Особенности морфологии и репродукции вирусов Лектор Захарова Ю

Особенности морфологии и репродукции вирусов Лектор: Захарова Ю. В. , к. м. н. , доцент кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии

Д. И. Ивановский (1864 – 1920)

Вирусы: определение u Вирусы- ультрамикроскопические организмы, обладающие только одним типом нуклеиновых кислот, лишенные собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии и являющиеся абсолютными внутриклеточными паразитами (А. И. Коротяев).

Основные отличия вирусов от других форм жизни Ультрамикроскопические размеры (мелкие до 40 нм, средние 40 -130 нм, крупные –более 130 нм) u Содержат только один тип нуклеиновой кислоты (либо РНК, либо ДНК), u Отсутствуют собственные белоксинтезирующие системы, автономный метаболизм, u Не способны к росту и бинарному делению, u

Основные отличия вирусов от других форм жизни Репродуцируются дизъюнктивным способом-разобщенность в пространстве и во времени синтеза вирусных компонентов, u Облигатные внутриклеточные паразиты на молекулярно-генетическом уровне, u Присуща изменчивость, что ведет к появлению новых инфекционных агентов u

Свойства вирусов u u Признаки живого Способны размножаться, используя клетку Присуща наследственность, из менчивость Способны эволюционировать u u Признаки неживого Неклеточная организация Отсутствие метаболизма Дизъюнктивный способ размножения

Формы существования вирусных агентов u Внеклеточная – вирион u Внутриклеточная - вирус

Строение вириона Простой: НК+белковая оболочка (капсид)= нуклеокапсид сложный: нуклеокапсид+ли попротеиновая оболочка(суперка псид)

Строение вирионов u Белковые субъединицы, формирующие капсид – капсомеры u Способ укладки капсомеров- тип симметрии

Типы симметрии вирусов u Кубический (икосаэдрический)НК окружена капсомерами, образующими многогранник (адено, пикорна, герпесвирусы).

Типы симметрии вирионов u Спиральныйвзаимодействие НК и белка осуществляется по оси вращения (коронавирусы, пара, ортомиксовирусы)

Типы симметрии вирионов u Смешанныйдвойная симметрия характерна для бактериофагов: головкакубический, отростокспиральный тип симметрии

Принцип строения суперкапсида (схема) гликопротеины (шипы, ворсинки) билипидный слой матриксный белок (М белок)

Функции суперкапсида u Стабилизация внутренних структур вирусов u Определяет инфекционные свойства вирусов (адсорбцию и проникновению внутрь клетки) u Защитная

Характеристика вирусного генома: u Вирусные ДНК Малая молекулярная масса, u На концах молекул есть повторыпрямой и инвертированный (маркеры вирусной ДНК) u За счет повторов вирусные ДНК способны замыкаться в кольцо, что обусловливает устойчивость к эндонуклеазам и способность встраиваться в клеточный геном u

Характеристика вирусного генома ДНК одноцепочечная линейная кольцевая двуцепочечная кольцевая линейная С замкнутыми концами С незамкнутыми концами

Характеристика вирусного генома: u Вирусные РНК u 80% вирусов-это РНК вирусы u РНК вирусов способна хранить генетическую информацию!

Характеристика вирусного генома РНК одноцепочечная +РНК двуцепочечная - РНК линейная кольцевая Фрагментированная

Характеристика вирусного генома: u +РНК – являются матрицей для синтеза структурных белков (и. РНК) и для репликации дочерних РНК u -РНК – кодируют только генетическую информацию и не выполняет функцию и. РНК

Общая характеристика белков вирионов 1. Структурные – – – 2. капсидные геномные суперкапсидные Функциональные (ферменты) – – Вирионные входят в состав вириона (проникновение в клетку и участие в репродукции) Вирусиндуцированные закодированы в вирусном геноме

Особенности систематики вирусов Царство: Vira u Семейство: dae u Подсемейство: nae u Род: us u Vira Paramyxoviridаe Paramyxovirinae Respirovirus Rubulavirus У вирусов отсутствует видовое название !

Принципы классификации вирусов Тип нуклеиновой кислоты u Наличие липопротеиновой оболочки u Размер и морфология вирионов u Стратегия вирусного генома u Чувствительность к химическим агентам u Антигенная структура u Механизм заражения u Тропизм u

Типы взаимодействия вирионов с клеткой Продуктивныйзавершается образованием нового поколения вирионов и 1. u u гибелью клетки-цитолитическая форма клетка остается жизнеспособной – нецитолическая форма

Типы взаимодействия вируса с клеткой: 2. Абортивный – Не сопровождается образованием нового поколения вирионов, т. к. процесс обрывается на одном из этапов

Причины развития абортивной инфекции u Заражение клеток дефектным вирусом u Заражение в неразрешающихся условиях u Заражение нечувствительных клеток

Характер взаимодействия вирионов с клеткой 3. Интегративный (вирогения)нуклеиновая кислота вируса встраивается в геном клеткихозяина и функционирует как его составная часть Встроенный в хромосому геном вируса называют провирусом.

