Ιός γρίπης

Οι ιοί της γρίπης ή Ορθομυξοϊοί (Orthomyxoviridae) είναι μια οικογένεια RNA ιών που περιλαμβάνει έξι γένη: το ιό γρίπης Α, τον ιό γρίπης Β, τον ιό γρίπης C, τον ισαϊό, τον θογκοτοϊό και ένα γένος που ακόμη δεν έχει περιγραφεί. Τα τρία πρώτα γένη περιλαμβάνουν ιούς που μολύνουν τα σπονδυλωτά, συμπεριλαμβανομένων των πτηνών (βλέπε επίσης γρίπη των πτηνών), τους ανθρώπους και άλλα θηλαστικά, ο ισαϊός προσβάλει τους σολομούς, ενώ ο θογκοτοϊός προσβάλει τόσο σπονδυλωτά όσο και ασπόνδυλα.

Μορφολογία

Το ιοσωμάτιο είναι πλειομορφικό· ο φάκελος μπορεί να έχει είτε σφαιρική και νηματοειδή μορφή. Σε γενικές γραμμές, η μορφολογία του ιού είναι σφαιρικά σωματίδια με 50 έως 120 nm σε διάμετρο ή νηματοειδή ιοσωμάτια διαμέτρου 20 nm και μήκους 200 έως 300 (-3000) nm. Υπάρχουν περίπου 500 διακριτές ακιδόμορφες προβολές στην επιφάνεια του περιβλήματος, οι οποίες προεξέχουν 10 έως 14 nm από την επιφάνεια με μερικούς τύπους (π.χ. εστεράσης αιμοσυγκολλητίνης (HEF)) πυκνά διεσπαρμένους πάνω στην επιφάνεια και με τους άλλους (π.χ. αιμαγλουτινίνη (ΗΑ)) απέχοντα πολύ. Η μεγάλη γλυκοπρωτεΐνη (ΗΑ) παρεμβάλλεται ακανόνιστα από συστάδες νευραμινιδάσης (ΝΑ), με αναλογία ΗΑ προς ΝΑ από 4-5 έως περίπου 1. Οι μεμβρανικές λιποπρωτεΐνες επισυνάπτονται στα πυρηνικά καψίδια· νουκλεοπρωτεΐνες διαφόρων κατηγοριών μεγέθους με μια θηλιά σε κάθε άκρο. Η διάταξη εντός του λοιμογόνου παράγοντα είναι αβέβαιη. Τα πυρηνοκαψίδια είναι νηματοειδή και έχουν μήκος από 50 έως 130 nm και διάμετρο 9 έως 15 nm. Έχουν ελικοειδή συμμετρία.

Γονιδίωμα

Οι ιοί αυτής της οικογένειας περιέχουν 6 έως 8 τμήματα του γραμμικού μονόκλωνου RNA με αρνητική πολικότητα.
Το συνολικό μήκος του γονιδιώματος είναι 12000-15000 νουκλεοτίδια (nt). Το μεγαλύτερο τμήμα είναι 2300-2500 nt, το δεύτερο μεγαλύτερο 2300-2500 nt, το τρίτο 2200-2300 nt, το τέταρτο 1700-1800 nt, το πέμπτο 1500-1600 nt, το έκτο 1400-1500 nt, το έβδομο 1000-1100 nt και το όγδοο 800-900 nt. Το γονιδίωμα έχει τερματικές επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες, ενώ επαναλαμβάνεται σε αμφότερα τα άκρα. Οι τερματικές επαναλήψεις στο 5'-άκρο έχουν μήκος 12-13 νουκλεοτίδια. Νουκλεοτιδικές αλληλουχίες του 3'-άκρου είναι όμοιες στα γένη της οικογένειας και έχουν μήκος 9-11 νουκλεοτίδια. Το νουκλεϊκό οξύ στο καψίδιο είναι αποκλειστικά το γονιδίωμα. Κάθε τμήμα ιού μπορεί να περιέχει ελαττωματικά αντίγραφα.
Το γονιδίωμα κωδικοποιεί 11 πρωτεΐνες (HA, NA, NP, M1, M2, NS1, ΝΕΠ, PA, PB1, PB1-F2, PB2). Από αυτές οι καλύτερα χαρακτηρισμένες είναι η αιμοσυγκολλητίνη και η νευραμινιδάση, δύο μεγάλες γλυκοπρωτεΐνες που ανευρίσκονται στο εξωτερικό των ιικών σωματιδίων. Η νευραμινιδάση είναι ένα ένζυμο που εμπλέκεται στην απελευθέρωση των νέων ιών από τα μολυσμένα κύτταρα, με διάσπαση των σακχάρων που δεσμεύουν τα ώριμα ιικά σωματίδια. Αντίθετα, η αιμοσυγκολλητίνη είναι μία λεκτίνη που μεσολαβεί πρόσδεση του ιού σε κύτταρα στόχους και την είσοδο του ιικού γονιδιώματος στο κύτταρο στόχο. Η αιμοσυγκολλητίνη (H) και νευραμινιδάση (N) είναι στόχοι για αντι-ιικά φάρμακα. Αυτές οι πρωτεΐνες, επίσης, αναγνωρίζονται από τα αντισώματα, δηλαδή είναι αντιγόνα. Οι αποκρίσεις των  αντισωμάτων έναντι αυτών των πρωτεϊνών που χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση των διαφορετικών οροτύπων ιών της γρίπης Α, εξ ου και το H και Ν στην Η5Ν1.

