Геном вируса гриппа представлен
Медицинский эксперт статьи
Вирус гриппа А - вирион, который имеет сферическую форму и диаметр 80-120 нм, его молекулярная масса 250 МД. Геном вируса представлен однонитевой фрагментированной (8 фрагментов) негативной РНК с общей м. м. 5 МД. Тип симметрии нуклеокапсида спиральный. Вирус гриппа имеет суперкапсид (мембрану), содержащий два гликопротеида - гемагглютинин и нейраминидазу, которые выступают над мембраной в виде различных шипов. Гемагглютинин имеет структуру тримера с м. м. 225 кД; м. м. каждого мономера 75 кД. Мономер состоит из меньшей субъединицы с м. м. 25 кД (НА2) и большей - с м. м. 50 кД (НА1).
Основные функции гемагглютинина:
- распознает клеточный рецептор - мукопептид, имеющий N-ацетилнейрами-новую (сиаловую) кислоту;
- обеспечивает слияние мембраны вириона с мембраной клетки и мембранами ее лизосом, т. е. отвечает за проникновение вириона в клетку;
- определяет пандемичность вируса (смена гемагглютинина - причина пандемий, его изменчивость - эпидемий гриппа);
- обладает наибольшими протективными свойствами, отвечая за формирование иммунитета.
У вирусов гриппа А человека, млекопитающих и птиц обнаружено 13 различающихся по антигену типов гемагглютинина, которым присвоена сквозная нумерация (отН1доН13).
Нейраминидаза (N) является тетрамером с м. м. 200-250 кД, каждый мономер имеет м. м. 50-60 кД. Ее функции:
- обеспечение диссеминации вирионов путем отщепления нейраминовой кислоты от вновь синтезированных вирионов и мембраны клетки;
- совместно с гемагглютинином определение пандемических и эпидемических свойств вируса.
У вируса гриппа А обнаружено 10 различных вариантов нейраминидазы (N1-N10).
Нуклеокапсид вириона состоит из 8 фрагментов вРНК и капсидных белков, образующих спиралевидный тяж. На З'-концах всех 8 фрагментов вРНК имеются одинаковые последовательности из 12 нуклеотидов. 5'-концы каждого фрагмента также имеют одинаковые последовательности из 13 нуклеотидов. 5'- и 3'-концы частично комплементарны друг другу. Это обстоятельство, очевидно, позволяет осуществлять регуляцию транскрипции и репликации фрагментов. Каждый из фрагментов транскрибируется и реплицируется самостоятельно. С каждым из них прочно связаны четыре капсидных белка: нуклеопротеид (NP), он выполняет структурную и регуляторную роль; белок РВ1 - транскриптаза; РВ2 - эндонуклеаза и РА - репликаза. Белки РВ1 и РВ2 обладают основными (щелочными) свойствами, а РА - кислотными. Белки РВ1, РВ2 и РА образуют полимер. Нуклеокапсид окружен матриксным белком (М1-белком), который играет ведущую роль в морфогенезе вириона и защищает вирионную РНК. Белки М2 (кодирует одна из рамок считывания 7-го фрагмента), NS1 и NS2 (кодируются восьмым фрагментом вРНК, который имеет, как и седьмой фрагмент вРНК, две рамки считывания) синтезируются в ходе репродукции вируса, но в его структуру не входят.
[1], [2], [3], [4], [5]
Жизненный цикл вируса гриппа А
Вирус гриппа абсорбируется на мембране клетки происходит благодаря взаимодействию его гемагглютинина с мукопептидом. Затем вирус проникает в клетку с помощью одного из двух механизмов:
- слияние мембраны вириона с мембраной клетки или
- по пути окаймленная ямка - окаймленный пузырек - эндосома - лизосома - слияние мембраны вириона с мембраной лизосомы - выход нуклеокапсида в цитозоль клетки.
