Введение в общую вирусологию 2012 Вопросы по

Введение в общую вирусологию 2012

Вопросы по теме лекции n 1. История открытия вирусов n 2. Главные отличия вирусов от других n n n n микроорганизмов 3. Способы хранения генетической информации 4. Изменчивость РНК-вирусов 5. Систематика вирусов 6. Строение вирусов 7. Классификация вирусов 8. Вирусы человека и животных 9. Стратегия поведения вирусов человека и животных 10. Типы вирусных инфекций

Вирусология n Наука о вирусах (син. вирусные частицы, вирионы, вироспоры). n Вирус – яд (с греч. )

1 вопрос. История открытия вирусов Санкт-Петербургский императорский университет Дмитрий Иосифович Ивановский

Приоритет открытия вирусов принадлежит Д. И. Ивановскому n n n n n Два заболевания табака: 1 - микроскопические грибы, 2 - необычной природы – табачная мозаика. Схема опыта: Соком от больного растения инфицировал здоровое растение (триада Коха). Сок больного растения профильтровал через фильтры (кимберлитовые трубки), при этом раствор стал абсолютно прозрачным, В световом микроскопе ничего не обнаружил (разрешающая способность светового микроскопа 0, 2 мкм). Но даже прозрачный раствор сохранял инфекционность. Сделал вывод: инфекционный агент имеет очень маленькие размеры. Новый инфекционный агент назвал – фильтрующийся вирус, т. е. проходящий через фильтры.

Первые открытия n 1892 – фильтрующийся вирус растений – вирус табачной мозаики n 1896 - первый вирус человека и животных - вирус ящура род Aphthovirus, сем. Picornaviridae.

2 вопрос. Главные отличия вирусов от других микроорганизмов n Основные принципы организации вирусов: n неклеточное строение n отсутствие транскрипционно-трансляционного комплекса n у вирусов нет органелл, ответственных за получение энергии n всегда только один тип нуклеиновой кислоты: РНК или ДНК. n неинтегральный способ репродукции

Размеры вирусов n Находятся за пределами разрешающей способности светового микроскопа n Световые лучи огибают эти мелкие частицы, т. к. разрешающая способность светового микроскопа 0, 2 мкм.

сем. Poxviridae Самый крупный – вирус оспы Ø 300 -450 нм

сем. Picornaviridae род Aphthovirus Самый мелкий - вирус ящура Ø ~ 27 нм www. picornaviridae. com/structures/aphthovirus. htm

Стратегия вирусов n Сохранение вирусом генетической информации. n Заражение новых клеток. n Вирусы способны воспроизводиться внутри других клеток. n Точно определить пространство невозможно. n Разные частицы вируса собираются в различных участках клетки. n Облигатный паразитизм.

Особенности генетического языка вирусов n Вирусу нужно отличить собственную информацию от клеточной n поэтому собственная НК вирусов должна быть модифицирована: n метилирована, n гликозилирована, n амидирована и т. д. n Модификации вирусного генома не распознаются рестриктазами клеткихозяина.

3 вопрос. Способы хранения генетической информации n n n 1. 2 Н ДНК (сем. Adenoviridae) 2. 1 Н ДНК (сем. Parvoviridae) 3. 2 Н РНК (сем. Reoviridae) n 4. 1 Н +РНК (sense РНК) (сем. Picornaviridae, Retroviridae). n 5. 1 Н –РНК (antisense РНК) (сем. Orthomyxoviridae род Influenzаvirus) n 6. Двусмысловая + и -РНК (ambisense РНК)

4 вопрос. Изменчивость РНК-содержащих вирусов n РНК- содержащие вирусы очень изменчивы из-за n n n мутаций в молекулах РНК: вирус гриппа – Influenzаvirus. сем. Retroviridae (ВИЧ) вирус гепатита В (Hepadnavirus) – содержит ДНК, но реализует свою информацию через РНК. образуют квази-виды - мутантные формы. РНК – содержащие вирусы постоянно эволюционируют ДНК-содержащие вирусы более консервативны.

