Тема 4 Неклеточный уровень организации живой материи Вопросы

Тема 4. Неклеточный уровень организации живой материи Вопросы: 1. Вирусы, их строение, свойства и роль в природе 2. Размножение вирусов в живых клетках 3. Классификация вирусов 4. Прионы. Вироиды

1. Вирусы, их строение, свойства и роль в природе Вирусы, бактериофаги и вирусоподобные структуры (вироиды, прионы) относятся к неклеточной форме живых организмов и находятся на границе живой и неживой материи. Вирусы были открыты русским проф. анатомии и физиологии растений Ивановским Дмитрием Ивановичем в 1892 г. при изучении мозаичной болезни табака. Приготовив гомогенат зараженных листьев табака, и профильтровав его через бактериальный фильтр, Ивановский Д. И. обнаружил, что профильтрованная жидкость при нанесении на здоровые листья вызывала их заболевание. Это не могли быть бактерии, так как они задерживались бактериальным фильтром. Поскольку более мелких микроорганизмов, чем бактерии науке не было известно, то он предположил, что это какие-то химические яды. Так был открыто новое царство микроорганизмов, которым в 1912 г. дали название вирусы (в переводе - яды).

1. 1. Свойства вирусов Размеры: мелкие - 10 нм -100 нм, средние - 100 -200 нм, крупные - 200 -300 нм. Свойства вирусов: 1. Мельчайшие живые существа в 50 раз меньше бактериальной клетки. 2. Внутрикл. строгие паразиты Инфекционные Интеграционные 3. Т-устойчивы до 70 -90 о. С. 4. Кристаллизуются. 5. Неустойчивы к окислителям и дезинфицирующим в-вам 6. Переносят высушивание Форма вирусов: гексаэдр, циллиндр, булава, шарообразная и др. Химический состав вирусов: Простые вирусы: По химическому составу простые вирусы представляют собой: 1) нуклеопротеид: НК и белковый чехол. Сложные вирусы: 1) нуклеопротеид: НК и белковый чехол 2) содержат еще наружную оболочку, 3) ферменты, 4) олигосахариды.

• По характеру действия различают инфекционные (вирулентные) и интеграционные (умеренные) вирусы. • Инфекционные вирусы сразу запускают программу лизиса клеток и выхода вирусных частиц. Интеграционные вирусы способны встраиваться в геном клеток и размножаться вместе с клеткой, заражая новые поколения клеток. В этом случае говорят, что клетки находятся в лизогенном состоянии. Состояние лизогении неустойчиво и зараженные клетки спонтанно или индуцировано переходят к литическому циклу развития под действием внешних или внутренних факторов. Вирусы способны поражать все живые организмы. Они могут паразитировать на одном или многих организмах. В первом случае их называют моноспецифическими, моновалентными, во втором – неспецифическими, поливалентными.

1. 2. Роль вирусов в природе: (+) 1. Санитары природы, убивают патогенные м/о и регулируют числ. других. 2. Используются в медицине - лечение инфекц. заболеваний (во время войны) 3. Используются для диагностики инфекции. 4. Получение вакцин против вирусов. (-) 1. Вызывают заболевания человека, животных, растений. 1918 г - 500 млн. переболело гриппом, 20 млн, умерло. Это больше, чем во время войны. 1957 г. 1 млрд. человек переболело гриппом. Один из наиболее актуальных вирусов в последнее время – вирус СПИДА. 2. Нарушение технологических процессов в БТ.

1. 3. Способы борьбы с вирусами: 1. Дезинфекция - вирусы не устойчивы к щелочам, кислотам, действию окислителей 2. Стерилизация - вирусы денатурируют при повышении температуры выше 70 о. С. 3. Вакцинация 4. Создание фагоустойчивых организмов 5. Борьба с переносчиками вирусов.

2. Стадии размножения вирусов: 1 - адсорбция на клетке 2 - введение НК в клетку 3 - встраивание в НК клетки и переключение генов на синтез собственной НК 4 - синтез белка облочки вируса 5 - самосборка вирусов 6 - лизис клетки и выход фаговых частиц.

