Ответы на экзамен по вирусологии. 1. определение вируса. Отличия и сходство с клеточными организмами. Вирусы
 Скачать 0.59 Mb.
|
|
54.ОРТОМИКСОВИРУСЫ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ОСОБЕННОСТИ РЕПЛИКАЦИИ И ВАЖНЕЙШИЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ O – вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК негативной или двойной полярности. Это одно из семейств РНК-геномных миксовирусов - род вирусов, вызывающих острые инфекционные заболевания дыхательных путей у человека и животных. Возбудители острых респираторных заболеваний (ОРЗ): пять семейств РНК - содержащих и одно семейство ДНК - содержащих вирусов. Особое место – сем. ортомиксовирусы - вирусы гриппа А, В и С. Суперкапсидные (“одетые”, липопротеидная оболочка) вирусы. Вирионы имеют сферическую форму. Геном представлен однонитевой сегментированной (8 фрагментов) негативной («минус-нитевой») РНК. Вирион имеет суперкапсид, содержащий выступающие над мембраной в виде выступов (шипов) два гликопротеида - гемагглютинин (HA) и нейраминидазу (NA). Классификация вирусов основана на отличиях нуклеопротеиновых антигенов (деление на вирусы А, В и С) и поверхностных белков HA и NA. Нуклеокапсид состоит из 8 сегментов вирионной РНК и капсидных белков, образующих спиралевидный тяж. Репликация ортомиксовирусов первично реализуется в цитоплазме инфицированной клетки, синтез вирусной РНК осуществляется в ядре. В ядре на вРНК синтезируется три типа вирусспецифической РНК: - позитивные матричные мРНК (матрица для синтеза вирусных белков), - полноразмерная комплементарная кРНК (матрица для синтеза новых негативных вирионных РНК, - негативные вирионные вРНК (геном для вновь синтезируемых вирионов). Вирионы освобождаются из клеток почкованием. Вызывают респираторные или генерализованные инфекции спорадического или эпидемического характера у людей, птиц и многих млекопитающих. Сборка вирионов гриппа происходит одновременно с их высвобождением из клетки посредством почкования. Вирусные белки синтезируются на полирибосомах. Далее вирусные белки в ядре связываются с вРНК, образуя нуклеокапсид. Заключительный этап морфогенеза контролируется М - белком. Нуклеокапсид, проходя через мембрану клетки, покрывается вначале М - белком, затем клеточным липидным слоем и суперкапсидными гликопротеинами HA и NA. Цикл репродукции составляет 6-8 часов и завершается отпочковыванием вновь синтезированных вирионов. Птицы - первичные и основные хозяева вирусов гриппа А, у которых в отличии от человека распространены вирусы со всеми 17 типами HA и 10 типами NA. Среди млекопитающих наибольшее значение придают свиньям, которых считают промежуточным хозяином и сравнивают со “смешивающим сосудом”. Грипп - острая инфекция дыхательных путей, периодически приобретающая эпидемический характер. Интенсивные эпидемии вызываются главным образом вирусом типа А. Вирусы типа В порождают небольшие эпидемические вспышки, а типа С крайне редкие спорадические заболевания, в основном у детей. Источником инфекции является больной человек, механизм передачи - воздушно-капельный. Наиболее восприимчивы к гриппу старики и дети. Белки и антигены. В вирусной частице обнаруживается 7 специфических структурных белков. Неклеопротеид – основной внутренний белок, формирующий субъединицы капсида, общий для всех вирусов типа А. Уровень противогриппозного иммунитета определяют секреторные IgAS, которые вырабатываются антителопродуцирующими клетками слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Специфическая профилактика и лечение: ремантадин, оксолин, интерферон, иммуноглобулин. Для профилактики бактериальных осложнений гриппа применяют сульфаниламиды и антибиотики широкого спектра действия. 