stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
فيروس كورونا
علم الفيروسات > البروتينات > البروتينات البنيوية > إستراز الراصة الدموية

فضلا عن بروتينات الغشاء والغلاف والشوكة، يوجد بروتين آخر على غلاف فيروسات كورونا من جنس بيتا، الفرع A (مثل فيروس كورونا الفأري وفيروس كورونا البشري HKU1) هو إستراز الراصة الدموية (HE). هذا البروتين مثنوي ويتكون من وحدتين فرعيتين متماثلتين وطوله حوالي 400 حمض أميني، وهو بارز على سطح الفيروس مثل بروتين الشوكة لكنه أقصر منه وطوله حوالي 5 إلى 7 نانومتر، ووظيفته المساعدة في ارتباط الفيروس بالمستقبلات على الخلية المضيفة. بالإضافة إلى فيروسات كورونا، تحتوي فيروسات الإنفلونزا وفيروسات تورو على هذا البروتين كذلك، مما يشير إلى إمكانية حدوث تأشيب بين هذه الفيروسات. يتكون بروتين إستراز الراصة الدموية من نطاقين رئيسيين: نطاق ليكتين ونطاق إستراز. يمكن أن يرتبط كل من نطاق الليكتين وبروتين الشوكة بمستقبلات حمض السياليك على سطح الخلايا المضيفة، يساعد نطاق الإستراز في تحرير الفيروس من الخلية ومغادرته لها عبر قص أستيل من الوضعية 9 من جزيء حمض السياليك ( 9-O-Ac-Neu5Ac) النهائي. بعد انتقال فيروس كورونا البشري OC43 (الذي ينتمي إلى النوع فيروس كورونا بيتا 1) إلى مضيف بشري من فيروس كورونا البقري، فقد إستراز الراصة الدموية قدرة الارتباط بحمض السياليك تدريجيا، وأصبح بروتين الشوكة فقط هو الذي يربط بحمض السياليك، وتأثر نشاط نطاق الإستراز كذلك. خضع إستراز الراصة الدموية لفيروس كورونا البشري HKU1 لتطور تقاربي أيضا وحدثت له تغيرات مماثلة. قد تكون هذه التغيرات مرتبطة بتكيف الفيروس مع مستقبلات حمض السياليك على خلايا الجهاز التنفسي البشرية.
علم الفيروسات > البروتينات > البروتينات اللابنيوية

يتكون إطار القراءة المفتوح ORF1ab من إطارين مفتوحين ORF1a وORF1b متصلين عبر انزياح إطار ريبوسومي مبرمج يسمح للريبوسوم بالاستمرار في الترجمة بعد كودون التوقف الموجود في نهاية ORF1a، ويسمى هذان الإطاران في بعض الأحيان بجين الريبليكاز. يشغل جين الريبليكاز المقبع 5' حوالي ثلثي الجينوم ويُترجم بترجمة معتمدة على القبعة. إلى عديدي البروتين pp1a وpp1ab الذين يخضعان لتحلل بروتيني تنتج منه عدة بروتينات لابنيوية ذات وظائف مختلفة في دورة حياة الفيروس، منها بروتيازات ومكونات مركب المضاعف الناسخ.
يحدث انزياح الإطار في تسلسل زلق تليه بنية رنا ثانوية على شكل عقدة كاذبة. وتم قياس نسبة فعالية انزياح الإطار بين 20-50% لدى فيروس كورونا الفأري، و45-70% لدى سارس-كوف-2، وهو ما يعني التعبير عن بروتين pp1a حوالي 1.5 إلى 2 مرة أكثر من البروتين pp1ab. يوجد في فيروسات كورونا 16 بروتينا لابنيويا، يحتوي عديد البروتين pp1a على البروتينات اللابنيوية من 1 حتى 11 ويحتوي عديد البروتين pp1ab على البروتينات اللابنيوية من 1 حتى 10 ومن 12 حتى 16. يقوم بالمعالجة التحللية (القص) بروتيازان: نطاق بروتياز مماثل للبابايين يتواجد في البروتين اللابنيوي 3 متعدد النطاقات ويقص البروتينات من 1 حتى 4، ثم يقوم البروتياز 3CL (ويُعرف بالبروتياز الرئيسي، وهو البروتين اللابنيوي 5) بباقي عمليات القص حتى النهاية الكربوكسيلية لعديد البروتين.
يسرد الجدول بالأسفل جميع الوظائف المعروفة لحد الآن للبروتينات اللابنيوية الخاصة بفيروساات كورونا:
| البروتين اللابنيوي | الوظيفة |
| --- | --- |
البروتين اللابنيوي 1: تفكيك الرنا الرسول الخلوي، تثبيط الترجمة الخاصة بالخلية المضيفة، تثبيط الإنترفيرون، غير متواجد لدى فيروسات كورونا غاما
البروتين اللابنيوي 2: غير معروفة، يرتبط بالبروهيبتين
البروتين اللابنيوي 3: بروتين متعدد النطاقات مع نطاق أو اثنين وظيفتهما ببروتياز مماثل للبابايين لقص البروتينات، مناهض للإنترفيرون، عدة أدوار أخرى.
