Вирусите образуват независимо кралство (Vira) и имат следните характеристики:

Геномът е представен от една нуклеинова киселина - ДНК или РНК (съответно се разграничават 2 подцарства - рибовируси и дезоксирибовируси).

Неклетъчна структура. Нуклеиновата киселина е покрита с протеинова обвивка - капсид,който се състои от отделни субединици - капсомери(обикновено се състои от 5-6 полипептида). Капсидът заедно с нуклеиновата киселина се образува нуклеокапсид.Простите вируси (полиомиелитни вируси, аденовируси и др.) имат тази структура. Сложните вируси имат външна обвивка - суперкапсид,който съдържа липиди, гликолипиди. Суперкапсидът се образува отчасти от клетката гостоприемник.

Липса на системи за синтез на протеини (в присъствието на ензими на адсорбция, разпределение, ДНК- и РНК-зависими полимерази).

Специален (дизюнктивен) метод на възпроизвеждане: протеините на вируса се синтезират върху рибозомите на засегнатата клетка, в други области - нуклеиновата киселина на вируса, след което се извършва сглобяването на вирусни частици.

Малки размери; малки вируси (подиовирус и др.) - 25-30 nm (нанометра); среда (грипен вирус и др.) - 50-125 nm; големи (вариола вирус) - 150-200 nm.

7. Филтрируемост (преминава през бактериални филтри).

8. Кристализация (извънклетъчни вируси, пречистени от баластни вещества, вириони,способни да образуват кристали).

9. Форма на вириоиди (има пръчковиден - увирус на бяс и др., под формата на полиедър, икосаедър - за аденовирусите, кубовиднаформи - при вируса на вариола, сферичен -при грипни вируси главоглав(подобни на сперма) - бактериофаги).

Култивирането на вируси също има своите особености. Те се култивират върху активно пролифериращи клетки с повишена метаболитна активност. Използвам следното живи системи.В тялото на лабораторни животни: мишки (възрастни и кърмачета), зайци, маймуни обикновено се заразяват (интрамускулно, интраназално, интраперитонеално, интрацеребрално, върху роговицата). На 9-12-дневни пилешки ембриони: най-често се култивират върху ембрио-алантоисната мембрана, по-рядко - в алантоисната или амниотичната подмрежа. В клетъчната култура: по-често се използват еднослойни тъканна култураот активно пролифериращи клетки. Клетките се отглеждат върху естествени хранителни среди (ембрионални екстракти, конски, човешки серум), ензимни протеинови хидролизати (триптичен хидролизат на лакталбумин), върху синтетични среди (например среда 199, състояща се от 63 компонента, включително аминокиселини, витамини, глюкоза , соли, човешки серум, индикатор фенолно червено). Използват се следните видове клетъчни култури: първично трипсинизирани (обикновено фибробласти от пилешки ембриони; не се преплитат и винаги трябва да се приготвят ex tempore; недостатъкът е, че са нестандартни); трансплантируеми (едни и същи във всички лаборатории, тъй като те са специфичен клонинг на клетки, например клетки от портални тъкани- човешки амнион, бъбреци на свински ембрион; клетки от туморни тъкани - HeLa (цервикални ракови клетки), HEp-2 и др.; недостатъкът на тази група е, че клетките често спонтанно дегенерират, стават атипични, полиплоидни и също така спонтанно се заразяват с латентни вируси и микоплазми); полунепрекъснати диплоидни (например диплоидни човешки белодробни клетки; те са стабилни, не се дегенерират спонтанно и не са заразени с вируси и микоплазми).

Различават се следните форми на вирусни инфекции. Абортивна инфекция (възниква в неотговорен имунен организъм): вирусът или не прониква в клетката, или след проникване умира и се изхвърля от клетката. Продуктивна инфекция: вирусът се адсорбира върху чувствителни клетки и прониква в клетката чрез потапяне на нейната мембрана с вируса вътре в цитоплазмата на клетката ( виро-рексис); в получената фагозома нуклеиновата киселина на вируса се освобождава от протеиновите обвивки („събличане на вируса“); след окончателното събличане вирусната нуклеинова киселина, която е влязла в клетката, превключва функционирането на клетъчния геном и съответните метаболитни системи на клетката за възпроизвежданевирус; получените вирусни частици напускат клетката и нахлуват в съседните клетки. Често това взаимодействие завършва със смърт на клетката; цитопатичендействие(CPD). Ранен признак на CPD е спирането на митозата; клетката временно набъбва, след това се деформира, набръчква се, оцветява се по-интензивно, отлепва се от стъклото (в културите) и умира. Понякога, преди да умрат, се образуват клетки симпласти(слети многоядрени клетки). Вирогенеза: нуклеиновата киселина на вируса, която е влязла в клетката, се включва (интегрира) в ДНК на клетката гостоприемник (както в случая на умерен фаг) и във формата провируссъществува в клетката и се предава на нейното потомство. Феноменът на вирусогенеза е характерен както за ДНК, така и за РНК вирусите, тъй като последните притежават ензима обратна транскриптаза(например ретровируси).