Репродукция вирусов (продуктивная инфекция)

Этапы размножения вирусов в чувствительной клетке 1. 2. 3. Прикрепление (адсорбция) проникновение и депротеинизация синтез компонентов вируса – ранних и поздних белков – множественная репликация генома 4. 5. сборка вирионов выход вирионов из клетки

Адсорбция вирионов u 1 фаза – неспецифическая за счет ионных и электростатических взаимодействий (обратимая), u 2 фаза – специфическая – комплементарное взаимодействие рецепторов клетки и рецепторов вирионов (необратимая)

Способы проникновения вирусов в чувствительные клетки n n Виропексис (рецепторный эндоцитоз) Слияние вирусной и клеточной мембран

Проникновение вирионов в клетку: u Виропексис Проникновение в результате инвагинации участка плазматической мембраны и образования вакуоля с вирусной частицей(в области ямок с белком клатрином)

Виропексис (на примере вируса гриппа)

Проникновение вирионов в клетку u Слияние мембран За счет белка слияния суперкапсид вириона интегрирует с клеточной мембраной, а нуклеокапсид попадает в цитоплазму клетки.

Депротеинизация вирусов Освобождение нуклеиновой кислоты путём сброса вирусом белковой (ых) оболочки (-чек) 1. При виропексисе – в эндоцитозном пузырьке. 2. При слиянии мембран – одновременно с проникновением

Транскрипция и репликация вирусных геномов зависит от типа нуклеиновой кислоты

Транскрипция вирусного генома и синтез белков ДНК и. РНК белок -нить РНК и. РНК белок РНК +нить РНК белок Retro. РНК ДНК РНК белок

Посттрансляционные изменения вирусных белков u Гликозилирование (присоединение сахаров) u Ацилирование (присоединение остатков жирных кислот) u Нарезание протеолитическими ферментами

Репликация вирусных нуклеиновых кислот

Двунитевые ДНК-вирусы u Расплетение нитей ДНК u Комлементарное достраивание на «материнских» новых нитей ДНК. u Фермент- ДНК-зависимая ДНКполимераза u Такой механизм репликации характерен для аденовирусов, герпесвирусов (в ядре), поксвирусов (в цитоплазме).

Однонитевые ДНК –вирусы (парвовирусы) u +ДНК(однонитевая) Клеточная ДНКполимераза u- ДНК +ДНК u +ДНК нить

Репликация однонитчатых ДНК вирусов

Минус-однонитевые РНК-вирусы -РНК u (Вирусная РНК-полимераза) u u Неполные +РНК u Белок Полные +РНК -РНК нити

Репродукция минус-РНК вирусов

Плюс-однонитевые РНК -вирусы u +РНК u Рибосомы u нить - РНК нить Полипептид Нарезание на Фрагменты u полная + РНК неполная РНК белок РНК-полимераза

Репликация плюс-РНК вирусов

Ретровирусы (плюснитевые диплоидные) u u +РНК Обратная транскриптаза u u нить - ДНК нить -ДНК+ДНК нить (кольцевая) Встраивание в ДНК клетки хозяина (провирус) +РНК (геномная) и РНК белок

Репликация ретровирусов

Сборка вирусных частиц u Простоустроенные вирусы – взаимодействие НК и белков капсида. u Сложноустроенные вирусыформирование нуклеокапсидов и их взаимодействие с модифицированными мембранами клеток

Выход из клетки u Простые вирусы u Взрывной u Гибель путь клетки Сложные вирусы Почкование (экзоцитоз)

Культивирование вирусов u. В организме чувствительных животных u На куриных эмбрионах u На культурах клеток

Культивирование вирусов в организме чувствительных животных u Способы индикации: Клиническая картина u Патоморфологические изменения в органах и тканях, u Реакция гемагглютинации (РГА) с суспензией органов u

Культивирование вирусов на куриных эмбрионах Методы индикации: Гибель эмбриона u Специфические поражения оболочек и тела эмбриона (бляшки) u Реакция гемагглютинации (РГА) u

Культивирование вирусов в культурах клеток u Методы индикации: u Цитопатогенного действия (ЦПД), u Образование внутриклеточных включений, u Реакция гемадсорбции, u Реакция гемагглютинации, u Цветная реакция

Спасибо за внимание!