Второй этап "раздевания" вириона (разрушение матриксного белка) происходит на пути к ядру. Особенность жизненного цикла вируса гриппа заключается в том, что для транскрипции его вРНК необходима затравка. Дело в том, что вирус не может сам синтезировать "шапочку", или кэп (англ. cap) - особый участок на 5'-конце мРНК, состоящий из метилированного гуанина и 10- 13 прилежащих нуклеотидов, который необходим для распознавания мРНК рибосомой. Поэтому он с помощью своего белка РВ2 откусывает шапочку от клеточной мРНК, а так как синтез мРНК в клетках происходит только в ядре, вирусная РНК должна обязательно проникнуть сначала в ядро. Она проникает в него в виде рибонуклеопротеида, состоящего из 8 фрагментов РНК, связанных с белками NP, PB1, РВ2 и РА. Теперь жизнь клетки полностью подчиняется интересам вируса, его репродукции.
В ядре на вРНК синтезируются три типа вирус-специфических РНК: 1) позитивные комплементарные РНК (мРНК), используемые в качестве матриц для синтеза вирусных белков; они содержат на 5'-конце шапочку, отщепленную от 5'-конца клеточной мРНК, а на З'-конце - поли-А-последовательность; 2) полноразмерная комплементарная РНК (кРНК), которая служит матрицей Для синтеза вирионных РНК (вРНК); на 5'-конце кРНК шапочки нет, на З'-конце отсутствует поли-А-последовательность; 3) негативная вирионная РНК (вРНК), являющаяся геномом для вновь синтезированных вирионов.
Немедленно, еще до завершения синтеза, вРНК и кРНК вступают в ассоциацию с капсидными белками, которые поступают в ядро из цитозоля. Однако в состав вирионов включаются только рибонуклеопротеиды, связанные с вРНК. Рибонуклеопротеиды, содержащие кРНК, не только не попадают в состав вирионов, но даже не покидают ядро клетки. Вирусные мРНК поступают в цитозоль, где и транслируются. Вновь синтезированные молекулы вРНК после ассоциации с капсидными белками мигрируют из ядра в цитозоль.
[6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13]
Белки NP, PB1, РВ2, РА и М синтезируются на свободных полирибосомах. Белки NP, PB1, РВ2 и РА после синтеза из цитозоля возвращаются в ядро, где и связываются с вновь синтезированной вРНК, а затем в виде нуклеокапсида возвращаются в цитозоль. Белок матриксный после синтеза движется к внутренней поверхности клеточной мембраны, вытесняя из нее в этом участке клеточные белки. Белки Н и N синтезируются на рибосомах, связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума, транспортируются по ним, подвергаясь гликозилированию, и устанавливаются на внешней поверхности клеточной мембраны, образуя шипы как раз напротив белка М, расположенного на ее внутренней поверхности. Белок Н подвергается в ходе процессинга разрезанию на НА1 и НА2.
Заключительный этап морфогенеза вириона контролируется М-белком. С ним взаимодействует нуклеокапсид; он, проходя через мембрану клетки, покрывается вначале М-белком, а затем клеточным липидным слоем и суперкапсидными гликопротеидами Н и N. Жизненный цикл вируса занимает 6-8 ч и завершается отпочковыванием вновь синтезированных вирионов, которые способны атаковать другие клетки ткани.
Устойчивость вируса во внешней среде невелика. Он легко разрушается при нагревании (при 56 °С в течение 5-10 мин), под действием солнечного и УФ-света и легко обезвреживается дезинфицирующими веществами.
[14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23]
Патогенез и симптомы гриппа А
Инкубационный период при гриппе короткий - 1-2 сут. Вирус размножается в эпителиальных клетках слизистой оболочки дыхательных путей с преимущественной локализацией в области трахеи, что клинически проявляется в виде сухого мучительного кашля с болями по ходу трахеи. Продукты распада пораженных клеток попадают в кровь, вызывают сильную интоксикацию и повышение температуры тела до 38-39 °С. Повышение проницаемости сосудов, обусловленное повреждением клеток эндотелия, может стать причиной патологических изменений в различных органах: точечных кровоизлияний в трахее, бронхах, а иногда и отека мозга с летальным исходом. Вирус гриппа оказывает угнетающее действие на кроветворение и иммунную систему. Все это может приводить к вторичным вирусным и бактериальным инфекциям, которые осложняют течение болезни.
