Файл: Morfo.pdf

8. Сложные вирусы имеют две оболочки: капсид и суперкапсид, который кроме белков содержит также липиды и углеводы и формируется во время выхода вируса из клетки-хозяина, т.е. суперкапсид – производное мембранных структур клетки-хозяина.

9. ДНК или РНК участвуют в хранении и передаче наследственной -ин формации, определяют инфекционные свойства вирусов.

Белки вирусов обладают видовой специфичностью, определяют их антигенные и иммуногенные свойства. Выполняют следующие функции:

а) белки капсида защищают нуклеиновую кислоту, участвуют в адсорбции вируса на поверхности клетки-хозяина; устойчивы к действию протеолитических ферментов (ферментов, расщепляющих белки); обладают способностью к самосборке;

б) внутренние гистоноподобные белки находятся в комплексе с нуклеиновой кислотой и стабилизируют ее структуру;

в) вирионные ферменты участвуют в проникновении вирусной НК в клетку (лизоцим, АТФаза и т.д.), в репликации и транскрипции(ДНК- и РНКполимеразы).

Кроме собственных ферментов вируса выделяют группувирусиндуцированных ферментов (РНК-зависимые ДНК-полимеразы). Информация об их структуре хранится в геноме вируса, а синтез протекает на рибосомах клеткихозяина.

В процессе взаимодействия с вирусом модифицируется группа ферментов клетки-хозяина (клеточные ферменты), которые участвуют в синтезе вирусных компонентов.

Липиды и углеводы сложных вирусов образуют комплексы с белками– липопротеиды и гликопротеиды. В составе суперкапсида они защищают вирусы от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Гликопротеиды – вирусные антигены – гемагглютинины, которые вызывают реакцию агглютинации эритроцитов.

10.Вирусы имеют уникальный геном, т.к. содержат либо ДНК, либо РНК. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Нуклеиновые кислоты могут быть одноили двунитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди РНК-содержащих вирусов различают вирусы с положительным геномом (имеют плюс-нить РНК). РНК этих вирусов одновременно выполняет наследственную функцию и функцию иРНК. Имеются также вирусы с отрицательным геномом (имеют минус-нить РНК). РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию.

Геном вирусов может встраиваться в геном клетки-хозяина(в ее ДНК) в виде провируса, являясь при этом генетическим паразитом клетки. Нуклеиновые кислоты некоторых вирусов (например, вирус герпеса) могут находиться в цитоплазме клетки хозяина, напоминая плазмиды.

11.В основу классификации вирусов положены следующие принципы: тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома; размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии, наличие суперкапси-

31

мейство (название оканчивается на viridae), подсемейство (название оканчивается на virinae), род (название оканчивается на virus). По типу нуклеиновой кислоты вирусы делятся на 2 группы: ДНК-вирусы и РНК-вирусы. Названия родов и подсемейств сформулированы не для всех вирусов. Вид вируса не получил бинарного названия как у бактерий. Например, вирус бешенства – РНКвирус, относится к семейству Rhabdoviridae, роду Lyssavirus.

12. Кроме обычных вирусов известны прионы – белковые частицы, обладающие инфекционностью (имеют вид фибрилл, 10-20 5 100-200 нм) и вироиды

– небольшие молекулы кольцевой, суперспирализованной РНК, не содержащие белка, вызывающие заболевания у растений.

Задача 2. ОХАРАКТЕРИЗОВАТЬ РАЗМНОЖЕНИЕ И СВОЙСТВА ВИРУСОВ.

Для этого надо знать:

1.Т.к. вирусы обладают собственным геномом, они способны к воспроизведению, но размножаются вирусы не так, как остальные организмы (отсутствует бинарное деление), а воспроизводятся за счет одной НК.

2.Размножение вирусов протекает внутри живой клетки-хозяина. Для них характерна особая форма размножения – дизъюнктивная (разобщенная) репродукция. Это означает, что нуклеиновые кислоты и белковые субъединицы синтезируются клеткой-хозяином раздельно в разных частях клетки, после чего осуществляется их самосборка.

3.Репродукция вирусов внутри клетки протекает в несколько стадий:

1)Адсорбция – прикрепление вирусов к поверхности клетки на определенных участках – рецепторах (их химическая природа бывает различной: липопротеиды, гликопротеиды, гликолипиды). Для взаимодействия с рецепторами у вирусов также имеются специальные поверхностные структуры(шиповидные выросты, ворсинки, нити), которые специфически узнают и взаимодействуют с рецепторами клетки. Соответствие рецепторов и поверхностных структур вируса определяет: а) чувствительность организма к данному вирусу; б) спектр клеток, которые поражаются данным вирусом. Т.о., у вирусов (в отличие от бактерий) существует свой определенный (постоянный и ограниченный) круг животных, растений, бактерий, которые они поражают.

2)Проникновение в клетку – вирусы проникают в клетку двумя способами: а) путем пиноцитоза – образуется пиноцитарная вакуоль; такой путь характерен для многих вирусов; б) путем слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной; характерно для пикорна- и герпесвирусов.

3)Дезинтеграция ("раздевание") – удаление защитных оболочек и освобождение НК. Вирусная частица распадается на НК и белки. В результате вирус не удается обнаружить в клетке никакими чувствительными методами, он как бы исчезает, растворяется. Это явление называется эклипс – "затмение".

