ОСНОВЫ ВИРУСОЛОГИИ ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ВИРУСОВ СТРОЕНИЕ ВИРИОНА СТАДИИ

ОСНОВЫ ВИРУСОЛОГИИ. ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ВИРУСОВ. СТРОЕНИЕ ВИРИОНА. СТАДИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ВОСПРИИМЧИВОЙ КЛЕТКОЙ. ФОРМЫ ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ КЛЕТКИ.

История вирусологии началась с открытия вируса табачной мозаики. В 1892 г. Д. Ивановский установил, что сок пораженных мозаичной болезнью растений табака, пропущенный через фарфоровый бактериальный фильтр и свободный от бактерий, сохраняет инфекционность. Ивановский доказал, что возбудитель мозаичной болезни неспособен расти на искусственных питательных средах и может размножаться только в клетках растения.

В 1898 г. М. Бейеринк обнаружил, что возбудитель мозаичной болезни табака диффундирует через агаровый гель и осаждается спиртом без потери инфекционности. Бейеринк назвал этот возбудитель «жидким носителем инфекционности» . После работ Д. Ивановского и М. Бейеринка начинается серия открытий фильтруемости возбудителей многих заболеваний человека, животных и растений. Этих возбудителей, невидимых в обычный микроскоп, стали называть фильтрующимися вирусами, а затем вирусами.

1898 г. Ф. Леффлер и П. Фрош установили фильтруемость возбудителя ящура. 1901 г. – вирус желтой лихорадки, 1907 г. – натуральной оспы, 1909 г. – полиомиелита, 1917 г. - Ф. Д'Эррель открыл бактериофаги. 1935 г. - У. Стенли впервые выделил вирус табачной мозаики в кристаллическом виде. Благодаря этому появилась возможность изучать химический состав чистых препаратов вируса.

1949 г. - Дж. Эндерсу, Т. Уэллеру и Ф. Роббинсу удалось размножить вирус полиомиелита в клетках кожи и мышц человеческого зародыша. Они добились разрастания кусочков ткани на искусственной питательной среде. Метод культуры клеток стал одним из наиболее важных для культивирования вирусов. В 1956 году удалось показать, что носителем инфекционности вируса является содержащаяся в нем нуклеиновая кислота. А в 1957 году А. Айзекс и Дж. Линдеман открыли интерферон.

1976 г. Гайдузек совместно с Бламбергом - Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся новых механизмов происхождения и распространения инфекционных заболеваний» . Доказан инфекционный характер ряда хронических заболеваний центральной нервной системы человека и животных. В 1970 г. М. Темин и Д. Балтимор независимо друг от друга открыли фермент обратную транскриптазу, удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. 1980 -х калифорнийский биохимик С. Прузинер выделил инфекционный белок, названный прионом, вызывающий болезнь Крейцфельдта-Якоба – крайне редкого (один случай на 1 -2 миллиона населения) дегенеративного заболевания мозга, удостоен Нобелевской премии.

ВИРУСЫ – САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ГРУППА ПРОКАРИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ (ЦАРСТВО VIRA), ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ ОТ БАКТЕРИЙ И ГРИБОВ, НО ОБЛАДАЮЩАЯ КАРДИНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ ЖИВОГО

ВИРУСОЛОГИЯ – НАУКА О МОРФОЛОГИИ, ФИЗИОЛОГИИ, ГЕНЕТИКЕ, ЭКОЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИИ ВИРУСОВ. МЕДИЦИНСКАЯ ВИРУСОЛОГИЯ - ИССЛЕДУЕТ ВИРУСЫ-ПАРАЗИТЫ ЧЕЛОВЕКА, ИХ РОЛЬ В РАЗВИТИИ ЗАБОЛЕВАНИЙ, РАЗРАБАТЫВАЕТ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ, СПОСОБЫ ТЕРАПИИ И СПЕЦИФИЧЕСКОЙ ПРОФИЛАКТИКИ.