Постинфекционный иммунитет
Прежние представления о том, что после перенесенного гриппа остается слабый и кратковременный иммунитет, опровергнуты после возвращения вируса H1N1 в 1977 г. Этот вирус вызывал заболевание главным образом у людей не старше 20 лет, т. е. у тех, кто не болел им раньше, до 1957 г. Следовательно, постинфекционный иммунитет достаточно напряженный и продолжительный, но имеет выраженный типоспецифический характер.
Главная роль в формировании приобретенного иммунитета принадлежит вирус-нейтрализующим антителам, блокирующим гемагглютинин и нейраминидазу, а также секреторным иммуноглобулинам IgAs.
Эпидемиология гриппа А
Источник инфекции - человек, больной или носитель, редко животные (домашние и дикие птицы, свиньи). Заражение от людей происходит воздушно-капельным путем, инкубационный период очень короткий (1-2 сут.), поэтому эпидемия распространяется очень быстро и может при отсутствии коллективного иммунитета перерасти в пандемию. Иммунитет - основной регулятор эпидемий гриппа. По мере нарастания коллективного иммунитета эпидемия идет на убыль. Вместе с тем вследствие формирования иммунитета происходит отбор штаммов вируса с измененной антигенной структурой, прежде всего гемагглютинина и нейраминидазы; эти вирусы продолжают вызывать вспышки до тех пор, пока и к ним не появятся антитела. Такой антигенный дрейф и поддерживает непрерываемость эпидемии. Однако у вируса гриппа А обнаружена еще одна форма изменчивости, получившая название шифта, или сдвига. Она связана с полной сменой одного типа гемагглютинина (реже - и нейраминидазы) на другой.
Все пандемии гриппа были вызваны вирусами гриппа А, претерпевшими шифт. Пандемия 1918 г. была вызвана вирусом с фенотипом H1N1 (погибло около 20 млн человек), пандемия 1957 г. - вирусом h3N2 (переболело более половины населения мира), 1968 г. - вирусом H3N2.
Для объяснения причин резкой смены типов вирусов гриппа А предложены две основные гипотезы. Согласно гипотезе А. А. Смородинцева, вирус, исчерпавший свои эпидемические возможности, не исчезает, а продолжает циркулировать в коллективе без заметных вспышек или длительно персистировать в организме человека. Через 10-20 лет, когда появится новое поколение людей, не имеющих иммунитета к этому вирусу, он становится причиной новых эпидемий. В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что вирус гриппа А с фенотипом H1N1, исчезнувший в 1957 г., когда его вытеснил вирус h3N2, вновь появился после 20-летнего отсутствия в 1977 г.
По другой гипотезе, развиваемой и поддерживаемой многими авторами, новые типы вируса гриппа А возникают вследствие реассоциации геномов между вирусами гриппа человека и птиц, между вирусами гриппа птиц, между вирусами гриппа птиц и млекопитающих (свиньи), чему способствует сегментарная структура вирусного генома (8 фрагментов).
Таким образом, у вируса гриппа А есть два пути изменения генома.
Точечные мутации, обусловливающие антигенный дрейф. Им подвержены, прежде всего, гены гемагглютинина и нейраминидазы, особенно у вируса H3N2. Благодаря этому вирус H3N2 за период с 1982 по 1998 г. вызвал 8 эпидемий и сохраняет эпидемическое значение до сих пор.
Реассоциация генов между вирусами гриппа человека и вирусами гриппа птиц и свиней. Считается, что именно реассоциация геномов вирусов гриппа А с геномами вируса гриппа птиц и свиней - главная причина возникновения пандемических вариантов этого вируса. Антигенный дрейф позволяет вирусу преодолевать существующий у людей иммунитет. Антигенный шифт создает новую эпидемическую ситуацию: к новому вирусу у большинства людей иммунитета нет, и возникает пандемия гриппа. Возможность такой реассоциации геномов вирусов гриппа А доказана экспериментально.
Установлено, что эпидемии гриппа у людей вызывают вирусы типа А только 3 или 4 фенотипов: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.
