Общая характеристика вирусов

История вирусологии

Вирус оспы: 6 тыс – в Азии; 5-6 век – в Европе; 16-17 века; 16 век – Америка

Желтая лихорадка: тропич леса Америки, потом иммунитет - дети переболевали в детстве

Полиемиелит: изображ на фресках фараонов на ногах;гипократ описывал; 1909 – док вирусную природу; 1921 – епидемия в Нью-Йорке, Рузвельт; 1952-получена убитая вакцина

Вирус с греч «iros»-отрава, сок выдел ядовит змеями. 2-й век «вирус» – слюна бешен собаки; первое описание Гиппократа; Все заразные болезни, обьект кот невозможно выдел и наблюд под микроск были обьеденены в понятие вирусы; первый вирус существование кот было научно док – вирус табач мозаики

Себин- США, ослабленные варианты вируса но не испробовал

Смородинцев и Чумаков – испробовали ослаб варианты вируса, 1963 Ленинская премия

1986 Мейер (нем) – пытался док заразность сока больных растений

Ивановский – вперв изучил вирус таб мозаики; перв док заразность сок бол растений и потерю инфекционности при кипячении сока, но не теряется зараз при пропускании через двойной слой фильтр бумаги; выявил свойства вирусов: фильтруемость, контагиозность (заразность), корпускулярность.

Белинг(датск) - повтрил опыт Иванов, исключил корпускулярность

Лефлер и Фрош – 1897 показали что яущур эпидем болезнь крупного рогатого скота

Рид – 1901 открыл вирус желт лихорадки

1902 - откр оспы птиц и овец

1903 –откр в бешенства

1905 – в оспенной вакцины

190 7 – в Денге (троп заболев)

1908 – в оспы людей

1909 – в полимиелита

1911 – в саркомы Кур-рауса

1915 – в бактерий

1916 – в кори

1917 – в герпеса

40-е- более 40 видов

1932 – Эльфорт (англ) созд искуст коллоид мембр, позволяет изучить размеры вирусных частиц 50-300мкм порог в ящура, герпеса, бешенства, гриппа

1931 – Вудруф и Вудпасчер (амер) прев предложили культивировать в на курин эмбрионе на 7-й день, св-ва: не добавл загрязн другими в; не образ антител. В дальнейшем все формы на кур эмбр.

1948 – Эндерс (амер) разработал метод однослойн тканев культур и 100-1000 ранее не выдел вирусов, Нобел премия

1903 – Смит (анг) и Смородинцев (совет) описал в гриппа

С 16 ст в гриппа периодически посещал Европу. Пандемии повтр через 20-30 лет, 2-3 года эпидемии. 1848-1889 – грипп почти исчез с Европ континента. 1890 – сильная пандемия. В нач 20 в циркуляция в гриппа А. 1940 – грипп В 1949 – нов грипп А 1957 – в Китае Грипп А2(сингапуровский вариант)1968- из Китая нов вариант гриппа А2(гонконговский). 60-е – определ роль в изуч гриппа работы Смородинцева и Френсиса: «изменения в гриппа происх в пределах определнного числа вариантов», ислед сыворотки крови, антитела к новым варрантам гриппа

1919-1918 –пандемия «испанка», смер на всем Земном шаре более 20 млн чел

Вклад отечественных ученых

Лев Александрович Зильбер – онкогенетическая теория возн опухлей, клещ энцефалит

Смородинцев – вирусол лаборатория в Ленинграде, организ инстит в Москве, внес фундаментальный вклад в изучение природы противовирусного иммунитета, участвовал во внедр в пратику вакцин 1941 – против клеш энцефалита 1963 – против кори; Нобель прем; внес вклад в раскрытии этиологии вирус заболев, врожденной и неспецифич резистент

Виктор Михайлович Жданов – использ методы генной инженерии для разработки биотехнологии произ-ва вакцин и интерферона, разраб концепций рака, 1877- изуч СПИДа, генно-инжен вакцины, моноклональные антитела.

 

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

- спиральные:

1) вирус самозборки однозначен!

2) максимальное взаимодействие между нуклеиновой кислотой и белковой оболочкой.

3) увеличение площади вириона (белок играет более защитную функцию чем у кубических вирусов)

4) освобождение нуклеиновой кислоты невозможно без разрушения вириона.

- для сферических вирусов:

1) возможны варианты самозборки.

2) слабое взаимодействие между нуклеиновой кислотой и белковой оболочкой.

3) min площадь вириона, упаковка нуклеиновой кислоты требует меньшее количество белка (вирусы животных и человека)

4) освобождение нуклеиновой кислоты возможно без разрушения вириона.

(герпес вирусы, пикорновирусы, аденовирусы, реовирусы)

- сложные капсиды вирусов

1) сочетают сферическую и спиралевидную формукапсидов или различные типы белков. Н: аденовирус фаги Т-четный фаг.