البروتين اللابنيوي 4: تكوين الحويصلات مزدوجة الغشاء
البروتين اللابنيوي 5: بروتياز 3CL لمعالجة وقص عديد البروتين، تثبيط الإنترفيرون
البروتين اللابنيوي 6: تكوين الحويصلات مزدوجة الغشاء
البروتين اللابنيوي 7: عامل مرافق وعامل عملياتية لبوليمراز الرنا المعتمد على الرنا، يشكل مركبا مع nsp8 وnsp12.
البروتين اللابنيوي 8: عامل مرافق وعامل عملياتية لبوليمراز الرنا المعتمد على الرنا، يشكل مركبا مع nsp7 وnsp12
البروتين اللابنيوي 9: يرتبط بالرنا مفرد السلسلة
البروتين اللابنيوي 10: عامل مرافق للبروتينين nsp14 وnsp16.
البروتين اللابنيوي 11: غير معروفة
البروتين اللابنيوي 12: بوليمراز الرنا المعتمد على الرنا، وناقل النوكليوتيديل
البروتين اللابنيوي 13: هيليكاز، وثلاثي فوسفاتاز الرنا.
البروتين اللابنيوي 14: نوكلياز خارجي مصحح، تكوين قبعة الرنا، ناقل ميثيل-N7 غوانوزين.
البروتين اللابنيوي 15: ريبونوكلياز داخلي، تجنب المناعة.
البروتين اللابنيوي 16: ناقل ميثيل2'-O- ريبوز، تكوين قبعة الرنا.
علم الفيروسات > البروتينات > البروتينات اللابنيوية > البروتينات الملحقة

فضلا عن الجينات المذكورة أعلاه، تحتوي معظم جينومات فيروسات كورونا على العديد من إطارات القراءة المفتوحة التي تشفر بروتينات ملحقة أو إضافية، وكلها تقع مع الاتجاه بالنسبة لجين الريبليكاز وهي موزعة بين أو داخل جينات البروتينات البنيوية الأربعة وبعضها له صلة بها. يمكن أن تكون إطارات القراءة المفتوحة الخاصة بالبرروتينات الملحقة متداخلة وتختلف أعدادها وأطوالها ومواضعها ووظائفها من فيروس إلى آخر، وهي في الغالب أصغر من البروتينات البنيوية وليست لازمة لتكاثر وتضاعف الفيروس وخاصة في الخلايا المختبرية. من وظائف البروتينات الملحقة تعديل الاستجابات المناعية والتهرب منها، لها دور في إجهاد الشبكة الإندوبلازمية والإستماتة والالتهام الذاتي، تعمل كفيروبورينات وتزيد من حدة الفيروس. على سبيل المثال تمنع البروتينات الملحقة استجابة الإنترفيرونات من النوع 1 وهي خط الدفاع الأول ضد الفيروسات بطرق واستراتيجيات متنوعة حيث يقوم ORF3b في سارس-كوف باستهداف MAVS ويقاطع ORF9b الخاص بسارس كوف-2 إضافة اليوبيكوتين إلى نيمو لتثبيط مسار RIG-I-MAVS ومنع تخليق الإنترفيرونات. يرتبط ORF6 الخاص بسارس-كوف بكاريوفيرين ألفا 2 لمنع نقل ستات 1 إلى النواة. ويثبط NS4a الخاص بميرس-كوف استجابات الإجهاد الفيروسية التي يتوسطها PKR.
علم الفيروسات > دورة التضاعف > الدخول إلى الخلية

تستخدم معظم فيروسات كورونا بروتينات الشوكة للارتباط بالمستقبلات الموجودة على سطح الخلايا المضيفة، ولكن يمكن لبعض فيروسات كورونا أن ترتبط بالخلايا المضيفة ببروتينات أخرى مثل بروتين الغشاء الخاص بفيروس كورونا البشري NL63 وإستراز الراصة الدموية في الفيروسات الإمبيكوية. حيث يمكن لكلاهما أن يرتبط مع عديدات السكاريد على سطح الخلية للمساعدة في الإصابة. بعد ارتباط بروتين الشوكة بالمستقبل، تقوم بروتيازات المضيف (مثل الكاتبسين وبروتياز السيرين عبر الغشائي 2) بقصه وتنشيطه. تبعا لسلالة الفيروس، يمكن للفيروس النشط أن يدخل الخلية عن طريق الإدخال الخلوي أو يندمج مباشرة مع غشاء الخلية المضيفة ويدخل السيتوبلازم. يستخدم كل من: فيروس كورونا السنوري، 229E، فيروس كورونا الطيري، سارس-كوف، فيروس إلتهاب الكبد الفأري A59 وفيروس إلتهاب الكبد الفأري JHM الطريقة الثانية. فضلا عن البروتيازات، تؤثر بروتينات مضيفة أخرى على عملية إصابة الفيروس للخلية مثل: البروتين الغشائي المستحث بالإنترفيرون  ‏ الذي يمنع الفيروسات من دخول الخلايا، والبروتين المحتوي على الفالوسين الذي يساعد الفيروسات الموجودة في الجسيمات الداخلية على دخول السيتوبلازم.