Съвременната класификация на вирусите се основава на редица характеристики, включително: тип нуклеинова киселина, брой на капсомерите, наличие на суперкапсид, чувствителност към естер, кръг от податливи гостоприемници, патогенност, географско разпространение и др.

Характеристики на антивирусния имунитет. Имунитетът към вирусни инфекции може да се дължи на следните фактори. Фактори на естествена резистентност: клетъчна нереактивност (в резултат на филогенезата хората са имунизирани срещу много вирусни заболявания на животни и растения); инхибитори - вещества от мукопротеинова или липопротеинова природа, структурно идентични с рецепторите на чувствителните клетки (те циркулират свободно в кръвта и други течности и блокират взаимодействието на вируса с клетката); комплементът участва във формирането на специфичен (имунен) антивирусен отговор (лизозимът и други хуморални фактори не играят защитна роля); фагоцитозата е непълна, но левкоцитите, в които е проникнал вирусът, произвеждат интерферон; интерферонът се синтезира от клетката след проникването на вируса, той неспецифично инхибира възпроизвеждането на всякакви вируси, нарушавайки синтеза на вирусни протеини върху рибозомите (в човешкото тяло е активен само човешки интерферон, който се произвежда от човешки левкоцити или генетично модифициран интерферон - реаферон,произведени от Escherichia coli, в чийто геном е въведен генът на човешкия интерферон; интерферонът се използва широко за лечение и спешна профилактика на вирусни инфекции); треска (високата температура нарушава възпроизводството на вируси); възрастов фактор (важен, например, при ротавирусна инфекция, която най-често засяга децата); ендокринни фактори (хипофункцията на много ендокринни жлези влошава хода на вирусни инфекции); фактори на отделителната система (помагат да се освободи тялото от вируси); образуването на вътреклетъчни включвания може да има защитен ефект (телца на Guarnieri при едра шарка, телца на Babes-Negri при бяс).

Характеристиките на придобития антивирусен имунитет в някои случаи причиняват устойчив имунитет (например след морбили), в други - краткосрочен (след риновирусна инфекция). Антителата действат само върху извънклетъчните вируси (поради това лечението с антивирусни имуноглобулини се извършва рано, преди по-голямата част от вирусите да са проникнали в клетките). Клетките, в които са проникнали вируси, синтезират зависими от вируса антигении стават чужди за организма, което води до унищожаването им от Т-килърите. При защитните реакции е важна и местната клетъчна резистентност (например при човек, който е имунитет срещу полиомиелит, клетките на нервната тъкан и стомашно-чревния тракт, към които полиовирусът има тропизъм, стават резистентни към вируса). Секреторните имуноглобулини (slgA) са основната връзка на локалния имунитет върху лигавиците. Ваксинирането (с вирусни ваксини) създава не само специфичен имунитет срещу определен вирус, но и формира резистентност към други вируси (стимулира се не само производството на антитела и образуването на Т-клетки убийци, но и производството на интерферон).

Вируси. Морфология и физиология на вирусите

Г. Минск

ЛЕКЦИЯ № 8

ТЕМА: ʼʼРНК- и ДНК-съдържащи вируси. ХИВ СПИН

Специалност – Медицинска сестра

Подготвен от учителя - Протко Л.И.

План за представяне:

3. ХИВ – СПИН. Епидемиология и патогенеза. Предотвратяване

4. Грипен вирус. Епидемиология и патогенеза. Имунитет, профилактика

5. Хепатитни вируси. Епидемиология и патогенеза. Имунитет, профилактика

Вирусните заболявания възникват в древността, но вирусологията като наука започва да се развива в края на 19 век.

През 1892ᴦ. Руският ботаник D.I. Ивановски, изучавайки мозаечната болест на тютюневите листа, установи, че това заболяване се причинява от малки микроорганизми, които преминават през фино порести бактериални филтри. Тези микроорганизми се наричат ​​филтрируеми вируси. По-късно беше показано, че има и други микроорганизми, които преминават през бактериални филтри; следователно филтрираните вируси започнаха да се наричат ​​просто вируси.

Вирусолозите имат голям принос в изучаването на вирусите: M.A. Морозов, Н.Ф. Гамалея, Л.А. Зилбер, М.П. Чумаков, А.А. Смородинцев, В.М. Жданов и др.

Вирусите са неклетъчна форма на съществуване на живата материя. Οʜᴎ много малък. Според образния израз на В.М. Жданов, техният размер по отношение на размера на средната бактерия може да се сравни с размера на мишка по отношение на слон. Стана възможно да се видят вируси едва след изобретяването на електронния микроскоп.

Днес се използват много методи за изследване на вируси: химични, физични, молекулярно-биологични, имунобиологични и генетични.

