Свойства вирусов. Вирион. Морфологические формы вирусов. Размеры, ультраструктуры, типы симметрии.

Вирусы – неклеточная форма жизни, обладает собственным геномом, способностью к самовоиспроизведению (репродукции) в клетках живых организмов или клеточных культурах, адаптационными свойствами и изменчивостью.

Выделены в отдельное царство – Vira.

- нет клеточной организации: не имеют цитоплазмы и ядра, митохондрий, рибосом и других органелл
- содержат только одну из двух нуклеиновых кислот – ДНК или РНК, выполняющих функции генома.
- не имеют собственных белоксинтезирующих и генерирующих энергию систем и являются абсолютными внутриклеточными паразитами на генетическом уровне, полностью зависят от клетки-хозяина
- размножаются не обычным бинарным делением, а репродуцируются в чувствительной клетке, согласно генетической программе в нуклеиновой кислоте вируса, при этом используют биосинтетические системы и ресурсы­­­­

Различают две формы существования вирусов – внеклеточную и внутриклточную.

Внеклеточный вирус = вирион. Это покоящаяся (зрелая) форма вируса. Не проявляет жизедеятельности. Функции: сохранение вируса во внешней среде и перенос его из организма в другой организм или из клетки в другую клетку.

Внутриклеточный вирус - вегетативный вирус - репродуцируется в инфицированной клетке, вызывая репродуктивную инфекцию, заканчивающуюся образованием дочернего поколения вирионов и, как правило, гибелью клетки. Процесс репродукции может быть незавершенным, без образования вирионов – возникает абортивная инфекция.

Некоторые вирусы способны встраивать свой генетический материал в хромосомы клетки-хозяина в виде провируса, которые реплицируется вместе с этой хромосомой в процессе деления и переходит в дочерние клетки. Это – интегративная инфекция, она модет существовать длительное время или переходить обратно в продуктивную.

Морфология и строение вирусов (вирионов). Размеры вирусов находятся в диапазоне 20-350 нм.
Могут иметь палочковидную, многогранную, пулевидную, сферическую, нитевидную, булавовидную формы.
Различают: простые (безоболочечные) и сложные (оболочечные) вирусы. У них в центре – молекула нуклеиновой кислоты (ДНК/РНК), окруженная белковой оболочкой – капсидом. Вся структура носит название – нуклокапсид.

Простые вирусы – нуклеиновая кислота, ассоциированная с внутренними белками и капсидом (т.е. представляют собой нуклеокапсид).

Сложные вирусы – нуклеокапсид является сердцевиной вириона, поверх расположен суперкапсид – наружная оболочка, является модифицированной мембраной клеточного происхождения, в которую вирион «одевается» при выходе из клетки путем почкования. В двойной липидный слой мембраны встроены вирусспецифические поверхностные белки – гликопротеины (гемагглютинины, нейраминидаза,белки слияния и другие, ответственные за прикрепление вириона к рецепторам клетки и проникновение в нее), расположенные трансмембранно и выстуающие наружу в виде шипиков. Гликопротеины – протективные Аг.
У многих сложных вирусов к нуклеокапсиду изнутри прилегает слой матричного белка (М-слой). Некоторые вирусы имеют другие дополнительны структуры.

Защитная белковая оболочка – капсид – состоит из множества однородных белковых субъединиц. Т.к. на такое строение капсида расходуется мало генетической информации, оно важно для вирусов, обладающих небольшим геномом. Капсиды построены по спиральному или кубическому типу симметрии, в зависимости от расположения белковых субъединиц.

Типы симметрии.

1.Спиральный. Нуклеиновая кислота расположена винтообразно. Вокруг нее по спирали располагаются структурные белковые субъединицы овоидной формы (протомеры), надежно закрывающие нуклеиновую кислоту вируса. Расходуется много белка, но структура – прочная.
Форма нуклеокапсида полочковидная или нитевидная.
Простые вирусы со спиральным типом симметрии - в основном вирусы растений (вирус табачной мозаики – палочковидный, бактериофаги – нитевидные). Среди поражающих человека простых вирусов - таких не встречается.
Сложные вирусы со спиральным типом симметрии (орто-, пара-, миксовирусы) имеют нуклеокапсид, представляющий собой длинный тяж, упакованный в виде клубка или плотной спирали, который покрыт суперкапсидом, благодаря чему вирион имеет сферическую форму.

2. Кубический тип симметрии. Большинство вирусов посмотрены по этому типу, форма – икосаэдра (20-гранник). Капсид построен из морфологических единиц – капсомеров, имеющих шаровидную, иногда призматическую форму. Каждый капсомер состоит из 5 (пентомер) или 6 (секстомер) структурных белковых единиц. В основе кубической симметрии – комбинации равносторонних треугольников, образуемых капсомерами, что ведет к формированию замкнутой сферической поверхности с полостью внутри.
Белка затрачивается меньше, чем при спиральном типе симметрии. Менее прочен и ненадежно закрывает нуклеиновую кислоту.

Капсиды разных вирусов состоят из различного, но строго определенного для данной таксономической группы, для каждого типа, вида вирусов, количества капсомеров (у вируса полиомиелита – 32 капсомера, у вируса гепатита В – 180 капсомеров).