المستقبلات التي تستخدمها فيروسات كورونا للدخول إلى الخلية متنوعة وغير مرتبطة بجنس محدد فمثلا: ينتمي فيروس كورونا البشري NL63 إلى جنس فيروسات ألفا وسارس-كوف إلى فيروسات بيتا، لكن يستخدم كلاهما الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2) كمستقبل. أما فيروس التهاب المعدة والأمعاء الساري وفيروس الإسهال الوبائي الخنزيري وهما من نفس جنس فيروس NL63 (ألفا) يستخدمان مستقبل أمينوببتيداز الألانين. يستخدم فيروس كورونا الفأري وميرس-كوف اللذان ينتميان إلى فيروسات بيتا (مثل سارس-كوف) مستقبلي جزيء التصاق الخلية المرتبط بالمستضد السرطاني المضغي 1 والببتيداز نازع الببتيديل 4 على التوالي. علاوة على ذلك، تستخدم العديد من فيروسات كورونا جزيئات غليكوزيل معدلة موجودة في بروتينات على سطح الخلية كمستقبلات أو مستقبلات مساعدة. على سبيل المثال، يستخدم فيروس كورونا البشري OC43 وفيروس كورونا البقري 9-O-حمض السياليك كمستقبل.
علم الفيروسات > دورة التضاعف > ترجمة الجينوم

بعد دخول القفيصة إلى السيتوبلازم، تقص بروتيازات خلوية بروتينات القفيصة النووية لتحرير الجينوم الفيروسي. ولأن جينوم فيروس كورونا رنوي موجب الدلالة ويملك قبعة 5' وذيل عديد الأدينين مثل الرنا الرسول الخاص بحقيقيات النوى فإنه يُترجم مباشرة بواسطة الريبوسوم. أول ما تتم ترجمته هو جين الريبليكاز وفي سبيل التعبير عن كلا عديدي البروتين، يستخدم الفيروس تسلسلا زلقا 5'-UUUAAAC-3' وعقدة كاذبة لإحداث انزياح إطار ريبوسومي -1 للاستمرار في الترجمة وإنتاج عديد البروتين الكبير pp1ab. في معظم الحالات، يقوم الريبوسوم بفك بنية العقدة الكاذبة والاستمرار في الترجمة حتى يصادف كودون التوقف الخاص بـ ORF1a. لكن في بعض الأحيان وبمساعدة بروتينات فيروسية أو خلوية، تعيق العقدة الكاذبة الريبوسوم عن الاستمرار في الترجمة وتتسبب في توقفه مؤقتًا على التسلسل الزلق، وهو ما يؤدي إلى تغيُر إطار القراءة عبر العودة إلى الخلف بنيوكليوتيد واحد (انزياح إطار -1)، قبل أن يتمكن الريبوسوم من فك بنية العقدة الكاذبة والاستمرار في ترجمة ORF1b وإنتاج عديد البروتين الكامل pp1ab.
من غير المعروف بالضبط سبب استخدام الفيروسات لانزياح الإطار للتحكم في التعبير عن البروتينات، لكن افتُرض أن السبب إما من أجل التحكم الدقيق في نسبة بروتينات عديد البروتين pp1a وبروتينات عديد البروتين pp1b، أو لتأخير إنتاج بروتينات pp1b حتى تحضِّر بروتينات pp1a بيئة مناسبة لنسخ ومضاعفة الجينوم الفيروسي.
بعد ترجمة إطار القراءة ORF1a تقوم البروتينات اللابنيوية 3 و4 و6  بإحداث تغييرات في بنية الشبكة الإندوبلازمية وإنشاء عضيات التضاعف (ROs) التي يحدث فيها تضاعف الفيروس. تختلف فيروسات كورونا في نوع عضيات التضاعف التي تُحدثها وتشمل هذه العضيات: الأغشية الملففة (CM)، الحويصلات مزدوجة الغشاء (DMV)، الشبكة الإندوبلازمية المزمومة (zippered ER)، وتشير الدراسات إلى أن الحويصلات مزدوجة الغشاء هي مركز تضاعف الفيروس. تنشأ الحويصلات مزدوجة الغشاء من حويصلات مشتقة من الشبكة الإندوبلازمية، حيث تقوم بروتينات فيروسية بتسخير مسار تفكيك البروتين المرتبط بالشبكة الإندوبلازمية (ERAD) لإنشائها. كما يمكن أن تنشأ من استثارة مسار الالتهام الذاتي. يُعتقد أن القيام بعملية النسخ والتضاعف داخل الحويصلات مزدوجة الغشاء آلية لإخفاء الرنا الفيروسي ووسيلة لتجنب الاستجابات المضادة للفيروسات التي تُحدثها جزيئات الرنا مزدوجة السلسلة.
