Вирусы – это своеобразная форма жизни, кот-й присущи все её атрибуты:

способность к самовоспроизведению;

наследственность – способность передавать потомкам основные св-ва;

генетическая изменчивость;

адаптация к определённому хозяину;

способность вызывать инфекцию, размножаться в клетке хозяина;

вирусный геном функционирует по общим законам генетического кода.

Вирусы относятся к живым , но их нельзя назвать орг-мами. Отличия от живых систем:

малые размеры;

очень простое строение вириона – геном (ДНК или РНК) и капсид (белковая оболочка);

нет клеточного строения – нет цитоплазмы, мембран, рибосом (нет с-м мобилизации энергии и белоксинтезирующей);

у вириона есть только 1 вид нуклеиновой к-ты – ДНК или РНК;

не способны к росту и бинарному делению;

способны объединять собственный геном с геномом клетки-хозяина;

не могут существовать без клетки-хозяина;

могут иметь фрагментированный геном.

Размножаются путем воспроизведения себя из собственной геномной нуклеиновой к-ты.

Вироиды – состоят только из небольших молекул РНК (~ 300-400 нуклеотидов).

Прионы – инфекционные белковые частицы, приводящие к развитию летальных неврологических заболеваний.

Что такое вирион, капсид, нуклеокапсид, тип симметрии, суперкапсид.

Вирион- полноценная вирусная частица, состоящая из нуклеиновой кислоты и капсида, находится вне живой клетки.

Нуклеокапсид состоит из нук к-ты и белковой оболочки, т.е. капсида.

Тип симметрии – способ пространственной упаковки капсомеров относительно НК и др.(спиральный, кубический, смешанной).

Спиральный- нитевидные вирусы – белковые субъединицы располагаются по спирали, а между ними НК. Лучше защищают НК, но требуется большее количество белка, чем при кубической.

Кубическая – в основе различные комбинации равносторонних треугольников, образующихся из сочетания шаровидных белковых субъединиц. Сочетаясь могут формировать замкнутую сферическую поверхность. Икосаэдеры имеют 20 граней, 12 вершин – встречаются чаще всего, т.к. самая эффективная и экономичная симметрия.

Суперкапсид – наружная оболочка сложно организованных вирусов, состоящих из двух слоев липидов (ЦМ клетки хозяина) и заключенных в них гликозилированных суперкапсидных вирусных белков, которые выступают над поверхностью вириона в виде своеобразных шипов. Шипы выполняют ф-ции: распознают клеточные рецепторы и связываются с ними, обеспечивают слияние вирусной мембраны с мембраной клетки и ее лизосом, способствуют распространению вируса в организме за счет слияния клеток, обладают св-ми протективных антигенов.

Критерии классификации вирусов.

НК: тип, число нитей, процентное содержание, молекулярный вес, содержание гуанина и цитозина.

Морфология: тип симметрии, число капсомеров, наличие внеш липопротеидной оболочки, форма, размеры вирионов.

Биофизические св-ва: константа седиментации, плавучая плотность.

Белки: количество структурных белков и их локализация, ак состав.

1. Размножение в тканевых культурах: особенности репликации.

   Круг поражаемых хозяев: особенности патогенеза инфекционного процесса; онкогенные св-ва.

   Устойчивость к физическим и химическим факторам (гамма-лучи, термоинактивация при 37 и 5 о С, действие жирорастворителей и отдельых катионов).

   Антигенные св-ва.

Типы вирусных геномов.

РНК-геномы

Одноцепочечная единая РНК, обладающая матричной активностью (позитивная РНК) – вирус полиомиелита

Одноцепочечная единая РНК, не обладающая матричной активностью (негативная РНК). Вирион имеет транскриптазу – парамиксовирусы, рабдовирусы.

Одноцепочечная фрагментированная РНК, не обладающая матричной активностью (негативная РНК). Вирион имеет транскриптазу – ортомиксовирусы.

Двухцепочечная фрагментированная РНК. Вирион имеет транскриптазу – реовирусы.

