Ответы на экзамен по вирусологии. 1. определение вируса. Отличия и сходство с клеточными организмами. Вирусы
 Скачать 0.59 Mb.
|
|
39. РЕПЛИКАЦИЯ ВИРУСНЫХ (+)РНК-ДИПЛОИДНЫХ ГЕНОМОВ, РЕПЛИЦИРУЮЩИХСЯ ЧЕРЕЗ ДНК-КОПИЮ. Класс VI: вирусы, содержащие одноцепочечную (+)РНК, реплицирующиеся через стадию ДНК Наиболее хорошо изученным семейством данного класса вирусов, являются ретровирусы. Вирусы класса VI используют фермент обратную транскриптазу для превращения (+)РНК в ДНК. Вместо использования РНК в качестве матрицы для синтеза белков, вирусы этого класса используют матрицу ДНК, которая встраивается в геном хозяина ферментом интегразой. Дальнейшая репликация происходит при помощи полимераз клетки хозяина. Наиболее хорошо изученным представителем данной группы вирусов является ВИЧ. Ретровирусы, вирусы с необычным способом репликации генетического материала. Для цикла репродукции этого большого семейства вирусов характерен обратный поток генетической информации: вместо обычной транскрипции (т.е. переписывания) дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в рибонуклеиновую кислоту (РНК), как это происходит в клетке, их геномная РНК переписывается в ДНК. Эта особенность репродукции ретровирусов отражена в названии: «ретро» значит «обратный». Члены семейства ретровирусов вызывают ряд тяжелых заболеваний животных и человека. К наиболее изученным вирусам относятся вирусы лейкемии птиц, мышей, кошек и приматов, а также вирусы иммунодефицита кошек, обезьян и человека. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) вызвал пандемию ВИЧ-инфекции и СПИДа (синдрома приобретенного иммунодефицита) во всем мире. Генетическая информация ретровирусов представлена в виде РНК. Вскоре после проникновения ретровируса в клетку, его РНК переписывается в двухцепочечную ДНК с помощью специфического вирусного фермента – обратной транскриптазы, способной синтезировать ДНК на РНК-матрице (вирусной РНК). После завершения синтеза вирусная двухцепочечная ДНК транспортируется в ядро клетки и встраивается в структуру хромосомной ДНК, где может постоянно присутствовать в любой хромосоме, формируя т.н. провирус. В некоторых случаях провирусная ДНК тут же переписывается в РНК, но иногда провирус находится в «дремлющем» состоянии продолжительное время, после чего активируется с образованием дочерних вирусных частиц. При переписывании провирусной ДНК генетическая информация ретровируса передается с помощью клеточных ферментов в обычном, прямом направлении. Из образовавшихся вирусных РНК и белков собираются новые вирусные частицы, которые покидают клетку, распространяются и заражают другие клетки. 40. РЕПЛИКАЦИЯ ВИРУСНЫХ ДВУНИТЕВЫХ ДНК-ГЕНОМОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ОБРАТНУЮ ТРАНСКРИПЦИЮ В ЦИКЛЕ РЕПРОДУКЦИИ. Группа VII вирусов включает ДНК-содержащие вирусы, имеющие в жизненном цикле стадию обратной транскрипции. Эта группа вирусов объединяет вирусы растений (Caulimoviridae) и вирусы позвоночных животных (Hepadnaviridae). Стратегия ДНК геномных вирусов с обратной транскрипцией (гепаднавирусов). После внедрения в клетку ДНК вируса транспортируется в ядро, где превращается в ковалентно закрытую, полностью кольцевидную двуцепочечную ДНК (кдцДНК). В отличие от ретровирусов ДНК вируса не интегрируется в геном клетки, а персистирует в ядре в виде нереплицирующейся эписомы. Она транскрибируется клеточными РНК полимеразами, используя несколько разных промоторов кдцДНК для образования серии разных типов РНК. Молекулы этих РНК транспортируются в цитоплазму, где и сохраняются в качестве мРНК. Одна из этих РНК, называемая РНК-предшественником несколько длиннее и выполняет функцию матрицы для обратной транскрипции в ДНК. Обратная транскрипция осуществляется ферментом ОТ с участнием РНК-азы Н, транслируемыми из соответствующих вирусных мРНК. Самой первой в результате обратной транскрипции синтезируется полная минус-смысловая ДНК. Синтез второй нити (плюс-смысловой ДНК) начинается позднее, но завершается только частично. В результате этого, сердцевина вириона содержит частично к дц ДНК ( т . е . геном вируса). Сердцевина вируса, содержащая ДНК генома, в дальнейшем использует несколько путей реализации. На ранних этапах инфекции вновь образованные частицы могут усиливать образование кдцДНК в ядре. Они содержат геномную ДНК и не отличаются от аналогичных частиц поступающих в клетку при ее инфицировании. Вновь образованная геномная ДНК может транспортироваться в ядро и там превращаться в кдцДНК. Следует отметить, что амплификация кдцДНК, осуществляется только через промежуточную форму генома в виде молекулы РНК, используя путь описанный ранее. То есть прямая репликация ДНК в ядре отсутствует. На поздних стадиях инфекции клетки происходит созревание сердцевины, собираются полноценные вирионы, которые отпочковываются от ядерной мембраны в эндоплазматический ретикулюм. Переключение на процесс отпочковывания регулируется поверхностными белками перикапсида (1, 5, 6, 11, 16, 18, 28). 