При соединении гексагональной головки фага к хвостовому отростку происходит по типу пентагональной симметрии. Классификация морфологических типов:

- нитевидные фаги – ДНК- содержащие, однонитевые.

- фаги с аналогом отростка – РНК и ДНК содержащие.

- фаги с коротким отростком. Т – нечетные фаги, E. Coli.

- фаги с несокращающимся отростком.

- фаги с сокращающимся отростком (сложные, ДНК-содержащие, Т – четные фаги Т2, Т4, впрыскивают через отросток)

 

 

Номенклатура

1948 Холлес предложил бинарную классификацию в., учитывая круг хозяинов, клиническая характеристика, способ передачи

1948 Верджи разделил все в. на: в. бактерий (фаги), в. растений (фитофаги), в. животных (зоофаги).

1975 в Мадриде на 3-м международном конгресевирусологии утвердили бинарную номенклатуру. Все в. были разделены на 54 рода, предложили кодир запись определных св-в вирусов в виде криптограмм

Криптограмма в. герпеса

1. тип нукл. кислот и число цепей (ДНК, 2 цепи) Д/2

2. молекулярная масса нукл. кисл. / % содержание нукл. кисл. 80-100/7

3. тип вириона и капсида (сферический) S/S

4. хозяин и тип переносчика (позвоноч, нет переносчика) V/0

Крпитограмма в. таб. мозаики

Р/1: 2/5:Е/Е (палочковидный):S/0 (покрытосеменные)

Также учитываются содержание Г-Ц пар, морфология вириона, константа седиментации, кол-во белков, особенности липид компонентов, особенности размножения, стойкость к ф/х факторам

 

37. В. человека и животных – 20 сем.

ДНК содержащие

ДНК содерж 2-х цепоч (отсутствует внешняя оболочка):

1. сем. Аденовирусы – Аденовирус

2. сем. Паповавирусы – в. бородавок, в. папиллом (ДНКсодерж онковирусы)

ДНК содерж 1-но в.:

1. сем. Парововирусы – Аденоасоциированый вирус

ДНК содерж 2-х цепоч с внешней суперкапсидной оболочкой:

1. сем. Герпесвирусы – в. простого герпеса, в. полового герпеса

2. сем. Гепадновирусы – Гепатит В

3. сем. Поксивирусы – в. оспы

РНК содерж

1-но цепоч + цепь РНК (вирусы с позитивной РНК):

1. сем. Пикорновирусы – в. полиемилита, в. гепатита А(болезнь Боткина), в. ящура

2. сем Колицивирусов – в. энтеритов(кишечные растройства), в. Норволк

РНК 2-х цепоч:

1. сем. Реовирусы: роды Ротавирусы (вызывают энтериты у новорожденных), Орбивирусы (ринит, фарингит).

РНК содерж + цепоген 2-е одинаковые цепочки – диплоидный геном, есть фермент обратная транскриптаза

1. сем. Ретровирусы – В, лейкоза, Вич

+ однонитевы цепи – имеют суперкапсидную оболочку:

1. сем. Тоговирусы – омская геморогическая лихорадка; ро. Рубивирусы – в. краснухи

2. сем. Флавивирусы – в. клещевого энцефалита, в. желтой лихорадки

3. Каронавирусы – капсид в виде короны; энтериты, ОРВИ

- одноцепочесные однонитевые:

1. сем. Буньявирусы – в. Крымской геморогической лихорадки

2. сем. Ареновирусы – в. болевийской гемарогической лихорадки, в. лимфоцитарного хориоменингита

3. Рабдовирусы – в. бешенства, в. везикулярного стоматита

4. Паромиксовирусы – в. парагриппа, в. кори, в. паратита(свинка)

5. Ортомиксовирусы – в. гриппа(А,Б,В, птиц)

6. Филовирусы(нитевидные) – в. Эболо

 

Выявление вирусов

Впервые методологию выявления вирусов предложил Риверс:

1-й этап: необходимо выделить в. из больного организма

2-й: культивировать в эксперементе

3-й: доказать фильтивность

4-й: воспроизвести заболевание

5-й: повторно выделить

Методы диагностики

Источники для выявления в. – лизаты бактерий, кусочки ткани, биологические жидкости, энсудаты, растительный материал

1. Культивирование

2. Идентификация

Культивирование

- использование куриных эмбрионов

- клеточная культура

Требования:

- свободные кл в небольшом кол-ве (монослои)

- питательные среды для активного размножения кл

- обеспечить условия, кот не позволяют засорение этих кл бактериями

- определить методы для распознавания роста в. и идентификации

Обработка Кл массы раст-ром трипсина

1999 Эндерсон – возможность культивировать в. полиемилта на первичных триптиизированых култур кл. Это ускор определение в.; позволяет накапливать вирус-содерж материал в больших количествах; помогло в вакцинации. Но культура после нескольких пересевов перестала размножаться

