Борьба организма с COVID-19, объясненная на 3D-моделях
Какую роль белки играют в вирусе?
Все живое имеет белки. Вирус состоит из двух основных компонентов — белковой оболочки и генетического материала. На 3D-модели вируса папилломы человека каждая цветная часть состоит из пяти копий одного белка, и вместе они образуют икосаэдрическую оболочку. Внутри находится генетический материал (красная нить). Функция этих белков — создавать защитную оболочку вокруг вируса. Некоторые вирусы, включая SARS-CoV-2, также имеют вокруг себя плазматическую или липидную мембрану.
Какова функция спайк-белка?
Спайк-белок имеет две функции:
- Распознавание и прикрепление к клетке — кончик белка распознает белок на поверхности человеческой клетки, называемый ACE-2.
- Проникновение генетического материала вируса в клетку — после распознавания ACE-2 спайк-белок разворачивает длинную тонкую структуру, чтобы встроиться в плазматическую мембрану клетки и осуществить слияние мембран вируса и клетки.
Это взаимодействие определяется формами, химическим составом и зарядом атомов на поверхностях спайк-белка и белка ACE-2, подобно кусочку пазла или замку и ключу.
Как мРНК-вакцины вмешиваются в этот процесс?
мРНК — это генетический материал, содержащий инструкции для создания белков. Вакцины доставляют последовательность мРНК для спайк-белка в клетки человека в специальной упаковке. Клетки, получив инструкции, начинают производить спайк-белок, который попадает на их поверхность.
Иммунная система обнаруживает этот белок, распознает его как чужеродный и начинает искать и уничтожать его. Способ доставки мРНК в клетку в вакцинах в некоторой степени похож на способ, которым это делают вирусы.
Что делают антитела?
Антитела — это другой тип белков, имеющих Y-образную форму. Их задача — распознавать чужеродные объекты, такие как бактерии и вирусы.
Как они работают:
- Кончики "Y" (антиген-связывающие участки) у каждого антитела уникальны по форме и составу. Организм производит миллиарды разных антител.
- Форма кончика должна идеально подходить к кончику спайк-белка, чтобы заблокировать его. Заблокированный спайк-белок больше не может связываться с рецептором ACE-2. Такие антитела называются "нейтрализующими".
- Кроме того, прикрепившись к спайк-белку, антитело может действовать как "флаг", который другие иммунные клетки распознают и уничтожают помеченный объект.
Получив инструкции по производству спайк-белка, организм эффективно создает антитела для его блокировки.
Как все эти белки находят свои цели?
Все эти молекулы свободно перемещаются и сталкиваются друг с другом. Хотя может показаться удивительным, что здоровье зависит от случайных встреч молекул, в организме присутствует огромное количество антител. При встрече с вирусом они в конце концов находят нужную поверхность и связываются со своей целью.