Всички вируси се разделят на такива, които заразяват хора, животни, насекоми, бактерии и растения.

Вирусите имат голямо разнообразие от форми и биологични свойства, но всички те имат общи структурни характеристики. Зрелите вирусни частици се наричат ​​вириони.

За разлика от други микроорганизми, които съдържат както ДНК, така и РНК, вирионът съдържа само една от нуклеиновите киселини - или ДНК, или РНК.

Нуклеиновата киселина на вирусите трябва да бъде едноверижна и двуверижна. Почти всички вируси, съдържащи РНК, имат едноверижна РНК в генома си, а тези, съдържащи ДНК, имат двойноверижна ДНК. В съответствие с двата вида генетична субстанция вирусите се делят на РНК- и ДНК-съдържащи. Има 6 семейства, съдържащи ДНК, и 11 семейства, съдържащи РНК.

Токсономична характеристика	семейство	Представители
ДНК-съдържащи
2-верижна ДНК, без външна обвивка	Аденовируси	Аденовируси
Паповируси	Човешки паромомен вирус, полиноми и брадавици
Едноверижна ДНК, без външна обвивка	Парвовируси	Адено-асоциирани вируси
2-верижна ДНК, наличие на външна обвивка	Херпес вируси	Херпес симплекс вирус, циталомеголия, варицела
Хепадновируси	Вирусен хепатит В
Поксвируси	Вариола вирус, ваксиния
РНК-съдържащи
+едноверижна РНК, без външна обвивка	Пикорновируси	Вирус на полиомиелит, коксаки вирус, ECHO, вирус на хепатит А
Коливируси	Вирус на гастроентерит при деца
2-верижна РНК, без външна обвивка	Реовируси	Реовируси, ротовируси, орбивируси
наличие на обратна транскриптаза	Ретровируси	ХИВ, Т-левкемични вируси, онковируси
+едноверижна РНК, наличие на външна обвивка	Тогавируси	Вирус на Омска хеморагична треска, рубеола
+едноверижна РНК	Флавивируси	Вирус на енцефалит, пренасян от кърлежи, треска от денга, жълта треска
-едноверижна РНК	Бунявируси	Вирус Bunyamwera, Кримска хеморагична треска
Аренавируси	Вируси на лимфоцитен хормоменингит, болест на Ласо
Рабдовируси	Вирус на бяс, везикулозен стоматит
2-верижна РНК, наличие на външна обвивка	Парамиксовируси	Парагрипен вирус, паратит, морбили, RSV
Ортомиксовируси	Грипен вирус

Структура на вириона.В центъра на вириона има нуклеинова киселина, която е заобиколена от капсид. Капсидът се състои от протеинови субединици, наречени капсомери. По химическа структура зрелият вирус е нуклеокапсид. Броят на капсомерите и начинът им на сгъване са строго постоянни за всеки тип вирус. Капсомерите са подредени под формата на полиедър с равномерни симетрични ръбове - кубовидна форма (аденовирус). Полагането под формата на спирали е характерно за грипните вируси. Може да има вид симетрия, при която нуклеиновата киселина има формата на пружина, около която са подредени капсомери, в този случай вирусът има пръчковидна форма - вирусът, който причинява заболяването по тютюневите листа.

Фагът има сложен тип симетрия: главата е кубовидна, а процесът е пръчковиден.

Въпреки това, въз основа на метода на образуване, вирусите се разделят на кубовидни, сферични, пръчковидни и сперматозоидни форми.

Някои вируси с по-сложна структура имат обвивка, която обикновено се нарича peplos. Образува се, когато вирусът напусне клетката гостоприемник. В този случай вирусният капсид е обвит от вътрешната повърхност на цитоплазмената мембрана на клетката гостоприемник и се образуват един или няколко слоя от суперкапсидната обвивка. Само някои вируси имат такава обвивка, например вируси на бяс и херпес. Тази обвивка съдържа фосфолипиди, които се разрушават от етер. Въпреки това, действайки с етер, е възможно да се разграничи вирус с пеплос от вирус с „гол капсид“.

При някои вируси капсомерите под формата на бодли излизат от външния липиден слой на обвивката (тези бодли са тъпи). Такива вируси се наричат ​​пепломери (грипен вирус).

Нуклеиновата киселина на вируса е носител на наследствени свойства, а капсидът и външната обвивка имат защитни функции, сякаш улесняват проникването на вируса в клетката.

Размер на вируса.Вирусите се измерват в нанометри. Големината им варира в широки граници от 15-20 до 350-400 nm.

Методи за измерване на вируси.

1. Филтриране през бактериални филтри с известен размер на спорите

2. Ултрацентрофугиране - големите вируси се утаяват по-бързо

3. Снимане на вируси в електронен микроскоп

Химичен състав на вирусите.Броят и съдържанието на ДНК и РНК вирусите не са еднакви. За ДНК молекулното тегло варира от 1‣‣‣10 6 до 1,6‣‣‣10 8, а за РНК - от 2‣‣‣10 6 до 9,0‣‣‣10 6 .

