Vīrusi veido neatkarīgu karalisti (Vira), un tiem ir šādas īpašības:

Genomu pārstāv viena nukleīnskābe - DNS vai RNS (attiecīgi tiek izdalītas 2 apakšvalstis - ribovīrusi un dezoksiribovīrusi).

Nešūnu struktūra. Nukleīnskābe ir pārklāta ar proteīna apvalku - kapsīds, kas sastāv no atsevišķām apakšvienībām - kapsomēri(parasti sastāv no 5-6 polipeptīdiem). Kopā ar nukleīnskābi veidojas kapsīds nukleokapsīds.Šāda struktūra ir vienkāršiem vīrusiem (poliomielīta vīrusiem, adenovīrusiem utt.). Sarežģītiem vīrusiem ir ārējais apvalks - superkapsīds, kas satur lipīdus, glikolipīdus. Superkapsīdu daļēji veido saimniekšūna.

Olbaltumvielu sintēzes sistēmu trūkums (adsorbcijas, sadales, DNS un RNS atkarīgo polimerāžu enzīmu klātbūtnē).

Īpaša (disjunktīva) pavairošanas metode: vīrusa olbaltumvielas tiek sintezētas uz skartās šūnas ribosomām, citās vietās - vīrusa nukleīnskābe, pēc tam notiek vīrusa daļiņu montāža.

Mazie izmēri; mazie vīrusi (podiovīruss utt.) - 25-30 nm (nanometri); vide (gripas vīruss utt.) - 50-125 nm; liels (variola vīruss) - 150-200 nm.

7. Filtrējamība (izlaiž cauri baktēriju filtriem).

8. Kristalizācija (ārpusšūnu vīrusi, kas attīrīti no balasta vielām, virions, kas spēj veidot kristālus).

9. Virioīdu forma (ir stieņa formas - y trakumsērgas vīruss utt., daudzskaldnis, ikosaedrs - adenovīrusiem, kubveida formas - variola vīrusā, sfērisks - gripas vīrusos kapitāls(spermas līdzīgi) - bakteriofāgi).

Arī vīrusu audzēšanai ir savas īpatnības. Tos audzē uz aktīvi proliferējošām šūnām ar paaugstinātu vielmaiņas aktivitāti. Es izmantoju sekojošo dzīvās sistēmas. Laboratorijas dzīvnieku organismā: parasti inficējas peles (pieaugušie un zīdaiņi), truši, pērtiķi (intramuskulāri, intranazāli, intraperitoneāli, intracerebrāli, uz radzenes). Uz 9-12 dienu veciem vistu embrijiem: visbiežāk kultivē uz embrio-alantoīda membrānas, retāk - alantoiskā vai amnija apakštīklā. Šūnu kultūrā: biežāk izmanto vienslāņu audu kultūra no aktīvi proliferējošām šūnām. Šūnas tiek audzētas uz dabīgām barotnēm (embrionālie ekstrakti, zirga, cilvēka serums), fermentatīvo proteīnu hidrolizātos (laktalbumīna triptiskais hidrolizāts), uz sintētiskām barotnēm (piemēram, uz barotnes 199, kas sastāv no 63 komponentiem, ieskaitot aminoskābes, vitamīnus, glikozi , sāļi , cilvēka serums, fenolsarkanais indikators). Tiek izmantoti šādi šūnu kultūras veidi: primāri tripsinizēti (parasti vistas embriju fibroblasti; tie nav savstarpēji savīti un vienmēr jāsagatavo ex tempore; trūkums ir tas, ka tie ir nestandarta); transplantējami (vienādi visās laboratorijās, jo tie ir specifisks šūnu klons, piemēram, šūnas no portāla audi- cilvēka amnions, cūku embriju nieres; šūnas no audzēja audiem - HeLa (dzemdes kakla vēža šūnas), HEp-2 utt.; šīs grupas trūkums ir tāds, ka šūnas bieži spontāni deģenerējas, kļūst netipiskas, poliploīdas, kā arī spontāni inficējas ar latentiem vīrusiem un mikoplazmām); daļēji nepārtraukti diploīdi (piemēram, diploīdas cilvēka plaušu šūnas; tās ir stabilas, spontāni nedeģenerējas un nav inficētas ar vīrusiem un mikoplazmām).

Izšķir šādas vīrusu infekciju formas. Abortīva infekcija (rodas nereaģējošā imūnā organismā): vīruss vai nu neiekļūst šūnā, vai arī pēc iekļūšanas iet bojā un tiek izvadīts no šūnas. Produktīva infekcija: vīruss adsorbējas uz jutīgām šūnām un iekļūst šūnā, iegremdējot tās membrānu ar vīrusu iekšpusē, šūnas citoplazmā ( viro-rexis); iegūtajā fagosomā vīrusa nukleīnskābe tiek atbrīvota no proteīna čaumalām (“vīrusa izģērbšanās”); pēc galīgās izģērbšanās šūnā nonākusī vīrusa nukleīnskābe pārslēdz šūnu genoma darbību un atbilstošās šūnas vielmaiņas sistēmas pavairošanai vīruss; iegūtās vīrusu daļiņas atstāj šūnu un iekļūst blakus esošajās šūnās. Bieži vien šī mijiedarbība beidzas ar šūnu nāvi, šo procesu sauc par citopātisksdarbība(CPD). Agrīna CPD pazīme ir mitozes pārtraukšana; šūna īslaicīgi uzbriest, pēc tam deformējas, saburzās, intensīvāk krāsojas, nolobās stikls (kultūrās) un atmirst. Dažreiz pirms nāves veidojas šūnas vienkāršos(kausētas daudzkodolu šūnas). Virogenitāte: vīrusa nukleīnskābe, kas iekļuvusi šūnā, tiek iekļauta (integrēta) saimniekšūnas DNS (kā mērenā fāga gadījumā) un formā provīruss eksistē šūnā un tiek nodots tās pēcnācējiem. Viroģenēzes parādība ir raksturīga gan DNS, gan RNS vīrusiem, jo ​​​​pēdējiem ir šis enzīms reversā transkriptāze(piemēram, retrovīrusi).

