Seconda fase del ciclo replicativo virale: penetrazione

La penetrazione all'interno della cellula bersaglio avviene subito dopo l'attacco del virus al suo recettore localizzato sulla membrana cellulare. Diversamente all'attacco, la penetrazione è un processo che richiede energia, e pertanto la cellula deve essere metabolicamente attiva. Questo processo può aver luogo secondo tre meccanismi:
1.la traslocazione dell'intera particella virale attraverso la membrana citoplasmatica della cellula; questo processo è poco frequente fra i virus e non è ben conosciuto. Deve essere necessariamente mediato da proteine capsidiche e da specifici recettori di membrana;
2.l'endocitosi del virus all'interno di vescicole intracellulari; questo è probabilmente il meccanismo più frequente di penetrazione virale dentro la cellula. Non richiede ulteriori proteine oltre a quelle che mediano l'interazione con il recettore, ma richiede la formazione di fossette rivestite di clatrina e la loro internalizzazione;
3.la fusione dell'envelope virale (effettuato solo dai virus provvisti di envelope) con la membrana cellulare. Questa può essere o direttamente la membrana plasmatica, oppure la membrana di una vescicola di endocitosi. Questo processo richiede la presenza di specifiche proteine di fusione sull'envelope virale, quali ad esempio l'emoagglutinina del virus influenzale. Queste proteine mediano la fusione delle due membrane, virale e cellulare, cosicché il nucleocapside viene rilasciato direttamente nel citoplasma.
Bisogna ricordare che la formazione della fossetta ricoperta da clatrina porta alla formazione di una vescicola delimitata da membrana e all'internalizzazione nel citoplasma. La vita media di queste vescicole iniziali ricoperte da clatrina è molto breve. In pochi secondi essi fondono con gli endosomi e riversano il loro contenuto in queste vescicole più grandi. Un virus che sia stato internalizzato all'interno di queste strutture in questa fase è circondato dalla membrana della vescicola stessa e pertanto non è ancora penetrato all'interno della cellula. Inoltre, quando gli endosomi fondono con i lisosomi, il contenuto della vescicola viene acidificato, il pH diminuisce, la concentrazione degli enzimi degradativi aumenta, e si crea un microambiente progressivamente sempre più ostile al virus. Per queste ragioni, il virus deve fuoriuscire dalle vescicola ed entrare nel citoplasma, prima di essere degradato. La fuoriuscita può avvenire per fusione del virus con la membrana endosomiale, o per transcitosi. Il rilascio della particella virale dall'endosoma nel citoplasma è un fenomeno intimamente legato al processo di uncoating, o perdita dei rivestimenti.