 |
Морфологические особенности и строение бактериофагов.
|
|
|
|
МОРФОЛОГИЯ ВИРИОНОВ
Палочковидные
Пулевидные
Сферические
Нитевидные
В виде сперматозоида
СТРУКТУРА ВИРИОНА
Различают простые и сложные
У простых - НК связана с белковой оболочкой – капсидом, называется нуклеокапсид
У сложных - капсид окружён оболочкой – суперкапсидом
Капсид-Состоит только из белка
Не является цельной структурой, состоит из капсомеров
Функции:
Защитная
Связывание с рецепторами клетки-мишени
Обусловливают антигенные и иммуногенные свойства вирионов
Типы симметрии капсида
Спиральный –
капсомеры, выстраиваются по ходу спирали НК
лучше защищает геном
требует большое количество белка
при отсутствии суперкапсида придает вирусу палочковидную или нитевидную формы
Кубический тип симметрии-
Капсид состоит из сочетания равносторонних тетраэдров, октаэдров и других многоугольников
Внутри образуется пространство, в котором помещается НК
При отсутствии суперкапсида придает форму сферы или икосаэдра
Бинарная симметрия –
у бактериофагов головка имеет кубический, а отросток спиральный тип симметрии
Суперкапсид-Имеется не у всех вирусов, расположен поверх капсида
Состоит из гликопротеидов и липопротеидов
Функции:
защитная
распознает клеточные рецепторы
обеспечивает проникновение вируса путем слияния с ЦПМ клетки
Простые состоят из НК и белков
Сложные состоят из НК, белков, липидов и углеводов
Вирусные ДНК – двунитевые или однонитевые, линейные или кольцевые
Вирусные РНК – однонитевые или двунитевые, фрагментированные или цельные, линейные или кольцевые
Различают «+»РНК, выполняющие функции генома и и-РНК, «-»РНК, выполняющие только геномную функцию
|
|
|
Вирусные белки
Структурные: капсидные, внутренние, матриксные, суперкапсидные
Неструктурные: вирусиндуцированные ферменты, регуляторные белки, нестабильные белки – предшественники, ферменты
Ферменты, необходимые
для проникновения
вируса в клетку:
Лизоцим у бактерифагов
АТФ-азы (вирусы герпеса)
Нейраминидаза (вирусы гриппа,
парагриппа, паротита)
Ферменты репродукции:
(в основном заимствуются
У клетки-мишени)
Обратная транскриптаза
(ВИЧ)
Липиды и углеводы вирусов:
Имеют клеточное происхождение
Основной компонент суперкапсида
Липиды способствуют стабильности вириона
Таксономия и классификация вирусов.
Царство Vira
2 подцарства: рибовирусы и дезоксирибовирусы
Порядок – имеет окончание –virales
Семейство имеет окончание –viridae
Род имеет окончание –virus
ПРИЗНАКИ ВИРУСОВ, ЛЕЖАЩИЕ В ОСНОВЕ ИХ КЛАССИФИКАЦИИ
Основными критериями для определения порядка, семейства и рода вирусов являются
Тип и организация вирусного генома
Стратегия репликации вируса
Строение вириона
Продуктивный тип взаимодействия вируса с клеткой
1АДСОРБЦИЯ вирионов на клетке связана с тропизмом вирусов – избирательным поражением клеток определённых тканей и органов у определённых видов организмов
2 - ПРОНИКНОВЕНИЕ ВИРИОНОВ В КЛЕТКУ
2 способа:
- путём эндоцитоза (виропексиса)
(простые и сложные вирусы)
- путём слияния суперкапсидной оболочки вируса с клеточной мембраной
3 - ДЕПРОТЕИНИЗАЦИЯ ВИРУСОВ
2 способа
- у вирусов, проникших путём эндоцитоза – под действием лизосомальных ферментов
- у вирусов, проникших путём слияния –
с помощью ферментов клеточной
мембраны
4 - ЭКСПРЕССИЯ ВИРУСНОГО ГЕНОМА
синтез компонентов вириона начинается с транскрипции - образования на матрице геномной НК комплементарных и-РНК, затем трансляция - информация переводится на специфическую последовательность аминокислот.
|
|
|
Репликация - на матрице исходной геномной НК синтезируется множество копий – будущих вирусных геномов.