Mūsdienu vīrusu klasifikācija balstās uz vairākām pazīmēm, tostarp: nukleīnskābes veidu, kapsomēru skaitu, superkapsīda klātbūtni, jutību pret esteri, uzņēmīgo saimnieku klāstu, patogenitāti, ģeogrāfisko izplatību utt.

Pretvīrusu imunitātes iezīmes. Imunitāti pret vīrusu infekcijām var izraisīt šādi faktori. Dabiskās rezistences faktori: šūnu nereaģēšana (filoģenēzes rezultātā cilvēks ir imūns pret daudzām dzīvnieku un augu vīrusu slimībām); inhibitori - mukoproteīnu vai lipoproteīnu dabas vielas, kas pēc struktūras ir identiskas jutīgu šūnu receptoriem (tās brīvi cirkulē asinīs un citos šķidrumos un bloķē vīrusa mijiedarbību ar šūnu); komplements ir iesaistīts specifiskas (imūnās) pretvīrusu reakcijas veidošanā (lizocīmam un citiem humorāliem faktoriem nav aizsargājošas lomas); fagocitoze ir nepilnīga, bet leikocīti, kuros vīruss ir iekļuvis, ražo interferonu; interferonu sintezē šūna pēc vīrusa iekļūšanas, tas nespecifiski kavē jebkādu vīrusu vairošanos, izjaucot vīrusu proteīnu sintēzi uz ribosomām (cilvēka organismā ir aktīvs tikai cilvēka interferons, ko ražo cilvēka leikocīti, vai ģenētiski modificēts interferons - Reaferons, ko ražo Escherichia coli, kuras genomā ir ievadīts cilvēka interferona gēns; interferonu plaši izmanto vīrusu infekciju ārstēšanai un ārkārtas profilaksei); drudzis (augsta temperatūra traucē vīrusu reprodukciju); vecuma faktors (svarīgs, piemēram, ar rotavīrusa infekciju, kas visbiežāk skar bērnus); endokrīnie faktori (daudzu endokrīno dziedzeru hipofunkcija pasliktina vīrusu infekciju gaitu); ekskrēcijas sistēmas faktori (palīdz atbrīvot organismu no vīrusiem); intracelulāro ieslēgumu veidošanai var būt aizsargājoša iedarbība (Guarnieri ķermeņi bakās, Babes-Negri ķermeņi trakumsērgas gadījumā).

Iegūtās pretvīrusu imunitātes īpašības dažos gadījumos izraisa noturīgu imunitāti (piemēram, pēc masalām), citos - īslaicīgu (pēc rinovīrusa infekcijas). Antivielas iedarbojas tikai uz ārpusšūnu vīrusiem (tāpēc ārstēšana ar pretvīrusu imūnglobulīniem tiek veikta agri, pirms lielākā daļa vīrusu ir iekļuvuši šūnās). Šūnas, kurās ir iekļuvuši vīrusi, sintezējas atkarībā no vīrusa antigēni un kļūst sveši ķermenim, kā rezultātā tos iznīcina T-killers. Aizsardzības reakcijās svarīga ir arī lokālā šūnu rezistence (piemēram, cilvēkam, kurš ir imūns pret poliomielītu, pret vīrusu rezistentas kļūst nervu audu un kuņģa-zarnu trakta šūnas, pret kurām poliovīrusam piemīt tropisms). Sekretārie imūnglobulīni (slgA) ir galvenā vietējās imunitātes saite uz gļotādām. Vakcinācija (ar vīrusu vakcīnām) rada ne tikai specifisku imunitāti pret konkrētu vīrusu, bet arī veido rezistenci pret citiem vīrusiem (tiek stimulēta ne tikai antivielu veidošanās un killer T-šūnu veidošanās, bet arī interferona ražošana).

Vīrusi. Vīrusu morfoloģija un fizioloģija

G. Minska

LEKCIJA Nr.8

TĒMA: ʼʼRNS - un DNS saturoši vīrusi. HIV AIDS

Specialitāte – medmāsa

Sagatavoja skolotāja - Protko L.I.

Prezentācijas plāns:

3. HIV – AIDS. Epidemioloģija un patoģenēze. Profilakse

4. Gripas vīruss. Epidemioloģija un patoģenēze. Imunitāte, profilakse

5. Hepatīta vīrusi. Epidemioloģija un patoģenēze. Imunitāte, profilakse

Vīrusu slimības radās senos laikos, bet virusoloģija kā zinātne sāka attīstīties 19. gadsimta beigās.

1892. gadā. Krievu botāniķis D.I. Ivanovskis, pētot tabakas lapu mozaīkas slimību, atklāja, ka šo slimību izraisa sīki mikroorganismi, kas iziet cauri smalki porainiem baktēriju filtriem. Šos mikroorganismus sauc par filtrējamiem vīrusiem. Vēlāk tika parādīts, ka ir arī citi mikroorganismi, kas iziet cauri baktēriju filtriem, tāpēc filtrētos vīrusus sāka saukt vienkārši par vīrusiem.

Virusologi deva lielu ieguldījumu vīrusu izpētē: M.A. Morozovs, N.F. Gamaleja, L.A. Zilbers, M.P. Čumakovs, A.A. Smorodincevs, V.M. Ždanovs un citi.

Vīrusi ir dzīvas vielas ne-šūnu eksistences forma. Οʜᴎ ļoti mazs. Saskaņā ar tēlaino izteicienu V.M. Ždanovs, to lielumu attiecībā pret vidējo baktēriju lielumu var salīdzināt ar peles izmēru attiecībā pret ziloni. Vīrusus kļuva iespējams redzēt tikai pēc elektronu mikroskopa izgudrošanas.