3. Классификация вирусов • Ранее использовали подход в классификации вирусов по источнику их обнаружения, но после установления наличия вирусов у всех организмов и их поливалентности такой подход себя не оправдал. Предложены подходы классификации вирусов: • по типу НК, • морфологическим признакам и физико-химическим свойствам вирусов, • по химическому составу вирионов, • по генетическим взаимодействиям • кругу хозяев • патогенности • географическому распространению • антигенным свойствам. • По традиции в номенклатуре вирусов сохранились буквенные и цифровые обозначения; • 2) в названии вирусов используются латинский и греческий язык; • 3) семейство - имеет окончание - …idae • род - имеет слово - …virus Семейства и роды пишутся с большой буквы, вид – с малой Пример: Reoviridae----Reovirus--- Reovirus h 1&

В классификации вирусов выделяют таксоны: типы, семейства, роды. Тип вирусов определяется природой НК. Типы Семейства: • • ДНК-содерж. 1 2 3 4 5 6 1 -цепоч. ДНК 2 -цепоч. ДНК РНК-содерж. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 -цепоч. РНК 2 -цепоч. РНК Таксоны вирусов: Подвиды роды семейства порядки ДНК-вирусы: 1 - поксвирусы (оспа) 2 - герпесвирусы (герпес, лишай) 3 - аденовирусы (насекомые) 4, 5 онковирусы (парвовирусы (1 ц-ДНК, паповавирусы(=папилома+полиома+вакуо -лизирующий вирус) 6 -гепадновирусы (гепатит) Вирусы растений: РНК-содержащие сегментированный геном нет активных систем внедрения в клетку вызывают некрозы, мозаики (картофель, томаты, огурцы, горох, ячмень) Вирусы бактерий – бактериофаги (фаги): большинство – ДНК-содержащие (2 цепи), активные системы внедрения в клетку, узкий и широкий спектр литического действия РНК-вирусы: 1, 2 - миксовирусы (грипа) 3 -7 - арбовирусы (членистоногих), ретровирусы (онкогены)(1 -2 ц, РНК) 8 -10 -рабдовирусы (бешенства, полимиелита) Вирусы животных: ДНК- и РНК-содержащие попадают в клетку эндоцитозом много сложных (с суперкапсидом) > 20 -ти семейств, в т. ч. : Adenoviridae (группа 1: 2 -нитевая ДНК, простые, в ядрах подавляют синтез НК, респираторные заболевания); Herpesviridae (группа 1, сложный, латентное носительство) Reoviridae (группа 3: 2 -нитевая РНК, в цитозоле, респираторн. ) Retroviridae (группа 6: РНК-содержащие с обратной транскрипцией, диплоидный геном, опухолевые, ВИЧ)

3. 1. Криптограмма обозначения вирусов • • • • • В 1966 г. Гибсс с сотрудниками предложили кодированную запись свойств вирусов в виде криптограмм. Криптограмма состоит из 4 пар символов: 1) Тип НК/Число нитей: РНК - R, ДНК - D, однонитевая -1, 2 -х нитеевая -2. Пример: R/2, D/1 и т. д. 2) Молекулярный вес НК / % содержание НК в вирионе. Если НК фрагментирована, состоит из нескольких частей, расположенных в 1 типе частиц, то все части обозначают значком суммы, если НК фрагментирована, состоит из нескольких частей, расположенных в нескольких типах частиц, то указывают М/состав для каждого типа частиц. Пример: R 2: Sum 13 -18/16 -30 3) Внешние очертания вириона/ очертания нуклеокапсида. Форму обозначают буквами: S - сфера E - продолговатая с // сторонами и незакругленными концами U - продолговатая с // сторонами и закругленными концами X - комплексная структура 4) Хозяин / переносчик A – актиномицеты B – бактерии F – грибы I - беспозвоночные P - соровые растения S - семенные растения V - позвоночные животные Ve- переносчики неизвестны O - св-ва неизвестны ( в скобках - сомнительные данные) Пример: Криптограмма рода Retrovirus - R 1: 4/2: U/U: V, I, S/O

4. Прионы. Вироиды • • 18000 оленей в США уничтожили, чтобы не распространилась эпидемия, аналогичная коровьему бешенству. Возбудитель - прионы - белки=вирусы. В норме - они есть в мозге. Прионы присутствуют в здоровых тканях, участвуют в развитии нервных клеток и формировании межнейронных контактов между нейронами, в механизме памяти. Модифицированные прионы - вызывают синтез на себе РНК---ДНК---что ведет к образованию самособирающихся белков в фибриллы, формированию пузырьков, заполненных жидкостью с размноженными прионами. Животное погибает в результате разрушения головного мозга.

Мельчайшие живые организмы