Род Influenzаvirus

сем. Retroviridae Схема строения ретровирусного вириона RT - обратная транскриптаза MA - матриксный белок Pro - протеаза TM - трансмембранный белок Int - интеграза SU - поверхностный гликопротеин NC - нуклеокапсидный белок CA - капсидный белок elementy. ru/images/eltjob/6_s 4. jpg medi. ru/pbmc/8800302. htm

Сем. Hepadnаviridae www. bioch. ox. ac. uk/glycob/archive/index. html

5 вопрос. Систематика вирусов Царство вирусов разделено на семейства. Названия сем. заканчиваются на: – viridae сем. Picornaviridae сем. Rhabdoviridae Для вирусов человека и животных внутри семейства существует деление на рода. Родовое название заканчивается: – virus род Influenzаvirus – вирус гриппа род Aphthovirus – вирус ящура

Видов не существует используют буквенные обозначения H – human – человеческий S – simia – обезьяний F – filina – кошачий C – canina – собачий C – caprinus – козлиный B – bovina – бычий E- equinus – лошадиный M – mus – мышиный HIV – вирус иммунодефицита человека SIV – ВИО – обезьяны FIV – ВИК – кошки

6 вопрос. Строение вирусов n Целым вирус бывает только в покоящемся состоянии. n Вирус состоит из: n белковая оболочка – капсид. n Капсид образован белками – капсомерами. n Внутри капсида находится НК. n белковый капсид + НК = нуклеокапсид.

curemed. ru Схема строения вирусов, патогенных для человека: ДНК-содержащие вирусы (1— 6), РНКсодержащие вирусы (7— 17). 1 — вирусы оспы; 2 — вирусы герпеса; 3 — аденовирусы; 4 — паповавирусы; 5 — гепаднавирусы; 6 — парвовирусы; 7 — парамиксовирусы; 8 — вирусы гриппа; 9 — коронавирусы; 10 — аренавирусы; 11 — ретровирусы; 12 — реовирусы; 13 — пикорнавирусы; 14 — капицивирусы; 15 — рабдовирусы; 16 — тогавирусы, флавивирусы; 17 — буньявирусы.

Форма белкового капсида определяет форму симметрии n 1. икосаэдрическая симметрия (12 вершин, 20 n n n n граней, 30 ребер). голые – только капсид (например: сем. Picornaviridae) одетые – окружены мембраной сем. Retroviridae. 2. спиральная симметрия – сем. Filaviridae. 3. несимметричные (р. Lyssovirus – вирус бешенства)

Белки на мембране n мембрану вирусы получают от клетки хозяина. n В мембрану клетки-хозяина встроены вирусные белки, n Белки мембраны выполняют важные функции – в т. ч. рецепторные. n Это вирусные гликопротеины (гликолизированные белки).

Рецепторы на поверхности ВИЧ

7 вопрос. Классификация вирусов n Вирусы приспособлены к существованию в любых n n n живых организмах. Их обнаружили: Прокариот (археев и бактерий) Растений, водорослей, грибов Животных и человека Вирусы взаимодействуют с живыми организмами на разных уровнях: n n Клетка Организм ( м. б. весь) Популяция

1 классификация. Тип строения вириона и механизм взаимодействия с клеткой-хозяином n Бактериофаги - инъекция НК в бактериальную клетку, вирус внутрь не проникает. n Вирусы растений - заражение через ранки или при укусе насекомых n Вирусы человека и животных эндоцитоз

2 классификация. Характеристика природы хозяина n n n n Естественные хозяева- вирус натуральной оспы сем. Poxviridae Случайные хозяева - вирус Эбола (сем. Filaviridae). Очаговые хозяева - вирус клещевого энцефалита (сем. Flaviviridae) Вирусы-сателлиты - дельта вирус (сателлит ВГВ)