Mūsdienās vīrusu pētīšanai tiek izmantotas daudzas metodes: ķīmiskās, fizikālās, molekulāri bioloģiskās, imūnbioloģiskās un ģenētiskās.

Visi vīrusi ir sadalīti tādos, kas inficē cilvēkus, dzīvniekus, kukaiņus, baktērijas un augus.

Vīrusiem ir ļoti dažādas formas un bioloģiskās īpašības, taču tiem visiem ir kopīgas struktūras iezīmes. Nobriedušas vīrusu daļiņas sauc par virioniem.

Atšķirībā no citiem mikroorganismiem, kas satur gan DNS, gan RNS, virions satur tikai vienu no nukleīnskābēm – vai nu DNS, vai RNS.

Vīrusu nukleīnskābei jābūt vienpavedienu un divpavedienu. Gandrīz visiem vīrusiem, kas satur RNS, genomā ir vienpavedienu RNS, un tiem, kas satur DNS, ir divpavedienu DNS. Saskaņā ar diviem ģenētisko vielu veidiem vīrusus iedala RNS un DNS saturošajos. Ir 6 ģimenes, kas satur DNS, un 11 ģimenes satur RNS.

Toksonomiskā iezīme	Ģimene	Pārstāvji
DNS saturošs
2-pavedienu DNS, bez ārējā apvalka	Adenovīrusi	Adenovīrusi
Papovīrusi	Cilvēka paromomas vīruss, polinomi un kārpas
Vienpavediena DNS, bez ārējā apvalka	Parvovīrusi	Ar adeno saistītie vīrusi
2-pavedienu DNS, ārējā apvalka klātbūtne	Herpes vīrusi	Herpes simplex vīruss, citalomegalija, vējbakas
Hepadnovīrusi	B hepatīta vīruss
Baku vīrusi	Variola vīruss, vakcīna
RNS saturošs
+vienpavedienu RNS, bez ārējā apvalka	Pikornovīrusi	Poliomielīta vīruss, koksakivīruss, ECHO, A hepatīta vīruss
Kolivīrusi	Bērnu gastroenterīta vīruss
2-pavedienu RNS, bez ārējā apvalka	Reovīrusi	Reovīrusi, rotovīrusi, orbivīrusi
reversās transkriptāzes klātbūtne	Retrovīrusi	HIV, T-leikēmijas vīrusi, onkovīrusi
+vienpavedienu RNS, ārējā apvalka klātbūtne	Togavīrusi	Omskas hemorāģiskā drudža vīruss, masaliņas
+vienpavedienu RNS	Flavivīrusi	Ērču encefalīta vīruss, tropu drudzis, dzeltenais drudzis
-vienpavedienu RNS	Bunyavīrusi	Bunyamwera vīruss, Krimas hemorāģiskais drudzis
Arēnavīrusi	Limfocītiskie hormonmeningīta vīrusi, Laso slimība
Rabdovīrusi	Trakumsērgas vīruss, vezikulārais stomatīts
2-pavedienu RNS, ārējā apvalka klātbūtne	Paramiksovīrusi	Paragripas vīruss, paratīts, masalas, RSV
Ortomiksovīrusi	Gripas vīruss

Viriona struktūra. Viriona centrā atrodas nukleīnskābe, kuru ieskauj kapsīds. Kapsīds sastāv no olbaltumvielu apakšvienībām, ko sauc par kapsomēriem. Nobriedis vīruss pēc ķīmiskās struktūras ir nukleokapsīds. Kapsomēru skaits un to salocīšanas veids ir stingri nemainīgs katram vīrusa veidam. Kapsomēri ir sakārtoti daudzskaldņa formā ar vienādām simetriskām malām - kuboīda formu (adenovīruss). Gripas vīrusiem raksturīga klāšana spirāļu veidā. Var būt simetrijas veids, kurā nukleīnskābei ir atsperes forma, ap kuru ir izvietoti kapsomēri, šajā gadījumā vīrusam ir nūjiņas forma - vīruss, kas izraisa tabakas lapu slimību.

Fāgam ir sarežģīts simetrijas veids: galva ir kubveida, un process ir stieņa formas.

Tomēr, pamatojoties uz veidošanās metodi, vīrusus iedala kuboidālā, sfēriskā, stieņveida un spermatozoīdu formās.

Dažiem vīrusiem ar sarežģītāku struktūru ir apvalks, ko parasti sauc par peplos. Tas veidojas, kad vīruss atstāj saimniekšūnu. Šajā gadījumā vīrusa kapsīdu apņem saimniekšūnas citoplazmas membrānas iekšējā virsma un veidojas viens vai vairāki superkapsīda apvalka slāņi. Šāds apvalks ir tikai dažiem vīrusiem, piemēram, trakumsērgas un herpes vīrusiem. Šajā apvalkā ir fosfolipīdi, kurus iznīcina ēteris. Taču, darbojoties ar ēteri, vīrusu ar peplosu var atšķirt no vīrusa ar “kailu kapsīdu”.

Dažos vīrusos no apvalka ārējā lipīdu slāņa izvirzās kapsomēri muguriņu veidā (šie muguriņi ir neasi). Šādus vīrusus sauc par peplomēriem (gripas vīrusu).

Vīrusa nukleīnskābe ir iedzimtu īpašību nesēja, un kapsīdam un ārējam apvalkam ir aizsargfunkcijas, it kā atvieglojot vīrusa iekļūšanu šūnā.

Vīrusa lielums. Vīrusus mēra nanometros. To lielums svārstās plašā diapazonā no 15-20 līdz 350-400 nm.

Vīrusu mērīšanas metodes.