Вирусы, геном которых представлен двумя идентичными нитями позитивной РНК (диплоидный геном).вирионы имеют транскриптазу – ретровирусы.

ДНК-геномы

Одноцепочечная линейная ДНК – парвовирусы.

Одноцепочечная кольцевая ДНК – фаги

Двухцепочечная линейная ДНК – вирус герпеса.

Двухцепочечная кольцевая ДНК – паповавирусы, вирусгепетита В.

Двухцепочечная ДНК с ковалентно связанным терминальным гидрофобным белком – аденовирусы.

Двухцепочечная ДНК, замкнутая на каждом конце ковалентной связью – вирус оспы.

5.Методы культивирования вирусов

Культуры клеток. Культуры клеток готовят из тканей живот­ных или человека. Культуры подразделяют на первичные (неперевиваемые), полуперевиваемые и перевиваемые.

Перевиваемые однослойные культуры клеток приготов­ляют из злокачественных и нормальных линий клеток, обладаю­щих способностью длительно размножаться in vitro в определен­ных условиях.

Куриные эмбрионы. Куриные эмбрионы по сравнению с культурами клеток обладают сравнительно вы­сокой жизнеспособностью и устойчивостью к различным воздей­ствиям используют 8-12-дневные куриные эмбрионы.

Лабораторные животные.

Преимущество данного метода перед другими состоит в воз­можности выделения тех вирусов, которые плохо репродуциру­ются в культуре или эмбрионе. К его недостаткам относятся кон­таминация организма подопытных животных посторонними ви­русами и микоплазмами, а также необходимость последующего заражения культуры клеток для получения чистой линии данно­го вируса, что удлиняет сроки исследования..

6.Заражение лабораторных животных.Правила, способы.

Методы заражения животных разнообразны: внутрибрюшинный, внутривенный, внутримышечный, интраназальный, заражение в мозг и другие.

Заражение в мозг . (Метод применяют при работе с нейротропными вирусами). Для заражения чаще используют белых мышей. Левой рукой плотно прижимают мышь к столу, большим и указательным пальцами оттягивают кожу головы назад. Туберкулиновым шприцем с предохранительной муфтой на игле прокалывают лобную кость несколько латеральнее средней линии и вводят 0,02-0,03 мл материала. Игла вводится на глубину 1,5-2 мм, при этом отчетливо ощущается "провал" в полость черепа.

Перед заражением место введения тщательно обрабатывают 3 % спиртовым раствором йода , при необходимости выстригая шерстный покров. Подкожно заражают, приподнимая кожную складку в области спины, лопатки, коленной складки, шеи. Внутрикожный метод заключается во введении в толщу верхнего слоя кожи в плантарную поверхность задней конечности в направлении от пальцев к голеностопному суставу. В мышцу бедра, груди заражают при внутримышечном введении. Часто у мышей, крыс применяют внутрибрюшинное заражение, фиксируя при этом животное вниз головой. При внутривенном заражении мышей, крыс в боковую вену хвоста, морских свинок - в сердце в районе мечевидного отростка, кроликов - в краевую вену уха, птиц - в подкрыльцовую вену важно контролировать, чтобы в вену из шприца не попали пузырьки воздуха. Перед интраназальным заражением животным (кроме кроликов) во избежание чихания и разбрызгивания вируссодержащего материала делают глубокий эфирный наркоз.

7.Заражение куриных эмбрионов.Правила, способы.

Для заражения используют эмбрионы 5-11 дневного возраста . Перед заражением эмбрионы просматривают в темной комнате при помощи овоскопа для проверки их жизнеспособности (живые эмбрионы подвижны с хорошо развитыми сосудами) и опревоздушной камеры и места расположения эмбриона. Место на столе, где производят манипуляции покрывают салфеткой, смоченной в растворе хлорамина.