Протеините във вирионите са открити в малки количества. Οʜᴎ се състои от 16-20 аминокиселини. В допълнение към капсидните протеини има и вътрешни протеини, свързани с нуклеинова киселина. Протеините определят антигенните свойства на вирусите и също така, поради плътното опаковане на полипептидни вериги, защитават вируса от действието на ензимите на клетката гостоприемник.

Липидите и въглехидратите се намират във външната обвивка на сложните вириони. Източникът на липиди и въглехидрати е мембраната на клетката гостоприемник. Полизахаридите, които изграждат някои вируси, определят способността им да предизвикват аглутинация на червените кръвни клетки.

Вирусни ензими.Вирусите нямат собствен метаболизъм, следователно не се нуждаят от метаболитни ензими. В същото време е установено, че някои вируси имат ензими, които улесняват проникването им в клетката гостоприемник.

Откриване на вирусни антигени.Вирусните антигени в инфектирани клетки гостоприемници могат да бъдат открити с помощта на имунофлуоресценция. Препарати, съдържащи клетки, заразени с вируси, се третират със специфични имунолуминисцентни серуми. При гледане на частици се наблюдава характерно сияние. Видът на вируса се определя от съответствието на специфичния луминесцентен серум, който е причинил луминесценцията.

Въвеждане на вирус в клетката, взаимодействието му с клетката гостоприемник и репродукцията(възпроизвеждане) се състои от няколко последователни етапа.

Етап 1. Започва с процеса на адсорбция, дължащ се на вирионните и клетъчните рецептори. В сложните вириони рецепторите са разположени на повърхността на черупката под формата на шипове, в простите вириони - на повърхността на капсида.

Етап 2. Проникването на вируса в клетката гостоприемник протича по различен начин за различните вируси. Например, някои фаги пробиват мембраната с техния процес и инжектират нуклеинова киселина в клетката гостоприемник. Други вируси навлизат в клетката чрез изтегляне на вирусна частица с помощта на вакуола, ᴛ.ᴇ. На мястото на проникване се образува вдлъбнатина в клетъчната мембрана, след което краищата й се затварят и вирусът попада в клетката. Това прибиране се нарича виропексис.

Етап 3. “събличане на вируса” (разпадане). Важно е да се отбележи, че за да се възпроизвежда, вирусната нуклеинова киселина се освобождава от протеиновите обвивки, които я защитават. Процесът на събличане може да започне по време на адсорбцията или може да се случи, когато вирусът вече е вътре в клетката.

Етап 4. На този етап се случва репликация (възпроизвеждане) на нуклеинови киселини и синтез на вирусни протеини. Този етап протича с участието на ДНК или РНК на клетката гостоприемник.

Етап 5. Сглобяване на вирион. Този процес се осигурява от самосглобяването на протеинови частици около вирусната нуклеинова киселина. Синтезът на протеин може да започне веднага след синтеза на вирусна нуклеинова киселина или след интервал от няколко минути или няколко часа. При някои вируси самосглобяването става в цитоплазмата. В други - в ядрото на клетката гостоприемник. Образуването на външната обвивка винаги се случва в цитоплазмата.

Етап 6. Изходът на вириона от клетката гостоприемник става чрез изтичане на вируса през клетъчната мембрана или през дупка, образувана в клетката гостоприемник.

Видове взаимодействие между вирус и клетка.Първият тип - продуктивна инфекция - характеризира се с образуването на нови вириони в клетката гостоприемник

Вторият тип - абортивна инфекция по същество се състои в прекъсване на репликацията на нуклеинова киселина.

Третият тип се характеризира с включване на вирусна нуклеинова киселина в ДНК на клетката гостоприемник; Възниква форма на съвместно съществуване между вируса и клетката гостоприемник (вирогения). В този случай се осигурява синхронна репликация на вирусна и клетъчна ДНК. При фагите това обикновено се нарича лизогения.

Микроскопско изследване.При някои вирусни инфекции в цитоплазмата или ядрата на клетките на тялото на гостоприемника се наблюдават специфични вътреклетъчни тела - включвания, които имат диагностична стойност. Размерите на вирусните частици и телата на включване могат да бъдат изкуствено увеличени с помощта на специални методи за обработка на препарати с стъргане и импрегниране и наблюдавани с помощта на имерсионна микроскопия. По-малките вириони, които се намират извън видимостта на оптичен микроскоп, се откриват само чрез електронна микроскопия. Има различни гледни точки по отношение на вътреклетъчните включвания. Авторите смятат, че те са колекция от вируси. Други смятат, че те възникват в резултат на реакцията на клетката към въвеждането на вируси.