1. Filtrēšana caur baktēriju filtriem ar zināmu sporu izmēru

2. Ultracentrifugēšana – lielie vīrusi nosēžas ātrāk

3. Vīrusu fotografēšana elektronu mikroskopā

Vīrusu ķīmiskais sastāvs. DNS un RNS vīrusu skaits un saturs nav vienādi. DNS molekulmasa svārstās no 1‣‣‣106 līdz 1,6‣‣‣108, bet RNS - no 2‣‣‣106 līdz 9,0‣‣‣106.

Olbaltumvielas virionos tika atrastas nelielā skaitā. Οʜᴎ sastāv no 16-20 aminoskābēm. Papildus kapsīdu proteīniem ir arī iekšējie proteīni, kas saistīti ar nukleīnskābi. Olbaltumvielas nosaka vīrusu antigēnās īpašības, kā arī, pateicoties blīvajam polipeptīdu ķēžu iepakojumam, aizsargā vīrusu no saimniekšūnu enzīmu iedarbības.

Lipīdi un ogļhidrāti atrodas komplekso virionu ārējā apvalkā. Lipīdu un ogļhidrātu avots ir saimniekšūnu membrāna. Polisaharīdi, kas veido dažus vīrusus, nosaka to spēju izraisīt sarkano asins šūnu aglutināciju.

Vīrusu fermenti. Vīrusiem nav sava metabolisma, tāpēc tiem nav nepieciešami vielmaiņas fermenti. Tajā pašā laikā ir konstatēts, ka dažiem vīrusiem ir fermenti, kas atvieglo to iekļūšanu saimniekšūnā.

Vīrusu antigēnu noteikšana. Vīrusu antigēnus inficētajās saimniekšūnās var noteikt, izmantojot imunofluorescenci. Preparātus, kas satur ar vīrusiem inficētas šūnas, apstrādā ar specifiskiem imūnluminiscējošiem serumiem. Aplūkojot daļiņas, tiek novērots raksturīgs spīdums. Vīrusa veidu nosaka konkrētā luminiscējošā seruma atbilstība, kas izraisīja luminiscenci.

Vīrusa ievadīšana šūnā, tā mijiedarbība ar saimniekšūnu un vairošanās(reproducēšana) sastāv no vairākiem secīgiem posmiem.

1. posms. Sākas ar adsorbcijas procesu virionu un šūnu receptoru dēļ. Sarežģītajos virionos receptori atrodas uz čaulas virsmas smaile līdzīgu izvirzījumu veidā, vienkāršos virionos - uz kapsīda virsmas.

2. posms. Vīrusa iekļūšana saimniekšūnā dažādiem vīrusiem notiek atšķirīgi. Piemēram, daži fāgi ar savu procesu caururbj membrānu un injicē nukleīnskābi saimniekšūnā. Citi vīrusi iekļūst šūnā, ievelkot vīrusa daļiņu, izmantojot vakuolu, ᴛ.ᴇ. Iespiešanās vietā šūnas membrānā veidojas ieplaka, tad tās malas aizveras un vīruss nonāk šūnā. Šo ievilkšanu sauc par viropeksi.

3. posms. “vīrusa izģērbšanās” (sairšana). Ir svarīgi atzīmēt, ka vīrusa nukleīnskābe, lai vairotos, tiek atbrīvota no proteīnu apvalkiem, kas to aizsargā. Izģērbšanās process var sākties adsorbcijas laikā vai arī tad, kad vīruss jau atrodas šūnā.

4. posms. Šajā posmā notiek nukleīnskābju replikācija (reprodukcija) un vīrusu proteīnu sintēze. Šis posms notiek, piedaloties saimniekšūnas DNS vai RNS.

5. posms. Viriona montāža. Šo procesu nodrošina olbaltumvielu daļiņu pašsavienošanās ap vīrusa nukleīnskābi. Olbaltumvielu sintēze var sākties tūlīt pēc vīrusu nukleīnskābju sintēzes vai pēc vairāku minūšu vai vairāku stundu intervāla. Dažos vīrusos pašsavienošanās notiek citoplazmā. Citos – saimniekšūnas kodolā. Ārējā apvalka veidošanās vienmēr notiek citoplazmā.

6. posms. Viriona izeja no saimniekšūnas notiek, vīrusam izplūstot caur šūnas membrānu vai caur saimniekšūnā izveidoto caurumu.

Vīrusa un šūnas mijiedarbības veidi. Pirmajam tipam – produktīvai infekcijai – raksturīga jaunu virionu veidošanās saimniekšūnā

Otrais veids - abortīva infekcija būtībā sastāv no tā, ka tiek pārtraukta nukleīnskābju replikācija.

Trešais veids ir raksturīgs ar vīrusu nukleīnskābes iekļaušanu saimniekšūnas DNS; Notiek vīrusa un saimniekšūnas līdzāspastāvēšanas forma (virogenitāte). Šajā gadījumā tiek nodrošināta vīrusu un šūnu DNS sinhrona replikācija. Fāgos to parasti sauc par lizogēniju.

Mikroskopiskā izmeklēšana. Dažu vīrusu infekciju gadījumā saimniekorganisma citoplazmā vai šūnu kodolos tiek novēroti specifiski intracelulāri ķermeņi - ieslēgumi, kuriem ir diagnostiska vērtība. Vīrusu daļiņu un ieslēgumu ķermeņu izmērus var mākslīgi palielināt, izmantojot īpašas metodes preparātu apstrādei ar kodinātāju un impregnēšanu, un novērot, izmantojot imersijas mikroskopiju. Mazākus virionus, kas atrodas ārpus optiskā mikroskopa redzamības, nosaka tikai ar elektronu mikroskopiju. Ir dažādi viedokļi par intracelulāriem ieslēgumiem. Autori uzskata, ka tie ir vīrusu kolekcija. Citi uzskata, ka tie rodas šūnu reakcijas rezultātā uz vīrusu ieviešanu.

