Текстът на творбата е поставен без изображения и формули.
Пълната версия на работата е налична в раздела „Данни файлове“ в PDF формат

ВЪВЕДЕНИЕ

Днес ситуацията на Земята е такава, че всяка година се откриват все повече и повече нови човешки и животински вируси, които са много опасни за човешкото здраве. Хората се движат през страни и континенти, влизат в различни контакти помежду си, мигрират по икономически, социални, екологични причини. Опасните вируси на треската на долината на Рифт, Зика, Ебола, треска на долината Рифт и някои други са въведени на планетата. В по-голямата си част те са тясно свързани по структура и причиняват сериозни човешки заболявания, които са силно заразни и вирулентни, с висока смъртност, което представлява сериозна заплаха за населението.

Необходимо е да се отбележат съществуващите епидемии от СПИН и хепатит С, които досега нямат лечение, но унищожават имунната ни система с висока скорост. В тази връзка разглеждането на този въпрос е много актуално.

Вирусите се използват за изучаване на въпроси на микробната генетика и актуални проблеми на биохимията. Учените все повече и успешно опознават най-фината структура, биохимичен състав и физиологични свойства на тези ултрамикроскопични живи същества, тяхната роля в природата, човешкия, животинския и растителния живот. Развитието на вирусологията е свързано с блестящите успехи на молекулярната генетика. Изучаването на вирусите доведе до разбиране на фината структура на гените, дешифрирането на генетичния код и идентифицирането на мутационните механизми. Вирусите се използват широко в генното инженерство. Способността на вирусите да се адаптират, да се държат непредвидимо, няма граници. Милиони хора са станали жертви на вируси - причинителите на различни заболявания. Въпреки това основните успехи на вирусологията са постигнати в борбата срещу специфични заболявания и това дава основание да се твърди, че в нашето третото хилядолетие вирусологията ще заеме водещо място.

Обект на нашето изследванее изучаването на неклетъчните форми на живот.

Предмет на изследванее изследването на морфологията на вирусите и методите за индикация.

Обективен.На базата на познаване на характеристиките на биологията на вирусите да се обосноват методите за тяхното отглеждане, индикация, идентифициране и методи за лабораторна диагностика на болестите, които те причиняват.

Въз основа на целта бяха поставени следните задачи:

Да проучи литературните данни за морфологията на вирусите.

Запознайте се с най-чувствителните методи за диагностициране на вирусни инфекции.

Степента на изучаване на този въпросПрез 1892 г. руският ботаник Д.И. Ивановски, изучавайки мозайчната болест на тютюневите листа, установи, че това заболяване се причинява от най-малките микроорганизми, които преминават през фино порести бактериални филтри. Тези микроорганизми се наричат ​​вируси (от лат. Virus - отрова). Голям принос в изследването на вирусите имат руски вирусолози: M.A. Морозов, Н.Ф. Гамалея, Л.А. Зилбер, М.П. Чумаков, А.А. Смородинцев, В.М. Жданов и др.

Личният принос на автора:чрез изучаване на теоретичния материал и лабораторни изследвания, авторът успява да: интерпретира морфологията и ултраструктурата на вирусите. Запознайте се с класификацията на вирусите. Анализирайте особеностите на взаимодействието на вирусите с живите системи. Оценете резултатите в живи системи. Да се ​​анализират методите за култивиране на вируси в лабораторни условия. Да интерпретира съвременни методи за лабораторна диагностика на вирусни заболявания.

Глава 1. МЯСТО НА ВИРУСИТЕ В БИОСФЕРАТА

1.1 Еволюционен произход

Тъй като природата на вирусите е изследвана през първия половин век след откриването им от Д. И. Ивановски (1892), се формират представи за вирусите като най-малките организми. Много учени от други страни се опитаха първи да решат този проблем. Епитетът „филтрируем” в крайна сметка отпадна, тъй като станаха известни филтрируеми форми или етапи на обикновени бактерии, а след това и филтрируеми бактериални видове. Най-правдоподобна и приемлива е хипотезата, че вирусите произлизат от „избягала“ нуклеинова киселина, т.е. нуклеинова киселина, която е придобила способността да се реплицира независимо от клетката, от която произхожда, въпреки че се предвижда такава ДНК да се репликира с помощта на структурите на тази или друга клетка. Тези зони са високомолекулни, имат голяма моларна маса, участват активно в окислителни реакции, необратими промени и имат по-висока скорост на възстановяване на органичните процеси.

Въз основа на експерименти с филтриране през градуирани линейни филтри бяха определени размерите на вирусите. Това беше голям пробив за учените вирусолози. Размерът на най-малкия от тях се оказа 20-30 nm, а най-големият - 300-400 nm. В процеса на по-нататъшна еволюция формата на вирусите се промени повече от съдържанието.

Следователно вирусите трябва да са еволюирали от клетъчни организми и не трябва да се считат за примитивни предшественици на клетъчни организми.

1.2 Структура и свойства на вирусите

Размерите на вируса варират от 20 до 300 nm. В тази връзка те могат да бъдат изследвани само с помощта на електронна микрокопия, формата им е разнообразна: от нишковидни гломерули до сложни шестоъгълни фигури, с включвания на ДНК или РНК. Средно те са 50 пъти по-малки от бактериите. Те не могат да се видят със светлинен микроскоп, тъй като дължината им е по-малка от дължината на вълната на светлината.

Вирусите се състоят от различни компоненти:

а) основен генетичен материал (ДНК или РНК). Генетичният апарат на вируса носи информация за няколко вида протеини, които са необходими за образуването на нов вирус: гена, кодиращ обратната транскриптаза и други.

б) протеинова обвивка, която се нарича аспид.

Обвивката често е изградена от идентични повтарящи се субединици - капсомери. Капсомерите образуват структури с висока степен на симетрия.

в) допълнителна липопротеинова обвивка.

Образува се от плазмената мембрана на клетката гостоприемник. Среща се само при относително големи вируси (грип, херпес).

Напълно образувана инфекциозна частица се нарича вирион.

Разпоредбите, че вирусите са пълноценни организми, направиха възможно най-накрая да се комбинират и трите наречени групи вируси - вируси на животни, растения и бактерии - в една категория, която заема определено място сред живите същества, които обитават нашата планета. Подобно на други организми, вирусите са способни на репликация. Вирусите имат определена наследственост, възпроизвеждайки собствения си вид. Тази разпоредба е потвърдена от учени от други страни, работещи по подобен проблем. Наследствените белези на вирусите могат да бъдат взети предвид от спектъра на засегнатите гостоприемници и симптомите на причинените заболявания, както и от спецификата на имунните отговори на естествените гостоприемници или изкуствено имунизираните опитни животни. Сумата от тези характеристики позволява ясно да се определят наследствените свойства на всеки вирус и още повече - неговите разновидности, които имат ясни генетични маркери, например: неутропията на някои грипни вируси, намалена патогенност при ваксиналните вируси и т.н.

1.3. бактериофаги

25 години след откриването на вируса, канадският учен Феликс Д'Ерел, използвайки метода на филтриране, открива нова група вируси, които заразяват бактерии. Те бяха наречени бактериофаги (или просто фаги). Много учени се опитаха да повторят подобни експериментални изследвания, но не получиха правилните резултати.

Нуклеиновата киселина, затворена в главата на фага, е защитена от протеинова обвивка. Това е основното вещество за поддържане на живота на вируса. В долния си край главата преминава в израстък, който завършва с шестоъгълна "платформа" (базална плоча) с шест къси израстъка (шипове) и шест дълги фибрили (нишки). Процесът е заобиколен от обвивка по цялата си дължина, от главата до плочата. Процесите са рецептори, които разпознават рецептори на повърхността на бактериалните клетки, които са транспортни протеини, които осъществяват процесите на влизане и излизане на вещества от клетката. Това взаимодействие е много специфично. Поради това бактериофагът е подходящ като „ключ към ключалката“, само за определен щам бактериални клетки. Бактериофагите играят важна еволюционна роля в образуването на нови щамове на бактериални клетки поради способността на умерените фаги да се интегрират с ДНК на клетката гостоприемник, да улавят част от клетъчната ДНК от една бактериална клетка и да я въвеждат в генома на друга клетка по време на трансдукция . Този процес осигурява обмена на генетична информация между бактерии от същия или различни щамове и замества типичния полов процес, който липсва при бактериите.

Жизненият цикъл на фага е 30 минути, но понякога периодът от време се увеличава до 1 час или намалява до 15 минути, в зависимост от условията на околната среда: температура, влажност, налягане, плътност на атмосферните слоеве. Вирусните частици, освободени по време на размножаването, участват в инфекцията на здравите клетки, което води до смъртта на цялата популация от бактерии, актиномицети, рикетсии, трепанозоми, гъбички от рода Candida.

Това свойство на бактериофагите да унищожават бактериите се използва за предотвратяване и лечение на бактериални заболявания, обикновено на стомашно-чревния тракт, а именно салмонелоза, стафилококи и други ентеробактерии, някои други инфекции, салмонелоза се неутрализира. По този начин бактериофагите са ефективни и безопасни източници на биологична защита на човешкото тяло от гледна точка на човешкото здраве. Западните страни, заинтересовани от получаване на антивирусни материали, ваксини, ензими, инвестираха много в разработването, внедряването и закупуването на скъпи лекарства. Това беше една от насоките на защитната политика на държавата.

Но този метод има сериозен недостатък. Бактериите са по-променливи (по отношение на защитата срещу фагите) от бактериофагите, така че бактериалните клетки относително бързо стават нечувствителни към фагите. Този метод за защита на човешкото тяло не може да се използва, ако освен клетъчната стена, бактериалните клетки имат лигавици и слоеве и капсули. Тези образувания на повърхността на бактериите надеждно ги предпазват от проникване на бактериофаги в клетките, тъй като те не са в състояние да се адсорбират на повърхността си и това са предпоставки за началото на проникването на вируса в бактериалната клетка.

