Sulfolobus, Thermophilum, Thermoproteus, Pyrococcus, Pyrodictium, Thermococcus

 

Це грамнегативні рухомі або нерухомі палички, нитки, коки або клітини дископодібної форми. Серед термоацидофільних, не утворюючих метан бактерій, є автотрофи і гетеротрофи, ацидофільні і нейтрофільні, аеробні і анаеробні представники.

Діапазон температур для росту – 45-110⁰ С, оптимальна температура – 70-105⁰ С.

 

Бактерії роду Sulfolobus (S.acidocaldaris) виявлені в кислих термальних джерелах, де вони окиснюють сірку до сульфату. Анаеробні архебактерії роду Thermoproteales, виділені з гарачих джерел на схилах вулканів та на дні моря, є екстремальними термофілами (температурний оптимум для них від 85 до 105⁰ С), вони окиснюють водень і відновлюють елементарну сірку до сірководню. Це так звані кальдерні мікроорганізми (кальдера – котел, вулкан).

 

Лекція №6

 

Тема: ВІРУСИ.

 

РОЗВИТОК ВІРУСОЛОГІЇ

 

Вірусні захворювання давно наносили шкоду людству. Існують певні дані, що великі

 

епідемії 165-180 рр. і 251-266 рр. до н.е. суттєво послабили Римську імперію та спричинили її

 

занепад. Вони могли бути викликані вірусами кору та віспи.

 

Віспа нанесла величезних збитків у Новому світі. Завоювання Ернаном Кортесом імперії

 

ацтеків у Мексиці стало можливим завдяки епідемії віспи, яка спустошила місто Мехіко. Вірус,

 

можливо, був завезений у Мехіко в 1520 р. експедицією, скерованою на підтримку Кортеса. До

 

того, як епідемія почала вщухати, від віспи помер король ацтеків Куітлауак та приблизно 1/3

 

населення. Іспанці не дуже страждали від віспи, оскільки вони були частково імунні, тому було

 

вирішено, що Господь підтримує завойовників і гнівається на корінних американців.

 

Перша вдала спроба у попередженні вірусних захворювань була здійснена задовго до

 

відкриття вірусів. На початку XVIII ст. леді Вортлей Монтагью, жінка англійського посла в

 

Туреччині, спостерігала, як турецькі жінки вакцинували своїх дітей від віспи. В результаті діти

61

 

хворіли в послабленій формі та ставали імунізованими. Леді Монтагью намагалася навчити цій процедурі англійців, але без помітних успіхів.

 

Сторіччя пізніше, англійський фельдшер Едвард Дженнер помітив, що люди, які перехворіли на коров’ячу віспу, не хворіють на звичайну. Він почав вводити людям матеріал із зруйнованих коров’ячою віспою тканин. У 1798 р. Дженнер опублікував результати 23

 

успішних вакцинацій, хоча і не розумів природи збудника цього захворювання.

 

У ХІХ ст. небезпечних хвороботворних агентів стали називати вірусами (від virus -

 

отрута). Навіть Луї Пастер використовував цей термін. Але відкриттю вірусів передувало винайдення Чарльзом Чамберлендом у 1884 р. бактеріальних порцелянових фільтрів, а також застосування автоклава для стерилізації.

 

У 1892 р. російський ботанік Дмитро Йосипович Івановський встановив, що екстрактом рослин, хворих тютюновою мозаїкою, можна інфікувати здорові рослини навіть після фільтрації через бактеріальні фільтри.

 

Мартінус Бейєрінк, який опублікував свої роботи по мозаїчній хворобі тютюну в 1898-1900 рр. запропонував назвати хвороботворний агент фільтруючим вірусом. Він спостерігав,

 

що вірус розвивається тільки в живій рослині і не може вижити в умовах довготривалого висушування.

 

В той же самий час Фрідріх Леффлер і Пауль Фрош (Німеччина) встановили, що певні захворювання великої рогатої худоби теж викликаються вірусами.

 

В 1900 р. Вальтер Рід розпочав вивчати жовту лихоманку, яка стала поширюватись на Кубі і показав, що це захворювання спричинюється фільтруючим вірусом, який розповсюджується москітами.

 

У 1915 р. Фрідріх Творт показав, що і бактерії можуть бути атаковані вірусами.