Vīrusu ģenētika. Modifikācijas vīrusos nosaka tās saimniekšūnas īpašības, kurā notiek vīrusa reprodukcija. Modificētie vīrusi iegūst spēju inficēt šūnas, kas ir līdzīgas tām, kurās tie tika modificēti. Modifikācija dažādos vīrusos izpaužas atšķirīgi.

Mutācija - vīrusos notiek to pašu mutagēnu ietekmē, kas izraisa mutāciju baktērijās. Mutācija notiek nukleīnskābju replikācijas laikā. Mutācijas ietekmē dažādas vīrusu īpašības, piemēram, jutību pret temperatūru utt.

Ģenētiskā rekombinācija vīrusos var notikt saimniekšūnas vienlaicīgas inficēšanās rezultātā ar diviem vīrusiem, tādā gadījumā var notikt atsevišķu gēnu apmaiņa starp abiem vīrusiem un veidojas rekombinanti, kas satur divu vecāku gēnus.

Gēnu ģenētiskā reaktivācija dažkārt notiek, kad inaktivēts vīruss tiek krustots ar pilnvērtīgu vīrusu, kas noved pie inaktivētā vīrusa glābšanas.

Liela nozīme infekcijas procesa attīstībā ir vīrusu spontānai un virzītai ģenētikai.

Izturība pret vides faktoriem. Lielākā daļa vīrusu tiek inaktivēti, ja tie tiek pakļauti augstām temperatūrām.
Ievietots ref.rf
Ir izņēmumi, piemēram, hepatīta vīruss ir karstumizturīgs.

Vīrusi nav jutīgi pret zemām temperatūrām. Saules ultravioletie stari inaktivē vīrusus. Izkliedētā saules gaisma tos ietekmē mazāk aktīvi. Vīrusi ir izturīgi pret glicerīnu, kas ļauj tos ilgstoši saglabāt glicerīnā. Οʜᴎ izturīgs pret antibiotikām.

Skābes, sārmi un dezinfekcijas līdzekļi inaktivē vīrusus. Tajā pašā laikā daži vīrusi, ko inaktivē formaldehīds, saglabā imunogēnas īpašības, kas ļauj izmantot formalīnu vakcīnu ražošanā.

Dzīvnieku uzņēmība. Pret dažiem vīrusiem uzņēmīgo dzīvnieku loks ir ļoti plašs, piemēram, daudzi dzīvnieki ir jutīgi pret trakumsērgas vīrusiem. Daži vīrusi ietekmē tikai viena veida dzīvniekus, piemēram, suņu mēra vīruss ietekmē tikai suņus. Ir vīrusi, pret kuriem dzīvnieki nav jutīgi – masalu vīruss.

Vīrusu organotropija. Vīrusiem ir iespēja inficēt noteiktus orgānus, audus un sistēmas. Piemēram, trakumsērgas vīruss ietekmē nervu sistēmu.

Vīrusu izdalīšanās vidē. Vīrusi no slima organisma var izdalīties ar fekālijām, piemēram, poliomielīta vīruss, trakumsērgas vīruss izdalās siekalās.

Galvenie vīrusu pārnešanas ceļi. Gaisa, pārtikas, sadzīves kontakts, pārraide.

Pretvīrusu imunitāte. Cilvēka ķermenim ir iedzimta rezistence pret dažiem vīrusiem. Piemēram, cilvēks nav jutīgs pret suņu mēra vīrusu.

Pretvīrusu imunitāti nosaka gan šūnu, gan humorālie aizsardzības faktori, nespecifiski un specifiski.

Nespecifiski faktori. Spēcīgs vīrusu reprodukcijas inhibitors ir proteīna viela – interferons. Veselā organismā tas ir nelielos daudzumos, bet vīrusi veicina interferona veidošanos un tā daudzums ievērojami palielinās. Tas ir nespecifisks, jo bloķē dažādu vīrusu vairošanos. Turklāt tam piemīt audu specifika, ᴛ.ᴇ. dažādu audu šūnas ražo dažādus interferonus. Tiek uzskatīts, ka tā darbības mehānisms būtībā ir tāds, ka tas traucē proteīnu sintēzi saimniekšūnā un tādējādi aptur vīrusa vairošanos.

Specifiski pretvīrusu imunitātes faktori ir vīrusu neitralizējošās, hemaglutinējošās un izgulsnējošās antivielas.

Pamatmetodes vīrusu pētīšanai.

1. Hemaglutinācijas reakcija, aizkavēta hemaglutinācijas reakcija, netiešā hemaglutinācijas reakcija. Komplementa fiksācijas reakcija

2. Vīrusu neitralizācijas reakcija audu kultūrā

3. Imunofluorescences metode

4. Histoloģiskā metode - ieslēgumu noteikšana

5. Bioloģiskā metode

Vīrusi. Vīrusu morfoloģija un fizioloģija - jēdziens un veidi. Kategorijas "Vīrusi. Vīrusu morfoloģija un fizioloģija" klasifikācija un pazīmes 2017., 2018.g.

Rīsi. 4.1

Vīrusu morfoloģija tiek pētīta, izmantojot elektronu mikroskopiju, jo to izmēri ir mazi (18-400 nm) un salīdzināmi ar baktēriju apvalka biezumu. Virionu forma var būt dažāda: stieņveida (tabakas mozaīkas vīruss), lodes formas (trakumsērgas vīruss), sfēriska (poliomielīta vīrusi, HIV), pavedienveida (filovīrusi), spermas formas (daudzi bakteriofāgi). Ir vienkārši un sarežģīti vīrusi (4.1. tabula).

Vienkārši izstrādāti vīrusi (bez čaulas)

Vienkārši sakārtotu vīrusu piemērs ir A hepatīta vīruss un papilomas vīruss ar ikosaedrisku simetriju (4.1. un 4.2. att.). Vīrusu nukleīnskābe ir saistīta ar proteīna apvalku - kapsīdu, kas sastāv no kapsomēriem.