Однако существенную угрозу для человека предсталяет и куриный (птичий) вирус. Вспышки куриного гриппа наблюдались неоднократно, в частности куриный вирус H5N1 вызвал миллионную эпизоотию среди домашних и диких птиц с 80- 90 %-ной летальностью. От кур заражались и люди; так в 1997 г. от кур заразилось 18 человек, треть из них погибла. Особенно крупная вспышка наблюдалась в январе-марте 2004 г. Она охватила почти все страны Юго-Восточной Азии и один из штатов США и нанесла огромный экономический ущерб. От кур заразилось и погибло 22 человека. Для ликвидации этой вспышки были предприняты самые жесткие и решительные меры: строгий карантин, ликвидация всего поголовья птиц во всех очагах, госпитализация и изоляция больных и всех людей с повышенной температурой, а также лиц, находившихся в контакте с больными, запрет импорта куриного мяса из указанных выше стран, строгий медицинский и ветеринарный надзор за всеми пассажирами и транспортными средствами, прибывающими из этих стран. Широкого распространения гриппа среди людей не произошло потому, что не было реассоциации генома вируса куриного гриппа с геномом вируса гриппа человека. Однако опасность такой реассоциации остается реальной. Это может привести к появлению нового опасного пандемического вируса гриппа человека.
В названии выявляемых штаммов вирусов гриппа указывают серотип вируса (А, В, С), вид хозяина (если им не является человек), место выделения, номер штамма, год его выделения (последние 2 цифры) и фенотип (в круглых скобках). Например: "А/Сингапур/1/57 (h3N2), А/утка/СССР/695/76 (H3N2)".
[24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34]
Вирус гриппа (Influenza virus) – собирательное наименование группы вирусных инфекций, состоящей из 4 монотипных родов — Alphainfluenzavirus, Betainfluenzavirus, Gammainfluenzavirus и Deltainfluenzavirus, принадлежащих семейству ортомиксовирусы (Orthomyxoviridae).
Эпидемиология, причины
В группу риска входят:
- Беременные женщины и дети в возрасте до 5 лет;
- Лица преклонного возраста;
- Люди, у которых присутствуют хронические заболевания сердца, почек, легких, печени, крови, нервной системы и других органов и систем, обмена веществ. Особенно повышают риск заболеть наличие инфекционных болезней;
- Люди с ослабленной иммунной системой, причиной чего обычно являются – гиповитаминозы, жесткие диеты, переохлаждение, стрессы, ВИЧ/СПИД, злокачественные образования, применение химиотерапии, употребление стероидов;
- Работники из области здравоохранения.
Сезонные эпидемии гриппозной инфекции появляются преимущественно в зимнюю пору года. В тропическом климатическом поясе активной распространение болезни может происходить круглогодично.
Согласно статистике Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) ежегодно вирусная гриппозная инфекция приводит к заболеванию гриппом в тяжелой форме от 3 до 5 000 000 людей. Тяжелые же формы острых респираторных заболеваний (ОРЗ) каждый год уносят жизни от 290 000 до 650 000 людей 1 .
Если говорить о детской смертности в качестве последствия от вируса гриппа, в возрасте до 5 лет, то в 99% она встречается в странах, что развиваются. Именно в них вирусная инфекция часто усложняется вторичными инфекциями нижних дыхательных путей, что и приводит к смерти ребенка 2 .
Классификация и характеристики
По состоянию на 2019 год ученым известно 4 типа вирусов гриппа – A, B, C и D.
В свою очередь, эти 4 типа подразделяются на более чем 2000 разновидностей вируса — серотипы, линии, штаммы, отличающихся прежде всего антигенным спектром.
Alphainfluenzavirus – монотипический род Influenzavirus, который чаще всего становится виновником эпидемий, а иногда и пандемий гриппа. Характеризуется высокой изменчивостью по антигенному сдвигу и антигенному дрейфу. Причиной заболеваемости людей гриппом обычно являются его подтипы — A (H1N1) и A (H3N2). Резервуаром болезни являются преимущественно водоплавающие птицы, которые передают инфекцию домашним животным, а те уже в свою очередь заражают людей. Ученые выявили, что Alphainfluenzavirus поражают у птиц эпителиальные клетки органов пищеварения, у человека же поражению подвергаются эпителиальные клетки путей дыхательной системы.