ВИРУСЫ ОБЛАДАЮТ КАРДИНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ ЖИВОГО: • САМООРГАНИЗАЦИЕЙ, • САМОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕМ, • САМОРАЗВИТИЕМ, • САМОРЕГУЛИРОВАНИЕМ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВИРУСЫ ОТЛИЧАЮТСЯ : • МАЛЫМИ РАЗМЕРАМИ, • ОТСУТСТВИЕМ БЕЛОКСИНТЕЗИРУЮЩИХ И ГЕНЕРИРУЮЩИХ ЭНЕРГИЮ СИСТЕМ, • РАЗОБЩЕННЫМ ТИПОМ РЕПЛИКАЦИИ, • ВЫРАЖЕННЫМ ЦИТОТРОПИЗМОМ, • ОБЛИГАТНЫМ ВНУТРИКЛЕТОЧНЫМ ПАРАЗИТИЗМОМ

ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ВИРУСОВ ВИРИОН ВИРУС ПРОВИРУС ВНЕКЛЕТОЧНАЯ (ПОКОЯЩАЯСЯ) ФОРМА (СТАДИЯ) ВИРУСОВ, ВЫПОЛНЯЮЩАЯ ФУНКЦИЮ ПЕРЕНОСА ГЕНОМА ИЗ ОДНОЙ КЛЕТКИ В ДРУГУЮ РЕПЛИКАТИВНАЯ ФОРМА (ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ СТАДИЯ РАЗВИТИЯ) ФОРМА ИНТЕГРАЦИИ ГЕНОМА ВИРУСА С ГЕНОМОМ КЛЕТКИХОЗЯИНА, РЕПЛИКАЦИЯ ВИРУСА НЕ ПРОИСХОДИТ

Происхождение вирусов три гипотезы: 1. вирусы – примитивные доклеточные формы жизни; 2. вирусы возникли из патогенных бактерий в результате их крайней деградации (регрессивной эволюции), в связи с облигатным паразитизмом; 3. вирусы возникли из нормальных клеточных компонентов, вышедших из-под контроля клеточных регулирующих механизмов, и превратились в самостоятельные единицы.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ 1. ПО ТИПУ НУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ 2. ПО СТРОЕНИЮ НУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ ДНК-ВИРУСЫ РНК-ВИРУСЫ ПОЗИТИВНАЯ ИЛИ НЕГАТИВНАЯ РНК ОДИНАРНАЯ ИЛИ ДВОЙНАЯ ДНК ЛИНЕЙНАЯ, КРУГОВАЯ ИЛИ СЕГМЕНТАРНАЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ ПРОСТЫЕ ВИРУСЫ (КАПСИД) 3. ПО НАЛИЧИЮ ОБОЛОЧЕК СЛОЖНЫЕ ВИРУСЫ (КАПСИД+СУПЕРКАПСИД)

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ 4. ПО ФОРМЕ КАПСИДА ИЗОМЕТРИЧЕСКАЯ СИММЕТРИЯ СПИРАЛЬНАЯ СИММЕТРИЯ СЛОЖНАЯ СИММЕТРИЯ (Бактериофаги) ВИРУСЫ ЧЕЛОВЕКА 5. В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОРГАНИЗМА-ХОЗЯИНА ВИРУСЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ ВИРУСЫ ПТИЦ ВИРУСЫ БАКТЕРИЙ

Изометрические капсиды правильные многогранники, построены в виде тетраэдра, октаэдра или икосаэдра. Икосаэдр – это правильный многогранник, имеющий 20 граней, 12 вершин и 30 ребер. вирусы растений (мозаики огурцов, некроза табака), зоопатогенные вирусы: вирусы группы герпеса, аденовирусы, возбудители полиомиелита и др.

СПИРАЛЬНЫЙ ТИП СИММЕТРИИ • вирусы растений и некоторые фаги. Подразделяют на палочковидные (Вирус табачной мозаики) нитевидные (х-, у- и z-вирусы картофеля, вирус желтухи свеклы и др. ).

Другие формы капсида: Вирионы рабдовирусов по форме напоминают пулю; оболочка образуется в результате отпочкования от плазматической мембраны клетки. Вирионы группы оспы имеют форму параллелепипеда с неравными ребрами, полностью формируются в цитоплазме клетки.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ по Дэвиду Балтимору (1971 г. ) по типу нуклеиновой кислоты и способу её репликации Класс I – вирусы, содержащие двухцепочечную ДНК герпесвирусы, паповавирусы, аденовирусы, поксвирусы Класс II – вирусы, содержащие одноцепочечную ДНК парвовирусы Класс III – вирусы, содержащие двухцепочечную РНК реовирусы Класс IV – вирусы, содержащие «плюс» -цепи РНК пикорнавирусы, флавивирусы, калицивирусы, тогавирусы Класс V – вирусы, содержащие «минус» -цепи РНК ортомиксо-, парамиксовирусы, рабдовирусы, филовирусы Класс VI – ретровирусы (обратная транскриптаза) онковирусы, ВИЧ