4)Репликация вирусной НК и синтез вирусных белков– освободившаяся

32

вирусная НК руководит всеми событиями :в подавляетклетке собственный метаболизм клетки-хозяина, "заставляет" клеточные ферменты синтезировать НК и белки, идущие на построение новых вирусных частиц. Для репликации (биосинтеза ДНК или РНК), транскрипции (биосинтез иРНК по матричной ДНК) и трансляции (биосинтез структурных и ферментных вирусных белков) используются: а) ферменты клетки-хозяина; б) вирионные ферменты; в) вирусиндуцированные ферменты.

5)Сборка (морфогенез) вириона – вирусные НК и белки специфически "узнают" друг друга и при достаточной концентрации происходит самосборка в результате образования гидрофобных, солевых и водородных связей.

6)Выход вириона из клетки– вирусные частицы выходят либо: а) одновременно через отверстия в мембране клетки; при этом клетка погибает (лизируется); характерно для простых вирусов; б) путем почкования; при этом формируется суперкапсид сложных вирусов, включающий химические компоненты клетки-хозяина; клетка не погибает и может долго продуцировать вирусы, сохраняя жизнеспособность.

Время репродукции вирусов составляет от 5-6 часов (вирус гриппа, натуральной оспы) до нескольких суток (вирус кори, аденовирусы).

4. Можно выделить несколько типов взаимодействия вируса с клеткой:

а) продуктивный тип – активная репродукция с выходом вируса из клет-

ки;

б) абортивный тип – образование вирионов внезапно прерывается на стадии репликации НК, синтеза белков или морфоёгенеза;

в) вирогения – встраивание (интеграция) НК вируса в ДНК клетки и дальнейшая совместная их репликация, т.е. вирусный геном функционирует как составная часть клеточного генома (онкогенные вирусы, вирус гепатита В, аденовирусы, вирус герпеса). Встроенный вирус называется ДНК-провирус. В результате клетка приобретает ряд новых свойств(могут возникнуть аутоимунные хронические заболевания, опухоли). При действии различных физических факторов ДНК-провирус может быть вырезан из хромосомы, после чего он включается в обычный цикл репродукции.

5. Вирусы чувствительны к высоким температурам, к УФ лучам, к действию кислот и щелочей. Они повреждаются такими веществами, как марганцовокислый калий, формалин, сулема, спирт. Некоторые вирусы (возбудитель полиомиелита) не чувствительны к действию фенола, поэтому он не применяется

ввирусологических лабораториях для дезинфекции. Некоторые красители (метиленовый синий и др.) оказывают губительное действие на ряд вирусов.

Вирусы хорошо переносят низкие температуры(оптимальная температу-

ра хранения -70° С). Долго сохраняются в замороженном состоянии (при -180° С). Замораживание и оттаивание не влияет на жизнеспособность вирусов. Большинство вирусов хорошо переносят высушивание(вирус ящура в высушенном виде хранится 6 месяцев при комнатной температуре), особенно высушивание под вакуумом из замороженного состояния. Этот метод называется лиофилизацией. Он широко используется для сохранения живых вирусных вакцин (исключение – вирус полиомиелита). Вирусы месяцами сохраняются жиз-

33

(несколько тыс. атмосфер) без изменения жизнеспособности и устойчивы к действию протеолитических ферментов, поэтому трипсин очень часто используется для очистки вирусных вакцин(например, вируса оспенной вакцины) от балластных (белковых) веществ.

По отношению к эфиру и дезоксихолату все вирусы делятся на чувствительные и нечувствительные, что определяется наличием или отсутствием липидов в суперкапсиде.

В целом можно сказать, что вирусы значительно отличаются между собой по устойчивости к вредным воздействиям. Следует помнить, что в чистой культуре вируса всегда есть примесь тканевого белка. И большая устойчивость вируса может зависеть от вида примеси.

Факторы внешней среды (среда обитания) оказывают мощное влияние на вирусы и обусловливают изменчивость их признаков, передающихся по наследству.

Задача 3. ОХАРАКТЕРИЗОВАТЬ МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ВИРУСОВ.

Для этого надо знать:

1.В световом микроскопе доступна изучению морфология только наиболее крупных вирусов, размеры которых превышают 200 нм. Они могут быть окрашены по Романовскому-Гимзе и обнаруживаются при иммерсионной микроскопии. Крупные вирусы могут быть обнаружены при фазово-контрастной микроскопии.

2.Менее крупные вирусы, не достигающие величины 200 нм, при помощи особых способов обработки с протравой и импрегнацией, приводящих к увеличению размеров вируса, становятся видимыми при световой микроскопии

симмерсионной системой. Самым лучшим способом является обработка серебрением по Морозову: для протравы используют жидкость Руге(ледяная кислота + формалин) и раствор танина с карболовой кислотой при подогревании, а

затем проводят обработку раствором азотнокислого серебра с последующим его восстановлением. Под микроскопом вирусы имеют черный цвет и круглую форму. При обработке по способу Морозова можно обнаружить вирус оспы (тельца Пашена), которые достигают размеров 0,2 мкм.

3.Если облучить вирусы ультрафиолетовыми волнами, а затем сфотографировать их при помощи микронасадки, удается получить снимки вирусов, имеющих размеры около 75 нм.

Для обнаружения вирусов используется и люминесцентная микроскопия, основанная на способности некоторых веществ преобразовывать короткие невидимые ультрафиолетовые лучи в длинные видимые волны.

4.Электронная микроскопия позволила быть доступными наблюдению

частицы размером в 1 нм. При этом контраст между частицами и средой удалось увеличить, создавая тени при помощи опыления мазка препарата тяжелыми металлами. При помощи электронной микроскопии обнаружено большое

34