Введение в вирусологию 2011 Вопросы по теме

Введение в вирусологию 2011

Вопросы по теме лекции 1. История открытия вирусов 2. Основной принцип организации вирусов 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 n 10. Типы вирусных инфекций n n n n n

Вирусология n наука о вирусах n (син. вирусные частицы, вирионы, вироспоры). n Вирус по-гречески означает яд!

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

Д. И. Ивановский n Cделал доклад о 2 -х заболеваниях табака: 1 -е заболевание - микроскопические грибы, n 2 -е - как выяснилось впоследствии вирусной природы – табачная мозаика. n Т. о. приоритет открытия вирусов принадлежит Д. И. Ивановскому.

Первые открытия в вирусологии n 1892 г. - вирус табачной мозаики n 1896 г. - первый вирус человека и животных n вирус ящура род Aphthovirus, n Сем. Picornaviridae.

2 вопрос. Основные принципы организации вирусов n Главные отличия вирусов от других микроорганизмов – возбудителей заболеваний: n неклеточное строение n отсутствие транскрипционно-трансляционного комплекса n всегда только один тип нуклеиновой кислоты: РНК или ДНК. n неинтегральный способ репродукции

Неинтегральный способ репродукции n Т. к. вирусы не клетки – воспроизводство вирусов – это не размножение, а репродукция. n Вирусы способны воспроизводиться внутри других клеток. n Точно определить пространство невозможно, т. к. разные частицы вируса собираются в разных участках клетки, потом происходит их сборка.

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

Средние размеры вирусов n 100 -200 нм n Нижний предел размеров объясняется необходимостью вирусов образовывать белковую оболочку и включать в нее содержимое – генетическую информацию – нуклеиновую кислоту.

Вирусная частица n несет только информацию для воспроизводства. n Информация может содержаться в РНК или в ДНК. n Объем информации очень различен от 200 до 1 гена. n Т. о. этот микроорганизм можно назвать строгим паразитом.

Стратегия вирусов n Сохранение вирусом генетической информации n Заражение новых клеток n Облигатный паразитизм

3 вопрос. Способы хранения вирусной 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 n мутаций в молекулах РНК, т. к. в клетках макроорганизмов нет системы репарации РНК. Примеры: вирус гриппа – Influenzаvirus. сем. Retroviridae (ВИЧ) вирус гепатита В (Hepadnavirus) – содержит ДНК, но реализует свою информацию через РНК- содержащие вирусы образуют квази-виды - мутантные формы. РНК – содержащие вирусы постоянно эволюционируют. Меняют мишени, хозяев

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 www. stanford. edu

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 – киска C – canina – собачка C – caprinus – козел B – bovina – бычий E- equinus – лошадиный M – mus – мышь HIV – вирус иммунодефицита человека - ВИЧ SIV – ВИО – обезьяны FIV – ВИК – кошки

6 вопрос. Строение вирусов n Целым вирус бывает только в покоящемся состоянии. n Вирус состоит: 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 – форма симметрии: n 1. икосаэдрическая симметрия (12 вершин, 20 граней, 30 ребер). n голые – только капсид (например: сем. Picornaviridae) n одетые – окружены мембраной n сем. Retroviridae. n 2. спиральная симметрия – n сем. Filaviridae. n 3. асимметричные (р. Lyssovirus – вирус бешенства)

7 вопрос. Классификация вирусов n Вирусы приспособлены к существованию в любых живых организмах. n Их обнаружили у: n Архей и бактерий (прокариот). n Растений, водорослей, грибов, n Животных и человека

1 классификация. Тип строения вириона и механизм взаимодействия с клеткойхозяином n Бактериофаги - инъекция НК в бактериальные клетки и археи (клетки прокариот), вирус внутрь не проникает. n Вирусы растений - заражение через ранки или при укусе насекомых. n Вирусы человека и животных –проникновение в клетки путем эндоцитоза.

Вирусы взаимодействуют: n с живыми организмами на разных уровнях: n Клетки n Органа n Организма ( м. б. всего) n Популяции

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. Filaviridae) Вирусы-сателлиты - Дельта вирус (сателлит ВГВ)

8 вопрос. Вирусы человека и животных n Много РНК-содержащих вирусов, они очень изменчивы (сем. Retroviridae). n Большинство мутаций, как правило, вредны для самих вирусов и ведут к их гибели. n У животных и человека много ДНКсодержащих вирусов (сем. Herpesviridae, Adenoviridae).

Явление фагоцитоза вирусов 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 клетках без каких- либо проявлений, без патологического эффекта. n Однако, в результате влияния каких-либо факторов (физико-химические воздействия или снижение защитных сил организма) вирусы могут перейти в активное состояние, и тогда возникает второй вариант развития событий.

2. Цитопатический эффект n Специфические цитопатические изменения, в результате которых клетка погибает.

3. Трансформация клетки хозяина n В результате заражения вирусом начинается неограниченное деление клетки, что приводит к образованию опухолей. n Причина - 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 системой интерферона. n Есть вирусы чувствительные и устойчивые к интерферону. n Наиболее приспособленные вирусы имеют защиту от интерферона (ВИЧ). n Несколько разновидностей интерферона вырабатывается в ответ на разные воздействия.

5. Ингибирование апоптоза n Вирусы препятствуют развитию апоптоза (запрограммированной гибели клетки). n Т. к. вирусы являются облигатными паразитами, им не выгодна быстрая гибель клетки-хозяина, т. к. гибель клетки приводит к гибели вируса. n После активации апоптоза увеличивается выход вирусов из клетки. n Например, вирусы герпеса, аденовирусы, сем. Herpesviridae, сем. Adenoviridae.

10 вопрос. Типы вирусных инфекций n Вирусы проникают в кровь, вызывая виремию (вирусемию). n С кровью разносятся по всему организму. Самые хитрые вирусы проникают в ЦНС, например Lyssovirus – вирус бешенства. n Некоторые вирусы способны взаимодействовать с системой иммунитета, т. е. с клетками крови. Например ВИЧ с Т 4– лимфоцитами(основная мишень). n 1. Острая вирусная инфекция n 2. Хроническая вирусная инфекция n 3. Латентная вирусная инфекция

Интенсивность воздействия Острая вирусная инфекция сем. Orthomyxoviridae род Influenzаvirus Время (t)

Вирус гриппа

Хроническая вирусная инфекция Интенсивность воздействия Сем. Hepadnаviridae, сем. Retroviridae Время (t)

Ультратонкий срез Т-лимфоцита, пораженного ВИЧ

Ультратонкий срез ВИЧ

Латентная вирусная инфекция Интенсивность воздействия Сем. Herpesviridae, сем. Adenoviridae Время (t)

ТЭМ. Голый аденовирус.