Rīsi. 4.2. Papilomas vīrusa struktūras shēma (satur divpavedienu apļveida DNS)

Sarežģīti vīrusi (ar aploksni)

Sarežģītos vīrusos (piemēram, herpes vīrusos, gripas vīrusos, flavivīrusos) no lipoproteīnu apvalka stiepjas glikoproteīnu tapas, piemēram, hemaglutinīni, kas ir iesaistīti hemaglutinācijas un hemadsorbcijas reakcijās. Herpes vīrusam un flavivīrusam ir ikosaedriska simetrija, bet gripas vīrusam ir spirālveida nukleokapsīdu simetrija.

4.1. tabula. Vienkārši (bez čaulas) un sarežģīti (ar čaulas) vīrusi
Vienkārši vai bez apvalka vīrusi sastāv no nukleīnskābes un proteīna apvalka, ko sauc par kapsīdu (no latīņu valodas. capsa- gadījums). Kapsīds sastāv no atkārtotām morfoloģiskām apakšvienībām - kapsomēriem. Nukleīnskābe un kapsīds mijiedarbojas viens ar otru, veidojot nukleokapsīdu.	Simetrijas veids Kapsīdai vai nukleokapsīdai var būt spirālveida, ikozaedriska (kubiskā) vai sarežģīta simetrijas veids. Ikozaedrisks simetrijas veids ir saistīts ar izometriski doba ķermeņa veidošanos no kapsīda,
Sarežģītus jeb apvalkotus vīrusus kapsīda ārpusē ieskauj lipoproteīnu apvalks (superkapsīds vai peplos). Šis apvalks ir atvasināta struktūra no vīrusu inficētas šūnas membrānām. Uz vīrusa apvalka ir glikoproteīna tapas jeb muguriņas (peplomēri). Zem dažu vīrusu apvalka atrodas matricas M proteīns.

Rīsi. 4.3.

Rīsi. 4.4.

Rīsi. 4.5

Rīsi. 4.6 .

Vīrusu pavairošana

Ir trīs vīrusu un šūnu mijiedarbības veidi:
- produktīvs tips, kurā veidojas jauni virioni, kas izdalās no šūnas dažādos veidos: tās līzes laikā, t.i., ar “sprādzienbīstamu” mehānismu (bezapvalka vīrusi); “izplūstot” caur šūnu membrānām (apvalkotiem vīrusiem), eksocitozes rezultātā;
- abortīvs tips, kam raksturīgs infekcijas procesa pārtraukums šūnā, tāpēc jauni virioni neveidojas;
- integratīvais tips jeb virogenitāte, kas sastāv no integrācijas, t.i., vīrusa DNS integrācijas provīrusa veidā šūnu hromosomā un to līdzāspastāvēšanas (locītavas replikācijas).
Produktīvs vīrusa un šūnas mijiedarbības veids - vīrusa vairošanās notiek vairākos posmos: 1) virionu adsorbcija uz šūnas; 2) vīrusa iekļūšana šūnā;
3) vīrusa genoma “izģērbšana” un atbrīvošana (vīrusa deproteinizācija); 4) vīrusu komponentu sintēze;
5) vīrusu veidošanās; 6) virionu izeja no šūnas.

Vīrusu reprodukcijas mehānisms

Vairošanās mehānisms ir atšķirīgs vīrusiem, kuriem ir: 1) divpavedienu DNS; 2) vienpavediena DNS; 3) plus vienpavedienu RNS; 4) mīnus vienpavedienu RNS; 5) divpavedienu RNS;
6) identiskas plus virknes RNS (retrovīrusi).
Divpavedienu DNS vīrusi ir vīrusi, kas satur divpavedienu DNS lineārā veidā (piemēram, herpesvīrusi, adenovīrusi un baku vīrusi) vai cirkulārā formā (piemēram, papilomas vīrusi).
Divpavedienu vīrusa DNS replikācija notiek, izmantojot parasto daļēji konservatīvo mehānismu: pēc DNS virkņu atritināšanas tām tiek komplementāri pievienotas jaunas virknes. Visos vīrusos, izņemot baku vīrusus, vīrusa genoma transkripcija notiek kodolā.
Hepadnavīrusu (B hepatīta vīrusa) vairošanās mehānisms ir unikāls.
Hepadnavīrusu genomu (4.7. att.) attēlo divpavedienu cirkulāra DNS, kuras viena virkne ir īsāka (nepilnīga metatarsāla daļa) par otru. Pēc tam, kad vīrusa kodols iekļūst šūnā (1), DNS genoma nepilnīgā virkne ir pabeigta; veidojas pilnīga divpavedienu apļveida DNS (2) un nobriešanas genoms (3) nonāk šūnas kodolā. Šeit no šūnu DNS atkarīgā RNS polimerāze sintezē dažādas mRNS (vīrusu proteīnu sintēzei) un RNS pregenomu (4) – veidni vīrusa genoma replikācijai. Pēc tam mRNS pārvietojas citoplazmā un tiek pārvērstas, veidojot vīrusu proteīnus. Vīrusa galvenās olbaltumvielas pulcējas ap pregenomu. Vīrusa no RNS atkarīgās DNS polimerāzes iedarbībā uz pregenoma matricas tiek sintezēta mīnusa DNS virkne (5), uz kuras veidojas plus DNS virkne (6). Viriona apvalks veidojas uz endoplazmatiskā tīkla jeb Golgi aparāta HBs saturošām membrānām (7). Virions atstāj šūnu eksocitozes ceļā.

Rīsi. 4.7.

Vienpavedienu DNS vīrusi. Vienpavedienu DNS vīrusu pārstāvji ir parvovīrusi (4.8. att.).

