta Farina. „Propuesta de enseñanza del modelo de membrana celular basada en un modelo analógico y teatralización.” Revista d’innovació docent universitària: RIDU 11 (2019): 46-53.