Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 1
Общая вирусология
Происхождение вирусов. В настоящее время имеется три теории возникновения вирусов:
1. вирусы – потомки протобионтов – древних доклеточных форм жизни, которые являлись предшественниками клеточных форм;
2. в результате эволюционного регресса бактерии или другие одноклеточные микроорганизмы постепенно, в результате углубления паразитизма, теряли те или иные структурные элементы, которые были не нужны при паразитировании в организме хозяина;
3. теория «взбесившихся генов» - вирусы произошли от генетических элементов клеток, ставших автономными, т.е. приобрели способность покидать клетку, но сохранили способность относительно легко в нее возвращаться.
Место вирусов в биосфере.
Живая природа вирусов:
Неживая природа вирусов:
Формы существования вирусов в природе:
а) внеклеточная – вирион – основная таксономическая единица вирусов;
б) внутриклеточная – вегетативная.
Классификация вирусов.
1. Тип нуклеиновой кислоты: РНК или ДНК.
2. По сложности строения: простые и сложные.
3. По форме вириона: палочковидные, сферические, нитевидные, булавовидные и др.
4. По типу симметрии нуклеокапсида: спиральный, кубический, смешанный.
5. По величине вириона: большие – гиганты – от 200 до 400 нм; средние – около 100 нм; мелкие или карлики – от 6 до 20 нм.
6. По тропизму к определенным тканям организма человека: нейротропные, дерматотропные, пневмотропные, пантропные.
7. По механизму проникновения в организм человека: респираторные; энтеральные или кишечные; контактные или проникающие через кожные покровы; трансмиссивные.
8. По циркуляции в экологических группах: антропонозные, зоонозные, антропозоонозные.
9. В зависимости от круга поражаемых хозяев: вирусы бактерий; вирусы беспозвоночных; вирусы растений; вирусы позвоночных; вирусы человека.
Классификация является неполной и незавершенной, продолжается ее разработка. На основании перечисленных признаков вирусы делятся на семейства, подсемейства, роды, виды и т.д. Известно более 54 семейств вирусов, не менее 20 из них играют роль в патологии человека.
Морфология вириона.
Вирион представлен нуклеиновой кислотой, покрытой сверху капсидом – белковой оболочкой. Капсиды построены из белковых субъединиц – капсомеров. Каждый капсомер – молекула белка с определенной молекулярной массой, из одного вида или разных видов белков. Молекула нуклеиновой кислоты ассоциированная с капсидом – нуклеокапсид. Сложные вирусы имеют дополнительную наружную оболочку – суперкапсид (пеплос). Суперкапсид представлен бислоем липидов со встроенными гликозилированными белками. У большинства сложных вирусов суперкапсид это модифицированная (путем встраивания белков вируса) цитоплазматическая мембрана клеток хозяина.
Химический состав вирусов.
В состав вириона входят белки – 70-80%; нуклеиновые кислоты – 4-6% (РНК-вирусы), 20-30% (ДНК-вирусы); липиды, углеводы в незначительных количествах.
Вирусные белки – полипептиды, которые состоят из обычных левовращающих аминокислот. Принцип субъединичности построения капсида – полипептиды небольшой величины, многократно повторяющиеся. Это позволяет экономить генетический материал. Если бы капсид был построен из разных белков, требовался бы огромный геном. Вирусные белки обладают высокой устойчивостью. Вирусные белки подразделяются на структурные и неструктурные. Структурные белки сходят в состав суперкапсида (шипы – нейраминидаза, гемагглютинин и др.), капсида и сердцевины – геномные белки. Неструктурные белки не входят в состав вириона и обнаруживаются только в зараженной клетке в процессе репродукции. Это ферменты, осуществляющие функцию регуляторов.
Синтез вирусных белков на рибосомах клеток идет по общим законам и регулируется иРНК, которая образуется на матричных нуклеиновых вирусных кислотах.
Функции: а) экранирование нуклеиновой кислоты от внешних воздействий, б) адресная функция – проникновение только в чувствительную клетку, а не в любую. Реализуется по принципу комплементарности трехмерной структуры. На поверхности клетки должны быть рецепторы, комплементарные прикрепительным белкам вириона, в этом случае происходит адсорбция вируса на клетке. В противном случае вирусы не выживали бы, так как они проникали бы в клетки, которые не поддерживают их репродукцию; в) регулирующая функция – некоторые вирусы содержат целый набор ферментов, которые обеспечивают этапы вирусной репродукции, реакции полимеризации, репликации и т.д.
Нуклеиновые кислоты вирусов – ДНК может присутствовать в виде однонитевой, двунитевой. РНК, способная выполнять, помимо матричной, информационную функцию, является плюс-нитевой, не способная выполнять информационную функцию – минус-нитевой.
По химическому составу вирусные РНК и ДНК сходны с клеточными.
Липиды – содержатся в суперкапсиде (от 1,5% до 54%), в основном клеточного происхождения. Если различные вирусы поместить в одни и те же клетки, то по липидному составу они будут идентичны. Липиды выполняют защитную функцию.
