Как работает вирус гриппа

Адсорбция
Знаменитое «H5N1» расшифровывается как «гемагглютинин пятого типа, нейраминидаза первого типа» – эти два белка торчат на поверхности вируса гриппа (на рис. 1 гемагглютинин зелененький, а нейраминидаза серенькая).

С помощью гемагглютинина вирус гриппа присоединяется к рецепторам на поверхности клеток. Изначальная цель вируса – клетки ресничного эпителия дыхательных путей, но любим мы его не за это: гемагглютинин может присоединяться к рецепторам многих других клеток, в том числе – эритроцитов. Если один вирус присоединится к двум (соседним) эритроцитам одновременно, то эритроциты склеятся! Отсюда и название белка – «крово-склеивающий».

рис. 1

Внедрение
Дура-клетка поглощает присоединившийся к ней вирус путем фагоцитоза – типа, ест его. Ну почему, почему дети всегда тянут в рот всякую гадость?! Впрочем, вирус оказывается внутри клетки пока что на правах еды, внутри фагоцитозного пузырька (на рис. 2 – «endosome»). Эндосома сливается с лизосомой, получается пищеварительная вакуоль, в нее из цитоплазмы закачиваются протоны для создания кислой среды (этот процесс показан на рис. 2) – еще чуть-чуть, и мы переварим вирус (со словами «белковая пища, какая разница»).

рис. 2

Раздевание
Но вирус готов к такому повороту событий:

рис. 3

• Гемагглютинин под действием кислой среды видоизменяется – его поверхность становится гидрофильной, и он (до этого присоединенный к  рецептору на внутренней поверхности мембраны эндосомы, теперь) внедряется внутрь этой мембраны.
• Протоны, закачанные в эндосому, проходят сквозь специальные белки-каналы (белки М2, обозначены на рис. 1 и рис. 3) через  липидную оболочку вируса и добираются до белковой оболочки вируса (на рис. 1 – кружочек из белых шариков – белков М1). Белковая оболочка из-за этого разрушается (на рис. 3 белки М1 разрушевшейся белковой оболочки обозначены как красные звёздочки).
• Липидная оболочка вируса (за счет проникающего действия гемагглютинина) сливается с (липидной) мембраной фагосомы; РНК вируса оказывается в цитоплазме клетки.

Репликация вируса
РНК вируса, вышедшая в цитоплазму, сама по себе совершенно безопасна.

• Белки на ней делать нельзя, потому что это минус-РНК (белки кодирует не она, а комплементарная ей плюс-цепь, которой пока что еще нет).
• РНК на ней делать тоже нельзя – в наших клетках вообще нет фермента, способного удваивать РНК.

«О-хо-хо, ничего-то у вас нет», – покачивая усатой головой, ворчит вирус гриппа, «но ничего, я принес все с собой». С собой вирус принес белки PB1, PB2 и PA, которые вместе образуют вирусную РНК-зависимую РНК-полимеразу – она может удваивать РНК. Но вот незадача! Любой полимеразе для начала работы нужен праймер, а его-то забывчивый грипп с собой и не захватил! Всё кончено?!

Спокойно, без паники! – С такими словами вся компания (8 вирусных РНК и 3 вирусных фермента) отправляется в ядро клетки. Там грипп получает полное обслуживание:

• праймерами для репликации вирусной РНК (для получения плюс-РНК) служат участки, отщепленные от клеточных РНК;
• процессинг: участки, которые служили праймерами для синтеза РНК – это были кэпы, так что модификация 5'-конца, считай, была проведена в самом начале; в конце синтеза происходит полиаденирование 3'-конца;
• сплайсинг: некоторые РНК вируса, содержащие информацию о двух белках, разрезаются на две части.

Таким образом синтезируются плюс-РНК, которые могут служить матрицами для синтеза вирусных белков и вирусных минус-РНК.

Дальше все просто: глупая клетка на собственных рибосомах из собственных аминокислот синтезирует белки вируса, в том числе РНК-зависимую РНК-полимеразу. Внутри ядра так же бодро производятся минус-РНК гриппа. Сборка вирусных частиц происходит в цитоплазме, на внутренней поверхности клеточной мембраны. Готовый вирус выходит из клетки путем экзоцитоза (почкования), нейраминидаза перекусывает последнюю ниточку, которая соединяет клетку и новорожденный вирус… Новая (злая) маленькая жизнь выходит в мир!

рис. 4

Еще можно почитать

Почему люди простужаются 

Почему против гриппа ничего не помогает

Почему после гриппа бывают осложнения

Статья на русском языке «Грипп как типичная эмерджентная инфекция»

Статья на иностранном языке, из которой я позаимствовал рисунки