 

Детальніше вивчав бактеріофаги Фелікс д’Ерель. Він виділив віруси бактерій у хворих на дизентерію, збудником якої є Shigella disenteriae. Д’Ерель запропонував метод підрахунку стерильних бляшок, які утворювались на бактеріальному «газоні» внаслідок розвитку вірусних частинок.

 

Пізніше, в кінці 1930х років був виділений ВТМ у кристалічному вигляді (Вендель М.

 

Стенлі), а також з’ясовано, що віруси складаються з білкової частини та нуклеїнової кислоти.

 

ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ ВІРУСІВ

62

 

Всі віруси об’єднані в царство Vira. Віруси – це унікальна група інфекційних агентів.

 

Повна вірусна частинка – віріон – містить одну або більше молекул ДНК або РНК, оточений білковою оболонкою, іноді іншими шарами. Ці додаткові шари можуть бути складними та містити вуглеводи, ліпіди, додаткові білки тощо. Віруси можуть існувати в двох формах:

 

позаклітинній і внутрішньоклітинній. Віріон,позаклітинні форма,має небагато або жодногоферменту і не може розмножуватись без живої клітини. Внутрішньоклітинна форма вірусу має вигляд нуклеїнової кислоти, яка здатна реплікуватись і змушувати метаболізм клітини-

 

господаря утворювати компоненти віріонів.

 

Від інших живих організмів віруси відрізняються за такими ознаками:

 

1. Відсутність клітинної будови.

 

2. Нездатність до самостійного росту та поділу.

 

3. Відсутність власних метаболічних систем.

 

4. Містять нуклеїнову кислоту тільки одного типу – РНК або ДНК.

 

5. Для розмноження вірусів необхідна лише нуклеїнова кислота.

 

6. Не розмножуються поза клітинами організма-господаря.

 

Хоча облігатний внутрішньоклітинний паразитизм характерний і для деяких бактерій та найпростіших (рикетсії, хламідії, малярійний плазмодій), віруси паразитують не на клітинному,

 

а на генетичному рівні. До сих пір триває дискусія, чи можна назвати віруси живими організмами.

 

Фітопатогенні віруси (віруси рослин)викликають різноманітні хвороби рослин:мозаїкутютюну, пшениці, вівса, сої; кільцеву плямистість картоплі; карликовість кущів томату тощо.

 

Ці віруси надходять у середину рослинної клітини через механічні пошкодження, які виникають у результаті тертя листків, укусів комах. Передачі вірусів сприяють рослини-

 

паразити (повитиця). Носіями багатьох вірусів служать комахи, круглі черви (нематоди). Дуже часто віруси передаються через насіння, а також при вегетативному розмноженні черешками,

 

кореневищами, бульбами тощо.

 

Зоопатогенні віруси. У людини і тварин віруси викликають такі захворювання як віспа,

 

енцефаліт, сказ, поліомієліт, грип, нежить, ящур, синдром набутого імунодефіциту (СНІД).

 

Вони передаються при безпосередньому контакті з хворим, повітряно-крапельним шляхом,

 

через комах і тварин, через кров.

 

Бактеріофаги. Віруси мікроорганізмів уражують бактерії,актиноміцети,гриби таводорості. Навряд чи існують бактерії, для яких при достатньо сумлінних пошуках не можна було б знайти відповідний фаг. Вчені намагались використати фаги для боротьби з бактеріальними захворюваннями, зокрема для лікування дизентерії та стафілококових інфекцій,

63

 

однак спроби не дали бажаного результату. У присутності крові, гною або фекалій бактеріофаги були неактивними.

 

КУЛЬТИВУВАННЯ ВІРУСІВ

 

Віруси тварин культивують:

 

1) в курячому ембріоні (на 8-й день після запліднення);

 

2) в культурах тканин;

 

3) в моношарі тваринних клітин.

 

В результаті культивування вірусів утворюються «бляшки», які можна підрахувати після забарвлення клітин нейтральним червоним або трипаном блю. Вірусна інфекція не завжди призводить до лізису клітин. Окремі тваринні віруси спричиняють дегенеративні зміни в клітині, які отримали назву цитопаталогічного ефекту (руйнування ядра та цитоплазми клітини).

 

Бактеріофаги культивують на молодих бактеріальних клітинах. Фаги розмножуються в бактеріях, викликають їх лізис, що призводить до утворення «бляшок» або літичних зон.