Метод получения культ тканей из опухлевых Кл (Кл Хелла) – бесконечно долгое размножение, но их нельзя использовать для получения вакцин

Пытаются найти Кл, кот не содержат контоменантные вирусы и не владеют злокачественностью – это диплоидные клетки – однородная культ, стабилизирующаяся в процессе кул-я инвитро. Стадии роста: стадия стабилизации, активного роста, стадия старения. Должны в процессе пассирования сохранять свой кариотип, свойственный исходной ткани, должны быть свободны от кантоминатов и не обладать онкогенной активностью при трансплантации хомячка.

О размножении в. в культурах кл судят по их цитопотетич-му действию.

Легко обнаружить в. по стерильным бляшкам, либо путем микроскопирования монослоя кл.

Микроскопическая картина:

1. может проявляться в виде равномер мелкозернистой деструкции кл (папиовирусы, в. коксаки)

2. очаговая, мелкозернистая дегенерация кл (в. гриппа, клещ энцефалит)

3. крупнозернистая равномерная деструкция кл (в. герпеса)

4. гроздевидная дегенерация кл (аденовирусы)

5. симпластообразование или слияние и нарастание кл (респират в., в. кори)

О росте вирусных кл можно судить по изменению окраски индикатора

Некот в. благодаря наличию на своей поверх (внеш суперкапсидной облочки) гемаглютиинов могут адсорбироваться на эритроцитах, вызывают гемагглютинацию, т. е. склеивание эритроцитов.

Обнаружение в. с помощью серологических реакций:

- преципитация в агаре

- иммуноферментные методы

- связывание кофермента (РСК)

- при помощи метода ДНК-зондов

- заражение экспериментальных животных чувствительных к данному вирусу

- м. иммунофлюрорисценции

Для типирования в. (идентификаци) используется методы, основанные на нейтрализации биологически активных веществ с помощью спец-х сывороток.

Эволюция в.

Эвол в. связана с эвол всех живих организмов на Земле. Сущ несколько гипотез:

1. Львов, Бернет, Рыжков: в. явл потомками бактерий, или других одноклеточных организмов, продуктом их регрессивной эволюции достигшей губокого уровня парацитизма

- утрата систем генерирования энергии

- утрата способности синтезировать элементарную мембрану

- утрата собственного аппарата трансляции

Такая гипотеза правомерна для сложных в., имеет много противоречивых данных (РНК в. - противоречия).

2. Жданов, Атабеков, Агол – в. явл потомками каких либо доклеточных форм жизни, кот перешли к паразитизму.

Разнообразие генетического материала, харктерное для существующих в настоящее время в. подтверждает эту гипотезу и свидетельствует о полифилетическом (неодновременном) происхождении в.

3. Мюллер, Брауер: в. – это дереваты (аналоги) кл генетических структур, ставшими автономными, но сохранившими зависимость от клетки. Гипотеза «взбесившихся генов» - первые 10-20 лет казалась маловероятной, но в дальнейшем были накоплены данные в пользу этой гипотезы. Она обьясняет не только неодновременное происхождение в. но и разнообразие структур (в. сателлиты, плазмиды, прионы). Из этой гипотезы- образование в. не явл одновременным событием, а происходило многократно и будет продолжаться и в настоящее время (хвостатые фаги, ВИЧ)

4. Теория дупликации генов и геномов

В природе происходит в широких масштабах постоянный обмен готовыми блоками генетической информации. В результате могут встраиваться новые гены, могут появляться новые признаки, в результате неожиданных рекомбинаций собственных генов и встраивания др генов может происходить увеличение геномов за счет неработающих генов.

Вывод: в. образовались неодновременно. В. явл важным фактором эволюции органического мира. В. явл непосредственно распространителями передового опыта в биосфере.

 

Хроматографические методы

- адсорбционная

- противоточная

- Газово-жидкостная

- Ионно-обменная

- Проникающая

- аффинная

Проникающая– устанавливается равновесие между жидкой фазой на внеш и внутр поверхностях структуры. Разделение основывается на св-вах орг полимеров с трехмерной сетчатой структурой – гель-фильтрация. Испол хроматографическая колонка заполненная набухающим гелем, уравновешивается растворителем: проходят крупные в. частички, мелкие задерживаются. Для этих целей испол декстраны с поперечными сшивками- сефадексы, или агарозные гели (Биогель А, биогель Р). Декстраны сшиваются эпихлордегидрином, он не растворяется в воде но обладает гидрофильными свойствами, в зависимости от количества поперечных сшивок – они имеют степень пористости, т. е. можно определить молек массу в. частичек.

