Файл: мед.микробиология 1 часть каз.doc

РНҚ құрамды вирустардың да бірнеше типтері бар: классикалық бір жіпшелі сызықшалық (пикорнавирустар, тогавирустар, парамиксовирустар, рабдовирустар); сызықшалық, бір жіпшелі, фрагменттелген (ортомиксовирустар); бір жіпшелі фрагменттелген, бірақ әрбір фрагмент сақиналы тұйықталған (буньявирустар); бір-біріне сай келетін екі жіпшелі (ретровирустар), бұл вирустардың диплоидты екенін көрсетеді; екі жіпшелі, фрагменттелген (реовирустар). Химиялық құрамы бойынша вирустық РНҚ және ДНҚ жасушалық нуклеин қышқылдарына ұқсас. Олардың құрамында сол нуклеотидтер, бірақ метилирленген урацилі бойынша айырмашылығы бар.

Липидтер күрделі құрылымды вирустарда бар, олардың болуы патогенді вирустар үшін қажетті қасиеттің бірі болып табылады. Бұл белгі классификациялау кезінде пайдаланылады. Құрамындағы липидтер мөлшері тұрақты емес, 1,5%-дан 54%-ға (тогавирустар), дейінгі деңгейде байқалады. Вирустардың липидтік құрамы тұрақты емес, олар көбінесе жасушалық липидтер. Липидтер суперкапсидтің құрамында болады және иесінің жасушасына байланысты. Егер әртүрлі вирустарды жасушаның бір түріне жұқтырса липидтік құрамы бойынша бірдей болады. Липидтер маңызды рөл атқарады - қорғаныстық функциясы суперкапсидтың ақуызды қаңқасын нығайтады. Олар липопротеидті немесе гликопротеидті кешен түрінде болады. Поксвирустарда өзінің бақылауымен меншікті липидтер синтезделеді, сондықтан олардың липидтік құрамы тұрақты.

Көмірсулар күрделі құрамды вирустардың суперкапсидінің құрамына кіреді, көбінесе моносахаридтер, аминосахаридтер түрінде әртүрлі тікенекшелердің (шипики) құрамында болады. Көмірсулар мөлшері 1-3%-ға дейін және одан да артық мөлшерге жетуі мүмкін, олар глюкоза, манноза, галактоза, нейрамин қышқылдарынан тұрады. Көмірсулық компонент иесінің жасушасына байланысты, суперкапсидтық құрылымды нығайтады, оған қатқылдық қасиет береді. Күрделі құрамды вирустардың гликопротеидті кешенін алып тастаса, олар сезімтал жасушаларға адсорбциялау қабілетінен айырылады. Қарапайым құрылымды вирустарда көмірсулық компонент болмайды.

Вирустардың құрамында басқа да компоненттердің болуы мүмкін: полипептидтердің құрамына жиі жағдайда фосфаттар қосылады (адено-, ретро-, ұшық-, покс-, ортомиксовирустар), олардың нақты функциясы қазірше анықталмаған. Кейбір вирустарда микроэлементтер бар: мыс, молибден.

2.5.4. Вирустың жасушамен өзара әрекеттесуі

Иесінің жасушасымен вирус арасындағы өзара әрекеттесу - өте күрделі процесс (1-сызбанұсқа). Осындай әрекеттесудің нәтижесінде өнімді, абортивті және интегративті инфекциялардың біреуі дамиды ( 13-cурет).

1-сызбанұсқа. Вирустардың тіршілік стратегиясы

Жедел инфекциялар

(грипп вирустары)

Иесіне жұғу

Иесіне жұғу

Инфицирленген жасушаның геномына тіркелеуі

Инфицирленген жасушалардың репликациялануыыы және өлуі

Иммундық

жауаптың түзілуі

Иммундық жауаптың басылып қалуы қалуы тастауы

Жаңа иесіне жұғу (иммунитетпен шектеледі )

Персистенциялану

Жаңа иеге жұғуы (иммунитетпен

шектелмейді)