Вирусы гриппа А подразделяются на серотипы, что зависит от комбинации гемагглютинина (H), нейраминидазы (N) и белков на поверхности вируса. По состоянию на 2016 г ученым известно 18 подтипов H, 11 подтипов N, что в совокупности допускает возможность наличия 198 вариантов вируса гриппа А.
Вирион Alphainfluenzavirus содержит 8 сегментов вирусной РНК.
H1N1 – стал причиной пандемии испанского гриппа (испанки) в 1918 г, свиного гриппа в 2009 г.
H1N2 – способен вызывать болезнь у птиц, свиней и людей. Впервые был обнаружен зимой 1988—1989 гг в 6 городах Китая, однако далее, за пределы страны не распространился. Повторно обнаружен в Китае зимой 2010—2011 гг, однако инфекция на этот раз уже смогла выйти за пределы страны и забрать жизни у 19 людей. Также А(H1N2) активно идентифицировали в Странах Северной Америки, Европе, Азии.
H7N2 – относится к вирусам птичьего гриппа с низкой патогенностью (LPAI), которые при благоприятных для инфекции условиях преобразовывается в высокопатогенную форму. На данный момент известно три случая заболевания человека от H7N2, в 2002, 2003 и 2016 г, и все трое являются жителями США. Кроме того, вспышки H7N2 были зафиксированы на птицефабриках США в 2004 и 2007 гг, в также в кошачьем приюте г. Нью-Йорк в 2016 г.
H7N3 – относится к вирусам птичьего гриппа. Впервые обнаружен в 1963 году в индяюках, в Великобритании. Повторно идентифицировался уже в Колумбии и Британской Колумбии в 2004 году на нескольких птицефабриках, причем помимо птиц, инфекция обнаружилась и у двоих сотрудников птицеводства, у которых присутствоваало легкое гриппозное состояние и конъюнктивит. Работники полностью выздоровели. Далее H7N3 находили в 2005 г. на Тайване (птичий помет), в 2006 в Англии (ферма Witford Lodge, Норфолк), в 2007 в Канаде (птицефабрика в Саскачеване), в 2012 г в Мексике (на 10 птицефермах, Халиско). Замечено, что H7N3 не передается яйцам от инфицированных кур.
H7N7 – информация ожидается.
H7N9 – информация ожидается.
H9N2 – информация ожидается.
H10N7 – информация ожидается.
H17N10 – информация ожидается.
H18N11 – информация ожидается.
Симптомы
Инкубационный период вируса гриппа, т.е. от момента заражения до появления первых симптомов болезни составляет от нескольких часов до 4 дней, а в большинстве случаев 1-2 дня.
Начало болезни сопровождается резким повышением температуры тела до 37,5-39 °С, недомоганием, першением в горле, ломотой в суставах, легким насморком.
По мере развития болезни у пациента появляется сильная слабость, жар, озноб, головные боли, боль в горле и сухой кашель, насморк, боли в суставах и мышцах.
Температура тела обычно нормализуется в течение 5-7 дней без специализированной медицинской помощи. Кашель также длится до 7 дней, если нет осложнений.
Вызывайте неотложку при следующих симптомах – очень бледное лицо или его посинение, появились признаки удушья, температура держится на высоких отметках длительное время, появилась боль в грудной клетке, замечено сильное падение артериального давления, падает пульс.
Осложнения
Тяжелое поражение вирусной инфекцией у лиц из группы риска, к сожалению, может нанести непоправимый вред здоровью, вплоть до летального исхода.
Среди же основных осложнений гриппозной инфекции выделяют:
Диагностика
Диагностика вирусов гриппа обычно происходит без осложнений, однако, смыть картину идентефикации болезни могут другие вирусные инфекции в период эпидемий – риновирусы, вирус парагриппа, аденовирус, респираторный синцитиальный вирус (РСВ) и другие.
В качестве самих же методов обследования выступают выявление из выделений носо- ротоглотки, аспиратов или смывов специфичной для гриппа РНК. Для этого используют методы полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР).
Некоторые врачи используют специальные экспресс-тесты, однако, по сравнению с ОТ-ПЦР они обладают гораздо меньшей чувствительностью и надежностью для точной диагностики.