Генетика на вирусите.Модификацията при вирусите се определя от характеристиките на клетката гостоприемник, в която се осъществява репродукцията на вируса. Модифицираните вируси придобиват способността да заразяват клетки, подобни на тези, в които са били модифицирани. Модификацията се проявява по различен начин при различните вируси.

Мутация - при вирусите възниква под въздействието на същите мутагени, които предизвикват мутация при бактериите. По време на репликацията на нуклеиновите киселини възниква мутация. Мутациите засягат различни свойства на вирусите, например чувствителност към температура и др.

Генетична рекомбинация при вируси може да възникне в резултат на едновременна инфекция на клетка гостоприемник с два вируса, като в този случай може да настъпи обмен на отделни гени между двата вируса и да се образуват рекомбинанти, съдържащи гените на двама родители.

Генетичното реактивиране на гените понякога се случва, когато инактивиран вирус се кръстосва с пълноценен, което води до спасяването на инактивирания вирус.

Голямо значение за развитието на инфекциозния процес има спонтанната и насочена генетика на вирусите.

Устойчивост на фактори на околната среда.Повечето вируси се инактивират при излагане на високи температури.
Публикувано на реф.рф
Има изключения, например вирусът на хепатит е устойчив на топлина.

Вирусите не са чувствителни към ниски температури. Ултравиолетовите лъчи от слънцето имат инактивиращ ефект върху вирусите. Дифузната слънчева светлина ги засяга по-малко активно. Вирусите са устойчиви на глицерин, което позволява да се съхраняват в глицерин за дълго време. Οʜᴎ устойчив на антибиотици.

Киселините, основите и дезинфектантите инактивират вирусите. В същото време някои вируси, инактивирани от формалдехид, запазват имуногенни свойства, което прави възможно използването на формалин за производство на ваксини.

Възприемчивост на животните.Обхватът на податливите животни за някои вируси е много широк; например много животни са чувствителни към вирусите на бяса. Някои вируси засягат само един вид животни, например вирусът на кучешката чума засяга само кучета. Има вируси, към които животните не са чувствителни - вирусът на морбили.

Органотропия на вируси.Вирусите имат способността да заразяват определени органи, тъкани и системи. Например, вирусът на бяс засяга нервната система.

Освобождаване на вируси в околната среда.Вирусите могат да бъдат освободени от болно тяло в изпражненията, например вирусът на полиомиелит, вирусът на бяс се отделя в слюнката.

Основни пътища на предаване на вируси.Въздушно-капков, хранителен, домакински контакт, предаване.

Антивирусен имунитет.Човешкото тяло има вродена устойчивост към някои вируси. Например, човек не е чувствителен към вируса на кучешката чума.

Антивирусният имунитет се определя както от клетъчни, така и от хуморални защитни фактори, неспецифични и специфични.

Неспецифични фактори. Мощен инхибитор на вирусната репродукция е протеинова субстанция - интерферон. В здраво тяло той се съдържа в малки количества, но вирусите насърчават производството на интерферон и количеството му се увеличава значително. Той е неспецифичен, тъй като блокира възпроизвеждането на различни вируси. Освен това има тъканна специфичност, ᴛ.ᴇ. клетки от различни тъкани произвеждат различни интерферони. Смята се, че неговият механизъм на действие е по същество, че пречи на протеиновия синтез в клетката гостоприемник и по този начин спира възпроизвеждането на вируса.

Специфичните фактори на антивирусния имунитет включват вирус-неутрализиращи, хемаглутиниращи и утаяващи антитела.

Основни методи за изследване на вируси.

1. Реакция на хемаглутинация, реакция на забавена хемаглутинация, реакция на индиректна хемаглутинация. Реакция на фиксиране на комплемента

2. Реакция на неутрализиране на вируса в тъканна култура

3. Имунофлуоресцентен метод

4. Хистологичен метод - идентифициране на включвания

5. Биологичен метод

Вируси. Морфология и физиология на вирусите - понятие и видове. Класификация и характеристики на категорията "Вируси. Морфология и физиология на вирусите" 2017, 2018.

Ориз. 4.1

Морфологията на вирусите се изследва с помощта на електронна микроскопия, тъй като техните размери са малки (18-400 nm) и сравними с дебелината на бактериалната обвивка. Формата на вирионите може да бъде различна: пръчковидна (вирус на тютюнева мозайка), форма на куршум (вирус на бяс), сферична (вируси на полиомиелит, HIV), нишковидна (филовируси), форма на сперматозоиди (много бактериофаги). Има прости и сложни вируси (Таблица 4.1).

Просто проектирани вируси (без обвивка)

Пример за просто подредени вируси е вирусът на хепатит А и папиломавирусът с икосаедричен тип симетрия (фиг. 4.1 и 4.2). Нуклеиновата киселина на вирусите е свързана с протеинова обвивка - капсид, състоящ се от капсомери.