Заражение на хорионаллантоисную оболочку . Яйцо устанавливают в штативе в вертикальном положении тупым концом вверх. Скорлупу над воздушной камерой обрабаты­вают спиртом, йодом, повторно спиртом, обжигают, прокалывают ножни­цами небольшое отверстие, через которое в полость воздушного мешка вводят одну браншу и срезают скорлупу над ним. Затем анатомическим пинцетом захватывают в склада- и осторожко снимают внутренний листок подскорлуповой оболочки. Под ней находится хорионаллантоисная оболочка, на которую пастеровской пипеткой наносят исследуемый материал в количестве 0,2-0,5 мл. Отверстие скорлупы закрывают стерильным стеклянным колпачком, который закрепляют на яйце расплавленным парафином. Зараженное яйцо помещают в термостат при 37 0 на 48 часов.

3аражение в аллантоисную полость . После подготовительной работы скорлупу прокалывают над воздушной камерой и через небольшое отверстие вводят иглой шприца на глубину 1-1,5 см материал в объеме 0,1-0,2 мл. Отверстие заливают парафи­ном.

Заражение в амниотическую полость. После удаления скорлупы над воздушной камерой бранши пинцета вводят в аллантоисную полость в направлении эмбриона на глубину 2-2,5 см, захватывают амниотическую оболочку, выводят ее на глубину прокалывают иглой шприца и в амниотическую полость вводят материал в количестве 0,1 мл. Отверстие в скорлупе закрывают колпачком и парафинируют.

Заражение в желточный мешок . (Этим методом пользуются для выделения риккетсий). Исследуемый материал вводат 5-8-дневным эмбрионам длинной иглой (4-5 см) через небольшое отверстие в скорлупе над воздушной камерой на глубину 2-3 см. При этом надо не повредить зародыш. Во время манипуляции он должен находиться ниже желточного мешка. Просмотреть с помощью овоскопа, отметить границу воздушной камеры и место расположения эмбриона. Ввести эмбриону на хорионаллантоисную оболочку вирус осповакцины или в аллантоисную полость вирус гриппа.

1. Какими свойствами обладают живые организмы?

1. Живые организмы имеют сходный химический состав и единый принцип строения.

2. Все живые организмы представляют собой открытые биологические системы, т. е. системы, устойчивые лишь при условии непрерывного поступления в них энергии и вещества из окружающей среды.

3. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой: из неё они получают вещества, необходимые для жизни, а в неё выделяют продукты жизнедеятельности.

4. Живые организмы реагируют на изменение факторов окружающей их среды.

5. Живые организмы развиваются.

6. Всё живое размножается.

7. Все живые организмы обладают наследственностью и изменчивостью.

8. Живые организмы приспособлены к определённой среде обитания.

2. Какие нуклеиновые кислоты вы знаете?

Различают два типа нуклеиновых кислот - дезоксирибонуклеиновые (сокращённо ДНК) и рибонуклеиновые (сокращённо РНК).

3. Какие функции выполняют нуклеиновые кислоты?

Нуклеиновые кислоты являются хранителями наследственной информации, переносят наследственную информацию из ядра к рибосоме, служат матрицей для сборки полипептидной цепи.

Вопросы

1. Какое строение имеют вирусы?

Устроены вирусы очень просто. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключённой в белковую оболочку, которую называют капсидом.

2. На основании чего вирусы относят к живым организмам?

От неживой материи вирусы отличаются двумя свойствами: способностью воспроизводить себе подобные формы (размножаться) и обладанием наследственностью и изменчивостью.

3. Какие особенности отличают вирусы от других живых организмов?

Вирусы вне клетки не проявляют никаких свойств живого. Они не потребляют пищи и не вырабатывают энергии, не растут, у них нет обмена веществ.

Задания

На обобщающем уровне обсудите значение молекулярной биологии в современном мире.

К сфере молекулярной биологии относится исследование всех связанных с жизнью процессов, таких, как питание и выделение, дыхание, секреция, рост, репродукция, старение и смерть. Важнейшее достижение молекулярной биологии – расшифровка генетического кода и выяснение механизма использования клеткой информации, необходимой, например, для синтеза ферментов. Молекулярнобиологические исследования способствуют и более полному пониманию других процессов жизнедеятельности – фотосинтеза, клеточного дыхания и мышечной активности.