Дополнительными методами диагностики могут быть общий анализ крови и рентгенография дыхательных путей.
Лечение
Лечение назначается только после точной диагностики и дифференциации вируса гриппа и его типа.
Лечению в условиях стационара подлежат люди из группы риска, а также лица с сопутствующими осложнениями болезни.
Лечение вируса гриппа включает в себя:
1. Ограничение заболевшего контакта с обществом;
2. Медикаментозное лечение.
Для того, чтобы мобилизировать защитные силы организма на борьбу с вирусной инфекцией больному крайне не рекомендуется выходить за пределы своего места жительства. Таким образом обеспечивается и другой важный аспект – минимизация распротсранения инфекции в обществе, и соответственно, появлению эпидемий.
Если больной живет не сам, ему необходимо выделить для личного пользования кухонную утварь, белье, и конечно же, средства по уходу за телом, т.е. предметы личной гигиены.
В дома рекомендуется соблюдать постельный и полупостельный режим, в зависимости от тяжести болезни.
Помещение, где находится больной нужно тщательно проветривать, а также хорошо выстирывать его одежду и мыть посуду дезинфицирующими средствами.
Очень важно изменить и рацион питания – отказаться от тяжелой, жирной, жаренной пищи, а отдавать предпочтение растительным продуктам, богатым на витамины и минералы.
И конечно же, обильное питье. Повышенное количество воды способствует детоксикации организма и уменьшению симптоматики болезни.
Медикаментознео лечение прежде всего включает в себя поддерживающую терапию, т.е. применение средств, которые будут выполнять симптоматическое лечение. Однако, в случае угрозы появления осложнений гриппа, характеризующихся стремительный прогрессирующим течением болезни и симптоматикой пневмонии, сепсиса, абсцессов и других, врач назначает противовирусные препараты.
Из симптоматических методов лечения гриппа можно выделить:
Применять гормональные препараты (кортикостероиды) при гриппе допускается только при таких осложнениях , как – бронхиальная астма, а также при других особых показаниях на усмотрение врача. Это связано с тем, что гормона обладают свойством снижать реактивность иммунитета, что в свою очередь делает организм более уязвимым перед вторичными инфекциями, в виде – стрептококков, стафилококков и других, способных вызывать гнойные в организме процессы.
В качестве противовирусных препаратов против вирусов гриппа можно выделить:
Применение ингибиторов нейраминидазы рекомендуется осуществлять не позднее 48 часов с появления первых признаков болезни. Именно в этот период заметен наибольший терапевтический эффект. Курс лечения – не менее 5 дней – до получения необходимых результатов терапии.
Профилактика
Профилактика гриппа включает всебя следующие превентивные меры:
- Соблюдение правил личной гигиены, частое мытье рук, а также применение дезинфицирующих средств;
- Не трогайте немытыми руками лицо, что существенно уменьшит риск проникновения инфекция в организм через нос, рот или глаза;
- Одевание по сезону, не допускание переохлаждения и перемерзания организма;
- Питаться здоровой пищей, богатой на витамины и нутриенты;
- Весте активнй образ жизни, больше двигаться, заниматься спортом;
- Избегать стрессов;
- При наличии признаков различных заболеваний своевременно обращаться к врачу, чтобы не допустить в организме наличие хронических очагов, особенно инфекций, которые способны снижать реактивность иммунной системы, и соответственно делать человека более уязвимым перед другими инфекциями и болезнями;
- Если приболели – отлежитесь дома, тем самым и себя убережете от осложнений, и других не заразите;
- В период ОРЗ – осень, зима, весна – избегайте мест с большим скоплением людей, особенно держитесь подальше от кашляющих и чихающих людей;
- При наличии чиханья и кашля – прикрывайте рот салфеткой, что минимизирует возможность заразить инфекцией других людей;
- Проветривайте хорошо помещения и делайте влажную уборку не менее 2 раз в неделю;
- Вакцинация.
Ежегодная вакцинация согласно норм Всемирной Организации Здравоохранения является наиболее эффективным методом предовтращения гриппозных эпидемий и пандемий. В веществ для прививки от гриппа используются инактивированные противогриппозные вакцины.