 

Віруси рослин культивують на:

 

1) культурі рослинних тканин;

 

2) культурі окремих клітин;

 

3) культурі протопластів;

 

4) на цілих рослинах.

 

Листки труть амброзивом для руйнування цілісності тканин, інфікують вірусом. На

 

листках у результаті росту вірусних частинок з’являються некротичні зони.

 

ОЧИСТКА ВІРУСІВ ТА ЇХ ВИЗНАЧЕННЯ

 

1. Диференційне центрифугування і центрифугування в градієнті концентрації.

 

Клітини господаря на пізній стадії інфекції містять дозрілі віріони. Їх руйнують у буфері для отримання гомогенної суспензії з клітинних компонентів і вірусів. Потім проводять

 

диференційне центрифугування –центрифугування при різних швидкостях для відокремлення

 

вірусних частинок від інших структур.

 

100 000 g х 1-3 год.                                                    8 000-10 000 g х 10-20 хв.

 

суспензія -------------------------→ верх зливають, ресуспендують ----------------------------→

 

100 000 g х 1-3 год.

 

----→ верх ресуспендують ------------------------→ верх зливають, в осаді – віруси

 

 

Центрифугування в градієнті концентрації.

64

 

Нашаровують розчини глюкози в центрифужну пробірку так, щоб їх концентрація поступово збільшувалась зверху до дна пробірки (20% - 50%). Препарат вірусів (часто після попередньої очистки) наносять зверху і центрифугують. Частинки розподіляються по тих шарах, в яких градієнт щільності співпадає з їхнім. Віруси відділяються від інших частинок тільки завдяки трохи іншій щільності.

 

Можна розділити по коефіцієнту седиментації, який враховує розміри частинок.

 

Потім проколюють пробірку і пастерівською піпеткою відбирають потрібний шар.

 

2. Преципітація вірусів (осадження).

 

Віруси, як інші білки, можуть бути очищені шляхом преципітації з концентрованим розчином сульфату амонію. Спочатку видаляються забруднюючі речовини, потім осаджуються віруси і збираються центрифугуванням. Віруси, чутливі до сульфату амонію, очищуються поліетиленгліколем.

 

3. Денатурація забруднюючих речовин.

 

Віруси денатуруються складніше, ніж інші нормальні компоненти клітини. Контамінанти можна зруйнувати та осадити температурою або зміною рН. Оскільки деякі віруси стійкі до таких органічних розчинників, як бутанол і хлороформ, ними можна осадити контамінанти і ліпіди та відокремити віруси.

 

4. Ферментативна обробка клітинного вмісту.

 

Клітинні білки і нуклеїнові кислоти можна відокремити від вірусних препаратів шляхом їх обробки відповідними ферментами, оскільки віруси менш чутливі до обробки нуклеазами і протеазами, ніж вільні нуклеїнові кислоти і білки. Наприклад, рибонуклеаза та трипсин завжди руйнують клітинну РНК та білки, залишаючи неушкодженим віріон.

 

Підрахувати кількість вірусів у взірці можна наступними методами.

 

1. Підрахування безпосередньо в електронному мікроскопі.

 

Вірусний взірець змішується з невеликими латексними кульками відомої концентрації і наноситься на спеціальну пластинку. Потім безпосередньо вираховується концентрація вірусів,

 

виходячи з концентрації латексних кульок.

 

2. Визначення гемаглютинації – більш розповсюджений непрямий метод.

 

Віруси можуть прикріплюватись до поверхні еритроцитів – червоних кров’яних тілець.

 

Коли кількість вірусів на поверхні достатньо велика, вірусні частинки склеюють еритроцити разом, спричиняючи аглютинацію.

 

Титр гемаглютинації – це найбільше розведення вірусу, яке ще спричиняє гемаглютинацію. Таким чином якісно і швидко визначають вірус грипу.

65

 

3. Визначення кількості бляшок, утворених в результаті розмноження вірусних частинок на агарі в чашці Петрі на відповідних клітинах. Цей метод не дає точної кількості віріонів у мілілітрі, але дозволяє підрахувати кількість «бляшко-формуючих одиниць» (plague-forming units - PFU):

 

0,10 мл 10⁶ розчину вірусного препарату викликало утворення 75 бляшок, то

 

PFU/мл = (75 PFU/ 0,10 мл) (10⁶) = 7,5 ∙ 10⁸

4. Визначення інфекційної(ІД ₅₀)або летальної(ЛД ₅₀)дози

 

Організми (рослини, тварини) або культури клітин інфікуються серіями концентрацій вірусів. Визначається розведення, при якому захворювання (ІД₅₀) або смерть (ЛД₅₀)

 

викликається у 50% організмів або клітин.