С помощью соответствующих ферментов можно определить нуклеотидную последовательность генов, а по ней – аминокислотную последовательность синтезируемых белков. Если у животных разных видов близки нуклеотидные последовательности генов, кодирующих общие для них белки, например гемоглобин, можно заключить, что в прошлом эти животные имели общего предка. Если же различия в их генах велики, то ясно, что расхождение видов от общего предка произошло намного раньше. Такие молекулярно-биологические исследования открыли новый подход к изучению эволюции организмов.

Важный вклад в медицину должна внести идентификация вирусов по их составу. С ее помощью можно, например, установить, что вирус, вызывающий ту или иную болезнь у человека, гнездится естественным образом в каком-нибудь диком животном, от которого и передается человеку болезнь. Если у животных, которые служат в природе резервуаром данного вируса, симптомы болезни не обнаруживаются, то, видимо, здесь действует какой-то механизм иммунитета, и тогда возникает новая задача – изучить этот механизм, чтобы попытаться включить его в иммунную систему человека.

Областью молекулярной биологии, вызывающей большие споры и часто неприятие, является генная инженерия, или технология рекомбинантных ДНК, суть которой в том, что в организм растения или животного встраивают чужие гены, чтобы придать ему новые свойства или же компенсировать какие-нибудь наследственные дефекты.

Микробиология №4.3.

Что такое вирион, капсид, нуклеокапсид, тип симметрии, суперкапсид?

Вирион – это зрелая вирусная частица; конечная стадия развития вируса; форма внеклеточного существования вируса.

Капсид – это белковая оболочка, которая окружает геномную нуклеиновую кислоту (НК) вируса. Состоит из капсомеров.

Нуклеокапсид = капсид + нуклеиновая кислота

Тип симметрии – это способ пространственной упаковки капсомеров относительно НК и друг друга.

Суперкапсид – это наружная оболочка сложно организованных вирусов, состоящая из цитоплазматической мембраны хозяйской клетки, захваченной вирусом при сборке, со встроенными в нее вирусоспецифическими белками и гликопротеидами.

Критерии классификации вирусов.

Типы вирусных геномов.

РНК-геномы

1. Одноцепочечная нефрагментированная РНК, обладающая матричной активностью (позитивная, или +РНК). Вирус полиомиелита и другие пикорнавирусы.

2. Одноцепочечная нефрагментированная РНК, не обладающая матричной активностью (негативная, или -РНК). Вирион имеет в своем составе фермент НК-зависимую РНК-полимеразу, называемую транскриптазой. Она синтезирует на вирионной РНК матричную РНК, необходимую для трансляции вирусспецифи-ческих белков. Парамиксовирусы, рабдовирусы и др.

3. Одноцепочечная фрагментированная РНК, не обладающая матричной активностью (негативная РНК); вирион имеет транскриптазу. Ортомиксовирусы (РНК вириона состоит из 8 фрагментов).

4. Двухцепочечная фрагментированная РНК; вирион имеет транскриптазу. Рео-вирусы (10 фрагментов).

5. Вирусы, геном которых представлен двумя идентичными нитями позитивной РНК (диплоидный геном). Вирионы имеют ферментобратную транскриптазу. Ретровирусы.

6. Одноцепочечная кольцевая РНК. Такой геном имеет только один вирус - вирус дельта-гепатита. Это дефектный вирус, для размножения его необходим вирус-помощник (вирус гепатита В).

ДНК-геномы

1. Одноцепочечная линейная ДНК. Парвовирусы: «+» и «-» нити находятся в разных вирионах, но транскрибируется только «-» нить.

2. Одноцепочечная кольцевая ДНК. Фаги М13, 0X174.

3. Двухцепочечная линейная ДНК. Вирусы герпеса и др.; ранняя мРНК синтезируется в ядре клеточным ферментом.