Углеводы – входят в суперкапсид (1-3%) и представлены моносахаридами, аминосахаридами (2-3 цепочки в комплексе с белковым или липидным компонентом (гликопротеиды или гликолипопротеиды)). Углеводы состоят из глюкозы, маннозы, галактозы, нейраминовой кислоты. Углеводный компонент определяется клеткой хозяина, укрепляет суперкапсидную структуру, придает жесткость. Удаление гликопротеиновых комплексов ведет к потере способности к адсорбции на чувствительных клетках.
Репродукция вирусов.
1. Взаимодействие вируса с чувствительной клеткой.
2. Собственно репродукция вируса
3. Сборка вирусных частиц.
4. Выход вирусных частиц из клетки: путем «взрыва» - выход простых вирусов, цитопатическое действие вируса; путем «почкования» - выход сложных вирусов, клетка может остаться в функциональном состоянии.
5. Заражение следующих клеток новыми вирусными частицами.
Все РНК-вирусы (кроме гриппа и ретровирусов) размножаются в цитоплазме чувствительных клеток. ДНК-вирусы (кроме оспы) размножаются в ядре, где происходит транскрипция и репликация их нуклеиновых кислот, и в цитоплазме, где происходит трансляция вирусных белков, их процессинг и морфогенез вирионов. Нуклеокапсидные белки синтезируются на свободных полирибосомах, суперкапсидные – на рибосомах, ассоциированных с эндоплазматической сетью. Суперкапсидные белки в процессе своей транспортировки на наружную поверхность клеточной мембраны подвергаются гликозилированию.
Методы культивирования вирусов.
Вирусы на питательных средах не растут. Культивируются в организме восприимчивых животных, в куриных эмбрионах и в тканевых культурах или культурах клеток.
К первичным (первично-трипсинизированные) относятся культуры клеток, способные выдерживать не более 5-10 пассажей. Через несколько пересевов они перестают размножаться. Их готовят преимущественно из эмбриональных тканей.
Перевиваемые культуры получают из опухолевых клеток тканей человека, хорошо размножающегося «in vitro» в течение неопределенного срока (HeLa – из опухоли шейки матки, Hep-2 – из карциномы гортани, KB – из ткани рака полости рта). Готовят такие культуры клеток и из нормальных тканей животных – почки обезьян, кролика и эмбриона свиньи.
Полуперевиваемые культуры относятся к диплоидным клеткам, полученным из фибробластов человеческого эмбриона. Эти клетки выдерживают до 100 генераций, сохраняя исходный диплоидный набор хромосом. Диплоидные клетки человека нашли широкое применение в вирусологии, особенно в производстве вакцин.
Методы исследования в вирусологии.
Вирусологический метод – обнаружение с применением световой микроскопии цитопатического действия вирусов, вирусных включений (тельца Бабеша-Негри – скопления нуклеокапсидов вируса бешенства, тельца Гварниери – «фабрики» размножения вируса оспы и т.д.).
Вирусологический метод – 1) накопление и выделение вируса
2) индикация вируса: а) ЦПД; б) внутриклеточные вирусные включения; в) метод бляшек; г) цветная проба; д) реакция гемадсорбции; е) реакция гемагглютинации.
3) идентификация вируса (РТГА, РН, РСК и т.д.).
Серологический метод – обнаружение противовирусных антител в крови больных, реконвалесцентов, переболевших с помощью серологических реакций.
Биологический метод – заражение экспериментальных животных с целью накопления возбудителя и/или воспроизведения инфекционного процесса.
Методы экспресс-диагностики позволяют обнаружить вирус непосредственно в исследуемом материале, без предварительного накопления возбудителя в чувствительных системах (в культуре клеток, курином эмбрионе, организме лабораторных животных). Ответ можно получить через несколько часов после взятия материала. К методам экспресс-диагностики относятся:
Электронная микроскопия (ЭМ) тканевых экстрактов, фекалий, носоглоточных смывов, везикулярных жидкостей с целью обнаружения характерных вирусных частиц.
Иммуноэлектронная микроскопия (ИЭМ), при которой исследуемый материал обрабатывается иммунной сывороткой, что позволяет выявить вирус и одновременно идентифицировать его.
Иммунофлюоресценция, или метод флюоресцирующих антител (МФА), позволяет выявить вирусный антиген в клетках, полученных из пораженных вирусами тканей больного, путем обработки их флюоресцирующими антителами. В случае положительного результата при просмотре препарата в люминесцентном микроскопе будут видны светящиеся клетки.
Иммуноферментный и радиоиммунный методы (ИФМ и РИМ) являются высокочувствительными и в настоящее время широко применяются в вирусологии.
Метод цепной полимеразной реакции (ПЦР) и ДНК-зондов – позволяет определить генетический материал вируса в исследуемом материале.
Инфекционные агенты с необычными свойствами.
Прионы – белковые вирусные частицы (Prp-частицы). (Открыты Гайдушеком и Прузинером – удостоены Нобелевской премии).
Характерные особенности прионов:
Вироиды (Т.Динер, 1971) – агенты, не имеющие белковой оболочки и состоящие из инфекционной РНК.