 

СТРУКТУРА ВІРУСІВ Вивчення морфології вірусів стало можливим завдяки застосуванню електронної

 

мікроскопії, дифракції х-променями, біохімічного аналізу, імунологічних методів тощо.

 

Розміри вірусів коливаються від 10 до 300 нм (табл.1). Найменші віруси не набагато більше, ніж рибосоми; найбільші (вірус коров’ячої віспи) приблизно такого розміру, як і найменші бактерії, їх можна розглянути в світловий мікроскоп.

 

Таблиця 1

 

Представники	Розміри, нм
Вірус натуральної віспи	300 х 250
Вірус герпесу	100	- 150
Вірус поліомієліту	17	- 30

 

 

Форма вірусів різна: паличкоподібна, нитчаста, сферична, кубічна, булавоподібна.

 

Вірусна частинка називається віріоном. Вона складається з нуклеїнові кислоти, яка оточена білковою оболонкою. Ця білкова оболонка називається капсидом. Разом НК і капсид утворюють нуклеокапсид.

 

Існують 4 загальних морфологічних типи капсидів:

 

1. Спіральні. Виглядають як порожнисті білкові циліндри, можуть бути ригідними

 

(жорсткими) або еластичними. Розрізняють паличкоподібні (у ВТМ, крок спіралі 2,3 нм) і

 

ниткоподібні (у x,y,s – вірусів картоплі, жовтухи буряка, крок спіралі 3,3-3,7 нм).

 

2. Кубічні– тетраедри, октаедри, ікосаедри (мають 20 граней, здаються сферичними).

 

Такі капсиди є у вірусів рослин, герпесу, аденовірусів, вірусів ящуру, поліомієліту тощо.

 

3. Змішана(комбінована)симетрія. Складні віруси мають змішаний тип симетрії.

 

Вони можуть мати хвости, а також багатошарові структури навколо НК. Представники: віруси грипу, чуми птахів, віспи.

66

 

Капсиди складаються з одного або декількох типів білкових субодиниць – протомерів

 

(капсомерів). Цікаво відзначити,що вірусний генетичний матеріал використовується знадзвичайною ефективністю. Синтез 1 протомеру в 158 амінокислот кодується 474

 

нуклеотидами. Протомери простих вірусів збираються шляхом самозборки, для зборки комплексних вірусів потребуються спеціальні фактори.

 

НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ Нуклеїнова кислота представлена або ДНК, або РНК, причому можливі такі варіанти:

 

· Одноланцюгова ДНК (single-stranded DNA, ss)

 

· Дволанцюгова ДНК (double-stranded DNA, ds)

 

· Одноланцюгова РНК

 

· Дволанцюгова РНК

 

Всі ці типи знайдені у вірусів тварин (рис.1).

 

Рис. 1. Представники ДНК- та РНК-вмісних вірусів.

 

Віруси рослин містять в основному одноланцюгову РНК.

 

Бактеріофаги можуть мати односпіральну РНК або ДНК, однак в більшості випадків віруси бактерій містять двоспіральну ДНК.

67

 

Розміри вірусних геномів також різноманітні. Найменший геном у MS 2, Q β вірусів – 1 х

 

10⁶ Да, він трішки більший, ніж необхідний для кодування 3-4 білків. З іншого боку, у Т-парних бактеріофагів, герпесовірусу і вірусу коров’ячої віспи геном має розміри 1-1,6 х 10⁸ Да і може відповідати за синтез більше, ніж 100 білків.

 

Крихітна ДНК бактеріофагів φх 174, М 13 або парвовірусів має одноланцюгову ДНК, вона може бути у лінійному вигляді або замкнена в кільце.

 

Більшість вірусів мають подвійну спіраль ДНК. У деяких вона лінійна, у деяких – замкнена в кільце. Замиканню сприяє наявність «липких кінців» - сегментів на 5’ і 3’-кінцях в

 

12 нуклеотидів, які комплементарні:

 

GGGCGGCGACCT_____/ /______

 

_____/ /______ CCCGCCGCTGGA

 

Крім нормальних нуклеотидів у ДНК вірусів містяться унікальні нуклеотиди. Замість

 

цитозину у багатьох фагів виявлено 5-гідроксіметилцитозин,а у деяких– 5-метилцитозин.