4. Двухцепочечная кольцевая ДНК. Паповавирусы, вирус гепатита В и др.; ранняя мРНК синтезируется в ядре клеточным ферментом.

5. Двухцепочечная ДНК с ковалентно связанным терминальным гидрофобным белком. Аденовирусы; ранняя мРНК синтезируется клеточным ферментом в ядре.

6. Двухцепочечная ДНК, замкнутая на каждом конце ковалентной связью. Вирус оспы; размножение происходит в цитоплазме, ранняя мРНК синтезируется вирусным ферментом.

Методы культивирования вирусов.

1) Заражение лабораторных животных;
2) Заражение куриных эмбрионов;
3) Заражение культур тканей (клеток);

Типы клеток:
I. Суспензии клеток
II. Однослойные культуры клеток:

1.Первично-трипсинизированная культура тканей – взвесь клеток, полученная путём обработки тканей протеолитическими ферментами (трипсин, папаин и др.). Трипсинизацией достигается разделение клеток за счет переваривания межклеточного вещества. Такие клетки, помещенные в питательную среду, растут в виде монослоя и дают однослойную культуру ткани. Первично-трипсинизированная культура ткани выдерживает несколько пересевов, а затем погибает.

2. Перевиваемые (переживающие) клетки – культура клеток, сохраняющая способность к размножении вне организма неопределенно длительное время.

III. Штамм диплоидных клеток (для вакцин)

Использую эмбриональные ткани и ткани злокачественных новообразований.

Методы обнаружения вируса в культуре клеток.

1. Цитопатический эффект.
2. Реакция гемадсорбции.
3. Метод цветных проб.
4. Метод бляшек.
5. Иммунофлуоресцентный метод.
6. Реакция связывания комплемента.
7. Реакция гемагглютинации.
8. Заражение животных, восприимчивых к данному вирусу.
9. Реакция преципитации в агаре.

Методы типирования вирусов.

Определение типа вирусов в вируссодержащем материале основа­но на реакции нейтрализации биологического действия вируса (РНБД) типоспецифическими сыворотками. Конечный результат реакции может быть установлен на основании следующих признаков:

1) нейтрализация ЦПД;

2) нейтрализация реакции гемадсорбции;

3) цветная проба;

4) задержка (торможение) гемагглютинации;

5) свечение клеток, содержащих вирус, под влиянием типоспецифических флуоресци-рующих сывороток;

6) нейтрализация в опыте на животных.

Сущность метода бляшек.

Метод бляшек предложен Р. Дюльбекко для получения изолированных колоний вируса. В основе метода лежит появление в монослое зараженных вирусом клеток обесцвеченных участков, состоящих из дегенерированных клеток. Эти участки, получившие название бляшек, представляют собой колонии вируса, образующегося из одной вирусной частицы.

Метод заключается в следующем. В специальном флаконе на стенке выращивают монослой клеток, затем удаляют питательную среду. Клетки заражают вирусом и заливают агаром, содержащим индикатор нейтральный красный. Там, где происходит рост клеток, среда изменится в кислую сторону, и индикатор окрасится в розовый цвет. На тех участках, где клетки погибли под действием вируса, рН среды и, следовательно, цвет индикатора не изменяется. Такие островки неокрашенной среды имеют вид беловатых бляшек разной формы и величины, что зависит от вида вируса.

Типы вирусных инфекций.

Взаимодействие вирусов с клеткой может протекать по-разному и приводить к различным клиническим проявлениям. В зависимости от продолжительности пребывания вируса в организме различают 2 группы вирусных инфекций:

1) вирусные инфекции, связанные с непродолжительным пребыванием вируса в организме. В данном случае заболевание протекает в форме острой инфекции, либо в виде бессимптомной (инаппарантной). Острая инфекция, как правило заканчивается выздоровлением, формированием приобретённого иммунитета и освобождением организма от возбудителя. Бессимптомная инфекция протекает без каких- либо проявлений и заканчивается также формированием приобретённого иммунитета и освобождением организма от возбудителя.

