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病毒复制周期

病毒复制周期是病毒感染宿主细胞、复制基因组、组装新病毒粒子并传播到新细胞的一系列事件。虽然具体细节因病毒科而异,但一般步骤是通用的。

第1步:附着(吸附)

  1. 病毒表面蛋白(配体)特异性结合宿主细胞表面的受体分子。这种相互作用的特异性决定了宿主范围和组织嗜性。
  2. 例如:HIV的gp120结合T细胞上的CD4和共受体(CXCR4/CCR5);流感病毒血凝素结合呼吸道上皮细胞的唾液酸残基。

第2步:进入(穿透)

  1. 直接融合:病毒包膜与宿主细胞膜融合,将衣壳释放到细胞质中。HIV、流感病毒和疱疹病毒采用此方式。
  2. 受体介导的内吞:病毒-受体复合物被内化到网格蛋白包被的囊泡中。内体中的低pH触发融合或脱壳。腺病毒和黄病毒采用此方式。
  3. 易位:裸病毒通过细胞膜注入其基因组,如噬菌体。

第3步:脱壳

  1. 病毒衣壳被宿主酶解离或降解,将病毒基因组释放到适当的细胞区室(大多数DNA病毒在细胞核,大多数RNA病毒在细胞质)。
  2. 脱壳的时间和位置对成功复制至关重要。

第4步:复制和转录

  1. DNA病毒:通常在细胞核内复制,利用宿主DNA依赖性RNA聚合酶进行转录,利用病毒或宿主DNA聚合酶进行基因组复制。
  2. RNA病毒:在细胞质中复制,利用病毒编码的RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp),因为宿主细胞缺乏RNA复制所需的酶。
  3. 逆转录病毒:通过逆转录酶将RNA转化为DNA,然后整合到宿主基因组中成为前病毒。

第5步:组装(成熟)

  1. 病毒结构蛋白和新合成的基因组被运输到细胞内的组装位点。
  2. 衣壳蛋白通过特定的蛋白质-蛋白质和蛋白质-核酸相互作用在基因组周围自组装。
  3. 对于包膜病毒,核衣壳通过细胞膜出芽,获得包膜和糖蛋白。

第6步:释放

  1. 裂解:无包膜病毒(如脊髓灰质炎病毒)导致细胞破裂,释放子代病毒粒子并杀死宿主细胞。
  2. 出芽:包膜病毒(如流感病毒、HIV)通过质膜出芽离开,通常不立即杀死细胞。
  3. 直接细胞-细胞传播:某些病毒(如疱疹病毒、HIV)可通过合胞体形成或细胞连接传播,逃避免疫检测。

潜伏和持续感染

  1. 某些病毒(如单纯疱疹病毒、HIV)建立潜伏感染,病毒基因组在细胞中持续存在而不进行活跃复制。在免疫抑制或应激条件下可发生再激活。