Аффинная – равновесие связей между макро- и микромолекулами как следствие биологическое сродство.Основана на биологической специфичности (субстрат-фермент, ингибитор-антитело)

Методы электрофореза

Испол для характеристики величины, формы, заряда в. частиц. В. за счет диссоциации аминокислотных групп белков капсидного слоя имеют заряд (больше кислых групп). Изоэлектрическая активность в основном определяется поверхностными белками

 

38. Методы ультрацентрифугирования Позволяет определить молекулярную массу, размеры вириона. Основан на анализе скорости движения суспензиирующей жидкости. 1925- Сведберг создал 1-ю центрифугу, ультрацентрифугирование до 500 000 g (скорость ускорения).

1. м. скорости седиментации

2. м. седиментационного равновесия

3. м. ультрацентрифугирования в градиенте плотности

М. скорости седиментации при достаточном ускорении поля тяготения скорость седиментации превышает диффузию частиц в растворители, частицы отделяются от растворителя и за границей раздела можно наблюдать с помощью определенных оптических приспособлений. Скорость седиментации выражается через коэффициент седиментации. Измеряется в единицах Сведберга 1 ед. Св=10^-13с

МЕТОД СЕДИМЕНТАЦИОННОГО РАВНОВЕСИЯ

Результаты не зависят от формы частичек, седиментация = диффузия, при длительном не быстром ультрацентрифугировании. Вдоль центрифужной пробирки устанавливается градиент концентрации частиц, частицы должны быть гомогенны, измеряя концентрацию частиц на различных расстояниях от оси вращения вычисляется молекулярный вес частиц.

МЕТОД УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ В ГРАДИЕНТЕ ПЛОТНОСТИ. Используются инертные вещества – сахароза. Определяется константа седиментации для разделения частиц. Создается определенный градиент плотности, наслаивается на поверхность растворитель с исследуемым веществом, при определенной константе седиментации сравниваем с белками-летчиками сравнивается с вирусными частицами. Частицы с различной молекулярной массой распределяется в различных зонах градиента плотности.

ИЗОПЕКНИЧЕСКИЙ МЕТОД. С использованием солевых растворов высокой плотности (6М раствор хлористого цезия). Хлористый цезий седиминтируя создает устойчивый градиент, в ходе центрифугирвания частицы концентрируются в определенной зоне соответствий плотности. Т.е. основано на различии разделения вирусных частиц, в их плавучей плотности. Извлечение путем вытеснения (прокалывается дно пробирки и фракция вытеснения используется КОРЕКТОР). Этот метод позволяет определить относительное содержание белка и нуклеиновых кислот.

 

ПО ФОРМЕ

- палочковидные

- сферические

-элипсовидные

- сператозоидные

(головка + хвост) →сложные фаги

ПО РАЗМЕРУ

Мягкие вирусы (до 20 – 25 ммк) (вирус желтой лихорадки, 22 ммк)

Средние вирусы (125 ммк) вирусы гриппа - фаги (75-90)

Крупные вирусы (300-400 ммк) – в. Оспы, в. Бешенства (150)

 

Вирус осповакцины 85тыс * 10*6 дальтон

Вирус гриппа 700*10*6 дальтон

Вирус ящура 0,4*10*6 дальтон

Вирус полимиелита 0,6*10*6 дальтон

 

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОСОБЕННОСТЬ

Однородность впопуляции вирионов одного типа нельзя обнаружить частички различного размера. Регулярность рабороба состоящего из набора белковых единиц. Форма вириона определяется формой капсида, т.е. белковой оболочкой. 2 типа капсида:

- спиральный - Присущ вирусам растений, и некоторым фагам и у животных и человека.(семейство Рабдовирусы, Ортоминсовирусы - в гриппе).

- кубический (квазисферический, изометрический)

Элементарная структурная единица вирусного капсида – белковые субъединицы состоящие из одной или нескольких молекул белка.

- для ВТМ – структурная единица представлена 1 белком

- для вирусов полиомиелита – 4 белка.

Единицей вируса является капсомер – который состоит из нескольких структурных субъединиц – капсомеры, они образуют капсид.

69, 43. ВТМ структура спирального капсида:

По форме напоминают цилиндр или палочку, величина = 11нм в ширину 300нм в длину. В горизонтальной плоскости – шестиугольник.

Белковая оболочка состоит из упорядоченных капсомеров расположенных по спирали, внутри полости спираль имеет 130 витков.