Absorbētais vīruss nogādā genomu šūnas kodolā. Parvovīrusi izmanto šūnu DNS polimerāzes, lai izveidotu divpavedienu vīrusa genomu, tā saukto tā saukto replikatīvo formu. Šajā gadījumā uz sākotnējās vīrusa DNS (plus virknes) tiek komplementāri sintezēta mīnusa DNS virkne, kas kalpo kā matrica plus virknes DNS sintēzē jaunām vīrusu paaudzēm. Paralēli tiek sintezēta mRNS un tiek translēti vīrusu proteīni, kas atgriežas kodolā, kur tiek savākti virioni.
Plus vienpavedienu RNS vīrusi. Šī ir liela vīrusu grupa (pikornavīrusi, flavivīrusi, togavīrusi u.c.), kurā genoma plus-virknes RNS pilda mRNS funkciju (4.9. att.).

Vīruss (1) pēc endocitozes citoplazmā (2) izdala genomu plus RNS, kas, tāpat kā mRNS, saistās ar ribosomām (3): tiek translēts poliproteīns (4), kas tiek sadalīts 4 strukturālajos proteīnos (NSP 1). -4), ieskaitot no RNS atkarīgo RNS polimerāzi. Šī polimerāze transkribē genoma plus RNS uz mīnusa virknes RNS (veidni), uz kuras tiek sintezētas (5) divu izmēru RNS kopijas: pilnīga plus virknes 49S genoma RNS; daļēja virkne 26S mRNS, kas kodē kapsīda C proteīnu (6) un apvalka glikoproteīnus E1-3. Glikoproteīni tiek sintezēti uz ribosomām, kas saistītas ar endoplazmatiskā tīkla membrānām, pēc tam tiek iekļautas membrānā un glikozilētas. Papildus glikozilēti Golgi aparātā (7), tie ir integrēti plazmalemmā. C proteīns veido nukleokapsīdu ar genoma RNS, kas mijiedarbojas ar modificēto plazmalemmu (8). Vīrusi iziet no šūnas, veidojot pumpurus (9).
Mīnus vienpavedienu RNS vīrusi (rabdovīrusi, paramiksovīrusi, ortomiksovīrusi) satur no RNS atkarīgu RNS polimerāzi.
Šūnā iekļuvušo paramiksovīrusa RNS genoma mīnus virkni (4.10. att.) vīrusa RNS atkarīgā RNS polimerāze pārveido par nepilnīgām un pilnīgām RNS plus virknēm. Nepilnīgas kopijas darbojas kā mRNS vīrusu proteīnu sintēzei. Pilnīgas kopijas ir starpposma veidne pēcnācēju genoma RNS mīnus virkņu sintēzei.

Att.4.8.

Rīsi. 4.9.

Rīsi. 4.10

Vīruss saistās ar šūnu virsmu ar apvalka glikoproteīniem un saplūst ar plazmas lemmu (1). No vīrusa genoma mīnus RNS virknes tiek pārrakstītas nepilnīgas RNS virknes, kas ir mRNS (2) atsevišķiem proteīniem un pilnīga RNS mīnus virkne - matrica vīrusa genoma mīnus RNS sintēzei (3 ). Nukleokapsīds saistās ar matricas proteīnu un glikoproteīnu modificēto plazmas lemmu. Virionu atbrīvošanās notiek pumpuru veidošanās rezultātā (4).

Divpavedienu RNS vīrusi. Šo vīrusu (reovīrusu un rotavīrusu) vairošanās mehānisms ir līdzīgs mīnus vienas virknes RNS vīrusu reprodukcijai.
Reprodukcijas īpatnība ir tāda, ka transkripcijas laikā izveidotās plusa virknes funkcionē ne tikai kā mRNS, bet arī piedalās replikācijā: tās ir veidnes mīnus šķipsnu RNS sintēzei. Pēdējie kombinācijā ar plus-šķiedras RNS veido genoma divpavedienu RNS virionus. Šo vīrusu vīrusu nukleīnskābju replikācija notiek šūnu citoplazmā.
Retrovīrusi (plus virknes diploīdi reversi transkribēti RNS vīrusi), piemēram, cilvēka imūndeficīta vīruss (HIV).

HIV saistās ar gp glikoproteīnu 120 (1) ar receptoruCD4 T palīgšūnas un citas šūnas. Pēc čaulas sapludināšanas

Rīsi. 4.11.

CPD - morfoloģiskas izmaiņas šūnās, kas redzamas mikroskopā (līdz to atgrūšanai no stikla), kas rodas vīrusu intracelulāras vairošanās rezultātā.
HIV ar šūnas plazmalemmu citoplazmā atbrīvo genoma RNS un vīrusa reverso transkriptāzi, kas uz genoma RNS matricas sintezē komplementāru mīnus virknes DNS (lineāro cDNS). No pēdējās (2) plus virkne tiek kopēta, veidojot divkāršu cirkulāras cDNS virkni (3), kas integrējas ar šūnas hromosomu DNS. No rekombinantā DNS provīrusa (4) tiek sintezētas genoma RNS un mRNS, kas nodrošina komponentu sintēzi un virionu montāžu. Virioni atstāj savas šūnas, veidojot pumpurus (5): vīrusa kodols ir “ietērpts” šūnas modificētajā plazmalemmā.

Vīrusu audzēšana un indikācija

Vīrusi tiek kultivēti laboratorijas dzīvnieku organismā, attīstot vistu embrijus un šūnu (audu) kultūras. Vīrusu indikācija tiek veikta, pamatojoties uz šādām parādībām: vīrusu citopatogēnā darbība (CPE), intracelulāru ieslēgumu veidošanās, aplikuma veidošanās, hemaglutinācijas reakcija, hemadsorbcija vai “krāsu” reakcija.