2) Вирусные инфекции, обусловленные длительным пребыванием (персистенцией) возбудителя в организме. Они подразделяются на латентные, хронические и медленные. Латентные инфекции протекают бессимптомно и могут сопровождаться либо нормальной репродукцией вируса во внешне здоровом организме и выделением его во внешнюю среду, либо сопровождаться вирусоносительством, при котором нарушен нормальный цикл вируснойрепродукции и вирус длительно персистирует в организме.

Хронические инфекции характеризуются периодическими состояниями выздоровления (ремиссии) и рецидивов (обострений).

Медленные инфекции характеризуют вирусные заболевания с продолжительным течением (иногда в течение многих лет) инкубационного периода, длительным прогрессирующим течением и заканчивающиеся тяжелыми расстройствами или чаще смертью. Типичным примером медленной инфекции является СПИД. В основе развития медленной инфекции лежат нарушения генетических, иммунологических и физиологических механизмов. Медленные инфекции могут вызывать и такие вирусы, которые обычно вызывают острые инфекции (например вирусы кори, бешенства и другие). Так вирус кори оказался возбудителем такой тяжёлой медленной инфекции, как подострый склерозирующий панэнцефалит. Известны несколько механизмов, которые обуславливают длительное нахождение вируса в организме:

1) вирус находится в дефектном состоянии, он неспособен размножаться и индуцировать эффективный иммунный ответ;

2) вирус находится в клетке в виде свободной геномной нуклеиновой кислоты, недоступной действию антител.

3) геном вируса интегрирован в хромосому клетки- мишени.

Что такое вирогения?

Вирогения – внедрение вирусного генома в геном животной клетки.

Основные классы плазмид.

Что такое фаготипирование?

Фаготипирование –определение принадлежности выделенного бактериального штамма к тому или иному фаготипу. Микробы можно типировать путем изучения свойств их умеренных фагов и по чувствительности к набору специфических бактериофагов.

Применяется, как правило, в интересах эпидемиологического анализа и диагностики инфекционных заболеваний

Микробиология №4.3.

Чем вирусы отличаются от всех остальных живых организмов?

2. Воспроизведение вирусов осуществляется из одной их нуклеиновой кислоты, в то время как прочие организмы репродуцируются из совокупности своих составных частей.

3.Вирусы неспособны к росту и бинарному делению.

4. У вирусов отсутствуют собственные энергообразующие системы.

6.Ультрамикроскопические размеры.

Вирусы открыты русским ботаником Д.И. Ивановским (1864 – 1920 гг.) в 1892 году при исследовании мозаичной болезни листьев табака. Термин «вирус» был впервые предложен в 1898 г. голландским ученым М. Бейеринком (1851 – 1931 гг.).

В настоящее время известно около 3000 различных видов вирусов.

Размеры вирусов колеблются от 15 до 350 нм (длина некоторых нитевидных достигает 3 000 нм; 1 нм = 1·10 –9 м), т.е. большинство из них не видны в световой микроскоп (субмикроскопические) и их изучение стало возможным только после изобрете­ния электронного микроскопа.

В отличие от всех остальных организмов вирусы не имеют клеточного строения!

Зрелая вирусная частица (т.е. внеклеточная, покоящаяся – вирион ) устроена очень просто: она состоит из одной или нескольких молекул нуклеиновых кислот, составляющих сердцевину вируса, и белковой оболочки (капсид) – это так называемые простые вирусы .

Сложные вирусы (например, гер­­песа или гриппа ) кроме, белков кап­сида и нуклеиновой кислоты содержат до­полнительную липо­проте­идную мем­бра­ну (оболочку, суперкапсид образуемый из плазматической мембраны клетки хозяина), раз­­­личные углеводы и фер­менты (рис.3.1).