Стоит отметить, что вакцина полностью не исключает возможность заболеть гриппом, однако она минимизирует риск появления осложнений болезни, а также возникновения летального исхода.
К какому врачу обратится при симптомах гриппа?
Вирус гриппа — видео
Здоровья Вам, мира и добра!
Источники
Генетический материал вируса представлен вирусной РНК негативной полярности в виде 8 нитей (сегментов, размером от 850 до 2300 н.о.) в комплексе с белком нуклеопротеина ( NP ). У вируса гриппа С не 8, а лишь 7 РНК-сегментов. Каждый сегмент несет на себе полимеразный комплекс, образованный 3 белками ( РВ1 , РВ2 , РA ). Эти белки осуществляют транскрипцию и репликацию вирусного генома. Каждый сегмент РНК кодирует 1 или 2 вирусных белка. Поскольку генетический материал вируса гриппа сегментирован, т.е. представлен отдельными блоками, которые реплицируются в клетке независимо один от другого, вирусы гриппа, принадлежащие к одному роду, легко могут скрещиваться, образуя вирусы-реассортанты.
Каждый сегмент генома вирусов гриппа представлен однонитевой РНК негативной полярности , комплементарной по отношению к мРНК для вирусных белков. Все сегменты имеют почти одинаковые небольшие участки на З'-конце (12 н.о. у вирусов гриппа A ) и частично комплементарные им одинаковые участки на 5'-конце (13 н.о. у вируса гриппа). Эти участки полностью консервативны у разных вариантов вируса в пределах рода.
Самые большие геномные РНК-сегменты кодируют полимеразные белки РВ1 и РВ2 . Размеры этих двух сегментов у вируса гриппа A одинаковы (2341 и.о.). В первом сегменте, кодирующем полимеразный белок РВ1, помимо рамки считывания РВ1 размером в 757 триплетов имеется дополнительная рамка, начиная со 120-го нуклеотида, длиной 87 триплетов. Она кодирует белок PB1-F2 , имеющий сродство к митохондриям и играющий роль в гибели клетки в результате инфекции ( апоптозе ). Второй сегмент, кодирующий белок РВ2 (759 а.о. у вируса гриппа A), имеет лишь одну рамку считывания, как и третий сегмент (2233 н.о.), который кодирует белок РA (716 а.о.). Гетеротример, содержащий по одной молекуле РВ1, РВ2 и РA, осуществляет транскрипцию и репликацию вирусного генома.
Четвертый сегмент кодирует гемагглютинин. Размер 4-го сегмента у вирусов гриппа A сильно варьирует (1742-1778 н.о.). Размер самого НA варьирует в несколько меньшей степени (562-566 а.о.). Молекула НA синтезируется как единая полипептидная цепь, которая в дальнейшем подвергается процессингу. Последний включает гликозилирование , сульфатирование , ацилирование (присоединение остатка жирной кислоты) , отщепление сигнального пептида и, наконец, протеолитическое расщепление на две субъединицы - большую ( НA1 , 319-326 а.о.) и малую ( HA2 , 221-222 а.о.). Субъединицы в зрелой молекуле НA связаны дисульфидной связью . Расщепление необходимо для приобретения НA функции слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной. Вирусная частица, содержащая нерасщепленный НA, не обладает инфекционностью. Участок расщепления представлен либо одним остатком аргинина , либо цепочкой основных аминокислотных остатков ( аргинина и лизина ).
В молекуле НA есть три гидрофобных участка. Один из них, N-концевой сигнальный пептид, отщепляется в ходе процессинга . Трансмембранный якорный участок на С-конце НA2 закрепляет НA в липидном слое, а пептид фузии (слияния) на N-конце НA2, возникающий после расщепления НA на две субъединицы, обеспечивает слияние вирусной оболочки с клеточной мембраной. В вирусной частице НA присутствует в виде тримера, собранного из трех идентичных молекул НA. В каждом мономере имеется глобула, образованная свернутой цепью НA1, и стебель, образованный всей НA2 и концевыми участками НA1. Длинные аkmaf-спирали в составе стебля каждого из мономеров, скручиваясь между собой, участвуют в образовании тримера гемагглютинина.