Период идентичности входят 3 витка спирали, раз 69А, в каждом витке 49 субъединиц. Шаг спирали 2,3 нм. Каждый вирион состоит из двух тысяч 2130 белковых субъединиц. Молекулярная масса 18240Д каждой белковой субъединицы. Капсомеры – заострены с наружи и на внешней стороне образуется своеобразный желобок в котором по спирали расположена РНК – одноцепочечная, причем на каждую молекулу белка приходится 3 нуклкотида молекулы РНК. Связь молекулы белка осуществляется по двум остаткам аргинина и 1 остатка лизина. Жесткий кристалл. Гибкий цилиндр (кристалл) - Х – вирус картофеля, ДНК – содержит фаг fd со спиральным капсида (нитчатый фаг).

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

- спиральные:

1) вирус самозборки однозначен!

2) максимальное взаимодействие между нуклеиновой кислотой и белковой оболочкой.

3) увеличение площади вириона (белок играет более защитную функцию чем у кубических вирусов)

4) освобождение нуклеиновой кислоты невозможно без разрушения вириона.

Изометрический (квазисферический, кубический) для животных и человека, растений и фагов. Капсид представляет собой правильные многогранники. Ученый Каспар и Клаг - теория, в основе кристаллографические представления, в результате которых изометрические оболочки образуются в результате эквивалентного размещения по поверхности сферы идентичных субъединиц. Капсид состоящий из 60 субъединиц, которые расположены по поверхности сферы Н: f *174 – он имеет 60 (20 углов), субъединицы которые расположены по поверхности сферы, имеют 20 граней и 12 вершин – геодезийская сеть - min ∆G при сборке. Количество капсомеров очень строго для каждого семейства вирусов:

- вирус Аденовирус(252 капсомеров, 9 капсомеров, расположенных по поверхности 25ти граней, и образуется 180 капсомеров, 6 капсомеров распологаются в 12ти вершинах и образуют 72 капсомера= 252).

- вирусы Гарвовирусы (32 капсомерами)

- Паповирусы (72 капсомеров)

- вирус Герпеса (162 капсомерами)

 

14.Сложные вирусы имеют дополнительную суперкапсидную внешнюю оболочку. Характерна для многих вирусов животных и растений и фагов: РМ2 – поражает p. Pseudomonas.

Оболочка состоит из двойного липидного слоя компоненты ее родственны мембранам клеток хозяина.

Суперкапсидные белки входят в поверхностные слои суперкапсидной оболочки:

1) они распознают клеточные рецепторы (т.е. находят свой адресат).

2) Участвуют в процессах слияния с оболочкой клеток хозяина.

3) Свойство протективных антигенов.

Нуклеокапсид – нуклеиновая кислота окруженная белком. У семейства: парамиксовирусы, ортомиксовирусы, короновирусы – нуклеокапсиды спиральной формы. Благодаря суперкапсидной внешней оболочки эти вирионы приобретают сферическую форму. Белки суперкапсидной оболочки гликозилированны, осуществляется ферментами клеток – хозяина. Поэтому один и тот же вирус при попадании в различные ткани и органы имеет различные углеродные остатки. Вирусы с помощью гликозилированных белков образуют спикулы или шипы.

Сем Тоговирусы – палочковидные шипы.

Сем Парамиксовирусы – эллипсовидные бутылки

Сем Ортомиксовирусы(вирус гриппа): 1. несут гемагглютинин(палочка) 2. напоминает барабанную палочку

Сем Короновирусы: шипы формы солнечной короны.

Более внутренние белки, которые входят в состав суперкапсида – матричные белки (М - белки) – не гликозилированные, функция: связь между суперкапсидной оболочкой и нуклеокапсидом.

 

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВИРУСОВ

1. Методы цитохимического анализа.

2. Вирусные РНК, особенности, «+», «-»нитевые вирусы.

3. Особенности вирусов ДНК

4. Беки вирусов и их классификация.

5. Другие составные части вирусов (липиды, углеводы, альдегиды, полиамины, ионы).

6. Ферменты вирусов.

Значительную роль в изучении вирусов работы Шлезенгера – бактериофаг поражает E. Coli. Состоял из Белка, фосфорной кислоты и положительную реакцию на углеводы (реакция Фиша). В дальнейшем элементарный состав вирусных части чек не отличается от животных клеток.

Н.: ВТМ: С – 49,6%, Н – 7,3%, N – 16,5%, P – 0,5%, S – 0,4%. Вирус гриппа – С - 5,3%, N –10%, P – 0,9%.

Основные компоненты: нуклеиновые кислоты и белки.

Для человека и животных – 45% - 90% белка

Для вирусов растений 60% - 95% (из – за спирального строения)

Для вирусов бактерий и нуклеиновых кислот – 50% на 50% энцефаломиелита.

ВОДА: ВТМ – 15%, вирус гриппа – 34 – 50%, вирус бородавок -58%.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

- построены из нуклеотидов, 3 компонента:

- Гетероциклическое основание

- Сахара

- Остаток фосфорной кислоты

Образуется компактная упаковка двух полинуклеотидных цепей. Образуется двойная спираль с антипараллельным направлением цепей.