ГЛАВА 2. ЛАБОРАТОРНА ДИАГНОСТИКА

Лабораторните изследвания играят важна роля при установяване на диагнозата на инфекциозни заболявания. Историята на развитието на лабораторната диагностика е доста обширна. В началото на своето историческо развитие животинските организми са били използвани като основен метод за лабораторно изследване. Диагностиката беше труден и скъп процес. А за наличието на вирусна инфекция се съди по естеството на увреждането на вътрешните органи на животните. Това органично ниво на изследване беше заменено, когато пилешки ембриони бяха въведени в лабораторната практика. Това стана възможно благодарение на факта, че през 1941 г. американският вирусолог Хернст открива феномена хемаглутинация, което представлява способността на вирусите да слепват червените кръвни клетки, които са носители на кислород и изпълняват редица важни функции. Този проблем се изследва от много учени. Този модел се превърна в основа за изследване на взаимодействието на вируса и клетката. Механизмът на реакцията на хемаглутинация се основава на механизма на вирусна адсорбция върху повърхностната мембрана на еритроцитите, в резултат на което те се слепват, тъй като една вирусна частица може да улови няколко еритроцита. Откриването на възможността за култивиране на клетки при изкуствени условия беше революционно събитие, което послужи за изолиране, диагностициране и изследване на голям брой вируси. Стана възможно получаването на културни ваксини.

Лабораторните диагностични методи са различни в чувствителности специфичност.

2.1 Микробиологичен метод

микробиологичен метод диагностиката се основава на откриване на патогени в биологичен материал. Използват се светлинно-оптична и електронна микроскопия.

Микробиологичният метод се използва широко в диагностиката на инфекциозни заболявания с бактериална, протозойна етиология и по-рядко вирусни заболявания.

Лабораторната диагностика на инфекциозните заболявания се извършва в три основни направления:

търсене на патогена в материала, взет от пациента (фекалии, урина, храчки, кръв, гноен секрет и др.);

определяне на специфични антитела в серума - серологична диагностика;

определение за свръхчувствителност на човешкото тяло към инфекциозни агенти - алергичен метод.

За идентифициране на инфекциозен агент и неговото идентифициране (определяне на вида на патогена) се използват три метода: микроскопичен, микробиологичен (бактериологичен) и биологичен.

Микроскопският метод ви позволява да откриете патогена директно в материала, взет от пациента. Този метод е от решаващо значение за диагностицирането на гонорея, туберкулоза, заболявания, причинени от протозои: малария, лайшманиоза, балантидиаза, амебиаза. Характеристиките на микроскопичния метод за тези инфекции са причинени от патогени със значителни морфологични различия в тези заболявания. Характеристиките на морфологията на патогенните микроорганизми играят важна роля в диагнозата. Микроскопският метод обаче не позволява диагностициране при инфекции като тиф и паратиф, дизентерия, тъй като е морфологично невъзможно да се разграничат техните агенти (всички грам-отрицателни пръчици). За да се разграничи една и съща морфология на микроорганизмите, те трябва да бъдат получени в чиста култура и определени, което може да се направи с помощта на микробиологичен (бактериологичен) метод на изследване.

Ефективността на микроскопския метод се определя от неговата чувствителност и специфичност. Специфичността е ограничена от възможна погрешна идентификация на патогена поради артефакти. Освен това при провеждане на микроскопско изследване техниката на изследване е важна.

2.2. Бактериологичен метод

Използването на бактериологичния метод дава възможност да се изолира патогенът в чиста култура от материала, получен от пациента, и да се идентифицира въз основа на изследването на комплекс от свойства. Бактериологичните лаборатории са призовани да извършват диагностика на бактериологични заболявания, да контролират болестите по животните, да участват в организирането и провеждането на противоепидемиологични мерки и елиминирането на вирусни заболявания. Повечето бактерии са способни да се култивират върху различни изкуствени хранителни среди. Основните критерии, които трябва да имат хранителните среди, е преди всичко тяхната хранителна стойност. Достатъчно количество протеини, ензими, хормони на растежа, които стабилизират условията на хранене и добро обогатяване на околната среда. Основният уплътняващ агент за средата е полизахаридният агар-агар. С негова помощ хранителните среди са по-плътни, което е изиграло важна роля в култивирането на микроорганизми, така че бактериологичният метод е важен при диагностицирането на много инфекциозни заболявания.

Ако се получи положителен резултат, бактериологичният метод дава възможност да се определи чувствителността на изолирания патоген към антимикробни лекарства. Въпреки това, ефективността на това изследване зависи от много параметри, по-специално от условията за събиране на материала и транспортирането му до лабораторията. Микробиологичният метод се състои в инокулиране на тестовия материал върху хранителна среда, чиста култура за изолиране и идентифициране на патогена. Ако инфекциозните агенти (рикетсии, вируси, протозои, някои) не растат върху изкуствена среда или е необходимо да се изолира причинителят на микробни асоциации, тогава използвайте метода за заразяване на податливи животни от биологията.

2.3 Вирусологичен метод

Вирусологичен метод включва две основни етапи:изолиране и идентифициране на вируса. Материалите могат да бъдат кръв, други биологични и патологични течности, биопсии на органи и тъкани.

Вирусологичното изследване на кръвта често се извършва за диагностициране на арбовирусни инфекции. Ако е необходимо да се използват готови клетъчни структури и среди за тях, няма нужда от други биоматериали. Вирусологичните изследвания с клетъчни култури са на второ място по наличност за лабораторно изследване. В слюнката могат да се открият вируси на бяс, паротит и херпес симплекс. Назофарингеалните тампони се използват за изолиране на патогени на грип и други остри респираторни вирусни инфекции, морбили. В промивки от конюнктивата се откриват аденовируси. От изпражненията се изолират различни ентеро-, адено-, рео- и ротавируси.

За изолиране на вируси се използват клетъчни култури, пилешки ембриони, а понякога и лабораторни животни.Западните страни, заинтересовани от получаване на антивирусни материали, ваксини, ензими, инвестираха много в разработването, внедряването и закупуването на скъпи лекарства. Това беше една от насоките на защитната политика на държавата Повечето патогенни вируси се отличават с наличието на специфичност на тъканите и типа",например, полиовирусът се възпроизвежда само в клетки на примати, така че се използва подходяща тъканна култура за изолиране на конкретен вирус. За да се изолира неизвестен патоген, е препоръчително едновременно да се заразят 3-4 клетъчни култури, като се приеме, че една от тях може да е чувствителна. Наличието на вируса в заразените култури се определя от развитието на специфична клетъчна дегенерация, т.е. цитопатогенен ефект, откриване на вътреклетъчни включвания, както и на базата на откриване на специфичен антиген чрез имунофлуоресценция, положителни реакции на хемадсорбция и хемаглутинация. Птичи ембриони с техните слабо диференцирани тъкани са подходящи за култивиране на много вируси. Най-често се използват пилешки ембриони. Когато се размножават в ембриони, вирусите могат да причинят смъртта им (арбовируси), появата на промени в хорион-алантоисната мембрана (покс вируси) или в тялото на ембриона, натрупване на хемаглутинини (вируси на грип, паротит) и фиксиране на комплемента вирусен антиген в ембрионалните течности.

Вирусите се идентифицират с помощта на имунологични методи: инхибиране на хемаглутинация, фиксиране на комплемента, неутрализация, преципитация на гел, имунофлуоресценция.

2.4 Биологичен метод

биологичен метод се състои в заразяване на лабораторни животни с различен материал (клиничен, лабораторен) за посочване на патогена, както и за определяне на определени свойства на микроорганизмите, които характеризират тяхната патогенност (токсичност, токсичност, вирулентност). Като лабораторни животни се използват бели мишки, бели плъхове, морски свинчета, зайци и др.

Възпроизвеждането на болестта при животно е абсолютно доказателство за патогенността на изолирания микроорганизъм (при бяс, тетанус и др.). Следователно биологичният тест върху животни е ценен и надежден диагностичен метод, особено за онези инфекции, чиито патогени се намират в ниски концентрации в изследваната биологична среда на човешкото тяло и растат слабо или бавно върху изкуствени среди.

2.5 Имунологичен метод

Имунологичен метод (серологичен) включва изследвания на кръвен серум, както и на други биологични субстрати за откриване на специфични антитела и антигени. Класическата серодиагностика се основава на определяне на антитела срещу идентифициран или предполагаем патоген. Положителният резултат от реакцията показва наличието в кръвния серум на теста на антитела към антигените на патогена, отрицателният резултат показва липсата на такива. Откриването на антитела към причинителя на редица инфекциозни заболявания в изследвания кръвен серум не е достатъчно за поставяне на диагноза, тъй като може да отразява наличието на имунитет след инфекция или след ваксинация, следователно, „сдвоена“ кръв се изследват серуми, като първият се взема през първите дни на заболяването, а вторият се взема на интервал от 7—10 дни. В този случай се оценява динамиката на повишаването на нивото на антителата.

Диагностично значимото увеличение на титъра на антителата в изследвания кръвен серум е поне 4 пъти спрямо първоначалното ниво. Това явление се нарича сероконверсия.Протеиновите компоненти се включват независимо в пептидните вериги. При редки инфекциозни заболявания, както и вирусен хепатит, HIV инфекция и някои други, наличието на антитела показва, че пациентът е заразен и има диагностична стойност.

В допълнение към определянето на титъра на антителата, серологичните изследвания могат да определят изотипа на антителата. Известно е, че при първата среща на човешкото тяло с патоген в острия период на заболяването се открива по-бързо увеличаване на антителата, принадлежащи към IgM, чието ниво, достигайки максимална стойност, след това намалява. В по-късните стадии на заболяването се увеличава броят на IgG антителата, които се задържат по-дълго и се определят в периода на реконвалесценция. При повторна среща с патогена, поради имунологичната памет, хуморалните имунни реакции се проявяват чрез по-бързо производство на IgG антитела, а антителата от клас М се произвеждат в малки количества. Откриването на IgM антитела показва наличието на текущ инфекциозен процес, а наличието на IgG антитела показва минала инфекция или имунитет след ваксинация.