علم الفيروسات > دورة التضاعف > الناسخ المضاعف

في الحويصلات مزدوجة الغشاء، تتجمع العديد من البروتينات اللابنيوية (البروتين اللابنيوي 7 و8 و9 و10 و12 و13 و14 و16) التي نتجت من قص عديد البروتين pp1ab لتشكيل مركب التضاعف والنسخ لنسخ ومضاعفة جينوم الرنا الفيروسي. أهم بروتينات هذا المركب هو البروتين اللابنيوي 12 (بوليميراز الرنا، الذي يحفز تخليق الرنا، أما البروتينات الأخرى فلها وظائف مساعدة مختلفة مثل: البروتين اللابنيوي 14 (نوكلياز خارجي للرنا) الذي يوفر وظيفة تصحيح ويقوم بإزالة النيوكليوتيدات غير المتطابقة وتحسين دقة النسخ. تملك فيروسات الرنا عموما معدل طفرات عالٍ (10−5 إلى 10−3 طفرة لكل موقع لكل عملية نسخ) حين يتجاوز طول الجينوم 15 ألف نوكليوتيد وينتج عن ذلك حدوث كارثة خطأ بسبب تراكم العديد من الطفرات، لذلك جينومها له حد علوي. لكن معدل الطفرات في فيروس كورونا أقل بكثير من باقي فيروسات الرنا الأخرى بسبب وظيفة التصحيح الخاصة بالبروتين اللابنيوي 14 ويُقدر بـ (10−7 إلى 10 −6 طفرة لكل موقع لكل نسخ) وهو قريب من معدل الطفرات لفيروسات الدنا مفردة السلسلة، لذلك يمكن لجينوماتها بلوغ طول كبير يتجاوز 30 ألف نوكليوتيد. فضلا عن فيروسات كورونا، فيروسات الرنا الأخرى التي تملك وظائف التصحيح هي: فيروسات تورو والفيروسات الرونية وينتمي كلاهما إلى رتبة الفيروسات العشية وكلاهما يحتوي على جينومات أطول من جينومات فيروسات الرنا الأخرى. بالإضافة إلى هذه البروتينات اللابنيوية الفيروسية، يوجد العديد من بروتينات الخلية المضيفة في الغشاء الداخلي للحويصلات مزدوجة الغشاء بما في ذلك البروتينات المسؤولة عن النقل الحويصلي والبروتينات المرتبطة باليوبيكويتين والبروتينات المرتبطة بمسار الالتهام الذاتي والعديد من بروتينات بدء الترجمة التي تساعد في ترجمة الرنا. تبّين أن مركب التضاعف والنسخ يتم تجميعه بجوار الريبوسومات على غشاء الشبكة الإندوبلازمية لتحسين كفاءة ترجمة الرنا وتخليق البروتينات.
يتكون لب مركب التضاعف والنسخ في سارس-كوف-2 من بوليميراز الرنا المعتمد على الرنا (البروتين اللابنيوي 12، nsp12) وثلاث بروتينات لابنيوية: البروتين اللابنيوي 7 ونسختان من البروتين اللابنيوي 8. طول بوليميراز الرنا في سارس-كوف-2 932 حمض أميني ويتكون من أربع نطاقات رئيسية: نايران (NiRAN) ويملك وظيفة ناقل نوكليوتيديل، الواجهة، الأصابع والكف. ترتبط بالبوليميراز نسختان من البروتين اللابنيوي 8، وبسبب عدم تناظر البوليميراز فإن البروتين اللابنيوي 7 مطلوب من أجل أن يتوسط التآثرات بين البروتينين اللابنيويين 12 و8 على إحدى الجهتين. يرتبط هليكازان (البروتين اللابنيوي 13) بامتدادات لولبية للبروتينين 8 فوق لولب الرنا المزدوج (الصورة)، ويملك هذان الهليكازان تآثرات محدودة بين بعضهما البعض ويبدو أنهما يعملان على استقرار البنية الإجمالية لمركب التضاعف والنسخ. يعمل الهليكازان على تسهيل نسخ جينوم الرنا المليء بالبنى الثانوية والثالثية عبر تفكيك هذه البنى أما البروتينات اللابنيوية 9 و10 و14 و16 فلها أدوار في تنظيم تخليق القبعة 5' واستقرار بنى جينوم الرنا.