Вирустардың репродукциялануы. Вирустардың репродукциялану (лат. reproduce - өзіне ұқсасты өндіру) циклы келесі сатылардан тұрады: 1) жасушаға жабысу(адсорбция); 2) жасушаға ену; 3) шешіну; 4) вирустық ДНК немесе РНК-ң репликациялануы; 5) вирустық геномның транскрипциялануы; 6) вирустық ақпараттың (матрицалық) РНК-ң транслокациялануы; 7) вирустық бөлшектердің (вирионның) құрастырылуы; 8) вирустың жасушадан шығуы. Алғашқы үш этапын біріктіріп «репродукцияланудың ерте стадиялары» деп атайды. Бұл стадиялар кезінде вирустық генетикалық материал жасушаның тиісті бөлімдерінде экпрессиялануға дайындалуы керек, өйткені жасушадан тыс вирионның геномы қорғаныс қабықшамен қоршалған, осындай күйде ол белсенді емес. Оны белсендіру үшін қабықшасын жойып,нуклеин қышқылын босату керек. Бұл стадияларды репродукцияланудың экслипс-фазасы, яғни вирионның жоғалып кету стадиясы деп атаған. Өйткені ол кезде болатын процестер белгісіз болатын.

Адсорбция (жасушаға жабысу). Адсорбция – ол жасушаның вирионмен инфицирленуінің бірінші сатысы, яғни бұл кезде вирион жасушалық беткейлерге жабысады, әрбір вирус жасушаларының бәріне емес, кейбіреулеріне ғана адсорбциялану қабілеттілігі болатыны белгілі. Ол кейбір вирустардың ақуызында «вирустық рецепторлар»деп аталатын тиісті аминқышқылдық реттіліктердің болуымен байланысты. Вирустық рецепторлар «тіркеуші» деп аталатын ақуыздардың құрамында болады, жасушалық рецепторларды танып алу және олармен өзара әрекеттесу қызметін атқарады. Әдетте, бұл функция көбінесе гликопротеин болып табылатын капсидтің беткейлік ақуыздарының қатысуымен орындалады. Осындай беткейлік ақуыздар вирионның сыртқы жағында ерекше құрылымдарды қалыптастыра алады: аденовирустарда – фибриллалар, пара- және ортомиксовирустарда – гемагглютинин тікенекшелері,тоговирустарда – икосаэдр типтес торшалар және т.б. Вирустар тиімді адсорбциялану үшін жасушалар беткейіндегі тиісті құрылымдармен, яғни жасушалық рецепторлармен спецификалық реакцияға түсуі керек. Жасушалық рецепторлар - жасушаларға вирус молекуласын таныстыру және оның ішіне тасымалдау мақсатында өзара әрекеттесуге қатысатын табиғи ақуыздық молекулалар. Жасуша беткейлері бірқатар иондар мен макромолекулаларды тасымалдауға қажетті көптеген рецепторлармен жабылған. Олардың саны бір жасушаға шаққанда 10⁴-ден 10⁵-ге дейін болады. Вирустар оларды өзінің мақсатында пайдалануға бейімделген, жасуша беткейлерінде әрбір вирустың өзіне сәйкес рецепторлары болады (2.3.-кесте).

Кесте 2.3.

Вирустар пайдаланатын жасушалық рецепторлар

Кестеде көрсетілгендей вирустар өзінің эволюциялық даму процесі кезінде кәдімгі жасушалық рецепторларды пайдалануды үйренген. Вирус – спецификалық рецепторларды анықтап алу вирустың жасушаға енуіне жол бермеу үшін олардың ингибиторларын пайдалануға мүмкіндік береді. Мысалы, қазіргі кезде тұмау(грипп) ауыруын емдеу үшін грипп вирусының нейраминидазасын тежейтін препарат – занамивир (осельтамивир) табысты қолданылады.