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВИРУСОВ ГЕНОМ: РНК ИЛИ ДНК (ОТ ДЕСЯТКОВ ДО НЕСКОЛЬКИХ СОТЕН ГЕНОВ) зольные элементы: К, Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu БЕЛКИ: • СТРУКТУРНЫЕ (ВХОДЯТ В СОСТАВ ОБОЛОЧЕК ВИРИОНА), • ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ (УЧАСТВУЮТ В РЕПЛИКАЦИИ ВИРУСА) ЛИПИДЫ И УГЛЕВОДЫ: ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ КЛЕТКОЙ-ХОЗЯИНОМ, НО МОДИФИЦИРУЮТСЯ СТРУКТУРНЫМИ БЕЛКАМИ ВИРУСА

БЕЛКОВЫЕ ОБОЛОЧКИ ВИРУСОВ: • Устойчивость к протеолитическим ферментам. (особенности третичной и четвертичной структур белков) • Устойчивость к действию ряда физических и химических факторов. • (Вирус полиомиелита выдерживает изменения р. Н от 1, 6 до 10, 0, обработку 0, 5 %-м раствором фенола, 50 %-м сернокислым аммонием, эфиром, ацетоном, уксуснокислым свинцом. Большинство вирусов чувствительны к изменению р. Н и действию ядовитых веществ.

ФЕРМЕНТЫ ВИРУСОВ ФЕРМЕНТЫ РЕПЛИКАЦИИ И ТРАНСКРИПЦИИ ВИРИОННЫЕ ФЕРМЕНТЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРОНИКНОВЕНИЕ ВИРИОНА В КЛЕТКУ И ВЫХОД ВИРИОННОГО ПОТОМСТВА ИЗ КЛЕТКИ ВИРУСИНДУЦИРОВАННЫЕ ФЕРМЕНТЫ

СТРОЕНИЕ ВИРИОНА (ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА) БЕЛКОВАЯ ОБОЛОЧКАКАПСИД ГЛИКОПРОТЕИНОВЫЕ МОЛЕКУЛЫ – РЕЦЕПТОРЫ ФОСФОЛИПОПРОТЕИДНАЯ ОБОЛОЧКА СУПЕРКАПСИД ГЕНОМ (ДНК ИЛИ РНК) ГЕНОМ СВЯЗАН С ВНУТРЕННИМИ БЕЛКАМИ (КАПСИДОМ), ОБРАЗУЯ СЕРДЦЕВИНУ ВИРИОНА, ИЛИ НУКЛЕОКАПСИД

ВИРИОН ПРОСТОГО ВИРУСА (ПИКОРНАВИРУС) ВИРИОН СЛОЖНОГО ВИРУСА (ГЕРПЕСВИРУС)

ВИРУСНЫЙ КАПСИД СОСТОИТ ИЗ НЕБОЛЬШИХ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ СУБЪЕДИНИЦ – КАПСОМЕРОВ, ОРГАНИЗОВАННЫХ В СИММЕТРИЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. ПОВТОРЕНИЕ СУБЪЕДИНИЦ ОБЛЕГЧАЕТ СБОРКУ ВИРУСНЫХ БЕЛКОВ И УМЕНЬШАЕТ КОЛИЧЕСТВО ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ БЕЛКОВ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ (СТАДИИ) ВИРУСОВ С КЛЕТКОЙ ПОДГОТОВКА ВИРУСНОГО ГЕНОМА К ТРАНСКРИПЦИИ И ТРАНСЛЯЦИИ ДЕПРОТЕИНИЗАЦИЯ ВИРИОНА ПРОНИКНОВЕНИЕ ВИРИОНА В КЛЕТКУ РЕПЛИКАЦИЯ ВИРУСНОГО ГЕНОМА СИНТЕЗ ВИРУСНЫХ БЕЛКОВ СБОРКА ВИРИОНОВ АДСОРБЦИЯ ВИРИОНА НА ЦПМ КЛЕТКИ ВЫХОД ВИРИОНОВ ИЗ КЛЕТКИ РАЗЛИЧНЫЕ СТАДИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИРУСОВ С КЛЕТКОЙ ПРОИСХОДЯТ В РАЗНЫХ КОМПАРТМЕНТАХРАЗОБЩЕННЫЙ ТИП РЕПЛИКАЦИИ

ВАРИАНТЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ ВИРИОНА В КЛЕТКУ РЕЦЕПТОРНЫЙ ЭНДОЦИТОЗ ВИРОПЕКСИС СЛИЯНИЕ ОБОЛОЧЕК ВИРИОНА И КЛЕТКИ ДЕПРОТЕИНИЗАЦИЯ ВИРИОНА С УЧАСТИЕМ ЛИЗОСОМАЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ КЛЕТКИ С УЧАСТИЕМ СОБСТВЕННЫХ ФЕРМЕНТОВ