Rīsi. 4.13

Ieslēgumi- virionu vai to atsevišķo komponentu uzkrāšanās šūnu citoplazmā vai kodolā, ko nosaka mikroskopā ar īpašu krāsošanu. Variola vīruss veido citoplazmas ieslēgumus - Guarnieri ķermeņus; herpes vīrusi un adenovīrusi ir intranukleāri ieslēgumi.

Rīsi. 4.14.

“Plāksnes” vai “negatīvās” kolonijas ir ierobežotas vīrusu iznīcinātas šūnu platības, kas kultivētas uz barotnes zem agara pārklājuma, redzamas kā gaiši plankumi uz krāsotu dzīvo šūnu fona. Viens virions rada pēcnācējus vienas “plāksnes” formā. Dažādu vīrusu “negatīvās” kolonijas atšķiras pēc izmēra un formas, tāpēc vīrusu diferencēšanai, kā arī to koncentrācijas noteikšanai izmanto “plāksnīšu” metodi.

Rīsi. 4.12.

4.15.att.

Hemaglutinācijas reakcija balstās uz dažu vīrusu spēju izraisīt sarkano asins šūnu aglutināciju (salīmēšanu) vīrusu glikoproteīna smaiļu – hemaglutinīnu – dēļ.

Ar vīrusiem inficētu šūnu kultūru spēja adsorbēt sarkanās asins šūnas uz to virsmas.

Rīsi. 4.16.

“Krāsas” reakciju novērtē pēc indikatora krāsas izmaiņām, kas atrodas barības vielu barotnē. Ja vīrusi šūnu kultūrā nevairojas, tad dzīvās šūnas vielmaiņas laikā izdala skābus produktus, kas izraisa barotnes pH un attiecīgi indikatora krāsas izmaiņas. Kad tiek ražoti vīrusi, tiek traucēta normāla šūnu vielmaiņa (šūnas mirst), un barotne saglabā sākotnējo krāsu.

- tās ir mazākās dzīvības daļiņas, tās ir 50 reizes mazākas nekā baktērijas. Vīrusus parasti nevar redzēt ar gaismas mikroskopu, jo tie ir mazāki par pusi no gaismas viļņa garuma. Tiek saukti vīrusa indivīdi, kas atrodas miega stāvoklī virion. Vīrusi pastāv divās daļās veidlapas: atpūtā, vai ārpusšūnu (vīrusu daļiņas vai virioni), un reproducējot vai intracelulāri (komplekss “vīruss - saimniekšūna”).

Vīrusu formas ir dažādas, tās var būt pavedienam līdzīgs, sfērisks, lodes formas, stieņa formas, daudzstūrains, ķieģeļveida, kub, savukārt dažiem ir kubiskā galva un process. Katrs virions sastāv no nukleīnskābes un olbaltumvielām.

Vīrusu virioni vienmēr satur tikai viena veida nukleīnskābes – vai nu RNS, vai DNS. Turklāt gan viens, gan otrs var būt vienpavedienu vai divpavedienu, un DNS var būt lineāra vai apļveida. RNS vīrusos vienmēr ir tikai lineāra, bet to var attēlot ar RNS fragmentu kopumu, no kuriem katrs satur noteiktu reprodukcijai nepieciešamās ģenētiskās informācijas daļu. Pamatojoties uz vienas vai otras nukleīnskābes klātbūtni, vīrusus sauc par DNS saturošiem un RNS saturošiem. Īpaši jāatzīmē, ka vīrusu valstībā ģenētiskā koda sargātāja funkciju pilda ne tikai DNS, bet arī RNS (var būt arī divpavedienu).

Vīrusiem ir ļoti vienkārša struktūra. Katrs vīruss sastāv tikai no divām daļām - serdeņi Un kapsīds. Vīrusa kodolu, kas satur DNS vai RNS, ieskauj proteīna apvalks - kapsīds (lat. capsa- “konteiners”, “kaste”, “kaste”). Olbaltumvielas aizsargā nukleīnskābi, kā arī nosaka fermentatīvos procesus un nelielas izmaiņas proteīnos kapsīdā. Kapsīds sastāv no noteikta veida olbaltumvielu molekulām, kas sakārtotas noteiktā veidā - kapsomēri. Parasti tas ir vai nu spirālveida ieklāšanas veids (22. att.), vai veids simetrisks daudzskaldnis(izometriskais tips) (23. att.).

Visi vīrusi ir nosacīti sadalīti vienkārši Un komplekss. Vienkārši vīrusi sastāv tikai no kodola ar nukleīnskābi un kapsīdu. Sarežģīti vīrusi uz proteīna capsi-da virsmas tiem ir arī ārējais apvalks, vai superkapsīds, kas satur divslāņu lipoproteīnu membrānu, ogļhidrātus un olbaltumvielas (enzīmus). Šis ārējais apvalks (superkapsīds) parasti ir izgatavots no saimniekšūnas membrānas. Materiāls no vietnes

Uz kapsīda virsmas ir dažādi izaugumi - muguriņas jeb “kniedes” (tās sauc šķiedras), un dzinumi. Ar tiem virions piestiprinās pie šūnas virsmas, kurā pēc tam iekļūst. Jāatzīmē, ka uz vīrusa virsmas ir arī īpašas piesaistes proteīni, Viriona saistīšana ar noteiktām molekulu grupām - receptoriem(lat. recipio -“Es saņemu”, “Es pieņemu”), kas atrodas uz šūnas virsmas, kurā vīruss iekļūst. Daži vīrusi saistās ar olbaltumvielu receptoriem, citi pie lipīdiem, bet citi atpazīst ogļhidrātu ķēdes olbaltumvielās un lipīdos. Evolūcijas procesā vīrusi “iemācījās” atpazīt pret tiem jutīgas šūnas pēc īpašu receptoru klātbūtnes uz saimnieku šūnu virsmas.