Сонымен, жасуша беткейлерінде тиісті рецепторлардың болуы, нақты вирус үшін инфекциялық процесс қоздыру немесе қоздырмау мүмкіндігін анықтайтын маңызды фактордың бірі болып табылады. Вирионның жасушалық рецепторлармен өзара әрекеттесуі вирионның жасуша беткейіне жабысуы үшін ғана емес, вирионның эндоцитоздық жолмен жасушаға енуі үшін цитоплазмаға тиісті сигналдар беруге де қажетті процесс болып табылады. Вирустың жасуша рецепторларымен өзара әсерлесуі кез келген жағдайда өзгерістер туғызбайды. «Нағыз» рецепторлармен қатар қарапайым тіркеуші факторлар да болады. Мысалы, альфа-ұшық вирусы үшін гепарансульфат тіркеуші фактор болып табылады, ал жасуша мембранасымен бірігуі вирустық гликопротеидтің интегрин сияқты рецепторлармен өзара әсерлесуінен кейін ғана жүреді. Осындай көрініс адам иммунды тапшылық вирусының (АИВ) адсорбциялануы кезінде де байқалады. Беткейлік вирустық ақуыздар жасушалық рецептор-локтинмен (С-типті), адгезиялық молекулалармен (ICAM-3) жанасады. Бірақ мұндай өзара әрекеттесу вирустық гликопротеидтің конформациялық өзгеруіне әкелмейді, яғни осындай жасушалық рецепторлар «классикалық» біріктіруші (тіркеуші) факторлар болып табылады. Жасуша рецепторларының тиісті CD4-доменімен (G-домен) өзара әсерлесуі ғана вирустық гликопротеидтің конформациялық өзгерулеріне әкеледі және вирустың әрі қарай табысты репродукциялануы үшін вирустық ақуыздардың корецепторларымен өзара әрекеттесуіне мүмкіндік туғызады. Жоғарыда келтірілгендей, вирионның «шынайы» жасушалық рецепторлармен өзара әрекеттесуі жасушада тиісті трансдукциялық сигналдың пайда болуына әсер етеді. Нәтижесінде, вириондар жасушаға енуге (инвазиялануға) дайындалады: протеинкиназалар белсендіріле бастайды, жасуша беткейінің динамикасы өзгереді, мембраналардың өткізгіштігі және оның ақуызды-липидті қабатының жылжымалылығы (подвижность) күшейеді. Соңғы жылдардағы мәліметтер бойынша, жасушалық жүйенің өзіне тән трансдукциялық сигналына қарағанда вирус жағынан берілетін трансдукциялық сигналдардың артықшылығы бар екені анықталды. Сонымен, адсорбциялық процесс жасушаны да, вирусты да репродукцияланудың келесі сатыларына дайындайды.

Вирустардың әртүрлі жасушаларды, тіндерді, ағзаларды таңдамалы зақымдауы спецификалық рецепторлардың болуымен байланысты. Мұндай құбылыс тропизмдік деп аталады. Мысалы, бауыр жасушаларында өсіп-өнетін вирустарды – гепатотроптылар, нерв жасушаларында – нейротроптылар деп атайды және т.б.

Вирустың жасушаға енуі. Бұл процесс вирус жабысуынан кейін келесі жағдайлардың нәтижесінде бірден басталады: 1) ЦПМ арқылы вирустың жасуша ішіне қарай ауысуы;

2) вирустық бөлшектің эндоцитозы (пиноцитозы), нәтижесінде олар цитоплазмалық вакуольдерде жинақталады; 3) цитоплазматикалық мембрананың вирус қабыршағымен бірігуі. Қабыршақсыз вирустар жасушаға алғашқы екі механизм көмегімен енеді. Қабықшалы вирустар жасушаға цитоплазмалық мембранамен бірігу жолымен енеді. Вирустардың жасушаға осындай жолмен енуінің ешқандай ерекшелігі жоқ. Жасуша өзінің тіршілік етуіне қажетті көптеген басқа заттектерді де тасымалдау үшін пайдаланады. Пиноцитоз механизмі (немесе оны виропексис деп атайды) бірнеше кезеңдерден тұрады. Вирус жасушаның беткейлік ақуыздарындағы «қоршалған рецепторлық ойшықтар» деп аталатын, ерекше учаскеде орналасқан рецепторлармен байланысады. Бұл ойшықтардың түбі ерекше ақуыз-клатринмен жамылған, ол – қылшықша тәріздес және көпқырлы торша құрылым. Клатрин жасуша ішінде мембрананың фрагменттерін тасымалдауда шешуші рөл атқарады деп есептеледі. Дегенмен, соңғы кезде, мысалы, грипп вирусы, белсенді клатрин болмаған жағдайда да жасушаға еніп кете алады деген мәліметтер бар. Жасуша беткейіндегі рецепторлық учаскемен беріктеу байланысуы жасушалық мембрананың вирус бөлшегінің айналасына «оралуын» (заворачивание) қамтамасыз етеді, яғни инвагинациялану (ойысу) басталады. Осындай үрдістің нәтижесінде ішінде вирус бөлшектері бар вакуольдер пайда болады да, олар жасушаның плазматикалық мембранасынан бөлініп шығады. Осындай вакуольдер цитоплазмалық ірі вакуольдермен – эндсомалармен, содан кейін – лизосомалармен қосылып бірігеді. Лизосомалар – ол жасушадағы әртүрлі компоненттердің ыдырауын реттеуге керекті ферменттер жиынтықтарынан тұратын жасушалық органеллалар.