فضلا عن الهيئة الموحودة لبوليميراز الرنا، يمكن أن يشكل هذا الأخير مثنويا، يرتبط فيه كل بوليميراز بنسخة واحدة من البروتين 8 ويتثنيان عبر تآثرات بين البروتينين 7 الخاصين بهما ليتخذا هيئة توازي متضاد. افترض أن هذه الهيئة المثنوية تلعب دورا في نسخ الرنا الجينومي الفرعي وتبديل القالب.
علم الفيروسات > دورة التضاعف > الرنا الجينومي الفرعي وتبديل القالب

تملك الفيروسات العشية سمة مميزة لها عن باقي فيروسات الرنا وهي إنتاجها لرنا جينومي فرعي بأطوال مختلفة لتخليق البروتينات البنيوية والملحقة عبر آلية تبديل قالب معقدة. بعد تشكل مركب التضاعف والنسخ في الحويصلات مزدوجة الغشاء، يستخدم مركب التضاعف الرنا الفيروسي الموجب لإنتاج رنا سالب كامل الطول عبر نسخ مستمر، ثم يُستخدم هذا الرنا السالب كقالب لإنتاج رنا جينومي موجب كامل الطول. فضلا عن التضاعف الجينومي بالنسخ المستمر، يقوم مركب التضاعف بنسخ متقطع ينتج عنه رنا فرعي بأطوال مختلفة.
يتم إنشاء الرنا الفرعي عند إنشاء السلسلة السالبة عبر نموذج نسخ متقطع يفترض: وجود مواقع خاصة تسمى التسلسل المنظم للنسخ الجسمي (TRS-B) في بداية كل جين والتي تشكل تآثرات رنا-رنا مكملة بعيدة المدى مع التسلسل المنظم للنسخ الطليعي (TRS-L) المتواجد في حلقة الـSL3 في المنطقة غير المترجمة 5'. تُنظَّم هذه التآثرات بين التسلسل الجسمي والطليعي بواسطة مركبات رنا-بروتين يُفترض أنها تساهم في توقف مركب التضاعف والنسخ عند التسلسل الجسمي. بعد نسخ التسلسل الجسمي ينفصل مركب التضاعف والنسخ عنه ويعيد الارتباط بالتسلسل الطليعي مبدلا القالب ومتجاوزا جزءا كبيرا من الجينوم ويقوم بنسخ التسلسل الطليعي. بعد نسخ جزيئات الرنا الفرعية السالبة، تُستخدم هذه الأخيرة لنسخ رنا فرعي موجب، وعادة ما يُترجم من الرنا الجينومي الفرعي الموجب إطار القراءة المفتوح الأول عكس الاتجاه فقط، أما الرنا الجينومي السالب والرنا الجينومي الفرعي السالب فهما أقل تواترا في الخلايا المصابة وقد لا يشفران أي بروتينات فيروسية.
يُنظَّم تبديل القالب بواسطة بروتينات فيروسية وخلوية أهمها بروتين القفيصة النووية الذي يملك نشاط شابرون رنا يسهل عملية تبديل القالب وهو مطلوب ليكون النسخ فعالا، ومن بين وظائفه أنه يقوم بتوظيف الهليكاز الخلوي DDX1 الذي يسمح بتجاوز التوقف عند التسلسل الجسمي لنسخ رنا فرعي أطول أو رنا جينومي كامل. رغم أن معظم الرنا الفرعي (~90%) ينشأ عبر تبديل القالب بين التسلسلات الجسمية والتسلسل الطليعي إلا أن نسبة صغيرة منه (< 10%) يمكن أن تنشأ بطريقة مستقلة عن التسلسل الجسمي أو حتى مستقلة تماما عن التسلسلات المنظمة للنسخ، وهو ما يشير إلى حدوث تآثرات رنا-رنا غير قياسية تسببها بعض بُنى الرنا أو ارتباط عوامل فيروسية أو خلوية أثناء عمليات تبديل القالب، مثل تآثرات الرنوات النووية الصغيرة الخلوية (U1 وU2 وU4) مع مواقع محددة في إطاري القراءة ORF1a وORF1b.