55.ПАРАМИКСОВИРУСЫ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ОСОБЕННОСТИ РЕПЛИКАЦИИ И ВАЖНЕЙШИЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ. Paramyxoviridae (парамиксовирусы) – вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК негативной или двойной полярности. Возбудители острых респираторных заболеваний (ОРЗ): пять семейств РНК - содержащих и одно семейство ДНК - содержащих вирусов. Включают роды: • Paramyxovirus: вирусы парагриппа человека 1,2,3,4 типов, птиц грызунов, рогатого скота (Sf4), приматов (SV5), вирус эпидемического паратита (свинка). • Pneumovirus: RS или респираторно - синтициальный вирус детей проявляется в виде пневмоний у детей или простого насморка у взрослых. • Morbillivirus: чума коров; вирус кори. Репликация вирусов полностью реализуется в цитоплазме инфицированных клеток хозяина. Адсорбция вирусной частицы на клетке осуществляется в результате взаимодействия гликопротеида HN со специфическими рецепторами клетки: гликопротеиды и ганглиозиды. Вирус проникает в цитоплазму путем слияния вирусной мембраны с плазматической мембраной клетки или стенкой эндоцитарной вакуоли.Репродукция происходит в цитоплазме. Формирование нуклеокапсида происходит за счет специфического узнавания белками определенных участков на молекуле генома и белок-белкового узнавания, приводящего к самосборке структуры. Нуклеокапсид подходит к тем участкам плазматической мембраны, на которых с наружной стороны уже встроены вирусные гликопротеиды, а с внутренней стороны М-белок. Выход вирусных частиц осуществляется путем почкования. В цитоплазме инфицированных клеток образуются ацидофильные включения. В составе вируса находятся РНК-полимераза (транскриптаза) и два фермента, модифицирующих концы транскриптов иРНК: метилтрансфераза и полиаденилаттрансфераза. Другими ферментами являются нейраминидаза и протеинкиназа. Вирус имеет один или два поверхностных антигена и внутренний антиген, представленный белком нуклеокапсида. В вирионах нет общего антигена единого для всего семейства или рода. Парамиксовирусы относятся к наименее устойчивым вирусам. Быстро инактивируяются при температуре 50° С, чувствительны к трипсину и к фосфолипазам. В замороженном виде при 60°С длительно сохраняют инфекционную активность. С наибольшим постоянством выделяются из смывов носоглотки, а при вирусемиях - из мочи, крови и спинномозговой жидкости. 56.РАБДОВИРУСЫ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ОСОБЕННОСТИ РЕПЛИКАЦИИ И ВАЖНЕЙШИЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ. У Арбовирусов есть Семейство Rhabdoviridae (рабдовирусы). Rhabdoviridae (рабдовирусы) — вирус, содержащие одноцепочечную линейную молекулу РНК. Вызывают инфекционные заболевания у позвоночных, беспозвоночных и растений. 3 рода: • Vesiculovirus (10 вирусов млекопитающих, типовой — вирус везикулярного стоматита, или ВВС); • Lyssavirus (6 серологически родственных вирусов, типовой — вирус бешенства); основной род!!!! • Sigmavirus (единственный представитель — вирус сигма-дрозофил). Рабдовирусы - оболочечные РНК - вирусы палочковидной или пулевидной формы, геном представлен негативной («минус-нитевой») однонитевой линейной НЕфрагментированной РНК. Частицы окружены двухслойной липидной оболочкой с выступающими шипиками. Под оболочкой находится рибонуклеокапсид, имеющий спиральный тип симметрии. Вирус бешенства имеет широкий круг хозяев. Основной источник и резервуар этого лиссавируса - различные дикие плотоядные (волки, лисицы, шакалы и др.), от них происходит заражение домашних плотоядных - собак и кошек. На З'-конце располагается ген нуклеокапсидного белка N. За ним следует ген белка NSV — одного из компонентов вирусной