Ориз. 4.2. Схема на структурата на папиломен вирус (съдържа двойноверижна кръгова ДНК)

Сложни вируси (с обвивка)

При сложни вируси (например херпесни вируси, грипни вируси, флавивируси) гликопротеиновите шипове се простират от липопротеиновата обвивка, например хемаглутинини, които участват в реакциите на хемаглутинация и хемадсорбция. Херпесният вирус и флавивирусът имат икосаедричен тип симетрия, а грипният вирус има спирален тип нуклеокапсидна симетрия.

Таблица 4.1. Прости (без обвивка) и сложни (с обвивка) вируси
Простите или необвити вируси се състоят от нуклеинова киселина и протеинова обвивка, наречена капсид (от лат. капса- случай). Капсидът се състои от повтарящи се морфологични субединици - капсомери. Нуклеиновата киселина и капсидът взаимодействат един с друг, за да образуват нуклеокапсид.	Тип симетрия Капсидът или нуклеокапсидът може да има спирален, икозаедричен (кубичен) или сложен тип симетрия. Икосаедричният тип симетрия се дължи на образуването на изометрично кухо тяло от капсида,
Сложните или обвити вируси са заобиколени от външната страна на капсида от липопротеинова обвивка (суперкапсид или пеплос). Тази обвивка е производна структура от мембраните на заразена с вирус клетка. На обвивката на вируса има гликопротеинови шипове или шипове (пепломери). Под обвивката на някои вируси има матричен М протеин.

Ориз. 4.3.

Ориз. 4.4.

Ориз. 4.5

Ориз. 4.6 .

Размножаване на вируси

Има три вида взаимодействие между вирус и клетка:
- продуктивен тип, при който се образуват нови вириони, излизащи от клетката по различни начини: по време на нейния лизис, т.е. чрез "експлозивен" механизъм (необвити вируси); чрез “пъпкуване” през клетъчните мембрани (вируси с обвивка), в резултат на екзоцитоза;
- абортивен тип, характеризиращ се с прекъсване на инфекциозния процес в клетката, поради което не се образуват нови вириони;
- интегративен тип или вирогения, който се състои от интеграция, т.е. интегриране на вирусна ДНК под формата на провирус в клетъчната хромозома и тяхното съвместно съществуване (съвместна репликация).
Продуктивен тип взаимодействие между вирус и клетка - репродукцията на вируса преминава през няколко етапа: 1) адсорбция на вириони върху клетката; 2) проникване на вируса в клетката;
3) “събличане” и освобождаване на вирусния геном (депротеинизация на вируса); 4) синтез на вирусни компоненти;
5) образуване на вируси; 6) излизане на вириони от клетката.

Механизъм на вирусна репродукция

Механизмът на възпроизвеждане е различен за вируси, които имат: 1) двойноверижна ДНК; 2) едноверижна ДНК; 3) плюс едноверижна РНК; 4) минус едноверижна РНК; 5) двойноверижна РНК;
6) идентични плюс-верижни РНК (ретровируси).
Двойноверижните ДНК вируси са вируси, които съдържат двойноверижна ДНК в линейна (например херпесвируси, аденовируси и поксвируси) или в кръгова форма (като папиломавируси).
Репликацията на двойноверижна вирусна ДНК протича по обичайния полуконсервативен механизъм: след като ДНК веригите се развият, към тях се добавят нови вериги. При всички вируси, с изключение на поксвирусите, транскрипцията на вирусния геном се извършва в ядрото.
Механизмът на възпроизвеждане на хепаднавирусите (вирус на хепатит В) е уникален.
Геномът на хепаднавирусите (фиг. 4.7) е представен от двуверижна кръгова ДНК, едната верига на която е по-къса (непълна метатарзална) от другата верига. След като ядрото на вируса проникне в клетката (1), непълната верига на ДНК генома е завършена; образува се пълна двуверижна кръгова ДНК (2) и зреещият геном (3) навлиза в клетъчното ядро. Тук клетъчната ДНК-зависима РНК полимераза синтезира различни иРНК (за синтеза на вирусни протеини) и РНК прегенома (4) - шаблон за репликация на вирусния геном. След това тРНК се преместват в цитоплазмата и се превеждат, за да образуват вирусни протеини. Ядрените протеини на вируса се събират около прегенома. Под действието на РНК-зависимата ДНК полимераза на вируса върху прегеномната матрица се синтезира минус ДНК верига (5), върху която се образува плюс ДНК верига (6). Вирионната обвивка се формира върху мембраните, съдържащи HBs, на ендоплазмения ретикулум или апарата на Голджи (7). Вирионът напуска клетката чрез екзоцитоза.

Ориз. 4.7.

Едноверижни ДНК вируси. Представители на едноверижни ДНК вируси са парвовирусите (фиг. 4.8).

