4. Как се възпроизвежда грипният вирус?

Вирусите могат да се възпроизвеждат само в живите клетки. Репликацията на грипния вирус е процес, включващ няколко етапа: вирусът се свързва и влиза в клетката, след което пренася своя геном до място, където може да произведе нови копия на вирусните белтъци и РНК, събира тези компоненти в нови вирусни частици и на последно място напуска клетката гостоприемник.

Грипният вирус навлиза в клетката на гостоприемника чрез свързването на хемаглутинина на вируса със сиаловата киселина на гликопротеините или гликолипидните рецептори на повърхността на епителните клетки на гостоприемника, обикновено в носа, гърлото и белите дробове. След това се извършва ендоцитоза на вируса от клетката.

Вътреклетъчните процеси на възпроизвеждане и подробности все още не са напълно доизяснени. Известно е, че вирионите се събират на микротубули, организирайки център, взаимодействат с киселинните ендозоми и накрая влизат в целевите ендозоми за освобождаване на генома.

Вътре в клетката киселинните условия в ендозома предизвикват настъпването на две събития: първо, част от хемаглутининът слива вирусната обвивка с мембраната на вакуолата, след това M2 йонен канал позволява протони да се движат през вирусната обвивка и подкиселява сърцевината на вируса, което води до освобождаване на вирусната РНК и протеини от вирусното ядро. Молекулите на вирусната РНК, допълнителните протеини и РНК-зависима РНК полимераза след това се освобождават в цитоплазмата (етап 2). M2 йонният канал е запушен от амантадин - противогрипно лекарство.

Протеините от вирусното ядро и вирусната РНК образуват комплекс, който се транспортира в клетъчното ядро, където РНК-зависима РНК полимераза започва транскрипция на допълнителна вирусна РНК с положителна полярност. Вирусната РНК е експортирана в цитоплазмата или остава в ядрото.

Новосинтезираните вирусни протеини са секретират чрез апарата на Голджи върху клетъчната повърхност или се транспортират обратно в ядрото за свързване с вирусната РНК и образуване на нови вирусни геномни. Други вирусни протеини имат множество действия в клетката гостоприемник, включително разграждане на клетъчната РНК и използване на освободените нуклеотиди за синтез на вирусна РНК и инхибиране на транслацията на информационна РНК на клетката гостоприемник.

Вирусна РНК с отрицателна полярност, която образуват геномите на бъдещите вируси, РНК-зависима РНК полимераза и други вирусни протеини са сглобени във вирион. Молекули хемаглутинин и невраминидаза се групират в изпъкналост в клетъчната мембрана.

Вирусната РНК и протеините от вирусното ядро напускат ядрото и влизат в тази мембранна издатина. Зрелите вируси се отделят, след като невраминидазата им се отцепва от остатъците на сиалова киселина от клетката гостоприемник. След освобождаването на новите грипни вируси, клетката гостоприемник загива.

Поради липсата на РНК коригиращи ензими, РНК-зависима РНК полимераза, която копира вирусния геном, прави грешка приблизително на всеки 10 хиляди нуклеотиди, което е приблизителната дължина на вирусната РНК на грипа. Следователно по-голямата част от новопроизведените грипни вируси при размножаването са мутанти. Това причинява антигенен дрифт, който представлява бавна промяна в антигените върху вирусната повърхност с течение на времето.

Разделянето на генома в осем отделни сегменти на вирусни РНК-и позволява смесване или рекомбинация на вирусните РНК-и, ако повече от един тип грипен вирус заразява една клетка. Получената бърза промяна в генетиката произвежда вирусни антигенни промени, които са внезапни промени от един антиген на друг. Тези внезапни големи промени позволяват на вируса заразяване на нови видове гостоприемници и бързо преодоляване на защитния имунитет. Това е важно в появата на пандемии.