транскриптазы, входящего в состав нуклеокапсида. Следующий ген кодирует матриксный белок М и выстилающий двуслойную липидную мембрану с внутренней стороны. Далее идет ген белка G — внешнего гликопротеида вирусного суперкапсида. На 5'-конце находится ген высокомолекулярного компонента вирусной транскриптазы — белка L. Репликация. Вирус проникает в клетку путем сплавления вирусной оболочки с клеточной мембраной; все стадии репликации проходят в цитоплазме. Начинается с транскрипции мРНК на геномной РНК с помощью вРНК полимеразы; в дальнейшем используются белковые продукты этой транскрипции и образуются полимеразные позитивной полярности транскрипты, которые используются для синтеза геномной мРНК. Используя вирионную РНК в качестве матрицы, вирусная транскриптаза транскрибирует 5 видов субгеномной мРНК. Имеется только один промоторный сайт, находящийся у З'-конца вирусного генома; полимераза прикрепляется к матрице геномной РНК у этого сайта и продвигается вдоль вирусной РНК, она встречает старт/стоп сигналы на границе каждого вирусного гена, сохраняя непрерывность процесса транскрипции. Этот механизм, называемый ослабленной транскрипцией (или стоп/старт транскрипцией), начинается от гена, расположенного на З'-конце генома, и приводит к синтезу большого количества мРНК. 57.ПОКСВИРУСЫ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ОСОБЕННОСТИ РЕПЛИКАЦИИ И ВАЖНЕЙШИЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ. Поксвирусы или вирусы оспы — семейство вирусов животных, объединяющее самые крупные ДНКсодержащие вирусы, вирионы которых имеют кирпичеобразную или овоидную форму; включает виды, патогенные для человека, например, возбудителей оспы, пустулезного дерматита. Геном, представленный двунитчатой линейной гантелеобразной формы ДНК, покрыт двухслойным капсидом, между слоями которого находятся боковые тела. Поверх нуклеокапсида расположена двухслойная липопротеидная оболочка с воронкообразными фибрами. Поксвирусы обладают наиболее сложным репродуктивным циклом, при этом синтезируется более 100 различных белков, входящих в состав вирионов. Репродукция поксвирусов характеризуется следующими особенностями. Транскрипция ДНК начинается до полной депротеинизации вируса, так как она полностью осуществляется белками, имеющимися в вирионе. · Репликация происходит только в цитоплазме и полностью независима от клеточных полимераз, так как, в отличие от прочих вирусов, поксвирусы имеют собственную ДНК-зависимую РНК-полимеразу, которая обеспечивает транскрипцию генов репликации в течение ранней и средней стадий. В репродуктивном цикле выделяют три стадии: · Ранняя стадия репродукции поксвирусов запускается сразу же после раздевания вируса и выхода вирусной ДНК в цитоплазму. На этой стадии за счёт РНК-полимеразы вириона транскрибируются гены, необходимые для репликации генома. · На средней стадии транскрибируется примерно половина вирусной ДНК. Транслируются мРНК, синтезированные в раннюю стадию. Транскрибируются средние гены. · Поздняя стадия репродукции поксвирусов совпадает с началом репликации ДНК. Регуляторные белки блокируют трансляцию ранней мРНК и запускают синтез поздних (структурных) белков. Сборка вирионов осуществляется только в цитоплазме посредством реакций мембранного синтеза. Упаковка генома в вирион идёт с затратой АТФ. Высвобождение зрелых популяций сопровождается лизисом клетки. 58.ВИЧ, ОСОБЕННОСТИ РЕПЛИКАЦИИ. СИНДРОМ ПРИОБРЕТЕННОГО ИММУНОДЕФИЦИТА. Вирус выявлен в 1983 г. Монтанье и в 1984 г. Гало. Строение. Зрелые вирионы имеют шаровидную форму диаметром 100-140 нм. ВИЧ относится к сложным вирусам, т.