У вирусов с различным типом генома репликация происходит по-разному и осуществляется вирусными или клеточными полимеразами
5 - МОРФОГЕНЕЗ-ФОРМИРОВАНИЕ ВИРИОНОВ
Простые вирусы – путём самосборки
Сложные вирусы – в несколько этапов:
- образуется нуклеокапсид
- нуклеокапсид взаимодействует с мембранами клетки и «одевается» суперкапсидной оболочкой
- у некоторых под суперкапсидом
формируется матриксный слой (М-слой)
6 - ВЫХОД ВИРИОНОВ ИЗ КЛЕТКИ
2 способа
1 – «взрывной» путь (простые вирусы)
2 – путём почкования, почкуясь через мембраны клетки, вирусы приобретают суперкапсид (сложные вирусы)
Абортивный тип взаимодействия вирусов с клеткой.
1 – заражение чувствительных клеток
дефектными вирусами (напр., в. гепатита D) или дефектными вирионами
2 – заражение стандартным вирусом генетически резистентных к нему клеток
3 – заражение стандартным вирусом чувствительных клеток в неразрешающих условиях
4 – апоптоз
ИНТЕГРАТИВНЫЙ ТИП (ВИРОГЕНИЯ)
Взаимное сосуществование вируса и клетки в результате интеграции (встраивания) НК вируса в хромосому клетки хозяина
Вирогения характерна для умеренных ДНК-содержащих бактериофагов, онкогенных вирусов, ВИЧ
Провирус – встроенная в хромосому клетки ДНК вируса, генетическая информация провируса может быть причиной онкогенной трансформации клеток и развития опухолей, развития аутоиммунных и хронических заболеваний
КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ВИРУСОВ
3 биологические модели
1 – лабораторные животные
2 – развивающиеся эмбрионы птиц (чаще куриные эмбрионы)
3 – культуры клеток (тканей)
Использование животных ограничено из-за
- невосприимчивости животных ко многим вирусам человека
- контаминации животных посторонними
микробами
- экономических и этических соображений
Эмбрионы птиц: ДОСТОИНСТВА МОДЕЛИ -
- возможность накопления вирусов в больших количествах
- отсутствие скрытых вирусных инфекций
- доступность для любой лаборатории
НЕДОСТАТОК –
- многие вирусы не размножаются в эмбрионах птиц.
Дж. Эндерс и соавторы разработали метод культур клеток в 50-е гг. ХХ в. и получили Нобелевскую премию
|
|
|
Клетки, полученные из различных органов и тканей размножают вне организма на искусственных питательных средах в специальной лабораторной посуде
Морфологические особенности и строение бактериофагов.
геном представлен либо ДНК, либо РНК;
геном заключен в белковую оболочку – капсид;
структурные субъединицы уложены по типу либо спиральной, либо кубической симметрии;
крупные фаги, имеющие хвостик, устроены по типу бинарной симметрии;
размеры фагов от 20 до 200 нм, средний диаметр головки 60-100 нм, длина отростка 100-200 нм
Бактериофаги инфицируют строго определенные бактерии, взаимодействуя со специфическими рецепторами клетки.
По спектру действия на бактерии фаги подразделяются на:
поливалентные – лизируют родственные бактерии
моновалентные – лизируют бактерии одного вида
типоспецифические – лизируют отдельные типы (варианты) бактерий внутри вида
По сравнению с вирусами человека бактериофаги более устойчивы к факторам окружающей среды: инактивируются под действием температуры 65-70оС, УФ-облучения в высоких дозах, ионизирующей радиации, формалина и кислот. Длительно сохраняются при низкой температуре и высушивании
1 тип – нитевидная форма, геном – однонитевая ДНК
2 тип – сферическая форма, геном – однонитевая РНК или ДНК
3 тип – головка с коротким отростком, геном – двунитевая ДНК
4 тип – головка с длинным отростком и несокращающимся чехлом, геном двунитевая ДНК
5 тип – головка с длинным отростком и сокращающимся чехлом, геном – двунитевая ДНК
Строение
1 – головка бактериофага 2 – суперспирализованная ДНК
3 – отросток – полый стержень 4 – чехол отростка из сократительного белка (чехол содержит АТФ, лизоцим) 5 – базальная пластинка 6 – фибриллы
|
|
|