Ферменты способствуют проникно­ве­нию вирусной НК в клетку и выходу обра­зо­вавшихся вирионов в среду (нейраминидаза миксовирусов, АТФ-аза и лизоцим некоторых фагов и др.), а также участвуют в процессах транскрипции и репликации вирусной НК (различные транскриптазы и репликазы ).

Белковая оболочка защищает нуклеиновую кислоту от различных физических и химических воздействий, а также препятствует проникновению к ней клеточных ферментов, предотвращая тем самым ее расщепление (защитная функция). Также, в составе капсида имеется рецептор, комплементарный рецептору заражаемой клетки – вирусы поражают строго определенный круг хозяев (определительная функция).

Вирионы многих вирусов растений и ряда фагов имеют спиральный капсид, в котором белковые субъединицы (капсомеры) уло­жены по спирали вокруг оси. Например, ВТМ (вирус табачной мозаики ) имеет форму палочек диаметром 15 – 17 нм и длиной до 300 нм (рис. 3.2.). Внутри его капсида имеется полый канал диаметром 4 нм. Гене­ти­ческим материалом ВТМ явл
яется одноцепочечная РНК, плотно уло­жен­ная в желобке спирального капсида. Длявирионов со спиральным капси­дом характерно высокое содержание белка (90 – 98%) по отношению к

Рис. 3.2. Строение вируса табачной мозаики.

нуклеиновой кислоте.

Капсиды вирионов многих вирусов (например, аденовирус , вирус герпеса , вирус желтой мозаики турнепса – ВЖМТ) имеют форму симметричного мно­гогранника, чаще всего икосаэдра (многогранник с 12 вершинами, 20 треугольными гранями и 30 ребрами). Такие капсиды называют изометрическими (рис. 3.3.). В таких вирионах содержание белка составляет около 50% по отношению к НК.

В вирусе присутствует всегда один тип нуклеиновой кислоты (либо ДНК, либо РНК), поэтому все вирусы делят на ДНК-содержащие и РНК-содержащие. Молекулы нуклеиновой кислоты в вирионе могут быть линейными (РНК, ДНК) или иметь форму кольца (ДНК). Причем эти нуклеиновые кислоты могут состоять из одной цепочки или из двух. Вирусная НК имеет от 3 до 200 генов.

Нуклеиновая кислота вируса совмещает в себе функции обеих кислот (ДНК и РНК) – это хранение и передача наследственной информации, а также управление синтезом белков.

В отличие от вирусов все клеточные организмы содержат оба типа нуклеиновых кислот.

Более сложное строение име­ют вирусы бактерий – бак­те­рио­фаги (рис. 3.4.). Они со­стоят из головки и хвоста (стер­жня и чех­ла, базальной плас­тинки и нитей отростка). Длин­ная молекула НК (РНК или ДНК) сложена в виде спирали внутри головки бактерио­фага (бел­ковой оболочки).

К вирусам относятся также и вироиды – ин­фек­ционные агенты, представляющие собой низко­мо­ле­ку­лярные (короткие) одноцепо­чечные кольцевые РНК, не ко­дирующие собственные белки (ли­шены кап­сида). Являются возбу­дителями ряда заболеваний.

К

ак уже было сказано выше, вне живой клеткивирусы раз­­мно­жаться не могут. Вирус по­падает в клетку, либо впрыскивая в нее свою нуклеиновую кислоту остав­ляя при этом белковую оболочку снаружи клетки (как это делают бактериофаги ), либо при фагоци­тозе (пиноцитозе) вместе с белковой оболочкой (вирусы жи­­вотных), либо через нарушен­ную клеточную оболочку (вирусы растений).

В

Рис. 3.4. Строение бактериофага.

Нити отростка

ирусы растений распространя­ются, как правило, с помощью насекомых и нематод (круглые черви). Сосущие насекомые (например, цикады) переносят вирусы вместе с соком, который они высасывают из клеток флоэмы или эпидермиса. Также вирусы могут передаваться потомству через семена и споры.