СВОЙСТВО ВИРУСОВ

- инфекционность – связанно с наличием нуклеиновых кислот (ДНК, РНК)

- геном вирусов или только ДНК или РНК – один тип нуклеиновой кислоты.

- гаплоидный геном(исключение семейства Ретровирусы – 2 – е копии).

 

Белки в. животных.

Наиболее просто устроены – меньше. Пикорновирусы – 4 молекулы белка, М=35*10³, 30*10³, 24*10³, 7*10³Да. Вирус гриппа – 6 основных белков

Реовирусы – 7

Аденовирусы – 12 пептонов на вершине гексомеров

Вирус герпеса – более 24 различных белков.

Белки простоустроеных вирусов.

Структурные белки: 1.Капсидные: белковые оболочки вирусов состоит из капсомеров, принцип субъеденичности – происходит огромная экономия генетического материала.

2. Геномные: белки, которые ковалентно связаны с геномом, функции связаны с транскрипцией, трансляцией вирусного генома, прикрепляются к концу капсида вируса.

Неструктурные белки:

1. Белки – предшественники, отличающиеся нестабильностью, нарезаются на функционально-активные белки (структурные).

2. Белки Е синтазы (полимеразы) ДНК или РНК обеспечивают транскрипцию и репликацию вирусного генома.

3. Модифицирующие белки – которые модифицируют определенным образом структуры клетки хозина(протеазы, протеин-киназы).

Неструктурные белки обслуживают внутриклеточную репродукцию вирусов, но в состав самой вирусной частицы не входят.

9.Белки сложноустроенных вирусов.

Структурные:

Образуют нуклиокопсид, сверху окруженный дополнительной оболочкой. Суперкопсидные белки расположены в двойном лепидном слое. Самые поверхностные суперкапс.б. – обычно гликозилированые. Гликозилирование их осуществ. клетками хозяина – выполняет несколько важных ф-й для клетки.

В составе суперкопсида:

1. Взаимодействуют со специф рецепторами клеточной поверхности некоторых хозяинов – прикрепительные белки (1).

2. Белки, которые участвуют в слиянии вирусной и клеточной мембран – белки слияния (2) – отвецтвены за образование гигантских клеток – синцитиев (синпластов).

3. «Адресная» ф-я – способность белков узнавать чуствительные Кл, котрые способны осуществить неспецифическую репродукцию вирусной частички.

4. Модифицирующие белки.

5. Более внутренний слой – матричные белки – связывание суперкопсидной оболочки вируса с нуклеокопсидом.

В составе копсида:

Копсидные

Геномные

Полимеразы

Неструктурные белки

Предшественники структурных

Полимеразы

Регуляторы синтеза РНК и ДНК

Белки - ферменты

1. Вирионные – в составе вириона и вносятся внутрь инфор.кл Н: ферменты транскрипции и трансляции. ДНК и РНК полимеразы, обратная транскриптаза ретровирусов, эндо и экзо нуклиазы, неироминидаза. АТФ аза.

2. Вирус – индоцибильные белки – б – Е, структура которая закодирована в вирусном геноме (РНК прлимеразы – тоговирусы, пикорнов, парамиксов, портомиксов, ДНК полимераза, герпевирусов.)

ЛИПИДЫ

Фосфолипиды и нейтральные.

По содержанию липидов:

1. Сложноорганизов ДНК или РНК содержащие вирусы 15-35%, фосфолип 50-60%, холестир липопротеины 20-30%. Н: вирусы окружен суперкопсидн оболочкой, размнож почкованием, ф-я стабилизации структуры в. Липопротеиновая суперкопсидная оболочка формируется в момент выхода из вируса. Липидный основатель вирусной оболочки очень близок к составу мембран липидов клетки хозяина оптов, тогов, парамиксов, Аренов.

Липидный состав этих в. различен в зависимости от клетки хояина. Мембрана этих вирусов очень чувствительна к эфиру и соответственно инфекционность вирусной частички нарушается.

1. Липиды имеют клеточное происхождение.

2. Высокая степень содержания холестирина.

3. Отклонение в составе липидов обусловлено модифицирующей ролью в. белков, включается в цитоплаз. Мембрану, потеря липидных фракций

2 Характериз наличием небольш кол-ва липидов 5-6% от сухой массы в. липидов. В. герпеса, в. оспы, в. радужности долгоносика. Эти липиды очень прочно связаны с вирионом и очень плохо экстрагируют из оболочек вирусных частиц. Обработка этих вирусов эфиром не приводит к снижению инфекционности. Морфогенез в. формирует в. зрелых частичек не связанных с ЦПМ.

1-й процесс репродукции осуществляется в ядре, одпочковывается в следствии цп. Липиды аналогично липидам ядра мембраны.