ВЫХОД ВИРИОННОГО ПОТОМСТВА ИЗ КЛЕТКИ ПУТЕМ «ПОЧКОВАНИЯ» С СОХРАНЕНИЕМ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ КЛЕТКИ-ХОЗЯИНА ПУТЕМ РАЗРУШЕНИЯ (ЛИЗИСА) КЛЕТКИ-ХОЗЯИНА

ЦИТОТРОПИЗМ ВИРУСОВ – ЭТО СПОСОБНОСТЬ ВИРИОНОВ ПОРАЖАТЬ ЛИШЬ ОПРЕДЕЛЁННЫЙ ТИП КЛЕТОК (ТКАНЕЙ) КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ РЕЦЕПТОРОВ ВИРИОНА РЕЦЕПТОРАМ ЦПМ КЛЕТКИ-ХОЗЯИНА СООТВЕТСТВИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕТКИ-ХОЗЯИНА РЕПЛИКАТИВНЫМ ОСОБЕННОСТЯМ ВИРУСА ШИРОТА ЦИТОРОПИЗМА РАЗЛИЧАЕТСЯ ДЛЯ РАЗНЫХ ВИДОВ ВИРУСОВ

ФОРМЫ ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ КЛЕТКИ ПРОДУКТИВНАЯ завершающаяся образованием вирусного потомства; клетка может продолжительное время продуцировать вирус, сохраняя в той или иной мере свои основные функции. У вирусов гриппа, натуральной оспы полный цикл репродукции составляет 5 -6 ч, у вирусов кори, аденовирусов - несколько суток. АБОРТИВНАЯ не завершающаяся образованием новых вирусных частиц, поскольку инфекционный процесс прерывается на одном из этапов; ЛИЗОГЕННАЯ интегративный тип взаимодействия с клеткой, или вирогения, характеризующийся встраиванием вирусной ДНК в хромосому клетки-хозяина. При этом вирусный геном реплицируется и функционирует как составная часть клеточного генома (бактериофаги, опухолеродные (онкогенные) вирусы, вирус гепатита В, аденовирус, ВИЧ).

О размножении вирусов в культуре клеток судят по ЦИТОПАТИЧЕСКОМУ ДЕЙСТВИЮ (ЦПД) ВИРУСОВ которое выражается в изменении морфологии клеток: уменьшении размеров и формы клеток, пикнозе ядер, образовании гигантских многоядерных клеток – симпластов, полной деструкции монослоя клеток, наличии внутриклеточных включений.

Цитопатические эффекты Вирус Морфологические изменения Сжатие ядра (пикноз), изменения мембраны Пикорнавирусы Изменение в ядерной мембране Альфавирусы, герпесвирусы Вакуоли в цитоплазме Паповавирусы Синцитий (слияние клеток) Парамиксовирусы, коронавирусы Разрушение хромосом Герпесвирусы Обособление клеток из культуры ткани Герпесвирусы, рабдовирусы, аденовирусы, пикорнавирусы Внутриклеточные включения Вирионы в ядре Аденовирусы Вирионы в цитоплазме: тельца Бабеша-Негри, тельца Гварнери Вирус бешенства Поксвирусы

ОЧАГИ КРУГЛО- И МЕЛКОКЛЕТОЧНОЙ ДЕГЕНЕРАЦИИ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК ПРИ ВИРУСНОЙ РЕПРОДУКЦИИ (ПАРАПОКСВИРУС)

ОЧАГ КРУГЛО- И МЕЛКОКЛЕТОЧНОЙ ДЕГЕНЕРАЦИИ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК ПРИ ВИРУСНОЙ РЕПРОДУКЦИИ (ПАРАПОКСВИРУС)

ОБРАЗОВАНИЕ СИНЦИТИЯ ПРИ РЕПРОДУКЦИИ ПАРАМИКСОВИРУСОВ

ОБРАЗОВАНИЕ СИНЦИТИЯ И ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ ПРИ РЕПРОДУКЦИИ ПАРАМИКСОВИРУСОВ

ВНУТРИЯДЕРНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ И ОБРАЗОВАНИЕ СИНЦИТИЯ ВИРУСОМ ПРОСТОГО ГЕРПЕСА (СЛЕВА – ИНТАКТНАЯ КУЛЬТУРА КЛЕТОК )

ВНУТРИЦИТОПЛАЗМАТЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ПОКСВИРУСА

ВАКУОЛИЗАЦИЯ КЛЕТОК ПРИ РЕПРОДУКЦИИ ФЛАВИВИРУСОВ (ВИРУС БЫЧЬЕЙ ДИАРЕИ)