к. его капсид окружен дополнительной двухслойной липидной оболочкой. Эта оболочка имеет клеточное происхождение. Она захватывается вирусом, когда он «протаранивает» клеточную мембрану, выходя из клетки-хозяина. Главными вирусными белками, ассоциированными с оболочкой и формирующими морфологически различимые «шипы», являются гликопротеиды gp120 и gp41. Белок gp41 заякорен в липидном бислое, а белок gp120 находится на внешней поверхности и нековалентно соединен с gp41. Гликопротеид gp120 – высокоиммуногенный белок, содержащий консервативный и гипервариабельный участки, а также область, связывающую молекулу CD4 Т-лимфоцитов. Установлено, что 95% антител, вырабатываемых в организме к ВИЧ, вырабатывается к этому гипервариабельному участку из 35 аминокислот. Под внешней оболочкой расположена прослойка из матриксного белка (р17). Еще глубже расположен капсид, имеющий форму усеченного цилиндра, образованный из множества идентичных копий белка р24. Внутри капсида находится геном вируса, представленный двумя идентичными не фрагментированными цепями (+)РНК. Нуклеопротеиновый тяж обладает спиральной симметрией. В состав вируса входят следующие ферменты: обратная транскриптаза, интеграза и протеаза. Цикл репликации ВИЧ состоит из двух этапов: 1- взаимодействие гликопротеидов поверхности вируса (gp-120 кД) с рецепторами CD4 Т-хелперов на клеточной поверхности. Соединение этих двух рецепторов вызывает слияние оболочки вируса с клеточной мембраной, и вирусное ядро проникает в цитоплазму клетки (эндоцитоз). Под влиянием протеаз клетки разрушается оболочка сердцевины вириона ВИЧ и освобождаются его РНК и фермент - обратная транскриптаза. Под влиянием этого фермента на поверхности вирионной РНК, используемой в качестве матрицы, синтезируется (по подобию РНК) вирусспецифическая ДНК (так называемая минус-ДНК). Затем как ее зеркальное отражение синтезируется другая нить ДНК (плюс-ДНК). Вместе они образуют ДНК - транскрипт, или ДНК-копию, вирусного генома, принимающую кольцевидную форму. Второй этап характеризуется переходом вирусспецифической вновь синтезированной ДНК из цитоплазмы в ядро и встраиванием ее в геном инфицированной клетки. В таком состоянии его еще называют провирусом. Интеграция вирусспецифической ДНК делает возможными ее репликации в составе клеточного генома в ходе развития и деления клетки. При этом вновь возникшие клетки несут в составе генома провирус. Синдром приобретённого иммунодефицита (СПИД) является терминальной стадией ВИЧ-инфекции и развивается у большинства больных при падении числа CD4+ ‒Тлимфоцитов крови ниже 200 клеток/мкл. 59.ЭТАПЫ РЕПЛИКАЦИИ ВИРУСОВ, УЯЗВИМЫЕ ДЛЯ ДЕЙСТВИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ. В каждой из стадий репродукции вирусов можно вычленить звено, на которое можно направить действие химиопрепарата. Мишенью действия антивирусных веществ могут быть: 1. Вирусспецифические процессы в зараженной клетке 2. Зараженная клетка. Препараты, ингибирующие адсорбцию, проникновение и раздевание вирусов. фазу адсорбции репликативного цикла вируса можно блокировать, создав помехи имеющему место здесь взаимодействию рецептора с антирецептором. Для этого можно использовать либо молекулы, имитирующие структуру вирусного антирецептора, либо молекулы, структурно подобные на рецепторы клетки. В обоих случаях «привычное» взаимодействие рецептора с антирецептором, необходимое для связывания клетки с вирусом, станет невозможным. Препараты, ингибирующие синтез вирусных нуклеиновых кислот. Наибольший успех химиотерапии вирусных инфекций связан с изучением аномальных нуклеозидов и нуклеотидов, являющихся ингибиторами биосинтеза нуклеиновых кислот и действующих по принципу антиметаболизма, т.