3. 4 фах РМ 2 (морск. псевдомон.) группа вирусов, которая имеет двойной липидный слой, слой совершенно неаналогичн.

12% - липидов в структуре – в виде двуслойной мембраны.

Углеводные компоненты

Гликолипиды. Кол-во углеводных остатков может лстигать от 10-13%. Хим. Специф. Углеводов не полносью определ. Клетками Е, которые обеспечивают перенос и присоеденение сахара к белковому компоненту и др. Чаще всего это ГЛю, Фру, САх, Манн нейролиновая кислота и глюкозалин. Один и тот же вирус находясь в различных организмах имеет специфич. Остатки сахаров. Это определяется специфичностью клеточных гликозалированых сфераз. (присоед. к угл. ост в частицы)

Ф-и углеводов:

1. Своеобразн. Каркас для локализации гликопротеинов.

2. Обеспеч. Стабильность и сохр. Конформацию определенную мол. вируса.

3. Защищает от протеаз

Оксимитил цитозин тоже гликозилирован, присоед угл ост.

 

Полиамины

Путресцин, спермидин – у большинства Т-четных фаов. Их ф-я: нейтрализация отрицательных зарядов фосф. К-ты в следствии плотной упоковки НК головки фага.

 

Минеральные элементы.

Fe, Cu, Ca, Mg. На 1 г в белка кон-я от 20-600мкг. Щелочные и щелочнозем. У фагов щелочн Т-четные. Ионы Са Т-2 30-40 локал. В хвостовом участке в частиц связ с АТФ и играют определенную роль в сокращении белк. Чезла Т-четн фагов.

В-специф Е.

Фаговый лизоцим относ к поздним белкам. Этот белок получ назв белок-внедрения. Нейроминидаза – б субстр. действ явл мукопротеиды клеточн оболочки хозяина. Отщепл нейромин клетку от лактозного участка приляг пепт цепи является также входным, или выходным Е. В гриппа – 20-55% способен отщепл нейромин к-ты. АТФ-фаза. У в миелобластоза птиц и в герпеса. В некоторых в обнаружена цитохромредуктаза – миненгопнемво в.

В. опсовакцины - ФАД, биотин. Гемолит. Акт-ть у многих в хар-терно симпласт образов.

Протеазы. Е, которые обеспечивают расщипление больших полипепт молекул на функц-но активные небольшие молекулы.

Лигазы, эндонуклиазы. Обеспечивают реализацию определенных этапов репродукции.

В полимеразы. явл важным фактором репликации НК. Если Е клетки хозяина неспособны к репл в частичек. Кроме в специф Е было показ что некотор вирусы вирионы КЕМП к-ки хозяина: актин – в оболочечных в

Клеточные гистоны – сем папововирусы.

Клеточный фермент протеинкиназа – у ряда вирусов, рибосомы, ареновирусы.

Могут включ либо случайно в вируон, или закономерно и игр сущ-ю роль в репродукции вирусов (гистоны).

ВИРУСЫ

1. Вирионные: Е фермент вносит вирус непосредств в клетку хозяина (транскриптаза, обратная тр,неироменидаза).

2. Вирусиндуцируемые: структуры, кот закодир в геноме самого вируса, но в дальнейшем в вирион не вход.

Лизогенния. Умеренные фаги.

Кроме продуктивного типа инфекций у многих бактериофагов взаимодействие с клеткой хозяина складывается иначе. После проникновения фага в Кл он может синхронно репродукцироваться з геномом Кл хозяина. Кл хоз выживает, нормально делиться и образует клон зараженных Кл. структурных в. Белков не обнаруживается и большая часть генов оказывается репрессированной. Фаг может освобождаться путем случайного лизиса с частотой 10-2 10-6 – индукция, под действием физ-хим факторов. Лизогенные бактерии не содержат зрелых вирионов.

Взаимодействие бактерий с фагом, не приводящее к лизису бак называется лизогения. Фаги кот способны к такому взаимодействию – умеренные фаги. Геном умеренного фага в лизогенных клетках – профаг.

В каждой зараженной клетке более или мене протекают следующие процессы:

- транскрипция и трансляция генома с образованием ранних вирусных белков, в том числе образуется белок репрессор

- репликация вирусного генома

- переход из одного реплицирующих генов в состояние профага (встраивание в геном хозяина).

Судьба клетки хозяина зависит от скорости образования белков репрессоров и созревания самого фага.

Нужно отличать от вегетативной репликации при продукт инфекции.

Наиболее изучен – умеренный фаг λ – ДНК содержащий. Геном в виде линейной структуры, а при попадании в Кл хоз образуется кольцевая структура. В геноме помимо генов, направленных на развитие фага, существуют гены лизогении, кот диктуют синтез белков репрессоров: С1,С2,С3

С1 – для создания устойчивой лизогении.