Ученые считают, что вирусы возникли около 3 млрд. лет назад из нуклеино­вых кислот организмов (прокариотов) в результате выделения из генома свободных фрагментов, которые приобрели способность синтезировать белковую обо­лочку и делится (удваиваться, реплицироваться) внутри клеток. Высказывается мнение, что новые типы вирусов и сейчас образуются из генома бактерий и эукариот (ядра, пластид, митохондрий).

В природе вирусы имеют большое значение, так как они распространены повсеместно и поражают все группы живых организмов, часто вызывая различные заболе­вания.

Известно более 1000 заболеваний растений , вызванных вирусами (РНК-со­дер­жащие). Наиболее распространены различные некрозы (участки мертвой ткани), мозаики (пятна, крапинки, полосы на органах растений), при которых повреждаются ткани паренхимы, уменьшается количество хлоропластов, разрушается флоэма и т.д.; наблюдается морщинистость или карликовость листьев. Вирусы вызывают задержку роста растений, что приводит к снижению урожаев.

ВЖМТ – вирус желтой мозаики турнепса , ВТМ – вирус табачной мозаики , ВККТ –вирус карликовой кустистости томатов.

Появление полосок на цветках некоторых сортов тюльпанов (пестрые) также обусловлено вирусом, а ведь цветоводы продают эти тюльпаны, выдавая их за особый сорт.

У животных вирусы (ДНК- и РНК-содержащие) вызывают такие заболевания, как: ящур (у крупного рогатого скота), бешенство (у собак, лисиц, волков), миксоматоз (у крыс), саркома, лейкоз и чума (у кур) и т.д. Очень часто за­ражаются этими болезнями и люди (при контактах с зараженными животными).

У человека вирусы вызывают такие заболевания, как: оспа (вирус натуральной оспы), свинка (парамиксовирус), грипп (миксовирус), респираторные заболевания (ОРЗ; риновирусы РНК-), инфекционный гепатит , полиомиелит (детский паралич; пикорнавирус), бешенство , герпес , СПИД (вирус иммунодефицита человека – ВИЧ).

Грипп – единственное инфекционное заболевание, которое проявляется в виде периодических глобальных эпидемий, опасных для жизни человека. Инфекционные свойства вируса гриппа (поражает слизистые оболочки дыхательных путей), как и других вирусов, зависят от специфических белков вирусной оболочки, которые постоянно изменяются в результате рекомбинаций или мутаций. Поэтому новые штаммы вируса гриппа вызывают новые эпидемии, так как у человека не выработался пока к ним иммунитет.

Так, зимой 1968/69 г. в США было зарегистрировано 50 млн. случаев гонконгского гриппа, при этом 70 000 человек погибло. Эпидемия 1918/19 г. охватила весь земной шар, проходила в виде трех волн и унесла 20 млн. человеческих жизней.

Вирусные заболевания с трудом поддаются лечению, поскольку вирусы не чувствительны к антибиотикам. К счастью, во многих случаях иммунная система ограничивает дальнейшее распространение инфекции.

Многочисленные вирусные заболевания человека и животных возможно предупредить путем иммунизации – проведения профилактических прививок, которые позволяют вырабатывать иммунитет против вирусов.

Человеком вирусы широко используются в микробиологических исследова­ниях (биотехнология, генная инженерия). Возможно использование вирусов для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.

В США с хлопковой совкой эффективно борются с помощью вируса. Данный метод борь­бы практически безвреден – вирус, как правило, видоспецифичен (т.е. поражает только опреде­ленный вид организма).

Также установлено, что, например, вирус некротической мозаики риса подавляет рост ри­са. А вот другие растения, например, джут (источник грубых волокон для мешков и канатов), лучше растут, когда поражены этим вирусом, чем в здоровом состоянии. Этот феномен ученые пока объяснить не могут.

Бактериофаги поражают бактерии (проникают внутрь и активно их разрушают), в том числе и болезнетворные. Поэтому возможно их использование для предупреждения и лечения многих инфекционных заболеваний, для борьбы с болезнетворными бактериями: чумой, брюшным тифом, холе­рой и др.