е. вследствие способности вступать (до поры до времени!) в биохимические реакции вместо имитируемых природных продуктов. Этот успех обусловлен тем, что многие вирусы для репликации своих нуклеиновых кислот предпочитают использовать свои собственные ферменты, а не ферменты клетки-хозяина. оказалось, что очень часто субстратная специфичность вирусных ДНК- и РНК-полимераз существенно отличается от специфичности аналогичных клеточных ферментов. Именно это обстоятельство дало возможность использовать стадию синтеза вирусных ДНК и РНК в качестве мишени для антивирусной интервенции (атаки). Указанный подход привел к созданию большинства специфических антивирусных препаратов, которые используются в настоящее время. Создание новых антивирусных препаратов ведется по двум направлениям. Первый из них является поточный метод изучения антивирусной активности большого количества синтетических и природных соединений (скрининг). Скрининг имеет несколько этапов. На первом этапе выявляется степень ингибирования репродукции вируса, на втором – токсическое действие отобранных препаратов на нормальные клетки, на третьем определяется минимальная активная концентрация препарата, не оказывающая токсического действия на клетки. На последнем этапе проводится дальнейшее изучение отобранных препаратов. Благодаря достижениям фундаментальных исследований в области вирусологии и выяснению молекулярных механизмов репродукции вирусов появилась возможность для развития новых подходов к химиотерапии вирусных инфекций. Инфекции основаны на направленном получении или синтезе химиопрепаратов, действующих на заведомо известные уязвимые стадии репродукции вирусов либо на функции клеток, необходимые на каком-то общем для различных групп вирусов этапе их репродукции. 60.ОСНОВНЫЕ ПРОТИВОВИРУСНЫЕ ПРЕПАРАТЫ И МЕХАНИЗМ ИХ ДЕЙСТВИЯ. Противовирусные препараты — соединения природного или синтетического происхождения, применяющиеся для лечения и профилактики вирусных инфекций. Действие многих из них избирательно направлено на различные стадии развития вирусной инфекции и жизненного цикла вирусов. В настоящее время известно более 500 вирусов, возбудителей заболеваний человека. Вирусы содержат одно- или двухцепочечную рибонуклеиновую кислоту (РНК) или дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), заключенную в белковую оболочку — капсид. У некоторых из них есть и внешняя оболочка из липопротеидов. Многие вирусы содержат ферменты или гены, обеспечивающие репродукцию в клетке-хозяине. В отличие от бактерий у вирусов нет собственного обмена веществ: они используют метаболические пути клетки-хозяина. Основные механизмы действия противовирусных препаратов На стадии заражения вирус адсорбируется на клеточной мембране и проникает в клетку. В этот период применяются препараты, нарушающие этот процесс: растворимые ложные рецепторы, антитела к мембранным рецепторам, ингибиторы слияния вируса с клеточной мембраной. На стадии пенетрации вируса, когда происходит депротеинизация вириона и «раздевание» нуклеопротеида, эффективны блокаторы ионных каналов и стабилизаторы капсида. На следующем этапе начинается внутриклеточный синтез вирусных компонентов. На этом этапе эффективны ингибиторы вирусных ДНК-полимераз, РНК-полимераз, обратной транскриптазы, геликазы, праймазы, интегразы. На трансляцию вирусных белков действуют интерфероны (ИФН), антисмысловые олигонуклеотиды, рибозимы и ингибиторы регуляторных белков. На протеолитическое расщепление воздействуют ингибиторы протазы. ИФН и ингибиторы структурных белков активно воздействует на сборку вируса. Заключительный этап репликационного цикла включает выход дочерних вирионов из клетки и гибель инфицированной клетки-хозяина. На этом этапе эффективны ингибиторы нейраминидазы, противовирусные антитела и цитотоксические лимфоциты. |