علم الفيروسات > دورة التضاعف > التأشيب الجيني

لأن مركب التضاعف والنسخ بإمكانه تبديل القالب أثناء النسخ عند التسلسل المنظم للنسخ، فإنه يستطيع تبديل نسخ سلسلة فيروس بأخرى حين يتواجد أكثر من جينوم رنا فيروسي واحد في الخلية، وينتج عن ذلك تأشيب لجينات الرنا الفيروسي. تفاصيل الآلية مازلت غير معروفة، لكن أظهرت دراسة أن البروتين اللابنيوي 14 المسؤول عن التصحيح له دور كذلك في آلية التأشيب الجيني. التأشيب الجيني آلية مهمة في تنوع فيروسات كورونا، وتسمح بتطفير تسلسلات الفيروس لتوليد سلالات وأنواع جديدة وكذلك السماح للفيروسات بالانتقال عبر الأنواع. تملك عدة فيروسات كورونا سجلات على أحداث تأشيب جيني بينها، على سبيل المثال فيروس كورونا البشري OC43 المقسم إلى خمسة أنماط من A حتى E: النمط D هو ناتج تأشيب بين النمطين B وC، والنمط E هو ناتج تأشيب بين الأنماط B وC وD. تملك مستخلصة أمستردام-1 من فيروس كورونا البشري NL63 جزءا من تسلسل بروتين الشوكة الخاص بمستخلصة 496 وذلك بسبب تأشيب جيني، سارس-كوف (وهو من نمط بيتا) قد تكون له علاقة بالأنماط ألفا وغاما فقد وجدت دراسات علم تطور السلالات فيه مناطق تأشيب محتملة بين فيروسات من نمط ألفا وغاما وفيروسات أخرى من نمط بيتا، والعديد من فيروسات كورونا الخفاشية المرتبطة بالسارس عادة ما تقوم بتأشيبات جينية بين بعضها البعض. المصدر الرئيسي لنشوء فيروس السارس قد يكون حدوث تأشيبات بين عدة فيروسات كورونا خفاشية.
علم الفيروسات > دورة التضاعف > التجميع والتحرير

بعد نسخ الرنا الجينومي والفرعي تنتقل هذه الجزيئات إلى السيتوبلازم عبر مسامات موجودة في الحويصلات مزدوجة الغشاء، ويُترجم الرنا الفرعي لإنتاج البروتينات البنيوية والملحقة وتتموقع البروتينات البنيوية في الشبكة الإندوبلازمية وجهاز غولجي أين تتعرض لتعديلات ما بعد الترجمة، ثم تنتقل هذه البروتينات ومنها البروتين الشوكي في هيئة قبل الاندماج المثلوثية عبر حويصلات صغيرة إلى الحويصلات مفردة الغشاء (SMV) -وهي مكان تجميع الفيروس- وتندمج بها. ثم يتجمع بروتين الشوكة والغشاء والغلاف على جزءٍ من غشاء الحويصلة مفردة الغشاء وتتسبب تآثرات بينه وبين بروتينات الغلاف والغشاء في انحنائه. وبوجود القفيصة الفيروسية وتآثرات بين بروتينات الغشاء والقفيصة يحدث تبرعم الفيروس إلى داخل الحويصلة مفردة الغشاء التي تحتوي في النهاية على العديد من الفيروسات ثم تغادر هذه الأخيرة الخلية عبر الإخراج الخلوي. بعدها يمكن للفيروسات الجديدة المحررة إصابة خلايا أخرى. عملية تجميع فيروس كورونا يمكن أن تساهم فيها بروتينات من الخلية المضيفة مثل الأنيبيبات الدقيقة، خيوط الأكتين والفيمنتينات، وتختلف هذه البروتينات حسب الفيروس.
يقوم بروتين القفيصة النووية بتغليف الرنا الجينومي لتكوين القفيصة النووية وتكديسها من أجل تعبئتها في الفيروس من خلال التآثر مع إشارة التغليف التي يختلف موقع تواجدها حسب نوع الفيروس ولا توجد سوى في الرنا الجينومي الفيروسي الكامل وهي الطريقة التي يتجنب بها الفيروس تغليف رنا جينومي فرعي أو رنا يخص الخلية المضيفة، ويمكن لكلا بروتيني الغشاء والقفيصة التعرف على هذه الإشارة والتآثر معها. آلية تكوين القفيصة وتجميع الفيروس غير واضحة تماما، لكن تشير دراسات على سارس-كوف-2 إلى أن بروتين القفيصة عند ارتباطه بالرنا الجينومي يخضعان لانفصال طور سائل-سائل ويشكلان تكثفات أو تكدسات. يتكون بروتين القفيصة من نطاقين منحفظين: نطاق أميني يرتبط بالرنا يُعتقد أنه يقوم بتآثرات مع إشارة التغليف ونطاق كربوكسيلي يشكل مثنوي متجانس يُفترض أن له دور في تجميع البروتين النووي الريبوزي (تكوين القفيصة)، وتتواجد وسط وعلى جانبي هذين النطاقين نطاقات مضطربة جوهريا (IDRs) (الصورة)، النطاق المركزي عالي الانحفاظ وغني بالسيرين وفسفرته تلعب دورا في سلوك الهلام أو السائل لتكثفات بروتين القفيصة والرنا. النطاقان الجانبيان أقل انحفاظا والنطاق الكربوكسيلي منهما الخاص بسارس-كوف يرتبط بالبروتين الغشائي وهو ما يوحي بدور مهم لهذا النطاق في تعبئة وتجميع الفيروس.