Като се имат предвид характеристиките на първичния и вторичния имунен отговор, анализът на съотношението на IgM- и IgG-антитела позволява в някои случаи да се разграничи стадият на инфекциозния процес (височината на заболяването, реконвалесценция, рецидив). Например, в случай на вирусен хепатит А (HA), надежден диагностичен метод е определянето на анти-HAV IgM антитела в кръвния серум. Откриването им показва настояща или скорошна HAV инфекция. Протеиновите компоненти се включват независимо в пептидните вериги.

Серологичното изследване за откриване на антитела при инфекциозни заболявания е по-достъпен метод за лабораторна диагностика от изолирането на патогена. Понякога положителната серологична реакция е единственото доказателство за срещата и взаимодействието на организма с причинителя на съответното инфекциозно заболяване. В допълнение, редица заболявания с подобна клинична картина (например рикетсиоза, ентеровирусни инфекции) могат да бъдат диференцирани само серологично, което отразява значението на серологичните методи в диагностиката на инфекциозните заболявания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРЕПРАТКИ

1. Адрианов В. В., Василюк Н. А. "Обща и частна вирусология" 27 (4): 50-56. 2012 г.

2. Балин Р.М., Баранова А.П. "Бактериофаги" - М.: Медицина, 1997. - 236 с.

3. Бактериологичен метод. / Изд. А.М. Уейн. — М.: МВР, 2003. — 752 с.

4. Жемайте Д.И. Лабораторна диагностика на инфекциозни заболявания. В: Анализ на вируси. - Вилнюс, 1982. - С. 22-32

5. Клецкин С.З. Вирусологичен анализ. - М.: ВНИИМИ, 1979. -116 с.

6. Миронова Т.Ф., Миронов В.А. Клиничен анализ на вируси. - Челябинск, 1998. - 162 с.

7. Nagornaya N.V., Mustafina A.A. инфекциозни вируси. Част I // Здраве на детето. - 2007. - No 5 (8).

8. Окунева Г.Н., Власов Ю.А., Шевелева Л.Т. микробиология. - Новосибирск: Наука, 2000. - 280 с.

9. Рясик, Ю. В. Вируси / Ю. В. Рясик, В. И. Циркин // Сибирски медицински журнал. 2007. - Т. 72. - бр. 5.-С. 49-52.

10. Сметнев, А. С. Бактериофаги. / A. S. Smetnev, O. I. Zharinov, V. N. Chubuchny // Кардиология. 1999. - бр.4. - С. 49-51.

11. Имунодефицитен вирус./ А. Р. Наниева и др. // Здраве на популацията и местообитание. 2011. - No 4. - С. 22-24.

12. Фокин, В. Ф. Въпроси на вирусологията / В. Ф. Фокин, Н. В. Пономарева // Функционална вирусология: читател / изд. Н. Н. Боголепова, В. Ф. Фокина. -М.: Научен свят, 2004. С. 349-368.

13. Фокин, В. Ф. Структура на вирусите / В. Ф. Фокин, Н. В. Пономарева. М.: Антидор, 2003. - 288 с.

Вирусите са микроорганизми, които съставляват царството на Вира.

Характеристика:

2) нямат собствени протеин-синтезиращи и енергийни системи;

3) нямат клетъчна организация;

4) имат дизюнктивен (разделен) начин на възпроизвеждане (синтезът на протеини и нуклеинови киселини се извършва на различни места и по различно време);

6) вирусите преминават през бактериални филтри.

Вирусите могат да съществуват в две форми: извънклетъчна (вирион) и вътреклетъчна (вирус).

Формата на вирионите може да бъде:

1) закръглени;

2) пръчковидни;

3) под формата на правилни многоъгълници;

4) нишковидни и др.

Размерите им варират от 15–18 до 300–400 nm.

В центъра на вириона е вирусна нуклеинова киселина, покрита с протеинова обвивка - капсид, който има строго подредена структура. Капсидът е изграден от капсомери. Нуклеинова киселина и капсид съставляват нуклеокапсида.

Нуклеокапсидът на сложно организираните вириони е покрит с външна обвивка, суперкапсид, която може да включва много функционално различни липидни, протеинови и въглехидратни структури.

Структурата на ДНК и РНК вирусите не се различава фундаментално от НК на други микроорганизми. Някои вируси имат урацил в своята ДНК.

ДНК може да бъде:

1) двуверижни;

2) едноверижни;

3) пръстен;

4) двуверижни, но с една по-къса верига;

5) двуверижни, но с една непрекъсната, а другата фрагментирана вериги.

РНК може да бъде:

1) едноверижни;

2) линейна двуверижна;

3) линейно фрагментиран;

4) пръстен;

Вирусните протеини се делят на:

1) геномни - нуклеопротеини. Осигурява репликация на вирусни нуклеинови киселини и процеси на репродукция на вируса. Това са ензими, поради които се увеличава броят на копията на родителската молекула, или протеини, с помощта на които се синтезират молекули върху матрицата на нуклеиновата киселина, които осигуряват прилагането на генетична информация;

2) протеини на капсидната обвивка - прости протеини със способността да се самосглобяват. Те се събират в геометрично правилни структури, в които се разграничават няколко вида симетрия: спираловидна, кубична (образуват правилни многоъгълници, броят на лицата е строго постоянен) или смесен;

3) протеините на суперкапсидната обвивка са сложни протеини, разнообразни по функция. Благодарение на тях се получава взаимодействието на вируси с чувствителна клетка. Те изпълняват защитни и рецепторни функции.

Сред протеините на суперкапсидната обвивка има:

а) закотвящи протеини (от единия край са разположени на повърхността, а в другия отиват в дълбочина; осигуряват контакт на вириона с клетката);

б) ензими (могат да разрушат мембраните);

в) хемаглутинини (причиняват хемаглутинация);

г) елементи на клетката гостоприемник.

2. Взаимодействие на вирусите с клетката гостоприемник

Взаимодействието се осъществява в единна биологична система на генетично ниво.

Има четири типа взаимодействие:

1) продуктивна вирусна инфекция (взаимодействие, което води до възпроизвеждане на вируса и клетките умират);

2) абортивна вирусна инфекция (взаимодействие, при което не се осъществява възпроизвеждането на вируса и клетката възстановява нарушената функция);

3) латентна вирусна инфекция (има възпроизвеждане на вируса и клетката запазва функционалната си активност);

4) индуцирана от вирус трансформация (взаимодействие, при което клетка, заразена с вирус, придобива нови свойства, които преди това не са били присъщи за нея).

След адсорбция вирионите навлизат в тялото чрез ендоцитоза (виропексис) или чрез сливане на вирусната и клетъчните мембрани. Получените вакуоли, съдържащи цели вириони или техните вътрешни компоненти, навлизат в лизозомите, в които се извършва депротеинизация, тоест „събличане“ на вируса, в резултат на което вирусните протеини се унищожават. Нуклеиновите киселини на вирусите, освободени от протеини, проникват през клетъчните канали в клетъчното ядро ​​или остават в цитоплазмата.

Нуклеиновите киселини на вирусите реализират генетичната програма за създаване на вирусно потомство и определят наследствените свойства на вирусите. С помощта на специални ензими (полимерази) се правят копия от родителската нуклеинова киселина (осъществява се репликация) и се синтезират информационни РНК, които се свързват с рибозомите и осъществяват синтеза на дъщерни вирусни протеини (транслация).

След натрупване на достатъчен брой вирусни компоненти в заразената клетка започва сглобяването на потомствени вириони. Този процес обикновено се случва в близост до клетъчните мембрани, които понякога вземат пряко участие в него. Съставът на новообразуваните вириони често съдържа вещества, характерни за клетката, в която се репликира вирусът. В такива случаи последната стъпка в образуването на вириони е тяхното обвиване със слой клетъчна мембрана.

Последната стъпка във взаимодействието на вирусите с клетките е освобождаването или освобождаването на дъщерни вирусни частици от клетката. Простите вируси без суперкапсид причиняват разрушаване на клетките и навлизат в междуклетъчното пространство. Други вируси, които имат липопротеинова обвивка, излизат от клетката чрез пъпкуване. В този случай клетката остава жизнеспособна за дълго време. В някои случаи вирусите се натрупват в цитоплазмата или ядрото на заразените клетки, образувайки кристалоподобни клъстери - включващи тела.

ЛЕКЦИЯ No5.

ВИРОЛОГИЯ.

Всички вируси съществуват в две качествено различни форми. Извънклетъчна форма - вирион - включва всички съставни елементи на вирусна частица. Вътреклетъчна форма - вирус - може да бъде представена само от една молекула нуклеинова киселина, т.к. Веднъж попаднал в клетката, вирионът се разпада на съставните си елементи. В същото време вътреклетъчният вирус е самовъзпроизвеждаща се форма, която не е в състояние да се раздели. На тази основа дефиницията за вирус предполага фундаментална разлика между клетъчните форми на съществуване (бактерии, гъбички, протозои), които се възпроизвеждат чрез делене, и репликираща форма, която се възпроизвежда от вирусна нуклеинова киселина. Но това не се ограничава до отличителните черти на вирусите от про- и еукариотите. Основните разлики включват:

1. наличието на един вид нуклеинова киселина (ДНК или РНК);

2. липса на клетъчна структура и протеин-синтезиращи системи;

3. възможността за интегриране в клетъчния геном и синхронна репликация.

Формата на вириона може да бъде много различна (пръчковидна, елипсоидна, сферична, нишковидна, под формата на сперматозоиди), което е един от признаците на таксономичната принадлежност на този вирус.

Размерите на вирусите са толкова малки, че са сравними с дебелината на клетъчната мембрана. Най-малките (парвовируси) са с размер 18 nm, а най-големите (вирусът на вариола) са около 400 nm.

Класификацията на вирусите се основава на вида нуклеинова киселина, която образува генома, което направи възможно разграничаването на две подцарства:

рибовируси- РНК-съдържащи или РНК вируси;

дезоксирибовируси- ДНК-съдържащи или ДНК вируси.

Подцарствата са разделени на семейства, подсемейства, родове и видове.

При систематизирането на вирусите бяха идентифицирани следните основни критерии: сходство на нуклеиновите киселини, размер, наличие или отсъствие на суперкапсид, вид на симетрия на нуклеокапсида, характеристики на нуклеиновите киселини, полярност, брой вериги в молекулата , наличие на сегменти, наличие на ензими, интрануклеарна или цитоплазмена локализация, антигенна структура и имуногенност, тропизъм за тъкани и клетки, способност за образуване на тела на включване. Допълнителен критерий е симптоматиката на лезиите, т.е. способността да причиняват генерализирани или специфични за органите инфекции.

Според структурната организация те разграничават просто организиран („гол“)и сложно организиран ("облечен")вируси.

Структурата на обикновен вирион е подредена по такъв начин, че вирусна нуклеинова киселина,тези. генетичният материал на вируса е надеждно защитен от симетрична протеинова обвивка - капсид, чието функционално и морфологично съчетание образува нуклеокапсид.

Капсидът има строго подредена структура, базирана на принципите на спираловидна или кубична симетрия. Образува се от субединици със същата структура - капсомериорганизирани в един или два слоя. Броят на капсомерите е строго специфичен за всеки вид и зависи от размера и морфологията на вирионите. Капсомерите от своя страна се образуват от протеинови молекули - протомери. Те могат да бъдат мономерна -съставен от единичен полипептид или полимерна -съставен от няколко полипептида. Симетрията на капсида се обяснява с факта, че за опаковането на генома е необходим голям брой капсомери, а компактното им свързване е възможно само при симетрично подреждане на субединиците. Образуването на капсид наподобява процеса на кристализация и протича на принципа на самосглобяване. Основните функции на капсида се определят от защитата на вирусния геном от външни влияния, осигуряване на адсорбцията на вириона върху клетката, проникването на генома в клетката в резултат на взаимодействието на капсида с клетъчните рецептори, и определят антигенните и имуногенните свойства на вирионите.

Нуклеокапсидът следва симетрията на капсида. В спирална симетриявзаимодействието на нуклеинова киселина и протеин в нуклеокапсида се осъществява по една ос на въртене. Всеки вирус със спирална симетрия има характерна дължина, ширина и периодичност. Повечето човешки патогенни вируси, включително грипния вирус, имат спираловидна симетрия. Организацията според принципа на спиралната симетрия придава на вирусите пръчковидна или нишковидна форма. Това подреждане на субединиците образува кух канал, вътре в който е компактно опакована молекулата на вирусната нуклеинова киселина. Дължината му може да бъде многократно по-голяма от дължината на вириона. Вирусът на тютюневата мозайка, например, има дължина на вириона от 300 nm, а неговата РНК достига 4000 nm. При такава организация протеиновата обвивка защитава по-добре наследствената информация, но изисква повече протеин, т.к. покритието се състои от относително големи блокове. В кубична симетриянуклеиновата киселина е заобиколена от капсомери, образуващи икосаедър - полиедър с 12 върха, 20 триъгълни лица и 30 ъгъла. Организацията на вириона според този принцип придава на вирусите сферична форма. Принципът на кубичната симетрия е най-икономичен за образуването на затворен капсид, т.к. за организацията му се използват малки протеинови блокчета, образуващи голямо вътрешно пространство, в което нуклеиновата киселина се вписва свободно.

Някои бактериофаги имат двойна симетрия, когато главата е организирана на принципа на кубичността, а процесът - на принципа на спиралната симетрия.

За големи вируси, няма постоянна симетрия.

Неразделен структурен и функционален компонент на нуклеокапсида са вътрешни протеини, осигуряващ правилното свръхнавито опаковане на генома, изпълняващо структурни и ензимни функции.

Функционалната специфичност на вирусните ензими се определя от мястото на тяхната локализация и механизма на образуване. Въз основа на това вирусните ензими се разделят на индуциран от вирусии вирион. Първите са кодирани във вирусния геном, вторите са част от вирионите. Вирионните ензими също са разделени на две функционални групи: ензимите от първата група осигуряват проникването на вирусни нуклеинови киселини в клетката и излизането на дъщерните популации; ензими от втората група участват в процесите на репликация и транскрипция на вирусния геном. Наред със своите, вирусите активно използват клетъчни ензими, които не са специфични за вируса. Но тяхната активност може да бъде променена по време на възпроизвеждането на вируса.

Има група от т.нар. комплексили "облечени" вируси, което за разлика от "гол", имат специална липопротеинова обвивка на върха на капсида - суперкапсидили peplos, организиран от двоен слой липиди и специфични вирусни гликопротеини, проникващи в липидния двуслой и образуващи израстъци-бодли(пепелмера или суперкапсидни протеини ). Повърхностните суперкапсидни протеини са важен компонент, който улеснява проникването на вируси в чувствителните клетки. Именно тези специални протеини, наречени F-протеини ( fusio - сливане), се осигурява сливането на вирусни суперкапсиди и клетъчни мембрани. Суперкапсидът се образува в по-късните етапи на репродуктивния цикъл по време на пъпкуването на дъщерните популации и е производна структура от мембраните на заразена с вирус клетка. По този начин съставът на липидите зависи от естеството на "пъпкуването" на вирусната частица. Например, при грипния вирус съставът на липидния двуслой е подобен на този на клетъчните мембрани. Защото херпесвирусите проникват през ядрената мембрана, наборът от липиди в техния суперкапсид отразява състава на ядрената мембрана. Захарите, които съставляват гликопротеините, също идват от клетката гостоприемник.

На вътрешната повърхност на суперкапсида, т.нар. матрични протеини (М протеини) образува се структурен слой, който насърчава взаимодействието на суперкапсида с нуклеокапсида, което е изключително важно в крайните етапи на самосглобяването на вириона.

Независимо от това, основният структурен и функционален компонент на вируса е неговият ген, който определя всички свойства на вирусната частица, както вътре, така и извън целевата клетка. Геномът кодира информация за морфологичните, биохимичните, патогенните и антигенните свойства на неговия носител. Геномът на вирусната частица е хаплоиден. Нуклеиновите киселини са представени от едноверижни РНК молекули или двуверижни ДНК молекули. Изключение правят реовирусите, чийто геном е образуван от две вериги на РНК, и парвовирусите, при които геномът е представен като единична верига на ДНК. Вирусите съдържат само един вид нуклеинова киселина.

Вирусна ДНКса организирани като кръгови ковалентно свързани супернавита или линейни структури с молекулно тегло от 1 x 10 6 до 1 x 10 8, което е 10 до 100 пъти по-малко от молекулното тегло на бактериалната ДНК. Геномът съдържа до няколкостотин гена. Транскрипцията на вирусна ДНК се извършва в ядрото на заразената клетка . Нуклеотидните последователности се срещат веднъж, но в краищата на молекулата има директни и обърнати (180 o разширени) повтарящи се нуклеотидни последователности. Това гарантира способността на молекулата на ДНК да се затваря в пръстен. Освен това те са един вид маркери на вирусната ДНК.

Вирусна РНКса представени от едно- и двуверижни молекули и не се различават по своя химичен състав от РНК от клетъчен произход. Едноверижните молекули могат да бъдат сегментирани, което води до увеличаване на кодиращия капацитет на генома. В допълнение, те имат спирални области като двойната спирала на ДНК, образувана чрез сдвояване на комплементарни азотни бази. Двуверижната РНК може да бъде линейна или кръгла.

В зависимост от спецификата на вътреклетъчното поведение и изпълняваните функции, вирусните РНК се разделят на групи:

1. Плюс-верижна РНК, които имат способността да превеждат кодираната в него информация към рибозомите на целевата клетка, т.е. функционират като иРНК. РНК на плюс-верижните вируси имат характерни модифицирани краища с форма на капачка, необходими за специфично разпознаване на рибозоми. Те се наричат ​​плюс нишки или положителен геном.

2. Отрицателни нишки на РНКне могат да превеждат генетична информация директно в рибозомите и не могат да функционират като иРНК. Те обаче са шаблон за синтез на иРНК. Те се наричат ​​минус нишки или отрицателен ген.

3. двойни нишки,едната от които функционира като -РНК, другата, комплементарна към нея, като +РНК.

Много вирусни нуклеинови киселини + РНК и ДНК-съдържащи вируси са инфекциозни сами по себе си, т.к. съдържа цялата генетична информация, необходима за синтеза на нови вирусни частици. Тази информация се реализира след проникването на вириона в чувствителната клетка. Двуверижните РНК и повечето -РНК не могат да покажат инфекциозни свойства.

Взаимодействието на вируса с клетка-мишена е сложен и многоетапен процес на съвместно съществуване на две форми на жива материя – предклетъчна и клетъчна. Тук се проявява целият комплекс от ефектите на вирусния геном върху генетично кодираните биосинтетични процеси на клетката гостоприемник.

Изпълнението на репродуктивния цикъл до голяма степен зависи от вида на инфекцията на клетката и естеството на взаимодействието на вируса с чувствителна (възможно е да бъде заразена) клетка.

В клетка, заразена с вирус, вирусите могат да бъдат в различни състояния:

1. възпроизвеждане на множество нови вириони;

2. наличие на нуклеиновата киселина на вируса в интегрирано състояние с хромозомата на клетката под формата на провирус;

3. съществуване в цитоплазмата на клетката под формата на кръгли нуклеинови киселини, наподобяващи бактериални плазмиди.

Именно тези състояния определят широк спектър от нарушения, причинени от вируса: от изразена продуктивна инфекция, завършваща с клетъчна смърт до продължително взаимодействие на вируса с клетката под формата на латентна (латентна) инфекция или злокачествена трансформация на клетката .

Идентифицирани са четири типа взаимодействие на вируси с чувствителна клетка:

1. продуктивен тип - завършва с образуването на ново поколение вириони и освобождаването им в резултат на лизис на заразени клетки ( цитолитична форма), или излизане от клетката без нейното унищожаване ( нецитолитична форма). Според нецитолитичния тип взаимодействие най-често се срещат персистиращи хронични инфекциихарактеризиращ се с образуването на дъщерни популации на патогена след завършване на острата фаза на заболяването. Клетъчната смърт се причинява от ранно потискане на клетъчния протеинов синтез, натрупване на токсични и специфично увреждащи вирусни компоненти, увреждане на лизозомите и освобождаване на техните ензими в цитоплазмата;

2. Интегративен тип , или вирогения - характеризира се с вграждането (интегрирането) на вирусна ДНК под формата на провирус в клетъчната хромозома и последващо функциониране като нейна неразделна част с ко-репликация.Този тип взаимодействие възниква латентна инфекция, бактериална лизогенияи трансформация на вирусни клетки;

3. абортивен тип - не завършва с образуването на нови вириони, тъй като инфекциозният процес в клетката се прекъсва на един от етапите. Възниква, когато вирус взаимодейства с покойна клетка или когато клетката е заразена с дефектен вирус.

И вирусите, и вирионите могат да бъдат дефектни.

Дефектни вирусисъществуват като независими видове и са функционално по-ниски, т.к. за тяхната репликация е необходим "вирус-помощник", т.е. дефектът се определя от непълноценността на генома. Те са разделени на 3 групи:

1. Дефектни интерфериращи частици, които са вириони, които съдържат само част от генетичната информация на оригиналния вирус и се репликират само с участието на свързан „вирус-помощник“;

2. Придружаващи вирусисе различават от предишните по това, че за тяхното възпроизвеждане се изисква участието на какъвто и да е „вирус-помощник“, който не е непременно свързан;

3. Интегрирани геномиса провируси, т.е. вирусни геноми, вградени в хромозомата на клетката, но са загубили способността да се превръщат в пълноценен вирус;

Дефектни вирионисъставляват група, която се формира при формирането на големи дъщерни популации, като тяхната дефектност се определя основно от морфологична непълноценност (празни капсиди, необвити нуклеокапсиди и др.). Специална форма на дефектни вириони - псевдовириони,имащ нормален капсид, съдържащ част от собствената си нуклеинова киселина и фрагменти от нуклеиновата киселина на гостоприемника, или част от хромозомата на клетката гостоприемник и част от нуклеиновата киселина на друг вирус.

Значението на дефектните вируси се крие в способността им да прехвърлят генетичен материал от донорна клетка към клетка реципиент.

4. Вирусна намеса - възниква, когато една клетка е заразена с два вируса и не се среща с никаква комбинация от патогени. Интерференцията се осъществява или поради индуцирането от един вирус на клетъчни инхибитори, които потискат репродукцията на друг, или поради увреждане на рецепторния апарат или клетъчния метаболизъм от първия вирус, което изключва възможността за възпроизвеждане на втория. Разграничаване хомоложни(свързани вируси) и хетероложни(несвързани вируси) интерференция.

Според естеството на взаимодействието на вирусния геном с клетъчния геном, автономени интеграционна инфекция. По време на автономна инфекция геномът на вируса не е интегриран в клетъчния геном, докато по време на интеграцията се осъществява интегрирането на вирусния геном в клетката.

Продуктивен тип взаимодействие между вирус и клетка , т.е. Възпроизвеждането на вируси е уникална форма на изразяване на чужда (вирусна) генетична информация в човешки, животински, растителни и бактериални клетки, която се състои в подчиняване на клетъчния матрикс-генетични механизми на вирусна информация. Това е най-сложният процес на взаимодействие между два генома, протичащ в 6 етапа:

1. адсорбция на вириони;

2. проникване на вируса в клетката;

3. премахване и освобождаване на вирусния геном;

4. синтез на вирусни компоненти;

5. образуване на вириони;

6. освобождаване на вириони от клетката.

Първоетап на размножаване - адсорбция, т.е. прикрепване на вириона към клетъчната повърхност. Протича в две фази. Първа фаза - неспецифичнипоради йонно привличане и други механизми на взаимодействие между вируса и клетката. Втора фаза - силно специфични, поради хомологията и комплементарността на рецепторите на чувствителните клетки и протеиновите лиганди на вирусите, които ги разпознават. Разпознаващи и взаимодействащи вирусни протеини се наричат прикачен файли са представени от гликопротеини, като част от липопротеиновата обвивка на капсида или суперкапсида на вируса.

Специфичните клетъчни рецептори имат различна природа, като протеини, липиди, въглехидратни компоненти на протеини и липиди. Една клетка може да носи от десет до сто хиляди специфични рецептори, което позволява на десетки и стотици вириони да се закрепят върху нея. Броят на инфекциозните вирусни частици, адсорбирани върху клетката, определя термина "множество на инфекции". Въпреки това, заразената с вирус клетка в повечето случаи е толерантна към повторно заразяване с хомоложен вирус.

В основата е наличието на специфични рецептори тропизъмвируси към определени клетки, тъкани и органи.

Второсцена - навлизане на вируса в клеткатаможе да се случи по няколко начина.

1. Рецепторно-зависима ендоцитоза възниква в резултат на улавянето и усвояването на вириона от чувствителна клетка. В този случай клетъчната мембрана с прикрепения вирион инвагинира с образуването на вътреклетъчна вакуола (ендозома), съдържаща вируса. След това липопротеиновата обвивка на вируса се слива с ендозомната мембрана и вирусът навлиза в цитоплазмата на клетката. Ендозомите се комбинират с лизозоми, които разграждат останалите вирусни компоненти.

2. Виропексис - се състои в сливането на вирусния суперкапсид с клетъчната или ядрената мембрана и се осъществява с помощта на специален слят протеин – F-катерица, който е част от суперкапсида. В резултат на виропексис капсидът е вътре в клетката, а суперкапсидът, заедно с протеина, се интегрира (вгражда) в плазмената или ядрената мембрана. Присъщ само на сложни вируси.

3. Фагоцитоза - чрез който вирусите проникват във фагоцитиращи клетки, което води до непълна фагоцитоза.

Третосцена - премахване и освобождаване на вирусния геномвъзниква в резултат на депротеинизация, модификация на нуклеокапсида, отстраняване на повърхностни вирусни структури и освобождаване на вътрешен компонент, който може да причини инфекциозен процес. Първите етапи на "събличане" започват още в процеса на проникване в клетката чрез сливане на вирусни и клетъчни мембрани или когато вирусът излезе от ендозома в цитоплазмата. Следващите етапи са тясно свързани с техния вътреклетъчен транспорт до местата на депротеинизация. Различните вируси имат свои собствени специализирани сайтове за премахване. Транспортирането до тях се извършва с помощта на вътреклетъчни мембранни везикули, при които вирусът се прехвърля в рибозомите, ендоплазмения ретикулум или в ядрото.

Четвъртосцена - синтез на вирусни компонентизапочва в момента сенчестиили фази на затъмнение,което се характеризира с изчезването на вириона. Фазата на сянка завършва след образуването на компонентните компоненти на вируса, необходими за сглобяването на дъщерни популации. Вирусът използва генетичния апарат на клетката за това, потискайки синтетичните реакции, необходими за самия него. Синтез на протеини и нуклеинови киселини на вируса, т.е. размножаването му, разделено във времето и пространството, се осъществява в различни части на клетката и се нарича дизюнктивно.

В заразена клетка вирусният геном кодира синтеза на две групи протеини:

- неструктурни протеини, обслужващи вътреклетъчното възпроизвеждане на вируса на различните му етапи, които включват РНК или ДНК полимерази, които осигуряват транскрипция и репликация на вирусния геном, регулаторни протеини, прекурсори на вирусни протеини, ензими, които модифицират вирусните протеини;

- структурни протеини, които са част от вириона (геномни, капсидни и суперкапсидни).

Синтезът на протеини в клетката се извършва в съответствие с процесите транскрипциичрез "пренаписване" на генетичната информация от нуклеиновата киселина в нуклеотидната последователност на информационната РНК (иРНК) и предавания(четене) иРНК върху рибозомите за образуване на протеини. Терминът "транслация" се отнася до механизмите, чрез които последователността от нуклеинови бази на иРНК се транслира в специфична аминокиселинна последователност в синтезирания полипептид. В този случай възниква дискриминация на клетъчните иРНК и синтетичните процеси върху рибозомите преминават под вирусен контрол. Механизмите за предаване на информация относно синтеза на иРНК в различни групи вируси не са еднакви.

Двуверижна ДНК, съдържащавирусите реализират генетична информация по същия начин като клетъчния геном, съгласно схемата: вирусна геномна ДНК→ транскрипция на иРНК→транслация на вирусен протеин. В същото време ДНК-съдържащите вируси, чиито геноми се транскрибират в ядрото, използват клетъчна полимераза за този процес, а геномите на които се транскрибират в цитоплазмата, тяхната собствена вирус-специфична РНК полимераза.

геном – РНК-съдържащи вирусислужи като шаблон, от който се транскрибира иРНК, с участието на вирус-специфична РНК полимераза. Техният протеинов синтез протича по схемата: вирусна геномна РНК→транскрипция на иРНК→транслация на вирусен протеин.

Отделно се откроява групата на РНК-съдържащите ретровируси, която включва вируси на човешки имунодефицит и онкогенни ретровируси. Те имат уникален начин за пренос на генетична информация. Геномът на тези вируси се състои от две идентични РНК молекули, т.е. е диплоиден. Ретровирусите съдържат специален вирус-специфичен ензим - обратна транскриптаза, или реверстазакойто осъществява процеса на обратна транскрипция. Състои се в следното: комплементарна едноверижна ДНК (кДНК) се синтезира върху геномната РНК матрица. Копира се с образуването на двойно-верижна комплементарна ДНК, която се интегрира в клетъчния геном и се транскрибира в иРНК с помощта на клетъчна ДНК-зависима РНК полимераза. Синтезът на протеини на тези вируси се извършва по схемата: вирусна геномна РНК→комплементарна ДНК→транскрипция на иРНК→транслация на вирусен протеин.

Транскрипцията се регулира от клетъчни и вирус-специфични механизми. Състои се в последователно четене на информация от т.нар. "рано"и "късни" гени. При първия информацията се кодира за синтеза на специфични за вируса транскрипционни и репликационни ензими, а във втория - за синтеза на капсидни протеини.

Синтез на вирусни нуклеинови киселини, т.е. репликация на вирусни геноми, води до натрупване в клетката на копия на оригиналните вирусни геноми, които се използват при сглобяването на вириони. Методът на репликация зависи от вида на нуклеиновата киселина на вируса, наличието на вирус-специфични и клетъчни полимерази и способността на вирусите да индуцират образуването на полимерази в клетката.

Двуверижни ДНК вирусирепликират се по обичайния полуконсервативен начин: след като нишките на ДНК се развъртят, нови вериги се завършват комплементарно към тях. Всяка новосинтезирана ДНК молекула се състои от една родителска и една синтезирана верига.

Едноверижни ДНК вирусив процеса на репликация клетъчните ДНК полимерази се използват за създаване на двуверижен вирусен геном, т.нар. репликативна форма. В същото време, -ДНК верига се синтезира комплементарно върху първоначалната +ДНК верига, която служи като шаблон за +ДНК веригата на новия вирион.

Едноверижни +РНК вирусииндуцират синтеза на РНК-зависима РНК полимераза в клетката. С негова помощ на базата на геномната +РНК верига се синтезира -РНК веригата, образува се временна двойна РНК, т.нар. репликация междинна. Състои се от пълна +РНК верига и множество частично завършени -РНК вериги. Когато се образуват всички -РНК вериги, те се използват като шаблони за синтеза на нови +РНК вериги.

Едноверижни РНК вирусисъдържат РНК-зависима РНК полимераза. Геномната –РНК верига се трансформира от вирусна полимераза в непълни и пълни +РНК вериги. Непълните копия действат като иРНК за синтеза на вирусни протеини, а пълните копия са шаблон за синтеза на геномната РНК верига на потомството.

Двуверижни РНК вирусирепликират подобно на едноверижните РНК вируси. Разликата е, че +RNA нишките, образувани по време на транскрипцията, функционират не само като иРНК, но също така участват в репликацията. Те са матрица за синтеза на РНК вериги. Заедно те образуват геномни двуверижни РНК вириони.

Диплоидни +РНК вирусиили ретровирусирепликират се с помощта на вирусна обратна транскриптаза, която синтезира ДНК верига върху шаблона на РНК вируса, от която +ДНК веригата се копира, за да образува двойна верига ДНК, затворена в пръстен. След това двойната верига на ДНК се интегрира с хромозомата на клетката, образувайки провирус. Множество вирионни РНК се образуват в резултат на транскрипция на една от веригите на интегрирана ДНК с участието на клетъчна ДНК-зависима РНК полимераза.

Петосцена - вирионен монтажпротича по подреден начин. самостоятелно сглобяванекогато съставните части на вириона се транспортират до местата за сглобяване на вируса. Това са специфични области от ядрото и цитоплазмата, наречени репликационни комплекси. Връзката на компонентите на вириона се дължи на наличието на хидрофобни, йонни, водородни връзки и стереохимично съответствие.

Образуването на вируси е многоетапен, строго последователен процес, с образуването на междинни форми, които се различават от зрелите вириони по състава на полипептидите. Сглобяването на просто подредени вируси става върху репликационни комплекси и се състои във взаимодействието на вирусни нуклеинови киселини с капсидните протеини и образуването на нуклеокапсиди. В комплексните вируси нуклеокапсидите първо се образуват върху комплекси за репликация, които след това взаимодействат с модифицирани клетъчни мембрани, които са бъдещата липопротеинова обвивка на вириона. В този случай сглобяването на вируси, които се възпроизвеждат в ядрото, става с участието на ядрената мембрана, а сглобяването на вируси, които се реплицират в цитоплазмата, се извършва с участието на мембраните на ендоплазмения ретикулум или цитоплазмената мембрана, където са вградени гликопротеини и други протеини на вирионната обвивка. В някои сложни РНК вируси матриксният протеин участва в сглобяването - М протеин- който се намира под клетъчната мембрана, модифицирана от този протеин. Притежавайки хидрофобни свойства, той действа като посредник между нуклеокапсида и суперкапсида. Комплексните вируси в процеса на формиране включват компоненти на клетката гостоприемник в състава си. Ако процесът на самосглобяване е нарушен, се образуват "дефектни" вириони.

шестосцена - освобождаване на вирусни частици от клеткатазавършва процеса на възпроизвеждане на вируса и протича по два начина.

експлозивен начинкогато вирусите без суперкапсид причиняват разрушаване на клетките и навлизат в извънклетъчното пространство. Голям брой вириони едновременно излизат от мъртва клетка.

пъпкуванеили екзоцитоза , характерен за сложни вируси, чийто суперкапсид се извлича от клетъчните мембрани. Първо, нуклеокапсидът се транспортира до клетъчните мембрани, които вече са вградени със специфични за вируса протеини. В зоната на контакт изпъкването на тези области започва с образуването на бъбрек. Образуваният бъбрек се отделя от клетката под формата на сложен вирион. Процесът не е смъртоносен за клетката и клетката е в състояние да остане жизнеспособна за дълго време, произвеждайки вирусно потомство.

Размножаването на вируси, които се образуват в цитоплазмата, може да се случи или през плазмената мембрана, или през мембраните на ендоплазмения ретикулум и апарата на Голджи, последвано от излизане към клетъчната повърхност.

Вирусите, които се образуват в пъпката на ядрото в перинуклеарното пространство през модифицираната ядрена обвивка и се транспортират до клетъчната повърхност като част от цитоплазмените везикули.

Интегративен тип взаимодействие вирус-клетка (вирогения) е съвместното съществуване на вирус и клетка в резултат на интегрирането на нуклеиновата киселина на вируса в хромозомата на клетката гостоприемник, в която вирусният геном се репликира и функционира като основна част от генома на клетката.

Този тип взаимодействие е характерно за умерени ДНК-съдържащи бактериофаги, онкогенни вируси и някои инфекциозни ДНК- и РНК-съдържащи вируси.

Интегрирането изисква наличието на кръгла форма на двуверижна ДНК на вируса. Такава ДНК е прикрепена към клетъчната ДНК на мястото на хомология и е интегрирана в специфичен регион на хромозомата. При РНК вирусите процесът на интеграция е по-сложен и започва с механизъм на обратна транскрипция. Интегрирането настъпва след образуването на двуверижен ДНК транскрипт и затварянето му в пръстен.

Допълнителната генетична информация по време на вирогенията придава нови свойства на клетката, които могат да причинят онкогенна трансформация на клетките, автоимунни и хронични заболявания.

Абортивен тип взаимодействие на вируса с клетката не завършва с образуването на вирусно потомство и може да се случи при следните условия:

1. инфекцията на чувствителна клетка става с дефектен вирус или дефектен вирион;

2. инфекция с вирулентен вирус на клетки, генетично устойчиви към него;

3. инфекция на чувствителна клетка с вирулентен вирус в непозволителен (непозволителни) условия.

По-често се наблюдава абортивен тип взаимодействие, когато нечувствителна клетка е заразена със стандартен вирус. Механизмът на генетичната резистентност обаче не е същият. Това може да бъде свързано с отсъствието на специфични рецептори на плазмената мембрана, неспособността на този тип клетки да инициират транслацията на вирусна иРНК и отсъствието на специфични протеази или нуклеази, необходими за синтеза на вирусни макромолекули.

Промените в условията, при които се осъществява репродукцията на вируса, също могат да доведат до абортивно взаимодействие: повишаване на телесната температура, промяна в pH във фокуса на възпалението, въвеждане на антивирусни лекарства и т.н. Въпреки това, когато се елиминират непозволителни условия, абортивният тип взаимодействие се превръща в продуктивно с всички произтичащи от това последствия.

Пречи на взаимодействието се определя от състоянието на имунитета към вторична инфекция на клетка, която вече е заразена с вирус.

хетероложна интерференциявъзниква, когато инфекцията с един вирус напълно блокира възможността за репликация на втория вирус в същата клетка. Един от механизмите е свързан с инхибирането на адсорбцията на друг вирус чрез блокиране или унищожаване на специфични рецептори. Друг механизъм е свързан с инхибирането на транслацията на иРНК на всяка хетероложна иРНК в заразената клетка.

Хомоложна интерференциятипично за много дефектни вируси, особено такива, които могат да бъдат препратени инвитро и висока множественост на инфекцията. Възпроизвеждането им е възможно само когато клетката е заразена с нормален вирус. Понякога дефектен вирус може да попречи на репродуктивния цикъл на нормален вирус и форма дефектни интерфериращи вирусни частици (DI). DI частиците съдържат само част от генома на нормален вирус. По естеството на дефекта DI частиците са делеционни частици и могат да се считат за смъртоносни мутанти. Основното свойство на DI частиците е способността да пречат на нормален хомоложен вирус и дори да играят ролята на помощници в репликацията. Способността за адсорбиране и проникване в клетката е свързана с нормалната структура на капсида. Освобождаването и експресията на дефектна нуклеинова киселина води до различни биологични ефекти: тя инхибира синтетичните процеси в клетката, инхибира синтеза и трансформацията на протеини на нормалните вируси поради хомоложна интерференция. Циркулацията на DI частици и ко-инфекция с нормален хомоложен вирус причинява появата на бавни, продължителни форми на заболявания, което е свързано със способността на DI частиците да се репликират много по-бързо поради простотата на генома, докато дефектните популацията има забележимо намаляване на тежестта на цитопатичния ефект, характерен за нормален вирус.

Процесът на взаимодействие на вируса с тялото в повечето случаи е цитоспецифичен и се определя от способността на патогена да се размножава в определени тъкани. Въпреки това, някои вируси имат по-широк обхват на тропизъм и се възпроизвеждат в голямо разнообразие от клетки и органи.

Факторите на специфичност на вируса, отговорни за неговия тропизъм и разнообразието от засегнати клетки, включват броя на специфичните рецептори (както във вириона, така и в клетката), които осигуряват пълното взаимодействие на вируса с клетката. Броят на такива рецептори обикновено е ограничен.

В някои случаи самата физиологична специфичност на клетките, а оттам и тяхната бимолекулярна организация, допринасят за проявата на вирулентността на патогена. Например, G-протеинът на обвивката на вируса на бяс има висок афинитет към невроналните ацетилхолинови рецептори, което осигурява способността му да прониква в клетките на нервната тъкан. Трябва да се отбележи, че невротропните вируси причиняват особено тежки заболявания, т.к нервните клетки не се регенерират. Освен това, възпроизвеждането на патогена ги прави мишени за цитотоксични имунни отговори.

Доста често вирулентността на вирусите се увеличава поради мутации. От особено значение в случая е способността на вирусите да обръщат мутацията на гените (реверсия). Гените, кодиращи протеиновата структура, могат да възстановят структурата си и да трансформират преди това авирулентни вирусни щамове във вирулентни.

Също толкова важни са характеристики на чувствителния макроорганизъм.

възрасте за

Вирусите са микроорганизми, които съставляват царството на Вира.

Характеристика:

2) нямат собствени протеин-синтезиращи и енергийни системи;

3) нямат клетъчна организация;

4) имат дизюнктивен (разделен) начин на възпроизвеждане (синтезът на протеини и нуклеинови киселини се извършва на различни места и по различно време);

6) вирусите преминават през бактериални филтри.

Вирусите могат да съществуват в две форми: извънклетъчна (вирион) и вътреклетъчна (вирус).

Формата на вирионите може да бъде:

1) закръглени;

2) пръчковидни;

3) под формата на правилни многоъгълници;

4) нишковидни и др.

Размерите им варират от 15–18 до 300–400 nm.

В центъра на вириона е вирусна нуклеинова киселина, покрита с протеинова обвивка - капсид, който има строго подредена структура. Капсидът е изграден от капсомери. Нуклеинова киселина и капсид съставляват нуклеокапсида.

Нуклеокапсидът на сложно организираните вириони е покрит с външна обвивка, суперкапсид, която може да включва много функционално различни липидни, протеинови и въглехидратни структури.

Структурата на ДНК и РНК вирусите не се различава фундаментално от НК на други микроорганизми. Някои вируси имат урацил в своята ДНК.

ДНК може да бъде:

1) двуверижни;

2) едноверижни;

3) пръстен;

4) двуверижни, но с една по-къса верига;

5) двуверижни, но с една непрекъсната, а другата фрагментирана вериги.

РНК може да бъде:

1) едноверижни;

2) линейна двуверижна;

3) линейно фрагментиран;

4) пръстен;

Вирусните протеини се делят на:

1) геномни - нуклеопротеини. Осигурява репликация на вирусни нуклеинови киселини и процеси на репродукция на вируса. Това са ензими, поради които се увеличава броят на копията на родителската молекула, или протеини, с помощта на които се синтезират молекули върху матрицата на нуклеиновата киселина, които осигуряват прилагането на генетична информация;

2) протеини на капсидната обвивка - прости протеини със способността да се самосглобяват. Те се събират в геометрично правилни структури, в които се разграничават няколко вида симетрия: спираловидна, кубична (образуват правилни многоъгълници, броят на лицата е строго постоянен) или смесен;

3) протеините на суперкапсидната обвивка са сложни протеини, разнообразни по функция. Благодарение на тях се получава взаимодействието на вируси с чувствителна клетка. Те изпълняват защитни и рецепторни функции.

Сред протеините на суперкапсидната обвивка има:

а) закотвящи протеини (от единия край са разположени на повърхността, а в другия отиват в дълбочина; осигуряват контакт на вириона с клетката);

б) ензими (могат да разрушат мембраните);

в) хемаглутинини (причиняват хемаглутинация);

г) елементи на клетката гостоприемник.

2. Взаимодействие на вирусите с клетката гостоприемник

Взаимодействието се осъществява в единна биологична система на генетично ниво.

Има четири типа взаимодействие:

1) продуктивна вирусна инфекция (взаимодействие, което води до възпроизвеждане на вируса и клетките умират);

2) абортивна вирусна инфекция (взаимодействие, при което не се осъществява възпроизвеждането на вируса и клетката възстановява нарушената функция);

3) латентна вирусна инфекция (има възпроизвеждане на вируса и клетката запазва функционалната си активност);

4) индуцирана от вирус трансформация (взаимодействие, при което клетка, заразена с вирус, придобива нови свойства, които преди това не са били присъщи за нея).

След адсорбция вирионите навлизат в тялото чрез ендоцитоза (виропексис) или чрез сливане на вирусната и клетъчните мембрани. Получените вакуоли, съдържащи цели вириони или техните вътрешни компоненти, навлизат в лизозомите, в които се извършва депротеинизация, тоест „събличане“ на вируса, в резултат на което вирусните протеини се унищожават. Нуклеиновите киселини на вирусите, освободени от протеини, проникват през клетъчните канали в клетъчното ядро ​​или остават в цитоплазмата.

Нуклеиновите киселини на вирусите реализират генетичната програма за създаване на вирусно потомство и определят наследствените свойства на вирусите. С помощта на специални ензими (полимерази) се правят копия от родителската нуклеинова киселина (осъществява се репликация) и се синтезират информационни РНК, които се свързват с рибозомите и осъществяват синтеза на дъщерни вирусни протеини (транслация).

След натрупване на достатъчен брой вирусни компоненти в заразената клетка започва сглобяването на потомствени вириони. Този процес обикновено се случва в близост до клетъчните мембрани, които понякога вземат пряко участие в него. Съставът на новообразуваните вириони често съдържа вещества, характерни за клетката, в която се репликира вирусът. В такива случаи последната стъпка в образуването на вириони е тяхното обвиване със слой клетъчна мембрана.

Последната стъпка във взаимодействието на вирусите с клетките е освобождаването или освобождаването на дъщерни вирусни частици от клетката. Простите вируси без суперкапсид причиняват разрушаване на клетките и навлизат в междуклетъчното пространство. Други вируси, които имат липопротеинова обвивка, излизат от клетката чрез пъпкуване. В този случай клетката остава жизнеспособна за дълго време. В някои случаи вирусите се натрупват в цитоплазмата или ядрото на заразените клетки, образувайки кристалоподобни клъстери - включващи тела.

3. Култивиране на вируси

Основните методи за култивиране на вируси:

1) биологична - инфекция на лабораторни животни. При заразяване с вирус животното се разболява. Ако болестта не се развие, патологични промени могат да бъдат открити при аутопсия. Животните показват имунологични промени. Въпреки това, не всички вируси могат да бъдат култивирани при животни;

2) култивиране на вируси в развиващите се пилешки ембриони. Пилешките ембриони се отглеждат в инкубатор за 7-10 дни и след това се използват за култивиране. В този модел всички видове тъканни пъпки са податливи на инфекция. Но не всички вируси могат да се размножават и развиват в пилешки ембриони.

В резултат на инфекция може да възникне и да се появи следното:

1) смърт на ембриона;

2) дефекти в развитието: на повърхността на мембраните се появяват образувания - плаки, които са натрупвания от мъртви клетки, съдържащи вириони;

3) натрупване на вируси в алантоичната течност (открива се чрез титруване);

4) възпроизвеждане в тъканна култура (това е основният метод за култивиране на вируси).

Има следните видове тъканни култури:

1) трансплантирани - култури от туморни клетки; имат висока митотична активност;

2) първично трипсинизиран - подложен на първично третиране с трипсин; това лечение нарушава междуклетъчната комуникация, което води до освобождаване на отделни клетки. Източникът са всякакви органи и тъкани, най-често ембрионални (те имат висока митотична активност).

За поддържане на клетки от тъканна култура се използват специални среди. Това са течни хранителни среди със сложен състав, съдържащи аминокиселини, въглехидрати, растежни фактори, протеинови източници, антибиотици и индикатори за оценка на развитието на клетките на тъканната култура.

За размножаването на вирусите в тъканната култура се съди по тяхното цитопатично действие, което е от различно естество в зависимост от вида на вируса.

Основните прояви на цитопатичното действие на вирусите:

1) репродукцията на вируса може да бъде придружена от клетъчна смърт или морфологични промени в тях;

2) някои вируси причиняват клетъчно сливане и образуване на многоядрен синцитий;

3) клетките могат да растат, но да се делят, което води до образуването на гигантски клетки;

4) в клетките се появяват включвания (ядрени, цитоплазмени, смесени). Включенията могат да оцветят в розово (еозинофилни включвания) или синьо (базофилни включвания);

5) ако вирусите с хемаглутинини се размножават в тъканната култура, тогава в процеса на възпроизвеждане клетката придобива способността да адсорбира еритроцитите (хемадсорбция).

4. Характеристики на антивирусния имунитет

Антивирусният имунитет започва с представянето на вирусния антиген от Т-хелперите.

Дендритните клетки имат силни антиген-представящи свойства при вирусни инфекции, а клетките на Лангерханс при херпес симплекс и ретровирусни инфекции.

Имунитетът е насочен към неутрализиране и отстраняване на вируса, неговите антигени и инфектирани с вирус клетки от тялото. Антителата, образувани по време на вирусни инфекции, действат директно върху вируса или върху клетките, заразени от него. В тази връзка има две основни форми на участие на антителата в развитието на антивирусен имунитет:

1) неутрализиране на вируса с антитела; това предотвратява приемането на вируса от клетката и проникването му вътре. Опсонизацията на вируса с антитела насърчава неговата фагоцитоза;

2) имунен лизис на инфектирани с вирус клетки с участието на антитела. Когато антителата действат върху антигени, експресирани на повърхността на инфектирана клетка, към този комплекс се добавя комплемент, последвано от неговото активиране, което предизвиква индуциране на комплемент-зависима цитотоксичност и смъртта на заразената с вирус клетка.

Недостатъчната концентрация на антитела може да засили репродукцията на вируса. Понякога антителата могат да предпазят вируса от действието на протеолитичните ензими на клетката, което, запазвайки жизнеспособността на вируса, води до увеличаване на неговата репликация.

Вирус-неутрализиращите антитела действат директно върху вируса само когато той, унищожил една клетка, се разпространи в друга.

Когато вирусите преминават от клетка в клетка по цитоплазмените мостове без контакт с циркулиращи антитела, основната роля в развитието на имунитета играят клетъчните механизми, свързани предимно с действието на специфични цитотоксични Т-лимфоцити, Т-ефектори и макрофаги. Цитотоксичните Т-лимфоцити директно контактуват с целевата клетка, повишавайки нейната пропускливост и причинявайки осмотично подуване, разкъсване на мембраната и изпускане на съдържанието в околната среда.

Механизмът на цитотоксичния ефект е свързан с активирането на мембранните ензимни системи в областта на клетъчна адхезия, образуването на цитоплазмени мостове между клетките и действието на лимфотоксина. Специфичните Т-убийци се появяват в рамките на 1-3 дни след заразяването с вируса, тяхната активност достига максимум след седмица и след това бавно намалява.

Един от факторите на антивирусния имунитет е интерферонът. Образува се в местата на репродукция на вируса и предизвиква специфично инхибиране на транскрипцията на вирусния геном и потискане на транслацията на вирусната иРНК, което предотвратява натрупването на вируса в клетката-мишена.

Продължителността на антивирусния имунитет е променлива. При редица инфекции (варицела, паротит, морбили, рубеола) имунитетът е доста стабилен, а повтарящите се заболявания са изключително редки. По-малко стабилен имунитет се развива при инфекции на дихателните пътища (грип) и чревния тракт.

За разлика от всички организми, вирусите се характеризират със следните характеристики:

те нямат клетъчна организация;

нямат собствени протеин-синтезиращи и енергийни системи;

Те имат специален дизюнктивен (дизюнктивен) метод на възпроизвеждане (размножаване): вирусните нуклеинови киселини и протеини се синтезират отделно в клетките и след това се сглобяват във вирусни частици.

филтрируемост - преминаването на вируси през бактериални филтри, което е свързано с малкия размер на вирусите (размерите им са изразени в нанометри, т.е. те са хиляди пъти по-малки от клетките).

Вирусите могат да съществуват в две форми:

едно). Извънклетъчна форма - вирион- това е образувана вирусна частица, която включва всички съставни елементи: капсид, нуклеинова киселина, структурни протеини, ензими и др.

2). Вътреклетъчна форма - вирус- може да бъде представена от единична молекула нуклеинова киселина.

Вирусите се различават под формата на вириони, които могат да бъдат под формата на пръчици (вирус на тютюнева мозайка), куршуми (вирус на бяс), сфери (вируси на полиомиелит, ХИВ), нишки (вирус Ебола), сперма (много бактериофаги).

Размерът на вирусите варира от 15 до 400 nm (1 nm е равен на 1/1000 микрона): малките вируси, чийто размер е подобен на размера на рибозомите, включват вируса на полиомиелит (20 nm), а големите включват вируса на вариола (350 nm).

Класификация на вирусите.

Разграничаване ДНК съдържащавируси (херпес вирус, вариола вирус, аденовируси) и РНК-съдържащи(вирус на грип, бяс, полиомиелит, морбили).

Разграничаване простовируси (вирус на полиомиелит, TMV) и комплексвируси (грип, херпес, морбили).

Структурата на вирусите.

прост, или вирусите без обвивка се състоят само от нуклеокапсиде нуклеинова киселина, свързана с протеиновата обвивка. Протеиновата обвивка на вирусите се нарича капсиди се състои от отделни подединици - капсомери.

Комплекс, или обвити, вирусите, в допълнение към капсида, имат допълнителна обвивка - суперкапсид, който се състои от двоен слой от липиди и протеини. Върху обвивката на вируса има гликопротеинови шипове или шипове.

Вътрешните структури на вирусите се наричат ядро.

Има два вида симетрия на капсида (нуклеокапсид):

1). спирален тип- капсомерите са подредени в спирала заедно с нуклеиновата киселина, придавайки на вирусите пръчковидна форма (например в TMV).

2). кубичен тип- поради образуването на изометрично кухо тяло от капсид, съдържащ вирусна нуклеинова киселина, придава на вирусите сферична форма (например при херпесния вирус).

Капсидът и суперкапсидът предпазват вирионите от влиянието на околната среда и определят селективното взаимодействие (адсорбция) на вируса върху определени клетки.

Неклетъчните форми на живот, в допълнение към вирусите, включват приони и вироиди. приони - инфекциозни протеинови частици, които нямат нуклеинова киселина и са много малки по размер. Прионите причиняват бавни (прионни) заболявания при хората, които протичат като енцефалопатии (болест на Crutzfeldt-Jakob, kuru и др.).

Вироиди- малки молекули кръгова, свръхнавита РНК, които не съдържат протеин и причиняват болести по растенията.

Взаимодействие на вируса с клетката гостоприемник.

Има три вида взаимодействие между вирус и клетка:

1. Продуктивен тип – характеризира се с образуването на нови вириони в клетката гостоприемник.

2. Абортивен тип, характеризиращ се с прекъсване на инфекциозния процес в клетката, така че не се образуват нови вириони.

3. Интегративен тип или вирогения- взаимното съвместно съществуване на вируса и клетката.

продуктивен типвзаимодействието на вируса с клетката се осъществява в резултат на неговото възпроизвеждане, т.е. репродукция на вируса. Размножаването се извършва на няколко етапа:

1) адсорбция на вириони в клетката;

2) проникване на вириони в клетката;

3) "събличане" и освобождаване на вирусния геном (депротеинизация на вирусите);

4) биосинтеза на вирусни компоненти;

5) образуване на вируси - "сглобяване";

6) освобождаване на вириони от клетката.

Тези етапи са различни за различните вируси. Пълният цикъл на репродукция на вируса завършва за 5-6 часа (вирус на грип) или за няколко дни (вирус на морбили).

Продуктивното взаимодействие по-често има литичен характер, т.е. завършва със смъртта на заразената клетка, която настъпва след пълното сглобяване на дъщерната популация и освобождаването на вирусите от клетката.

Интегративен типвзаимодействие (вирогения) се състои в интеграция, т.е. интеграция на вирусна ДНК в клетъчната хромозома и тяхното съвместно съществуване. Вирусната ДНК, вградена в хромозомата на клетката, се нарича провирус. В този случай вирусната частица може да стане неактивна, понякога тя остава в клетката много дълго време, без да издава по никакъв начин присъствието си (ХИВ, вирус на хепатит В). Въпреки това, под въздействието на някои физични и химични фактори, провирусът може да се отцепи от клетъчната хромозома и да премине в автономно състояние с развитието на продуктивен тип взаимодействие с клетката, или клетката се трансформира, което води до злокачествено заболяване. растеж (онкогенни вируси).

Бактериални вируси (бактериофаги).

Бактериофагите са вируси, които имат способността да проникват в бактериалните клетки, да се размножават в тях и да предизвикват лизирането им. Те се състоят от глава, която съдържа нуклеинова киселина, и процес (опашка). Повечето съдържат двуверижна ДНК, която е затворена в пръстен.

Проникването на фага в бактериалната клетка става чрез инжектиране на нуклеинова киселина през процесния канал.

Според механизма на взаимодействие между фаг и бактериална клетка има:

1) Вирулентенбактериофагите, веднъж вътре в бактериална клетка, се репликират (образувайки 200-300 фагови частици) и причиняват смърт (лизис) на бактериалната клетка.

2) умеренослед проникване в бактериалната клетка, те не я унищожават, тъй като ДНК на фага е интегрирана в бактериалната ДНК. Тази ДНК на бактериофаг се нарича профаги бактерията лизогенен. Това съвместно съществуване на бактерия и умерен бактериофаг се нарича лизогения.

Бактериофагите се използват в лабораторната диагностика за идентифициране на бактерии с цел идентифициране на източника на инфекция. Бактериофагните препарати се произвеждат в таблетки, под формата на мехлеми, аерозоли, супозитории и се използват за профилактика и лечение на някои инфекциозни заболявания.

Методи за изследване на вируси.

Тъй като вирусите не се култивират върху изкуствени хранителни среди, организми от лабораторни животни, пилешки ембриони и клетъчни култури се използват за тяхното възпроизвеждане за диагностични цели (основният метод).

лабораторни животни(бели мишки, хамстери, зайци, маймуни и др.) са заразени с тествания вирус-съдържащ материал. Откриването (индикацията) на факта на възпроизвеждане на вируси се установява въз основа на развитието на типични признаци на заболяването, промени в органите и тъканите на животното или положителен тест за хемаглутинация (RHA). RGA се основава на способността на някои вируси да предизвикват аглутинация (слепване) на еритроцити на различни видове животни, птици и хора поради специалния хемаглутинин протеин, присъстващ на повърхността на вириона.

пилешки ембриони(развиващи се на 5 - 12 дни) се заразяват чрез въвеждане на тестовия материал в различни тъкани и кухини на ембриона. Откриването на вируси се извършва въз основа на специфични лезии на мембраните и тялото на ембриона (бръчици, кръвоизливи), както и в RGA.

клетъчна култураизползван най-често. Клетъчната култура се заразява с вируса и се покрива с тънък слой агар. В зависимост от свойствата на вируса и вида клетки, които инфектира, резултатът от взаимодействието на вируса с клетката може да бъде следните промени в клетъчните култури:

Цитопатичен ефект (CPE) - развитието на дегенеративни процеси в клетките.

Образуването на симпласти - гигантски многоядрени клетки в резултат на сливане на цитоплазмата на няколко клетки и митотично делене.

Образуването на включвания е едно от проявите на CPE.

Увеличаването на масата на вирусите е образуването на плаки или колонии от вируси (ограничени области от клетки, унищожени от вируси, видими като ярки петна на фона на оцветени живи клетки (например при едра шарка, морбили, полиомиелит и др.) ).

Подобна информация.