Абсорбираният вирус доставя генома до клетъчното ядро. Парвовирусите използват клетъчни ДНК полимерази, за да създадат двойноверижен вирусен геном, така наречената репликативна форма на последния. В този случай върху оригиналната вирусна ДНК (плюс верига) комплементарно се синтезира минус верига ДНК, която служи като матрица при синтеза на плюс верига ДНК за нови поколения вируси. Успоредно с това се синтезира иРНК и се транслират вирусни протеини, които се връщат в ядрото, където се сглобяват вирионите.
Плюс едноверижни РНК вируси. Това е голяма група вируси (пикорнавируси, флавивируси, тогавируси и др.), в които геномната плюсверижна РНК изпълнява функцията на иРНК (фиг. 4.9).

Вирусът (1), след ендоцитоза, освобождава в цитоплазмата (2) геномна плюс РНК, която, подобно на иРНК, се свързва с рибозомите (3): транслира се полипротеин (4), който се разделя на 4 структурни протеина (NSP 1 -4), включително РНК-зависима РНК полимераза. Тази полимераза транскрибира геномната плюс РНК в минус-верига РНК (шаблон), върху която се синтезират (5) копия на РНК с два размера: пълната плюс-верига 49S геномна РНК; частична верига 26S иРНК, кодираща капсид С протеин (6) и гликопротеини на обвивката Е1-3. Гликопротеините се синтезират върху рибозоми, свързани с мембраните на ендоплазмения ретикулум, след което се включват в мембраната и се гликозилират. Допълнително гликозилирани в апарата на Голджи (7), те са интегрирани в плазмалемата. С протеинът образува нуклеокапсид с геномна РНК, която взаимодейства с модифицираната плазмалема (8). Вирусите напускат клетката чрез пъпкуване (9).
Минус-едноверижни РНК вируси (рабдовируси, парамиксовируси, ортомиксовируси) съдържат РНК-зависима РНК полимераза.
Геномната минус верига на РНК на парамиксовирус (фиг. 4.10), която е влязла в клетката, се трансформира от вирусната РНК-зависима РНК полимераза в непълни и пълни плюс вериги на РНК. Непълните копия действат като иРНК за синтеза на вирусни протеини. Пълните копия са междинен шаблон за синтеза на минус вериги на геномната РНК на потомството.

Фиг.4.8.

Ориз. 4.9.

Ориз. 4.10

Вирусът се свързва с клетъчната повърхност чрез гликопротеини на обвивката и се слива с плазмалемата (1). От геномната минус верига на РНК на вируса се транскрибират непълни плюс вериги на РНК, които са иРНК (2) за отделни протеини и пълна минус верига на РНК - матрица за синтеза на геномна минус РНК на вируса (3 ). Нуклеокапсидът се свързва с матричния протеин и модифицираната с гликопротеин плазмалема. Освобождаването на вириони става чрез пъпкуване (4).

Двуверижни РНК вируси. Механизмът на възпроизвеждане на тези вируси (реовируси и ротавируси) е подобен на възпроизвеждането на минус-едноверижни РНК вируси.
Особеността на възпроизвеждането е, че плюсовите вериги, образувани по време на транскрипцията, функционират не само като иРНК, но също така участват в репликацията: те са матрици за синтеза на минус вериги РНК. Последните, в комбинация с плюс-верижна РНК, образуват геномни двойно-верижни РНК вириони. Репликацията на вирусните нуклеинови киселини на тези вируси се случва в цитоплазмата на клетките.
Ретровируси (плюс-верижни диплоидни обратно транскрибирани РНК вируси), като вирус на човешка имунна недостатъчност (HIV).

HIV се свързва с gp гликопротеина 120 (1) с рецепторCD4 Т хелперни клетки и други клетки. След сливане на черупки

Ориз. 4.11.

CPD - морфологични промени в клетките, видими под микроскоп (до отхвърлянето им от стъклото), в резултат на вътреклетъчно възпроизвеждане на вируси.
ХИВ с плазмалемата на клетката в цитоплазмата освобождава геномна РНК и обратна транскриптаза на вируса, която синтезира комплементарна минус-верижна ДНК (линейна сДНК) върху геномната РНК матрица. От последния (2), плюс веригата се копира, за да образува двойна верига от кръгова сДНК (3), която се интегрира с хромозомната ДНК на клетката. От рекомбинантния ДНК провирус (4) се синтезират геномна РНК и иРНК, които осигуряват синтеза на компоненти и сглобяването на вириони. Вирионите напускат клетките си чрез пъпкуване (5): ядрото на вируса е „облечено“ в модифицираната плазмалема на клетката.

Култивиране и индикация на вируси

Вирусите се култивират в тялото на лабораторни животни, в развиващи се пилешки ембриони и клетъчни (тъканни) култури. Индикацията за вируси се извършва въз основа на следните явления: цитопатогенно действие (CPE) на вируси, образуване на вътреклетъчни включвания, образуване на плака, реакция на хемаглутинация, хемадсорбция или "цветна" реакция.