Важный этап – истинное включение в геном хоз. Включится в геном хоз может только кольцевая суперспирализованная ДНК.

1962 – Кэмпебел – предложил модель интеграции умеренных фагов: после того как геном фага λ проникает в Кл хоз замыкается в кольцо, это результат склеивания мелких одноцепочечных концов фагового генома.

Включение происходит в результате спец спаривания гомологичных участков фаговой ДНК с гомологичными участками ДНК хоз

Включение фаг генома происходит путем рецепрокной рекомбинации(циклической перестановки) - последовательность во включенном линейном геноме отличается от их последовательности в вирусе. Крайнии участки становятся соседними. Это происходит в результате того, что локализация разрывов в кольцевой молекуле не соответствует липким концам фаговой ДНК.

Геном фагов встраивается между маркерами: между галактозами и гены биотином. Кольцевая связь образуется с помощью водородных связей, а потом прочно сшиваются ковалентными связями с помощью лигазы.

Реципрокная рекомбинация напоминает кроссинговер, образуется рекомбинативные учестки (ва1, а1в) расположены на краях профагов.

Процесс включения вирусного генома зависит от в-го белка интегразы. Ген этого белка расположен рядом с местом встраивания профагов.

 

Начальный этап

Адсорбция – у в. Жив – ых и ч-ка есть специфические рецепторы,к-рые позволяют адсорбироваться к поверхностым рецепторам Кл. хоз. Начальные процессы адсорбции имеют специфический характер, в основе электростатистические взаимодействия «+» и «_»заряженных группировок на поверхности в.частички Кл. хоз. Узнавание в. Частички приводит к прикреплению. Рецептор для в. Гриппа и сем. Парамиксовирусов – сиаловая кислота, для сем. Рабдо в и Рео в. – углеводные компоненты оболочки Кл. хоз. Для сем. Пикорно в. И адено в. – белковые компоненты оболочки Кл. хоз.

Две фазы неспечифическая и специфическая адсорбция. Неспецифическая – образование единичных связей. специфическая – рецеторы играют роль не только для прикрепления к поверхности а также внутриклеточный транспорт и доставка к определенным участкам клетки.чтобы наступило необратимое (специфическое) адсорбция – множество связей (мультивалентные прикрепления, до 3000) – это возможно благодаря свободному перемещению молекул рецептора в липидном бислое (текучисть мембран). Увеличение текучисти липидов является ранним и важным событием для взаимодействия в.частицы с рецепторами кл. хоз. Следствие: формирование рецепторных полей (стабильное необратимое прикрепление).

Кол-во рецепторов 10*4, 10*5 на 1 кл. от типа в.

На этом этапе определенную роль играют прикрепительные белки – входя в состав фибров Аденовируса и входят в состав шипов сложных в. У простоорганизованных фагов белки – на поверхности капсидной оболочки.

Проникновение (пенитрация) два альтернативных механизма:

- путем виропексии (эндоцитоз). Термин виропексис в 1948г. Предложил Десантро – в.частичка попадает в цитоплазму Кл. хоз. В результате инвагинации участка плазматической мембраны, образуется вакуоля содержащяя в. частицу (наз. рецепторный эндоцитоз)- происходит в специальных участках клетки где имеются специальные ямки покрытые со стороны цитоплазмы особым белком клатрин(высокая М). на дне ямки специальные рецепторы обеспечивающие быструю инвагинацию и образование покрытых клотрином внутри клеточных вакуолей. Кол – во образования вакуолей в 1 минуту до 2000. в дальнейшем вакуоль сливается с более крупными цитоплазматическими вакуолями – образуется рецептосомы. В дальнейшем рецептосомы сливаются с лизосомами. Таким механизмом порникает многие оболочечные и безоболочные вирусы. В дальнейшем в. частица может освобождаться в цитоплазме (цитоплазматические в.) или в ядре (ядерные в.). Схема:окаймленная ямка-пузырек-эндосома (рецептосома)-лизосома-слияние мембран в. и мембраны кл хоз-выход

- слияние мембраны клетки хозяина с вирусной оболочкой. Этот механизм обусловлен взаимодействием вирусного белка – слияний с липидами клеточной оболочки.вирусная липопротеидная оболочка встраивается в клеточную мембрану а нуклеокапсид попадает внутрь. Белки – слияния специфичны для каждого в. Н.: парамиксовирусы – F – белок, вирус гриппа – НА2.

Отличия: 1. в эндоцитозе вирусная частичка пассивный пассажир, а при слиянии она активный участник процесса. 2. слияние мембран при кислых значениях рН = 5- 5,75 если подщелочить до рн = 6 слияние не происходит – это обусловлено конформационными изменениями вирусных белков слияния.

Раздевание – вирусная частичка должна с