Пятый сегмент РНК вируса гриппа A имеет длину 1565 н.о. Он кодирует белок NP (498 а.о.). NP не имеет кластеров основных аминокислот, но многие его регионы спо собны связываться с РНК. В составе нуклеокапсида вируса гриппа A каждая молекула белка NP связана с 24 нуклеотидами.
Шестой сегмент кодирует белок NA . Длина сегмента, как и длина белка NA, сильно варьирует у разных штаммов вируса гриппа A. Белок гликозилирован, как и НA, но не подвергается протеолитическому расщеплению. В зрелом виде белок NA представлен грибообразным тетрамером, содержащим две пары молекул NA. В каждой паре молекулы NA соединены дисульфидной связью. В части мономера, образующей стебель, у многих вариантов вируса гриппа A имеется делеция. В дистальной части тетрамера расположен активный центр NA. Белок NA является гликопротеидом 2-го типа. У него нет отщепляемого сигнального пептида, а N-концевой гидрофобный участок, работающий как сигнальный пептид (т.е. закрепляющий синтезируемый белок в мембране цитоплазматического ретикулума), играет роль якорного трансмембранного участка. У вируса гриппа В 6-й сегмент имеет дополнительную рамку считывания длиной 100 а.о., кодирующую трансмембранный гликопротеид NB , обладающий функцией транспорта ионов.
Седьмой сегмент вируса гриппа A содержит 1027 н.о. Он кодирует белки M1 и М2 . Белок M1 кодируется полноразмерной колинеарной мРНК, комплементарной всей кодирующей части 7-го сегмента. Матричная РНК для белка М2 получается в результате сплайсинга , при котором вырезаются 689 н.о. Начальный участок сплайсированной мРНК включает рамку считывания 9-аминокислотного пептида, общего для М1 и М2. Начиная от места сплайсинга, аминокислотные последовательности не совпадают, поскольку трансляция идет со сдвигом рамки +1. Белок M1 имеет несколько гидрофобных участков. В вирионе он образует внутренний листок оболочки, подстилая липидный слой. Белок М2 образует тетрамер, в котором центральная трансмембранная часть формирует канал, служащий для транспорта ионов Н+ внутрь вирусной частицы, что является необходимым условием для отделения нуклеокапсида от белка M1 при проникновении вирусного генома в клетку. У вируса гриппа В эту функцию выполняет белок ВМ2 , сходный с белком М2 вируса гриппа A по функции и по общему характеру структуры. Он, однако, синтезируется не при трансляции сплайсированной мРНК, а за счет рибосомного сдвига (шифта). Инициирующий кодон для ВМ2 перекрывается с терминирующим кодоном для М1, и некоторые рибосомы начинают трансляцию ВМ2 сразу после терминации трансляции M1. У вируса гриппа С сплайсинг транскрипта 7-го сегмента имеет место, но, в отличие от вируса гриппа A, белок М1 получается при трансляции сплайсированной мРНК, а трансляция полноразмерного транскрипта дает аналог белка М2, который у вируса гриппа С называется СМ2 белком .
Восьмой сегмент, самый короткий (890 н.о. у вируса гриппа A), кодирует белки NS1 и NS2 . У всех вирусов гриппа (A, В и С) белок NS1 образуется в результате трансляции полноразмерной мРНК, не подвергнутой сплайсингу. Белок NS1 необходим вирусу для противодействия антивирусному эффекту ИФН и других ИЛ . Те молекулы мРНК, которые подвергаются сплайсингу , транслируются с образованием белка NS2, функция которого состоит в экспорте новосинтезированных нуклеокапсидов из клеточного ядра в цитоплазму. При сплайсинге у вируса гриппа A удаляется участок мРНК длиной 473 н.о. Белки NS1 и NS2 долгое время считались неструктурными (отсюда NS - от англ. non-structural), но сейчас известно, что в вирусной частице содержится несколько десятков молекул NS2. Поэтому в последнее время этот белок чаще называют NEP (от англ. nuclear export protein).
Читайте также: