Рнк нить вирусов. Строение и классификация вирусов. Вирусы. Вирион. Морфология вирусов. Размеры вирусов. Нуклеиновые кислоты вирусов

А) обладает инфекционной активностью

Б) несет наследственную функцию

Г) не обладает функцией информационной РНК

У каких микроорганизмов материальной основой наследственности является РНК?

А) у бактерий

Б) у спирохет

В) у РНК – содержащих вирусов

Г) у ДНК – содержащих вирусов

Д) у микоплазм

Что такое трансформация?

А) восстановление поврежденной ДНК

Б) передача генетической информации при контакте бактериальных клеток разной «половой» направленности

В) передача генетической информации с помощью фрагмента ДНК

Г) передача генетической информации от клетки донора клетке реципиента с помощью бактериофага

Какие различают формы генетических рекомбинаций?

А) репарация;

Б) трасформация;

В) трансдукция;

Г) конъюгация;

Д) все ответы правильные;

Е) все ответы неправильные.

Что такое трансдукция?

А) передача генетического материала при помощи бактериофага

Б) необходим контакт клеток донора и реципиента

В) передача генетического материала с помощью РНК

Г) передача генетического материала с помощью полового фактора

Что изучает генетика микроорганизмов?

А) Ультраструктуру микроорганизмов;

Б) Вопросы наследственности и изменчивости микроорганизмов;

В) Процессы метаболизма микроорганизмов;

Г) Все ответы правильные;

Д) Все ответы неправильные.

Чем характеризуется «плюс» цепь РНК?

А) несет наследственную функцию

В) способна встраиваться в хромосому клетки

Г) обладает функцией информационной РНК

Д) не обладает функцией информационной РНК

Е) все ответы правильные.

Занятие № 7

ТемА: Бактериологический метод диагностики инфекционных заболеваний. Питание бактерий. Принципы культивирования микроорганизмов. Питательные среды. Методы стерилизации.

I. Мотивационная характеристика, темы занятия.

Усвоение вопросов бактериологического метода определения чистой культуры аэробных и анаэробных инфекционных заболеваний, необходимых для диагностики и лечения, изучение которых осуществляется также на кафедре эпидемиологии, инфекционных болезней, детских инфекций и др. клинических дисциплин.

Необходимый исходный уровень знаний: Физиология микроорганизмов.

II. Целевые задачи

Студент должен знать:	Студент должен уметь:
1. Бактериологический метод диагностики инфекционных заболеваний, его цель и этапы.	1. Приготовить питательные среды.
2. Типы питания бактерий.	2. Оценить эффективность стерилизации и дезинфекции.
3. Принципы культивирования микроорганизмов.
4. Питательные среды, требования, предъявляемые к питательным средам.
5. Классификация питательных сред, состав и приготовление.
6. Методы стерилизации.
7. Механизм действия стерилизующих факторов на молекулярную структуру микроорганизмов.
8. Отличия понятий контаминации и деконтаминации, дезинфекции и стерилизации, асептики и антисептики.
9. Современные технологии стерилизации и аппаратура.
10. Способы контроля эффективности стерилизации и дезинфекции.

Основная литература:

1. Микробиология с вирусологией и иммунологией / Под ред. Л.Б. Борисова, A.M. Смирновой - М., 1994.

2. Микробиология и иммунология. / Под. ред. А.А. Воробьева. -М., 1999.

3. Медицинская микробиология. / Под ред. акад. РАМН В.И. Покровского. - М., 2001.

4. Микробиология, вирусология, иммунология / Под ред. А.А. Воробьева. – М., 2004

5. Микробиология, вирусология и иммунология / Под редакцией В.Н. Царева – М., 2009.

6. Основы медицинской биотехнологии. /Под ред. А.А. Воробьева. - М., 1990.

7. Руководство к практическим занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. /Под. ред. В.В. Теца, 2002.

8. Практикум лабораторных работ с иллюстрированными ситуационными заданиями по микробиологии, иммунологии и вирусологии / Под ред. В.Н. Царева, А.А. Воробьева. – М., 2008.

Дополнительная литература:

Физиология микроорганизмов / Методические разработки к практическим занятиям по общей микробиологии. – Ростов-на-Дону, 2001.

1. Методы лабораторной диагностики / Методические рекомендации для студентов лечебного, педиатрического, стоматологического, фармацевтического факультетов, факультета высшего сестринского образования – Владикавказ, 2003.

2. Общая микробиология / Учебно-методические рекомендации для студентов лечебного факультета. – Владикавказ, 2004.

3. Методические разработки по клинической микробиологии / Учебно-методические разработки для студентов лечебного и педиатрического факультетов - Владикавказ, 2005.

4. Забор патологического материала для микробиологической, вирусологической и серологической диагностики инфекций / Учебно-методические разработки для студентов высшего сестринского образования. – Владикавказ, 2005.

6. Сборник методических разработок по микробиологии для студентов лечебного, педиатрического, медико-профилактического и фармацевтического факультетов / Учебно-методические разработки, часть I.- Владикавказ, 2008.

III. Задания для самостоятельной внеаудиторной работы

1. Дайте определение микробиологического исследования выделения чистых культур микроорганизмов. Каковы основные принципы?

2. Методы выделения чистых культур.

3. Перечислите этапы выделения чистых культур.

4. Классификация питательных сред и методы их приготовления.

5. Методы стерилизации. Заполните таблицу:

6. Дайте определение асептики, антисептики, дезинфекции и стерилизации.

7. Перечислите химические методы дезинфекции:

8. Как осуществляется контроль эффективности стерилизации (методы).

САМОКОНТРОЛЬ

(выберите один или несколько правильных ответов)

1. При стерилизации наиболее быстро разрушаются следующие виды химических связей в пептидогликане бактериальной клеточной стенки:

А. Пептидные;

Б. Гликозидные;

В. Водородные;

Г. Ковалентные.

2. Для разрушения прионов необходимо:

А. Нарушить структуру НК;

Б. Нарушить структуру белка приона;

В. Разрушить все молекулы, образующие прион;

Г. Разрушить пептидогликан.

3. Перечислите способы стерилизации, освобождающие объект от споровых форм микробов:

А. Облучение ультрафиолетом;

Б. Автоклавирование;

В. Пастеризация;

Г. Сухим жаром.

4. Комплекс мероприятий, направленных на уничтожение на/в объектах патогенных микробов называются:

А. Асептика;

Б. Антисептика;

В. Дезинфекция;

Г. Стерилизация.

5. Если средство обладает моющим и антимикробным свойствами:

А. Допускается совмещение дезинфекции и предстерилизационной отчистки;

Б. Дезинфекция и предстерилизационная отчитска должны проводиься раздельно;

В. Данное средство может использоваться только для очистки;

Г. Данное средство может использоваться только для дезинфекции.

6. Сложные среды, содержащие белковые и углеводные компоненты, стерилизуют:

А. Дробно-текучим паром;

Б. Кипячением;

В. Сухим жаром в печи Пастера;

Г. Тиндализацией;

Д. Фильтрованием;

Е. Химической дезинфекцией.

7. К физическим методам стерилизации относятся:

А. Ультразвук;

Б. Ультрафиолетовые лучи;

В. Антибиотики;

Г. Фильтрование;

Д. Паровая стерилизация;

Е. Сухожаровая стерилизация.

8. Какие факторы используются при автоклавировании:

А. Температура;

Б. Фильтры;

Г. Давление.

9. К простым средам относятся:

Б. Пептонная вода;

В. Кровяной агар;

Г. Среда Гисса;

Е. Сывороточные среды.

10. К сложным средам относятся:

Б. Пептонная вода;

В. Кровяной агар;

Г. Среда Гисса;

11. В жидкой питательной среде рост микробов может наблюдаться в виде:

А. Колоний;

Б. Диффузного помутнения;

В. Придонного помутнения;

Г. Пристеночного налета.

12. Плотность питательных сред зависит от содержания:

А. Сыворотки крови;

Б. Сахарозы;

В. Агар-агара;

Г. Пептона.

13. На рост бактерий влияют следующие условия культивирования:

Б. рН среды;

В. Температура;

Г. Влажность среды;

Д. Факторы роста.

14. Оптимальной температурой для выращивания большинства патогенных микроорганизмов является:

15. Питательные среды по назначению делят на:

А. Простые;

Б. Элективные;

В. Жидкие;

Г. Дифференциально-диагностические;

Д. Транспортные.

16.Для осуществления активного транспорта веществ в бактериальную клетку необходимо присутствие:

а) транскриптазы

б)транслоказы

в)гиалуронидазы

д)нейроминидазы

г)ДНК-азы

17.Процесс биологического окисления субстрата осуществляется микробной клеткой:

а) рибосомах

б)мезосомах

в)митохондриях

г)внутриклеточных включениях

д)лизосомах

18.Микробы, использующие неорганические источники углерода и хемосинтезирующие реакции для получения энергии называются:

а)фотолитотрофами

б)фотоорганотрофами

в)хемолитотрофами

д)хемоорганотрофами

д)истинными хемоорганотрофами

19.Среда тиогликолевая служит для выделения:

а) облигатных аэробов

б) облигатных анаэробов

в) факультативных аэробов

г) факультативных анаэробов

д) все ответы правильные

20.Энергия в микробной клетке запасается в виде:

б) волютин

е) все ответы правильные

21.Для анаэробного культивирования используют:

а) баллоны с бескислородной газовой смесью

б) анаэростат

в) вакуумный насос

г) газовый пакет с редуцирующими реагентами

д) все ответы правильные

22. Среды, содержащие сахара и другие углеводы, стерилизуют:

а) автоклавированием

б) кипячением

в) сухим жаром в печи Пастера

г) фильтрованием

д) дробно-текучим паром

23.На рост бактерий влияют следующие условия культивирования:

а) газовый состав

в) факторы роста

г) рН среды

д) влажность среды

е) все ответы неправильные

24.Процессы биологического окисления сопряжены с реакциями:

а) катабализма

б) амфиболизма

в) анаболизма

г) биосинтеза

д) расщепления веществ

25.При стерилизации наиболее быстро разрушаются следующие виды химических связей в пептидогликане бактериальной клеточной стенки:

а) пептидные

б) гликозидные

в) водородные

г) ковалентные

26.Пастерилизацию с последующим быстрым охлаждением проводят в следующем режиме:

а) при t 100 С в течении 30 секунд

б) при t 65-95 С в течении 30 сек.-2 минут

в) при t 35-55 С в течении 60 минут

г) все ответы верны

27.Для контроля качества стерилизации применяют:

а) физико-химические тесты

б) фенолфталеиновую пробу

в) биологические тесты

г) молекулярно-генетические методы

28.Кислоты как конечный продукт метаболизма источника энергии:

а) дыхание

б) брожение

д) ни тот, ни другой

Геном вирусов содержит один тип нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК. Эти нуклеиновые кислоты, как носители генетической информации вирусов, могут быть однонитчатыми или двунитчатыми. Репликация генома вирусов зависит от строения нуклеиновой кислоты, процесс транскрипции осуществляется многочисленными путями.

РНК-овые вирусы могут быть плюс-нитевыми (РНК +) и имнус-нитевыми (РНК -).

Трансляция у плюс-нитевых вирусов (пикорновирусы, флавивирусы и др.) начинается непосредственно с исходной РНК. Процесс трансляции у минус-нитевых вирусов не может осуществляться на прямую. Этим вирусам необходим предварительный синтез комплементарной копии РНК, который осуществляется особым специфическим ферментом (РНК-зависимой РНК-полимеразой).

У РНК-овых двунитчатых вирусов плюс-нить не используется. Эти вирусы в своем жизненном цикле используют минус-цепь РНК, как все минус-нитевые вирусы.

Представители семейства Retroviridae обладают плюс-нитевым вирусным геномом, но не смотря на это генетическая информация у них снаяала переписывается на ДНК, т. е. по РНК вируса образуется комплементарная цепь ДНК. Течение этого процесса реализуется благодаря РНК-зависимой ДНК полимеразы (ревертазы). Образующаяся ДНК интегрирует с геномом клетки. У вирусов семейства Retroviridae транскрипцию встроенной ДНК обеспечивают РНК-полимеразы клеток эукариот.

Подобно бактериям, вирусы подвержены генотипической и фенотипической изменчивости.

При заражении эукариотических клеток ассоциацией вирусов наблюдаются различные типы взаимодействия между ними.

Пересортировка генов связана с перестройкой у вирусов, имеющих сегментированный геном. Так, рекомбинанты вируса гриппа получают при совместном культивировании вирусов с разными генами гемагглютинина и нейтролинидазы. В результате происходит быстрое изменение свойств вирусов и возникает новый тип вируса.

Множественная реактивация возникает при заражении клетки несколькими вирусами с дефективными геномами. Если повреждения генома различны у разных вирусов, то вирус может репродуцироваться, т. е. вирусы с поражением разных генов дополняют друг друга за счет рекомбинации геномов.

Перекрестная реактивация возникает в случае заражения клетки двумя вирусами, у одного из которых геном поврежден, а у другого – полноценный. При такой смешанной инфекции возникает рекомбинация, в результате которой появляются вирионы со свойствами обоих родителей.

Гетерозиготность – это формирование вирусов, содержащих в своем составе два разных генома или один полный геном одного вируса и часть генома другого вируса. Гетерозиготность имеет место при совместном культивировании двух штаммов вируса.

Комплементация – это такое взаимодействие вирусов, когда один их них, или оба, предоставляют друг другу недостающие белки для размножения и развития. Комплементация может активизировать изначально не жизнеспособные вирусы. Примером может служить покрытие дельта-вируса белком вируса генотипа В-Hbs- антигеном.

Фенотипическое смешивание – это процесс при котором геном одного из вирусов оказывается заключенным в капсид другого. Фенотипическое смешивание наблюдают при совместном культивировании вирусов.



Продуктивный тип взаимодействия виру­са с клеткой, т. е. репродукция вируса (лат. re - повторение, productio - производство), проходит в 6 стадий:

1) адсорбция вирионов на клетке;

2) проникновение вируса в клетку;

3) «раздевание» и высвобождение вирусного генома (депротеинизация вируса);

4) синтез вирусных компонентов ;

5) формирование ви­рионов;

6) выход вирионов из клетки.

У раз­личных вирусов эти стадии отличаются

Адсорбция вирусов. Первая стадия репродук­ции вирусов - адсорбция, т. е. прикрепление вириона к поверхности клетки. Она протекает в две фазы. Первая фаза - неспецифическая, обусловленная ионным притяжением между вирусом и клеткой, включая и другие механиз­мы. Вторая фаза адсорбции - высокоспецифи­ческая, обусловленная гомологией, комплемен-тарностью рецепторов чувствительных клеток и «узнающих» их белковых лигандов вирусов. Белки на поверхности вирусов, узнающие спе­цифические клеточные рецепторы и взаимо­действующие с ними, называются прикрепи­тельными белками (в основном это гликопротеины) в составе липопротеиновой оболочки.

Специфические рецепторы клеток имеют различную природу, являясь белками, липидами, углеводными компонентами белков, липидов и др. Так, рецепторами для вируса грип­па является сиаловая кислота в составе гли-копротеинов и гликолипидов (ганглиозидов) клеток дыхательных путей. Вирусы бешенства адсорбируются на ацетилхолиновых рецепто­рах нервной ткани, а вирусы иммунодефицита человека - на СО4-рецепторах Т-хелперов, моноцитов и дендритных клеток. На одной клетке находится от десяти до ста тысяч спе­цифических рецепторов, поэтому на ней могут адсорбироваться десятки и сотни вирионов.

Наличие специфических рецепторов лежит в основе избирательности поражения вируса­ми определенных клеток, тканей и органов. Это так называемый тропизм (греч. tropos - поворот, направление). Например, вирусы, репродуцирующиеся преимущественно в клетках печени, называются гепатотропными, в нервных клетках - нейротропными, в иммунокомпетентных клетках - иммунотропными и т. д.

Проникновение вирусов в клетку. Вирусы проникают в клетку путем рецептор-зависи­мого эндоцитоза (виропексиса), или слияния оболочки вируса с клеточной мембраной, или же в результате сочетания этих механизмов.

1 . Рецептор-зависимый эндоцитоз происхо­дит в результате захватывания и поглоще­ния вириона клеткой: клеточная мембрана с прикрепленным вирионом впячивается с образованием внутриклеточной вакуоли (эн­досомы), содержащей вирус. За счет АТФ-зависимого «протонного» насоса содержимое эндосомы закисляется, что приводит к слия­нию липопротеиновой оболочки сложно ор­ганизованного вируса с мембраной эндосомы и выходу вирусного нуклеокапсида в цитозоль клетки. Эндосомы объединяются с лизосомами, которые разрушают оставшиеся вирусные компоненты. Процесс выхода безоболочечных (просто организованных) вирусов из эн­досомы в цитозоль остается малоизученным.

2. Слияние обточки вириона с клеточной мемб­раной характерно только для некоторых оболочечных вирусов (парамиксовирусов, ретровиру-сов, герпесвирусов), в составе которых имеются белки слияния. Происходит точечное взаимо­действие вирусного белка слияния с липидами клеточной мембраны, в результате чего вирус­ная липопротеиновая оболочка интегрирует с клеточной мембраной, а внутренний компонент вируса попадает в цитозоль.

А) «Раздевание» (депротеинизация) вирусов. В результате высвобождается его внутренний компонент, способный вызы­вать инфекционный процесс. Первые этапы «раздевания» вируса начинаются в процессе его проникновения в клетку путем слияния вирус­ных и клеточных мембран или же при выходе вируса из эндосомы в цитозоль. Последующие этапы «раздевания» вируса тесно взаимосвя­заны с их внутриклеточным транспортом к местам депротеинизации. Для разных вирусов существуют свои специализированные учас­тки «раздевания» в клетке: для пикорнавирусов- в цитоплазме с участием лизосом, аппарата Гольджи; для герпесвирусов - около­ядерное пространство или поры ядерной мем­браны; для аденовирусов - сначала структуры цитоплазмы, а затем ядро клетки. Конечными продуктами «раздевания» могут быть нуклеи­новая кислота, нуклеопротеин (нуклеокапсид) или сердцевина вириона. Так, конечным продуктом раздевания пикарновирусов является нуклеиновая кислота, ковалентно связанная с одним из внутренних белков. А у многих оболочечных РНК-содержащих вирусов ко­нечными продуктами «раздевания» могут быть нуклеокапсиды или сердцевины, которые не только не препятствуют экспрессии вирусного генома, а, более того, защищают его от кле­точных протеаз и регулируют последующие биосинтетические процессы.

В) Синтез вирусных компонентов. Синтез белков и нуклеиновых кислот вируса, который разобщен во времени и пространстве. Синтез осущест­вляется в разных частях клетки, поэтому такой способ размножения вирусов называется дизъ­юнктивным (от лат. disjunctus - разобщенный).

С)Синтез вирусных белков . В зараженной клет­ке вирусный геном кодирует синтез двух групп белков:

1. неструктурных белков, обслуживаю­щих внутриклеточную репродукцию вируса на разных его этапах;

2. структурных белков, которые входят в состав вириона (геномные, связанные с геномом вируса, капсидные и су-перкапсидные белки).

К неструктурным бел­кам относятся: 1) ферменты синтеза РНК или ДНК (РНК- или ДНК-полимеразы), обеспе­чивающие транскрипцию и репликацию ви­русного генома; 2) белки-регуляторы; 3) пред­шественники вирусных белков, отличающиеся своей нестабильностью в результате быстрого нарезания на структурные белки; 4) фермен­ты, модифицирующие вирусные белки, на­пример, протеиназы и протеинкиназы.

Синтез белков в клетке осуществляется в со­ответствии с хорошо известными процессами транскрипции (от лат. transcriptio - переписы­вание) путем «переписывания» генетической информации с нуклеиновой кислоты в нуклео-тидную последовательность информационной РНК (иРНК) и трансляции (от лат. translatio - передача) - считывания иРНК на рибосомах с образованием белков. Передача наследствен­ной информации в отношении синтеза иРНК у разных групп вирусов неодинакова.

I. ДНК-содержашие вирусы реализуют ге­нетическую информацию так же, как и кле­точный геном, по схеме:

геномная ДНК вируса -» транскрипция иРНК -» трансляция белка вируса.

Причем ДНК-содержашие вирусы исполь­зуют для этого процесса клеточную полимеразу (вирусы, геномы которых транскри­бируются в ядре клетки - аденовирусы, па-повавирусы, герпесвирусы) или собственную РНК-полимеразу (вирусы, геномы которых транскрибируются в цитоплазме, например поксвирусы).

II. Плюс-нитевые РНК-содержашие вирусы (например, пикорнавирусы, флавивирусы, тогавирусы) имеют геном, выполняющий функ­цию иРНК; он распознается и транслируется рибосомами. Синтез белков у этих вирусов осу­ществляется без акта транскрипции по схеме:

геномная РНК вируса -> трансляция белка вируса.

III. Геном минус-однонитевых РНК-содержаших вирусов (ортомиксовирусов, парамиксовирусов, рабдовирусов) и двунитевых (реовирусов) служит матрицей, с которой транскрибируется иРНК, при участии РНК-полимеразы, связанной с нуклеино­вой кислотой вируса. Синтез белка у них происхо­дит по схеме:

геномная РНК вируса -» транскрипция и-РНК - трансляция белка вируса.

IV. Ретровирусы (вирусы иммунодефицита человека, онкогенные ретровирусы) имеют уникальный путь передачи генетической ин­формации. Геном ретровирусов состоит из двух идентичных молекул РНК, т. е. является диплоидным. В составе ретровирусов есть осо­бый вирусоспецифический фермент - обрат­ная транскриптаза, или ревертаза, с помощью которой осуществляется процесс обратной транскрипции, т. е. на матрице геномной РНК синтезируется комплементарная однонитевая ДНК (кДНК). Комплементарная нить ДНК копируется с образованием двунитевой ком­плементарной ДНК, которая интегрирует в клеточный геном и в его составе транскриби­руется в иРНК с помощью клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Синтез белков для этих вирусов осуществляется по схеме:

геномная РНК вируса -> комплементарная ДНК -» транскрипция иРНК

-»трансляция белка вируса.

Репликация вирусных геномов, т. е. синтез ви­русных нуклеиновых кислот, приводит к на­коплению в клетке копий исходных вирусных геномов, которые используются при сборке вирионов. Способ репликации генома зависит от типа нуклеиновой кислоты вируса, наличия вирусоспецифических или клеточных полимераз, а также от способности вирусов индуцировать образование полимераз в клетке.

Механизм репликации отличается у вирусов, имеющих:

1) двунитевую ДНК;

2) однонитевую ДНК;

3) плюс-однонитевую РНК;

4) минус-одноните-вую РНК;

5) двунитевую РНК;

6) идентичные плюс-нитевые РНК (ретровирусы).

1. Двунитевые ЛНК-вирусы . Репликация двунитевых вирусных ДНК происходит обычным полуконсервативным механизмом: после рас-
плетения нитей ДНК к ним комплементарно достраиваются новые нити. Каждая вновь син­тезированная молекула ДНК состоит из одной родительской и одной вновь синтезирован­ной нити. К этим вирусам относится большая
группа вирусов, которые содержат двунитевую ДНК в линейной (например, герпесвирусы, аденовирусы и поксвирусы) или в кольцевой форме, как папилломавирусы. У всех вирусов, кроме поксвирусов, транскрипция вирусного генома происходит в ядре.

Уникальный механизм репликации харак­терен для гепаднавирусов (вируса гепатита В). Геном гепаднавирусов представлен дву-нитевой кольцевой ДНК, одна нить которой короче (неполная плюс-нить) другой нити. Первоначально достраивается (рис. 3.7). Затем полная двунитевая ДНК с помощью клеточ­ной ДНК-зависимой РНК-полимеразы транс­крибируется с образованием небольших моле­кул иРНК и полной однонитевой плюс-РНК. Последняя называется прегеномной РНК; она является матрицей для репликации генома ви­руса. Синтезированные иРНК участвуют в про­цессе трансляции белков, в том числе вирусной РНК-зависимой ДНК-полимеразы (обратной транскриптазы). С помощью этого фермента мигрирующая в цитоплазму прегеномная РНК обратно транскрибируется в минус-нить ДНК, которая, в свою очередь, служит матрицей для синтеза плюс-нити ДНК. Этот процесс за­канчивается образованием двунитевой ДНК, содержащей неполную плюс-нить ДНК.

2. Однонитевые ДНК-вирусы . Единствен­ными представителями однонитевых ДНК-вирусов являются парвовирусы. Парвовирусы
используют клеточные ДНК-полимеразы для создания двунитевого вирусного генома, так называемой репликативной формы послед­
него. При этом на исходной вирусной ДНК (плюс-нить) комплементарно синтезируется минус-нить ДНК, служащая матрицей для синтеза плюс-нити ДНК нового вириона. Параллельно синтезируется иРНК, происхо­дит трансляция вирусных пептидов.

3. Плюс-однонитевые РНК-вирусы . Эти виру­сы включают большую группу вирусов - пикорнавирусы, флавивирусы, тогавирусы (рис.3.8), у которых геномная плюс-нить РНК вы­полняет функцию иРНК. Например, РНК
полиовирусов после проникновения в клетку связывается с рибосомами, работая как иРНК, и на ее основе синтезируется большой поли­пептид, который расщепляется на фрагменты:
РНК-зависимую РНК-полимеразу, вирусные протеазы и капсидные белки. Полимераза на основе геномной плюс-нити РНК синтези­рует минус-нить РНК; формируется времен­но двойная РНК, названная промежуточным
репликативным звеном. Это промежуточное репликативное звено состоит из полной плюс-нити РНК и многочисленных частично завер­шенных минус-нитей. Когда образованы все минус-нити, они используются как шаблоны
для синтеза новых плюс-нитей РНК. Этот механизм используется как для размножения геномной РНК вируса, так и для синтеза боль­шого количества вирусных белков.

4. Минус-однонитевые РНК-вирусы. Минус -однонитевые РНК-вирусы (рабдовирусы, парамиксовирусы, ортомиксовирусы) имеют в своем составе РНК-зависимую РНК-полиме­разу. Проникшая в клетку геномная минус-
нить РНК трансформируется вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразой в неполные и полные плюс-нити РНК. Неполные копии выполняют роль иРНК для синтеза вирусных белков. Полные копии являются матрицей (промежуточная стадия) для синтеза минус-нитей геномной РНК потомства

5. Двунитевые РНК-вирусы. Механизм реп­ликации этих вирусов (реовирусов и ротави-русов) сходен с репликацией минус-однонитевых РНК-вирусов. Отличие состоит в том, что образовавшиеся в процессе транскрипции плюс-нити функционируют не только как иРНК, но и участвуют в репликации: они яв­ляются матрицами для синтеза минус-нитей
РНК. Последние в комплексе с плюс-нитями РНК образуют геномные двунитевые РНК вирионов. Репликация вирусных нуклеиновых кислот этих вирусов происходит в цитоп­лазме клеток.

6 . Ретровирусы (плюс-нитевые диплоидные РНК-содержащие вирусы). Обратная транс-криптаза ретровирусов синтезирует (на матри­це РНК-вируса) минус-нить ДНК, с которой копируется плюс-нить ДНК с образованием двойной нити ДНК, замкнутой в кольцо (рис. 3.10). Далее двойная нить ДНК интегриру­ет с хромосомой клетки, образуя провирус. Многочисленные вирионные РНК образуются в результате транскрипции одной из нитей интегрированной ДНК при участии клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразы.

Формирование вирусов. Вирионы формиру­ются путем самосборки: составные части вириона транспортируются в места сборки ви­руса - участки ядра или цитоплазмы клетки. Соединение компонентов вириона обуслов­лено наличием гидрофобных, ионных, водо­родных связей и стерического соответствия.

Существуют следующие общие принципы сборки вирусов :

Формирование вирусов- многоступенча­тый процесс с образованием промежуточных форм, отличающихся от зрелых вирионов по
составу полипептидов.

□ Сборка просто устроенных вирусов за­ключается во взаимодействии вирусных нук­леиновых кислот с капсидными белками и в образовании нуклеокапсидов.

□ У сложноустроенных вирусов сначала фор­мируются нуклеокапсиды, которые взаимо­действуют с модифицированными мембранами клеток (будущей липопротеиновой оболочкой вируса).

Причем сборка вирусов, реплициру­ющихся в ядре клетки, происходит с участием мембраны ядра, а сборка вирусов, репликация которых идет в цитоплазме, осуществляется с
участием мембран эндоплазматической сети или плазматической мембраны, куда встраиваются гликопротеины и другие белки оболочки вируса.

□ У ряда сложноустроенных вирусов минус-нитевых РНК-вирусов (ортомиксовирусов, парамиксовирусов) в сборку вовлекается так назы­ваемый матриксный белок (М-белок), который расположен под модифицированной клеточной ембраной. Обладая гидрофобными свойствами, он выполняет роль посредника между нуклеокапсидом и вирусной липопротеиновой оболочкой.

□ Сложноустроенные вирусы в процессе формирования включают в свой состав неко­торые компоненты клетки хозяина, например липиды и углеводы.

Выход вирусов из клетки. Полный цикл реп­родукции вирусов завершается через 5-6 ч (вирус гриппа и др.) или через несколько су­ток (гепатовирусы, вирус кори и др.). Процесс репродукции вирусов заканчивается выходом их из клетки, который происходит взрывным путем или почкованием, экзоцитозом.

□ Взрывной путь: из погибающей клетки одновременно выходит большое количество вирионов. По взрывному пути выходят из клетки просто устроенные вирусы, не имею­щие липопротеиновой оболочки.

□ Почкование, экзоцшпт присущи вирусам, имеющим липопротеиновую оболочку, которая является производной от клеточных мембран. Сначала образовавшийся нуклеокапсид или сердцевина вириона транспортируется к кле­точным мембранам, в которые уже встроены вирусоспецифические белки. Затем в области контакта нуклеокапсида или сердцевины ви­риона с клеточной мембраной начинается вы­пячивание этих участков. Сформировавшаяся почка отделяется от клетки в виде сложно устроенного вируса. При этом клетка способна длительно сохранять жизнеспособность и про­дуцировать вирусное потомство.

Почкование вирусов, формирующихся в цитоплазме, может происходить либо через плазматическую мембрану (например, парамиксовирусы, тогавирусы), либо через мембраны эндоплазматической сети с последующим их выходом на поверх­ность клетки (например, буньявирусы).

Вирусы, формирующиеся в ядре клетки (например, герпесвирусы), почкуются в перинуклеарное пространство через модифициро­ванную ядерную мембрану, приобретая таким образом липопротеиновую оболочку. Затем они транспортируются в составе цитоплазма-тических везикул на поверхность клетки.

Вирусы относятся к царству Virae (от лат. virus - «яд»). Это мельчайшие микроорганизмы («фильтрующиеся агенты»), не имеющие клеточного строения, белоксинтезирующей системы, содержащие один тип нуклеиновой кислоты (или ДНК, или рибонуклеиновой кислоты - РНК).

Морфологию и структуру вирусов изучают с помощью электронной микроскопии, так как их размеры малы и сравнимы с толщиной оболочки бактерий. Форма вирионов может быть палочковидной (вирус табачной мозаики), пулевидной (вирус бешенства), сферической (вирусы полиомиелита, вирус иммунодефицита человека - ВИЧ), нитевидной (филовирусы) или в виде сперматозоида (многие бактериофаги - см. главу 3). Наиболее мелкими являются парвовирусы (18 нм) и вирус полиомиелита (около 20 нм), наиболее крупным - вирус натуральной оспы (около 350 нм).

Различают ДНК- и РНК-содержащие вирусы. Геном вирусов содержит от шести до нескольких сотен генов и представлен различными видами нуклеиновых кислот: дву-, однонитевыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди однонитевых РНК-содержащих вирусов различают вирусы с плюс-нитью РНК и вирусы с минус-нитью РНК (полярность РНК). Плюс-нить РНК (позитивная нить) выполняет наследственную (геномную) функцию и функцию матричной, или информационной, РНК (иРНК), являясь матрицей для белкового синтеза на рибосомах инфицированной клетки. Плюс-нить РНК является инфекционной: при введении в чувствительные клетки она способна вызвать инфекционный процесс. Минус-нить (негативная нить) выполняет только наследственную функцию; для синтеза белка на минус-нити РНК синтезируется комплементарная ей нить. У некоторых вирусов РНК-геном содержит плюс- и минус-сегменты РНК.

Простые, или безоболочечные, вирусы капсидом (от лат. capsa - нуклеопротеины, нуклеокапсидом.

Рис. 2.8.

капсомеры, (адсорбции) (лизиса).

Сложные, или оболочечные, вирусы (суперкапсид), гликопротеиновые шипы, или шипики. матриксный белок (М-белок).

Таким образом, простые вирусы сложные

Различают простые вирусы (например, вирусы полиомиелита, гепатита А) и сложные вирусы (например, вирусы кори, гриппа, герпеса).

Простые, или безоболочечные, вирусы (рис. 2.8) имеют только нуклеиновую кислоту, связанную с белковой структурой, называемой капсидом (от лат. capsa - «футляр»). Протеины, связанные с нуклеиновой кислотой, известны как нуклеопротеины, а ассоциация вирусных протеинов капсида вируса с вирусной нуклеиновой кислотой названа нуклеокапсидом.

Рис. 2.8. Строение простых и сложных вирусов с икосаэдрическим капсидом. Внизу справа - сложный вирус со спиральным капсидом

Капсид включает повторяющиеся морфологические субъединицы - капсомеры, скомпанованные из нескольких полипептидов. Капсид защищает нуклеиновую кислоту от деградации. У простых вирусов капсид участвует в прикреплении (адсорбции) к клетке хозяина. Простые вирусы выходят из клетки в результате ее разрушения (лизиса).

Сложные, или оболочечные, вирусы (см. рис. 2.8) кроме капсида имеют мембранную двойную липопротеиновую оболочку (суперкапсид), которая приобретается путем почкования вириона через мембрану клетки, например, через плазматическую мембрану, мембрану ядра или мембрану эндоплазматического ретикулума. На оболочке вируса расположены гликопротеиновые шипы, или шипики. Разрушение оболочки эфиром и другими растворителями инактивирует сложные вирусы. Под оболочкой некоторых вирусов находится матриксный белок (М-белок).

Таким образом, простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и капсида, а сложные - из нуклеиновой кислоты, капсида и липопротеиновой оболочки.

Подробности

В основу классификации вирусов положены следующие категории:
тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома;
размер и морфология вирионов , количество капсомеров и тип симметрии;
наличие суперкапсида ;
чувствительность к эфиру и дезоксихолату;
место размножения в клетке;
антигенные свойства и пр.

Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают:

Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными .

Среди РНК- содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом . Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК) .

Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус-нить РНК) геномом . Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию .

Морфологию вирусов изучают с помощью электронной микроскопии , так как их размеры малы (18-400 нм) и сравнимы с толщиной оболочки бактерий.

Форма вирионов может быть различной:

а) палочковидной (вирус табачной мозаики),

б) пулевидной (вирус бешенства),

в) сферической (вирусы полио¬миелита, ВИЧ),

г) нитевидной (филовирусы),

д) в виде сперматозоида (многие бактериофаги).

Различают просто устроенные и сложно устроенные вирусы.
Простые, или безоболочечные, вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, называемой капсидом. Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц - капсомеров . Нуклеиновая кислота и капсид взаимодействуют друг с другом, образуя нуклеокапсид.

Сложные, или оболочечные, вирусы снаружи капсида окружены липопротеиновой оболочкой (суперкапсидом , или пеплосом). Эта оболочка является производной структурой от мембран вирус-инфицированной клетки. На оболочке вируса расположены гликопротеиновые шипы, или шипики (пепломеры). Под оболочкой некоторых вирусов находится матриксный М-белок.

Тип симметрии. Капсид или нуклеокапсид могут иметь спиральный, икосаэдрический (кубический) или сложный тип симметрии . Икосаэдрический тип симметрии обусловлен образованием изометрически полого тела из капсида, содержащего вирусную нуклеиновую кислоту (например, у вирусов гепатита А, герпеса, полиомиелита). Спиральный тип симметрии обусловлен винтообразной структурой нуклеокапсида (например, у вируса гриппа).