أشارت دراسات سابقة إلى أن البروتينات النووية الريبوزية الفيروسية (vRNP) خيطية لولبية الشكل لكن أظهرت دراسات بالتصوير المقطعي البردي الإلكتروني (cryo-ET) على سارس-كوف-2 بُنى حبيبية الشكل، حيث يحتوي كل فيروس على 35-40 مركب بروتيني نووي ريبوزي يتخذ كل واحد منها بنية أسطوانية صدفية قطرها 15 نانومتر. وداخل الفيروس، تتجه هذه المركبات القريبة من الغشاء الفيروسي باتجاه الغشاء، الأمر الذي يوحي بأنها تتآثر بشكل خاص مع البروتين الغشائي. وداخل مركب البروتين النووي الريبوزي، تقترح نمذجة تجريبية مستندة على بُنى النطاقين الأميني والكربوكسيلي أنه يتكون من حوالي 800 نوكليوتيد مغلفة بحوالي 12 نسخة من بروتين القفيصة، يمكن لمركبات البروتين النووي الريبوزي المفردة أن تشكل تكدسات خطية وهذا ما يفسر التضارب في الشكل الملاحظ لها ويوحي بأنها يمكن أن تتخذ أشكالا منحفظة متنوعة.
علم الفيروسات > الانتقال

الأفراد المصابون قادرون على نشر الفيروسات في البيئة. تآثر بروتين الشوكة مع مستقبل خلوي مكمل له أمر أساسي في تحديد انتحاء الأنسجة، شدة العدوى، ومجال الأنواع التي يصيبها الفيروس. تستهدف فيروسات كورونا بشكل أساسي الخلايا الظهارية، وتنتقل من مضيف إلى مضيف آخر حسب نوع الفيروس إما عن طريق الرذاذ التنفسي أو المواد المحتوية على الفيروس، أو الطريق الفموي الشرجي.
تصيب فيروسات كورونا البشرية الخلايا الظهارية في الجهاز التنفسي، بينما تصيب فيروسات كورونا الحيوانية عموما الخلايا الظهارية في الجهاز الهضمي. على سبيل المثال، يصيب فيروس كورونا السارس الخلايا الظهارية للرئة البشرية عن طريق الهباء الجوي بالارتباط بمستقبل الإنزيم المحول للأنجيوتنسين. ويصيب فيروس التهاب المعدة والأمعاء الساري الخلايا الظهارية للخنازير في الجهاز الهضمي عبر الطريق الفموي الشرجي بالارتباط بمستقبل أمينوببتيداز الألانين.
علم الفيروسات > استجابة الخلية المضيفة > الالتهام الذاتي

بعد الإصابة بفيروس كورونا يمكن للبروتينات اللابنيوية أن تستثير الالتهام الذاتي، إذ ترتبط عملية تكوين الحويصلات مزدوجة الغشاء (DMV، موقع تضاعف الرنا الفيروسي) في الشبكة الإندوبلازمية ارتباطا وثيقا باستجابة الالتهام الذاتي، وتتشكل بعد إعادة تنظيم أو تغيير بنية غشاء الشبكة الإندوبلازمية. مع ذلك، توجد نتائج تجريبية تفيد بأن فيروسات كورونا يمكنها أن تصيب بنجاح الخلايا التي تعوز بروتينات الالتهام الذاتي المهمة مثل ATG5. لذلك يمكن لبعض فيروسات كورونا (مثل: فيروس التهاب الكبد الفأري، وفيروس التهاب الشعب الهوائية المعدي، وفيروس كورونا البشري NL63) أن تحفز تكوين الحويصلات مزدوجة الغشاء من خلال مسار آخر (مسار ERAD) وهو مسار مستقل عن مسار الالتهام الذاتي، لكنه يستعين ببعض البروتينات المستخدمة في مسار الالتهام الذاتي مثل MAP1LC3B. في استجابة الالتهام الذاتي، يقوم BECN1 بتحفيز اندماج الجسيمات البلعمية الذاتية واليحلولات لتفكيك المواد الموجودة فيها، ويمكن لفيروسات كورونا أن تمنع عمل BECN1 بعدة طرق لتجنب اندماج الحويصلات مزدوجة الغشاء مع اليحلولات.
