лекция вирусология. Вирусология лекция 18.12.2020. Лекция 18. 12. 2020
 Скачать 0.74 Mb.
|
|
ЛЕКЦИЯ 18.12.2020 Вирусы составляют царство Vira. Первый вирус был открыт Д. И. Ивановским. Вирус переводится с латинского как “яд”. Первым был открыт вирус табачной мозаики. Вирусы – облигатные внутриклеточные паразиты, вызывающие болезни человека, животных, растений и микроорганизмов. Вирусы отличаются от микроорганизмов следующими особенностями: Отличие вирусов от микроорганизмов: - наличие НК только одного типа; - отсутствие клеточного строения и белоксинтезирующих систем; - облигатный внутриклеточный паразитизм; - возможность интеграции в клеточный геном и синхронной с ним репликацией; - малые размеры; - относительная простота химического состава; - дизъюнктивный (когда синтез компонентов вируса – белков и нуклеиновых кислот разобщен во времени и пространстве и протекает в разных структурах ядра и цитоплазмы клетки, затем происходит их сборка в вирусные частицы) способ размножения; - существование в двух формах (внутриклеточной - комплекс вирус-клетка, вегетативная, репродуцирующаяся и внеклеточной - вирион, вирусная частица, покоящаяся).  Вирион состоит из нуклеиновой кислоты, которая окружена белковой оболочкой – капсидом. Капсид состоит из повторяющихся белковых субъединиц – капсомеров. Число капсомеров в капсиде постоянно для данного вида вируса. Например, в вирусе табачной мозаики их 2250. У вируса полиомиелита их 60 – один из самых мелких – длиной до 20 нм. Вирус натуральной оспы длиной 350 нм.  В зависимости от укладки капсомеров в капсиде выделяют следующие типы симметрии вирусов: спиральная, кубическая (сферическая и полиэдрическая- многогранная), комбинированная. У сложно устроенных вирусов капсид окружен дополнительной липопротеидной оболочкой, которая называется суперкапсидом и, который, как правило, является производным мембранных структур клетки-хозяина – цитоплазматической мембраны и ядерной мембраны. Также в составе капсидов могут находиться полисахариды. Основная функция капсидных белков – это защита вирусного генома, но у многих вирусов в составе капсидов есть белки-ферменты, например, ДНК- или РНК-полимераза, а также белки, обладающие антигенными свойствами, провоцируя выработку антитела. Кроме защиты генома, вирусные оболочки, выполняют функцию взаимодействия с клеткой хозяина, то есть ответственны за накопление и внедрение вируса в чувствительные к ним клетки. Одна из особенностей капсидных белков – это их высокая устойчивость к протеолитическим ферментам, что объясняется определенной укладкой полипептидных цепей, в результате чего пептидные связи оказываются недоступными для действия ферментов. Другой их особенностью является способность к самосборке. Этот процесс у простых вирусов сходен с кристаллизацией, что имеет большое значение в формировании вирионов в клетке хозяина. Зрелый вирион содержит нуклеиновую кислоту только одного типа: 1) двухцепочечную (двухнитевую) ДНК 2) одноцепочечную (однонитевую) ДНК 3) двухцепочечную (двухнитевую) РНК 4) одноцепочечную (однонитевую) РНК Помимо этого, среди однонитевых (одноцепочечных) РНК-содержащих вирусов различают: 1. РНК-содержащие +вирусы с негативным (отрицательным) геномом: (-) РНК (минус-нить РНК) - выполняет только наследственную функцию. 2. РНК-содержащие вирусы с положительным (позитивным) геномом: (+) РНК (плюс-нить РНК) - выполняет функции: наследственную и информационной РНК (иРНК). ДНК и РНК вирусов могут иметь линейную и кольцевую структуру. Чаще всего один вирион содержит одну молекулу нуклеиновой кислоты, но у некоторых вирусов РНК состоят из нескольких фрагментов. Например, у РНК-вируса гриппа. В отличие от прокариот и эукариот, вирусы практически лишены ферментов, участвующих в многочисленных метаболических реакциях, однако, многие вирусы содержат в составе капсидов ферментов, которые называют вирионными, например, это ферменты транскрипции и репликации – ДНК- и РНК-полимеразы, обратная транскриптаза ретровирусов, а также эндо- и экзонуклеазы, АТФ-аза и ферменты отдельных вирусов, участвующие