Αναπαραγωγικός κύκλος

Τυπικά, η γρίπη μεταδίδεται από μολυσμένα θηλαστικά αερογενώς, από το βήχα ή το φτέρνισμα, δημιουργώντας αερολύματα που περιέχουν τον ιό, καθώς και από μολυσμένα πτηνά μέσω των περιττωμάτων τους. Η γρίπη μπορεί επίσης να μεταδοθεί με το σάλιο, ρινικές εκκρίσεις, περιττώματα και αίμα. Οι λοιμώξεις συμβαίνουν μέσα από την επαφή με αυτά τα σωματικά υγρά ή με μολυσμένες επιφάνειες. Ιοί της γρίπης μπορούν να παραμείνουν μολυσματικοί για περίπου μία εβδομάδα σε θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος, πάνω από 30 ημέρες στους 0° C (32° F), και επ 'αόριστον σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (όπως λίμνες στη βορειοανατολική Σιβηρία). Μπορούν να απενεργοποιηθούν εύκολα με απολυμαντικά και απορρυπαντικά.
Οι ιοί προσδένονται σε ένα κύτταρο μέσω αλληλεπιδράσεων μεταξύ της γλυκοπρωτεΐνης αιμοσυγκολλητίνη και του σιαλικού οξέος στην επιφάνεια των επιθηλιακών κυττάρων στον πνεύμονα και το λαιμό (στάδιο 1). Το κύτταρο εισάγει τον ιό με ενδοκυττάρωση. Στο όξινο ενδόσωμα, μέρος της πρωτεΐνης αιμοσυγκολλητίνης συγχωνεύεται το ιικό φάκελο και την μεμβράνη του κυστιδίου, απελευθερώνοντας τα μόρια του RNA του ιού (vRNA), βοηθητικές πρωτεΐνες και την RNA-εξαρτώμενη πολυμεράση RNA στο κυτταρόπλασμα (Στάδιο 2). Αυτές οι πρωτεΐνες και τα vRNA σχηματίζουν ένα σύμπλοκο που μεταφέρεται εντός του πυρήνα του κυττάρου, όπου η RNA-εξαρτώμενη RNA πολυμεράση αρχίζει μεταγραφή στο συμπληρωματικό θετικής πολικότητας-cRNA (Στάδιο 3α και β). Το cRNA είτε εξάγεται στο κυτταρόπλασμα και μεταφράζεται (στάδιο 4) ή παραμένει στον πυρήνα. Οι προσφάτως συντεθημένες ιικές πρωτεΐνες είτε εκκρίνονται μέσω της συσκευής Golgi πάνω στην κυτταρική επιφάνεια (στην περίπτωση της νευραμινιδάσης και της αιμοσυγκολλητίνης, στάδιο 5b) ή μεταφέρονται πίσω στον πυρήνα για να δεσμεύσουν vRNA και να σχηματίζουν νέα ιικά σωματίδια γονιδιώματος (5α βήμα). Άλλες ιικές πρωτεΐνες έχουν πολλαπλές δράσεις στο κύτταρο ξενιστή, συμπεριλαμβανομένης της αποικοδόμησης του κυτταρικού mRNA, χρησιμοποιώντας τα νουκλεοτίδια που κυκλοφορούν για την σύνθεση vRNA και επίσης αναστέλλουν μετάφραση των mRNAs του κυττάρου-ξενιστή.
Τα αρνητικής πολικότητας vRNAs, που αποτελούν το γονιδιώμα των μελλοντικών ιών, η RNA-εξαρτώμενη RNA μεταγραφάση και άλλες ιικές πρωτεΐνες συναρμολογούνται σε ένα ιοσωμάτιο. Το σύμπλεγμα μορίων αιμοσυγκολλητίνης και νευραμινιδάσης δημιουργούν ένα εξόγκωμα στην κυτταρική μεμβράνη. Το vRNA και οι ιικές πρωτεΐνες του πυρήνα φεύγουν από τον πυρήνα και μεταφέονται στη προεξοχή της μεμβράνης (βήμα 6). Τα ώριμα σωμάτιου του ιού μακριά από το κύτταρο, σε μια σφαίρα από τη φωσφολιπιδική μεμβράνη του ξενιστή, η οποία στη συνέχεια αποκτά νευραμινιδάση και αιμοσυγκολιτίνη (βήμα 7). Όπως και πριν, οι ιοί προσδένονται στο κύτταρο μέσω αιματογλουτινίνης. Οι ώριμοι ιούς αποκολλώνται όταν η νευραμινιδάση διασπά το σιαλικό οξύ του κυττάρου ξενιστή. Μετά από την απελευθέρωση του νέου ιού της γρίπης, το κύτταρο ξενιστής πεθαίνει.
Δεδομένου ότι τα ένζυμα επιδιόρθωσης του RNA είναι απόντα, η RNA-εξαρτώμενη RNA μεταγραφάση κάνει ένα νουκλεοτιδίο σφάλμα εισαγωγής περίπου κάθε 10 χιλιάδες νουκλεοτίδια, όσο είναι κατά προσέγγιση μήκος του RNA της γρίπης. Ως εκ τούτου, σχεδόν κάθε νεοκατασκευασθής ιός της γρίπης θα περιέχει μια μετάλλαξη στο γονιδίωμά του. Ο διαχωρισμός του γονιδιώματος σε οκτώ ξεχωριστά τμήματα του vRNA επιτρέπει την ανάμιξη (ανακατάταξη) των γονιδίων, εάν περισσότερες από μία ποικιλία του ιού της γρίπης έχουν μολύνει το ίδιο κύτταρο (επιμόλυνση). Η προκύπτουσα μεταβολή στα τμήματα του γονιδιώματος των νέων τους προσδίδει νέα συμπεριφορά, μερικές φορές την ικανότητα να μολύνει νέο είδος ξενιστή ή να ξεπεράσουν ανοσία του ξενιστή, η οποία βασιζόταν στο παλιό γονιδίωμα του (αυτή η περίπτωση ονομάζεται αντιγονική μετατόπιση).