علم الفيروسات > استجابة الخلية المضيفة > استجابة إجهاد الشبكية الإندوبلازمية

تؤدي عملية تضاعف فيرووس كورونا وتجميعه إلى تغيّر ملحوظ في بنية الشبكة الإندوبلازمية، حيث تترجَم جميع بروتينات الفيروس بواسطة الريبوسومات في الشبكة الإندوبلازمية ويخضع معظمها إلى تعديلات بعد ترجمة متنوعة منها: الغلكزة، إضافة البالميتيك إضافة اليوبيكويتين، إضافة الـADP ريبوز، إضافة بروتين سومو، كما أن تطوي وبلمرة هذه البروتينات يعتمد على مساعدة الشابرونات الموجودة داخل الشبكة الإندوبلازمية وهو ما يزيد العبء على هذه الأخيرة. فضلا عن ذلك، تؤدي الإصابة بالفيروس إلى استثارة مسار الالتهام الذاتي ومسارات أخرى تُنتِج الكثير من الحويصلات التي تستهلك مكونات غشاء الشبكة الإندوبلازمية وهو ما يُحدث ضغطا على الشبكة. تؤدي جميع هذه العوامل إلى إثارة استجابة خلوية تسمى استجابة إجهاد الشبكية الإندوبلازمية. تُحفز استجابة إجهاد الشبكة عدة مسارات خلوية تقوم بتقليل ترجمة البروتينات وتعمل كآلية لمحاربة الإصابة بالفيروس، ففي بعض فيروسات كورونا يُنشِّط إجهاد الشبكة كينازات عامل البدء 2 مثل: EIF2AK3 وPKR في المرحلة الأولى من الإصابة والتي تقوم بفسفرة عامل البدء eIF2 لمنع الترجمة وتحفير الاستماتة وتخليق السيتوكينات. على سبيل المثال: يمكن تحفيز التعبير عن الإنترفيرون من النوع 1 بعد أن تنشِّط الإصابة بفيروس التهاب المعدة والأمعاء الخنزيري مسار EIF2AK3.‏ يمكن لإجهاد الشبكة كذلك أن ينشط مسار IRE1-XBP1‏ ومسار ATF6‏، والعديد من المسارات المختلفة التي تؤدي إلى تخليق البروتينات المضادة للإجهاد والسيتوكينات.
علم الفيروسات > استجابة الخلية المضيفة > الاستماتة والسيتوكينات

يمكن لفيروسات كورونا أن تُحدِث الاستماتة من خلال عدة آليات، إذ يمكن أن يسبب سارس-كوف استماتة خلايا الرئة والطحال والغدة الزعترية وأنسجة أخرى من خلال مسار الكاسباز، ويمكن أن يسبب ميرس-كوف الاستماتة لأنسجة الجهاز التنفسي والخلايا التائية بطرق مختلفة، كما يمكن أن يتسبب فيروس كورونا البشري OC43 في استماتة الخلايا العصبية بمسار مستقل على الكاسباز لكن يستخدم بروتين Bax . ويُحدث سارس-كوف-2 الاستماتة كذلك. يمكن أن تتسبب الإصابة بفيروس كورونا أيضا بشكل غير مباشر في استماتة الخلايا المصابة عن طريق تحفيز استجابة إجهاد الشبكة الإندوبلازمية أو تحفيز مسار MAPK/ERK. فضلا عن أنسجة الانتحاء الرئيسية، تسبب الفيروسات المذكورة سابقا موت العديد من أنواع الخلايا المناعية. إذ يمكن لفيروس كورونا البشري 229E أن يقتل الخلايا المتغصنة (ولكن ليس من خلال الاستماتة)، وبالتالي يمكن أن يثبط الاستجابة المناعية للمضيف. هناك العديد من الطرق للتسبب في الاستماتة بما في ذلك مسارات استجابة إجهاد الشبكة الإندوبلازمية المذكورة آنفا، والعديد من مسارات MAPK التي يمكن أن تسببها عدوى فيروس كورونا. على سبيل المثال، بعد تنشيط كينازات p38، يمكن فسفرة EIF4E لتثبيط الترجمة وتحفيز الاستماتة، تحفز كينازات JNK الاستماتة كذلك وقد يكون لها وظائف أخرى مضادة للفيروسات. مع ذلك، يوجد مسار MAPK آخر يُحدثه فيروس كورونا هو مسار ERK له نتائج عكس نتائج مسار كينازات p38، إذ يقوم بفسفرة eIF4EBP1 وتحرير eIF4E المرتبط به ليقوم بدوره في بدء عملية الترجمة.
يمكن للإصابة بفيروس كورونا أن تتسبب في تخليق مختلف السيتوكينات عبر مسارات مختلفة مما يؤدي إلى استجابة التهابية، وهي الاستجابة المناعية الفطرية للخلايا المضيفة. فضلا عن المسارات المذكورة أعلاه التي تحفز التعبير عن السيتوكينات نتيجة إجهاد الشبكة الإندوبلازمية، يمكن لفيروسات كورونا أيضا أن تنشط العديد من مسارات MAPK في الخلايا مثل: مثل p38 وERK وJNK  ويمكن لهذه المسارات الثلاثة تحفيز التعبير عن مجموعة متنوعة من السيتوكينات. تم الإبلاغ عن سيتوكينات مثل: CCL2 وإنترلوكين 8 وإنترلوكين 6 وTNF-α وCOX-2 في مختلف فيروسات كورونا.