в проникновении в вирусной нуклеиновой кислоты в клетку хозяина и выходе образовавшихся вирионов. Из этих ферментов можно назвать: лизоцим, нейраминидазу и др. Вирус-индуцированными считаются ферменты, структура которых закодирована в вирусном геноме. Наряду с собственными, вирусы используют клеточные ферменты, которые не являются вирусспецифическими, однако, их активность может модифицироваться в процессе репродукции вируса. Классификация вирусов  Царство Vira подразделено по типу нуклеиновой кислоты на два подцарства – рибовирусы и дезоксирибовирусы. В свою очередь подцарства делятся на семейства, виды, роды и т. д. В основу классификации вирусов положены следующие категории: тип нуклеиновой кислоты, ее структура, количество нитей, целостность или фрагментарность генома, особенности воспроизводства вирусного генома, размер и морфология вирионов, количество капсомеров, тип симметрии, наличие суперкапсида, место размножения в клетке, антигенные свойства. Взаимодействие вируса с клеткой хозяина Все активные процессы вирусов протекают в клетках хозяина, причем одни вирусы реплицируются в ядре, другие в цитоплазме, третьи – и в ядре, и в цитоплазме. Различают три основных типа взаимодействия вируса с клеткой хозяина: 1) продуктивный тип взаимодействия (продуктивная инфекция, репродукция вирусов); приводит к образованию новых вирионов; 2) интегративный тип взаимодействия (интегративная инфекция, вирогения); Характеризуется встраиванием вирусной НК в геном клетки-хозяина, что обеспечивает синхронность репликации вирусной и клеточной ДНК, то есть, вирусная нуклеиновая кислота не способна к автономной репродукции при данном типе взаимодействия. К интегративному типу взаимодействия способны онкогенные вирусы, вирус иммунодефицита человека, вирус гепатита-B и некоторые другие. 3) абортивная инфекция. Характеризуется тем, что цикл репродукции прерывается на одном из этапов и потомство не образуется. Продуктивный тип взаимодействия включает несколько этапов (репродукция вирусов): Адсорбция вириона на клетке; Проникновение вируса в клетку; «Раздевание вириона»; Синтез вирусных белков и репликация НК; Сборка вирионов; Выход вирусных частиц из клетки. В отличие от микроорганизмов с клеточной организацией вирусы не способны к бинарному делению. Размножение вирусов происходит путем репликации их нуклеиновой кислоты и биосинтеза белков с последующей самосборкой вириона. Этот процесс может происходить в разных частях клетки – дизъюнктивный (разобщенный) способ. Вирусная репродукция состоит в подчинении клеточных матрично-генетических механизмов вирусной информацией. Осуществляется, как мы отметили, в несколько стадий. А  дсорбция вируса на поверхности клетки – прикрепление вируса к клеточной поверхности. Эта стадия взаимодействия вируса и клетки отличается специфичностью, то есть каждый вирус способен прикрепляться лишь к определенным клеткам, имеющим на своей поверхности специальные рецепторы. Рецепторы вирусов, узнающие специфические клеточные рецепторы и взаимодействующие с ними, называются “прикрепительными” белками. У сложных вирионов они располагаются на поверхности суперкапсида в виде шиповатых выростов или ворсинок, а у простых, соответственно, на поверхности капсида. Соответствие (комплементарность) клеточных рецепторов вирусным определяет возможность возникновения инфекционного процесса в клетке и от этого зависит спектр клеток, поражаемых вирусом. На одной клетке могут адсорбироваться десятки и даже сотни вирусных частиц. Следующий этап: проникновение вируса в клетку. Может происходить двумя путями: путем виропексиса и путем слияния мембран (на рисунке). При виропексисе вступление вируса в клетку происходит в результате эндоцитоза при инвагинации (впячивании) участка клеточной мембраны с образованием внутриклеточной вакуоли с вирусной частицей. Путем виропексиса, например, проникает в клетку вирус гриппа. При слиянии мембран, а именно мембраны клетки хозяина и вирусной оболочки, внутренние структуры вириона оказываются в цитоплазме клетки. ЛЕКЦИЯ 15.01.2021 |