41. ПУТИ ПЕРЕДАЧИ ВИРУСОВ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА. Механизм передачи вируса в цепи чувствительных хозяев – способ перемещения вируса из зараженного организма в восприимчивый. Механизм передачи включает последовательную смену трех стадий: выведение возбудителя из организма в окружающую среду, пребывание возбудителя в абиотических или биотических объектах окружающей среды, внедрение возбудителя в восприимчивый организм. Воздушно-капельный. Вирус проникает в дыхательные пути в составе капель, попавших в воздух из дыхательных путей больного. Чем меньше капли, тем легче и глубже они туда проникают. Вирусные частицы могут попадать также с частицами пыли. Крупные частицы пыли оседают на слизистой оболочке носа, а мелкие могут проникнуть глубоко в дыхательные пути и достичь альвеол. Воздушно-капельным путем в организм попадают две группы вирусов: 1) респираторные вирусы, которые репродуцируются в эпителии слизистых оболочек дыхательных путей, вызывают местную (реже генерализованную) инфекцию и затем выводятся из организма; 2) вирусы, для которых дыхательные пути являются только входными воротами инфекции. Не вызывая местных поражений ткани, эти вирусы обусловливают генерализованную инфекцию, часто со вторичным поражением дыхательных путей. К таким вирусам относятся вирусы натуральной и ветряной оспы, кори, свинки. Пищевой. Этим путем в пищеварительный тракт попадают энтеровирусы, реовирусы, многие альфавирусы, аденовирусы, некоторые парвовирусы и др. Трансмиссивный. Вирус проникает в организм при укусе кровососущего насекомого (возбудители трансмиссивных инфекций — арбовирусы и некоторые вирусы семейства рабдовирусов). Через кожу. Некоторые вирусы проникают в организм через поврежденную или даже неповрежденную кожу, например, вирусы бешенства (при укусе животных), коровьей оспы, папилломы. Половой. Таким путем в организм проникают вирусы герпеса, бородавок человека (семейство паповавирусов). Парентеральный. Этим путем в организм попадает вирус гепатита В. Заражение вирусом может произойти при всякого рода парентеральных манипуляциях — хирургических вмешательствах, переливании крови, стоматологических операциях, при маникюре и педикюре и т. д. Вертикальный. Этот путь передачи встречается, в частности, при интеграционных инфекциях, когда в дочерние клетки попадает клеточный геном с интегрированными последовательностями вирусного генома, и при инфекциях с внутриутробным заражением плода, что характерно для вируса краснухи при заболевании женщин, особенно в первые 3 мес беременности. Поражения плода могут вызывать вирусы цитомегалии, простого герпеса, Коксаки и др. 42. ПАТОГЕНЕЗ ЗАБОЛЕВАНИЙ ВИРУСНОЙ ПРИРОДЫ.   уд р й р Патогенез вирусных инфекций – совокупность процессов, вызывающих заболевание и определяющих его развитие и исход. Патогенез определяется следующими факторами: тропизм вируса, скорость репродукции вируса и количество инфекционных частиц в потомстве, реакция клетки на инфекцию, реакция организма на вызванные инфекцией изменения клеток и тканей. Тропизм вируса к определенным клеткам и органам характерен для большинства вирусных инфекций. В основе тропизма лежит чувствительность к вирусу определенных клеток, тканей и органов макроорганизма. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ НА КЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ Автономные и интеграционные инфекции- вирусный геном реплицируется независимо от клеточного генома, характерна для большинства вирусов животных. Если вирусный геном включается в состав клеточного генома и реплицируется вместе с ним, такая инфекция называется интеграционной. При этой форме инфекции вирусный геном реплицируется и функционирует как составная часть клеточного генома. Интегрировать могут как полный геном, так и часть генома. Продуктивная и абортивная инфекции. Продуктивная инфекция завершается образованием инфекционного потомства. Абортивной называется инфекция, которая не завершается образованием инфекционных вирусных частиц, или они образуются в гораздо меньшем количестве, чем при продуктивной инфекции. Заражение чувствительных клеток дефектным вирусом. Заражение чувствительных клеток в неразрешающих условиях. Заражение чвствительных клеток стандартным вирусом приводит к наиболее распространенной форме абортивной инфекции. Острая и хроническая инфекция. Как продуктивная, так и абортивная инфекция может протекать в виде острой или хронической инфекции. Острой называется такая форма инфекции, при которой после образования вирусного потомства клетка либо погибает, либо выздоравливает и не содержит вирусных компонентов. Хроническая инфекция — это такая форма инфекции, при которой клетка продолжает продуцировать вирусные частицы или вирусные компоненты в течение длительного времени и передает эту способность дочерним клеткам. Цитолитическая и нецитолитическая инфекции. Инфекция, завершающаяся гибелью (лизисом) клетки называется цитолитической. Инфекция, которая непосредственно не приводит к лизису клетки, и клетка еще может функционировать в течение некоторого периода времени, продуцируя вирусные частицы, называется нецитолитической. Смешанная инфекция. при котором клетка заражается двумя или несколькими разными вирусами. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ НА УРОВНЕ ОРГАНИЗМА В основу классификации положены четыре фактора: 1) генерализация вируса; 2) продолжительность инфекции; 3) проявление клинических симптомов; 4) выделение вируса в окружающую среду. Очаговая и генерализованная инфекции. 1) очаговые, когда действие вируса проявляется у входных ворот инфекции в связи с его локальной репродукцией, и 2) генерализованные, при которых после ограниченного периода репродукции вируса в первичных очагах происходит генерализация инфекции, и вирус достигает чувствительных тканей, формируя вторичные очаги инфекции. Острая и персистентная инфекции. Острая инфекция длится относительно непродолжительный период времени и протекает с выделением вирусов в окружающую среду. Окончание инфекции сопровождается элиминацией вирусов благодаря иммунным механизмам. При продолжительном взаимодействии вируса с организмом возникает персистентная форма инфекции, которые могут быть латентными, хроническими или медленными в зависимости от выделения вируса в среду и проявления симптомов заболевания. Латентная инфекция— это скрытая инфекция, не сопровождающаяся выделением вирусов в окружающую среду. Хронической инфекцией называется длительно текущий патологический процесс, характеризующийся периодами ремиссий, перемежающимися с периодами обострения, когда вирус выделяется в окружающую среду. Медленные инфекции— это своеобразное взаимодействие определенных вирусов с организмом, характеризующееся длительным инкубационным периодом, тянущимся многие месяцы и даже годы, и последующим медленным, но неуклонным развитием симптомов заболевания, ведущим к тяжелому нарушению функций органов и летальному исходу. 43. КЛЕТОЧНЫЕ И ОРГАНИЗМЕННЫЕ СТАДИИ ВИРУСНОГО ПАТОГЕНЕЗА. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ НА КЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ Автономные и интеграционные инфекции- вирусный геном реплицируется независимо от клеточного генома, характерна для большинства вирусов животных. Если вирусный геном включается в состав клеточного генома и реплицируется вместе с ним, такая инфекция называется интеграционной. При этой форме инфекции вирусный геном реплицируется и функционирует как составная часть клеточного генома. Интегрировать могут как полный геном, так и часть генома. Механизм интеграции вирусного генома с клеточным геномом - для интеграции с клеточным геномом необходима кольцевая форма двунитчатой вирусной ДНК. Эта молекула ДНК прикрепляется к клеточной ДНК, в месте прикрепления обе молекулы разрезаются и образовавшиеся концы сшиваются таким образом, что вирусная ДНК становится частью клеточного генома. Продуктивная и абортивная инфекции. Продуктивная инфекция завершается образованием инфекционного потомства. Абортивной называется инфекция, которая не завершается образованием инфекционных вирусных частиц, или они образуются в гораздо меньшем количестве, чем при продуктивной инфекции. Заражение чувствительных клеток дефектным вирусом. Дефектным называется