Ориз. 4.13

Включвания- натрупване на вириони или техните отделни компоненти в цитоплазмата или ядрото на клетките, открити под микроскоп със специално оцветяване. Вариола вирусът образува цитоплазмени включвания - телца на Гуарниери; херпесните вируси и аденовирусите са интрануклеарни включвания.

Ориз. 4.14.

„Плаките“ или „отрицателните“ колонии са ограничени участъци от клетки, унищожени от вируси, култивирани върху хранителна среда под агарово покритие, видими като светли петна на фона на оцветени живи клетки. Един вирион произвежда потомство под формата на една „плака“. „Отрицателните“ колонии от различни вируси се различават по размер и форма, така че методът „плака“ се използва за разграничаване на вирусите, както и за определяне на тяхната концентрация.

Ориз. 4.12.

Фиг.4.15.

Реакцията на хемаглутинация се основава на способността на някои вируси да предизвикват аглутинация (слепване) на червените кръвни клетки поради вирусни гликопротеинови шипове - хемаглутинини.

Способността на клетъчни култури, заразени с вируси, да адсорбират червените кръвни клетки върху тяхната повърхност.

Ориз. 4.16.

„Цветната“ реакция се оценява по промяната на цвета на индикатора, намиращ се в хранителната среда. Ако вирусите не се размножават в клетъчната култура, тогава живите клетки отделят киселинни продукти по време на метаболизма си, което води до промяна на pH на средата и съответно цвета на индикатора. Когато се произвеждат вируси, нормалният клетъчен метаболизъм се нарушава (клетките умират) и средата запазва първоначалния си цвят.

- това са най-малките частици на живота, те са 50 пъти по-малки по размер от бактериите. Вирусите обикновено не могат да се видят със светлинен микроскоп, тъй като дължината на вълната им е по-малка от половината от светлината. Индивидите на вируса, които са в латентно състояние, се наричат вирион.Вирусите съществуват в две форми: в покой, или извънклетъчни (вирусни частици или вириони), и възпроизвежданеили вътреклетъчен (комплекс "вирус - клетка гостоприемник").

Формите на вирусите са различни, те могат да бъдат нишковидни, сферична, с форма на куршум, пръчковидна, многоъгълна, тухлена форма, кубичен, докато някои са с кубична глава и процес. Всеки вирион се състои от нуклеинова киселина и протеини.

Вирусните вириони винаги съдържат само един вид нуклеинова киселина - РНК или ДНК. Освен това и едното, и другото могат да бъдат едноверижни или двуверижни, а ДНК може да бъде линейна или кръгова. РНК във вирусите винаги е само линейна, но може да бъде представена от набор от РНК фрагменти, всеки от които носи определена част от генетичната информация, необходима за възпроизвеждане. Въз основа на наличието на една или друга нуклеинова киселина вирусите се наричат ​​ДНК-съдържащи и РНК-съдържащи. Специално трябва да се отбележи, че в царството на вирусите функцията на пазител на генетичния код се изпълнява не само от ДНК, но и от РНК (може да бъде и двуверижна).

Вирусите имат много проста структура. Всеки вирус се състои само от две части - ядраИ капсид. Ядрото на вируса, което съдържа ДНК или РНК, е заобиколено от протеинова обвивка - капсид (лат. капса- „контейнер“, „кутия“, „калъф“). Протеините защитават нуклеиновата киселина, а също така определят ензимните процеси и незначителните промени в протеините в капсида. Капсидът се състои от определен вид протеинови молекули, подредени по определен начин - капсомери.Обикновено това е или спираловиден тип полагане (фиг. 22), или тип симетричен многостен(изометричен тип) (фиг. 23).

Всички вируси са условно разделени на простоИ комплекс. Прости вирусисе състои само от ядро ​​с нуклеинова киселина и капсид. Сложни вирусина повърхността на протеина capsi-da те също имат външна обвивка, или суперкапсид,съдържащ двуслойна липопротеинова мембрана, въглехидрати и протеини (ензими). Тази външна обвивка (суперкапсид) обикновено е изградена от мембраната на клетката гостоприемник. Материал от сайта

На повърхността на капсида има различни израстъци - шипове или „шипове“ (те се наричат фибри), и стреля. С тях вирионът се прикрепя към повърхността на клетката, в която след това прониква. Трябва да се отбележи, че на повърхността на вируса има и специални прикрепващи протеини,свързване на вириона със специфични групи молекули - рецептори(лат. рецепта -„Получавам“, „Приемам“), разположен на повърхността на клетката, в която вирусът прониква. Някои вируси се свързват с протеинови рецептори, други с липиди, а трети разпознават въглехидратните вериги в протеините и липидите. В процеса на еволюция вирусите се „научават“ да разпознават чувствителните към тях клетки чрез наличието на специални рецептори върху клетъчната повърхност на гостоприемника.