8 вопрос. Вирусы человека и животных n Специфическое взаимодействие рецепторов n n n вируса с рецепторами клетки-хозяина рецепторы вируса – гликопротеиновые или белковые выросты (син. – иглы, шипы, spikes). фагоцитоз вирусов образование фагосомы слияние с лизосомой Образование фаголизосомы освобождение НК из фаголизосомы в цитоплазму

9 вопрос. Стратегия поведения вирусов после заражения клеток n 1. Персистенция n 2. Цитопатический эффект n 3. Трансформация клетки хозяина n 4. Взаимодействие с системой интерферона n 5. Ингибирование апоптоза

1. Персистенция n Существование вируса в организме без каких-либо проявлений и патологического эффекта. n Однако, в результате влияния физикохимических факторов или снижения защитных сил организма вирусы могут перейти в активное состояние n тогда возникает второй вариант развития событий.

2. Цитопатический эффект n В результате клетка подвергается лизису n И в конечном итоге погибает.

3. Трансформация клетки хозяина n В результате заражения вирусом в клетке начинается неограниченное деление, n что приводит к образованию опухолей. n у вируса существуют механизмы, позволяющие вмешиваться в регуляторные процессы развития и размножения эукариотических клеток.

4. Взаимодействие с системой интерферона n В эукариотических клетках вирусы встречаются с n n системой интерферона. β-интерферон образуется в эукариотических животных клетках в результате попадания в них вирусных частиц. Несколько разновидностей интерферона вырабатывается в ответ на разные воздействия. Есть вирусы чувствительные к интерферону. Наиболее приспособленные вирусы имеют защиту от интерферона (напр. ВИЧ).

5. Вирусы, препятствующие развитию апоптоза n Апоптоз - запрограммированная гибель клетки. n Т. к. вирусы являются облигатными паразитами, им не выгодна быстрая гибель клетки-хозяина гибель клетки приводит к гибели вируса. n Пока такой вирус развивается, происходит ингибирование системы апоптоза клетки. n После активации апоптоза увеличивается выход вирусов из клетки. n Такой стратегией поведения обладают, например, вирус герпеса (сем. Herpesviridae), аденовирус (сем. Adenoviridae).

10 вопрос. Типы вирусных инфекций n Вирусы n n n n проникают в кровь – виремия (вирусемия). С кровью разносятся по всему организму. Проникают в ЦНС (р. Lussovirus) – вирус бешенства. Некоторые вирусы способны взаимодействовать с системой иммунитета, т. е. с клетками крови (ВИЧ). По характеру протекания инфекционного процесса: 1. Острая вирусная инфекция 2. Хроническая вирусная инфекция 3. Латентная вирусная инфекция

Острая вирусная инфекция сем. Orthomyxoviridae род Influenzаvirus

Вирус гриппа род Influenzаvirus

Хроническая вирусная инфекция Сем. Hepadnаviridae, Сем. Retroviridae

Сем. Hepadnаviridae www. stanford. edu

Сем. Retroviridae - ВИЧ, поражение Т-лимфоцита

ВИЧ

Латентная вирусная инфекция Сем. Herpesviridae

Голый аденовирус

Уникальные особенности вирусов n Для вирусов характерна индивидуальность: один вирус n n n вызывает грипп, другой оспу, третий – ВИЧ. Иногда, у одного и того же вируса бывают разные хозяева. В развитии патологии респираторного тракта – ОРВИ участвуют 6 семейств вирусов. Необходимо помнить, что вирусы постоянно меняются, эволюционируют, можно сказать прямо на наших глазах. Например: HIV за 80 -100 лет эволюционировал от SIV. Если придерживаться строгой терминологии, то вирус это не организм, т. к. в энциклопедии дано определение живого организма – он всегда должен иметь клеточное строение. Но это не совсем так!