Қабықшалы вирустардың жасушаға ену үрдісі вирус-спецификалық және вирионның сыртында орналасқан тіркеуші-ақуыздармен бақылауланады. Жасушаға вирус енгеннен кейін эндосомаларда ортаның рН- ы күрт төмендейді де вирион қабықшасы эндосомальды мембранамен қосылады және вирустық нуклеокапсид босанып, цитоплазмаға шығу аяқталады.

Іс жүзінде барлық қабықшалы вирустар үшін олардың беткейлік гликопротеиндеріндегі конформациялық өзгерістер нәтижесінде эндосомалар ішінде рН қышқыл болуы керек, тек қана АИВ кезінде басқаша болады. Басқа қабықшалы вирустар сияқты ірі бастауыш гликопротеин-gр 160 ыдырап gр 120 және gр 41 пайда болған кезде оның біріктіруші пептиді (пептид слияния) босанып шығады.

Сонымен, қосылып-бірігу процесіне қатысатын гликопротеиндердің бәріне ортақ қасиеттері бар:1) олар вирион беткейінде шамамен 100-150 нм көтеріңкі орналасады;

2) олигомерлер түзеді және олардың пайда болуы вириондардың жасуша ішінде тасымалдануына елеулі әсер етеді; 3) құрылымында біріктіруші пептид болады. Қабықшасыз вирустарда да жасушаға ену процесі олардың ақуыздарындағы конформациялық өзгерістермен байланысты.Вирустар тиісті жолмен жасуша ішіне енгеннен кейін шешіну сатысы басталады.

Вирустардың шешінуі. Қабықшалы вирустардың шешінуі екі кезеңмен(этап) жүреді – жасушалық мембранамен қосылған беткейлік ақуыздардың жойылуы және мембраналық ақуыздармен байланысқан ДНП немесе РНП-ің босанып шығуы. Қабықшасыз вирустардың да шешінуі бірнеше кезеңдерден тұрады. Бұл процестердің механизмі толық зерттелмеген. Дегенмен, қазіргі кезде келесі жағдайлар белгілі болып отыр. Эндосомалардағы қышқыл орта вирион капсидіне конформациялық өзгерістер тудырады, нәтижесінде вирион беткейінде жетілген вирус бөлшегінде болмайтын гидрофобты домендер бөлініп шығады. Осындай домендердің эндоплазмалық мембранамен өзара әсерлесуі қуыстар пайда болуға әкелуі мүмкін. Осы қуыстар арқылы вирус геномы цитоплазмаға түседі, яғни қабықшасыз вирустарда шешіну процесі жасушалық мезосомалық ферменттердің және вирустық ақуыздардың қатысуымен атқарылады. Айта кету керек, шешінудің осындай механизмінің вирустардың табысты репродукциялануын қамтамасыз ету үшін бірқатар артықшылығы бар. Өйткені, біріншіден, беткейлік гликопротеиндердің эндосомалар мембранасымен бірігу процесі, жасуша беткейінде қабықшалық вирустық гликопротеиндердің экспонирленуінен және оларды иммундық жүйе танып алудан құтылуға мүмкіндік береді, және, екіншіден, эндосомалық мембрананың (қабықшасыз вирустарда) лизистенуі, плазматикалық мембрананың лизистенуіне қарағанда, жасушаға әлдеқайда аз зақымдаушы әсер етеді.

Нуклеин қышқылы босанып шыққаннан кейін ол репликацияланатын және трансляцияланатын орынға, яғни ядро немесе цитоплазмаға жеткізілуі керек. Нуклеин қышқылының тасымалдануы көбінесе вирион жүрекшесінің вирустық ақуыздарымен атқарылады. Вирустық ақуыздарда ғана нуклеин қышқылдарын тасымалдауға арналған тиісті сигналдық реттіліктер болады. Осындай сигналдық реттіліктердің құрамына жоғарғы деңгейде лизин, аргинин және пролин бар 6-8-дей аминқышқылдық қалдықтар кіреді.

Жасуша ішінде вирустардың әрқайсысының өзіне тән шешіну учаскелері болады: пикорнавирустар үшін – цитоплазма(лизосомалар және Гольжи аппаратының қатысуымен); ұшық вирустары үшін – ядро айналасындағы кеңістік немесе ядролық мембрананың қуыстары; аденовирустар үшін – алғашқыда цитоплазмалық құрылымдар, сонан соң жасуша ядросы.