такой вирус, который не способен проявить все генетические функции, необходимые для образования инфекционного потомства. Существуют дефектные вирусы и дефектные вирусные частицы. Дефектными называются такие вирусы, которые репродуцируются лишь в присутствии вируса-помощника. Дефектные частицы интерферируют при репродукции вируса с инфекционными вирусными частицами и потому называются дефектными интерферирующими частицами (ДИ-частицами). Дефектные вирусные частицы вызывают абортивную инфекцию в связи с тем, что они лишены части генетического материала. Заражение чувствительных клеток в неразрешающих условиях. Абортивная Инфекция может возникать при изменении условий, в которых происходит инфекционный процесс. Эти условия возникают в организме и могут моделироваться в эксперименте. В результате клетка либо погибнет без продукции инфекционного вируса, либо инфекция прерывается на определенном этапе. При устранении неразрешающих условий абортивная инфекция превращается в продуктивную. Смена абортивной инфекции на продуктивную может осуществиться и с помощью вируса-помощника. Заражение чвствительных клеток стандартным вирусом приводит к наиболее распространенной форме абортивной инфекции. Острая и хроническая инфекция. Как продуктивная, так и абортивная инфекция может протекать в виде острой или хронической инфекции. Острой называется такая форма инфекции, при которой после образования вирусного потомства клетка либо погибает, либо выздоравливает и не содержит вирусных компонентов. Хроническая инфекция — это такая форма инфекции, при которой клетка продолжает продуцировать вирусные частицы или вирусные компоненты в течение длительного времени и передает эту способность дочерним клеткам. Цитолитическая и нецитолитическая инфекции. Инфекция, завершающаяся гибелью (лизисом) клетки называется цитолитической. Инфекция, которая непосредственно не приводит к лизису клетки, и клетка еще может функционировать в течение некоторого периода времени, продуцируя вирусные частицы, называется нецитолитической. Смешанная инфекция. при котором клетка заражается двумя или несколькими разными вирусами. Два и больше инфекционных процесса, происходящих одновременно в одной клетке, могут оказывать различное влияние друг на друга. Смешанная инфекция широко используется вирусологами для изучения генетических функций вирусов и дефектности геномов. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ НА УРОВНЕ ОРГАНИЗМА В основу классификации положены четыре фактора: 1) генерализация вируса; 2) продолжительность инфекции; 3) проявление клинических симптомов; 4) выделение вируса в окружающую среду. Основанная на этих признаках классификация инфекций, как и любая другая, в известной мере условна, поскольку одна форма может перейти в другую, например, очаговая инфекция — в генерализованную, острая инфекция — в хроническую, латентная — в хроническую и т. д. Очаговая и генерализованная инфекции. 1) очаговые, когда действие вируса проявляется у входных ворот инфекции в связи с его локальной репродукцией, и 2) генерализованные, при которых после ограниченного периода репродукции вируса в первичных очагах происходит генерализация инфекции, и вирус достигает чувствительных тканей, формируя вторичные очаги инфекции. Острая и персистентная инфекции. Острая инфекция длится относительно непродолжительный период времени и протекает с выделением вирусов в окружающую среду. Окончание инфекции сопровождается элиминацией вирусов благодаря иммунным механизмам. Острая инфекция может завершиться выздоровлением или гибелью организма. При продолжительном взаимодействии вируса с организмом возникает персистентная форма инфекции, которые могут быть латентными, хроническими или медленными в зависимости от выделения вируса в среду и проявления симптомов заболевания. Латентная инфекция— это скрытая инфекция, не сопровождающаяся выделением вирусов в окружающую среду. Хронической инфекцией называется длительно текущий патологический процесс, характеризующийся периодами ремиссий, перемежающимися с периодами обострения, когда вирус выделяется в окружающую среду. Медленные инфекции— это своеобразное взаимодействие определенных вирусов с организмом, характеризующееся длительным инкубационным периодом, тянущимся многие месяцы и даже годы, и последующим медленным, но неуклонным развитием симптомов заболевания, ведущим к тяжелому нарушению функций органов и летальному исходу. |