 

Тимін у ДНК фагів, що лізують B.subtilis, повністю заміщений на 5-гідроксиметилурацил.

 

Часто до гідроксиметилової групи приєднана глюкоза, вона надає ДНК стабільності і нечутливості до ДНК-ази. Врахування цих хімічних особливостей зробило можливим вивчення процесу репродукції вірусів у клітинах господаря.

 

У більшості РНК-ових вірусів генетичний матеріал представлений одноланцюговою РНК.

 

У випадку, коли послідовність нуклеотидів вірусної РНК ідентична вірусній мРНК, то такий ланцюг називається (+) РНК.

 

Коли вірусна РНК комплементарна вірусній мРНК, то вона називається (-) РНК.

 

Деякі з вірусних геномів сегментовані (розділені на декілька частин). Однак, для успішної репродукції не потрібна наявність всіх сегментів у віріоні.

 

(+) РНК має спільні риси з мРНК не тільки в послідовності нуклеотидів. Так само, як і еукаріотна мРНК зазвичай має на 5’-кінці «сар» (шапку, кепку ) з 5-метилгуанозином, так геноми багатьох фітопатогенних і зоопатогенних вірусів теж мають «сар».

 

Всі (+) РНК тваринних вірусів мають на 3’-кінці поліА – послідовність, так само, як і еукаріотна мРНК. Таким чином, одноланцюгова (+) РНК може керувати синтезом білка в клітині господаря одразу після проникнення в клітину.

 

Як це не дивно, велика кількість одноланцюгових РНК рослинних вірусів мають 3’-кінці,

 

які ідентичні еукаріотним тРНК, геном ВТМ також здатний приєднувати амінокислоти.

 

Деякі віруси мають двоспіральну РНК. У всіх випадках ця РНК сегментована, у

 

реовірусів, наприклад, є 10-12 сегментів. Вона стабільніша, ніж двоспіральна ДНК, стійкіша до панкреатичної РНК-ази.

 

ВІРУСНІ ОБОЛОНКИ І ФЕРМЕНТИ

68

 

Більшість тваринних вірусів, деякі фітовіруси та один бактеріофаг оточені зовнішньою мембраною, яка називається оболонкою. Оболонка зоопатогенних вірусів походить з нуклеолеми або цитоплазматичної мембрани. Її ліпіди і вуглеводи входять до складу клітини господаря. Білки ж вірусної оболонки кодуються вірусним геномом. Вони можуть виступати над поверхнею оболонки у вигляді шипів. Ці шипи приймають участь у приєднанні вірусу до клітини господаря (наприклад, нейрамінідаза та гемаглютинін у вірусу грипу). Оскільки білкові шипи відрізняються у різних вірусів, то можуть бути використані для їх ідентифікації.

 

У складних віріонів є основні (гістоноподібні) білки, так звані «внутрішні» білки, які розташовуються під оболонкою і зв’язані з НК.

 

У вірусів, особливо у вірусів тварин, було виявлено ряд ферментів, зв’язаних з капсидом.

 

Частина з них приймає участь у реплікації нуклеїнової кислоти.

 

ОКРЕМІ ПРЕДСТАВНИКИ ВІРУСІВ

 

Вірус тютюнової мозаїки. Має спіральну симетрію.ВТМ–це палички завтовшки18нм ідовжиною 300 нм. Нуклеокапсид ВТМ складається з 2300 капсомерів. Вони розташовані гвинтоподібно і утворюють порожнистий циліндр (рис.2). Кожний капсомер складається з одного поліпептидного ланцюга по 158 амінокислот. У стінці порожнистого циліндру між капсомерами гвинтоподібно розташована одноланцюгова РНК.

69

 

Рис. 2. Схематичне зображення та електронномікроскопічна фотографія ВТМ.

 

Віруси грипу (А, В, С). Вірус групи А викликає захворювання у людей,птахів,ссавців.Вінбув причиною ряду великих пандемій в історії людства (1889, 1918, 1957, 1968, 1977 рр.).

 

Віруси групи В і С викликає захворювання лише у людини. Назву хвороби дав Бруссе у XVIII

 

ст. «Гриппе» (від франц.) – схопити, «інфлюенса» (від італ.) – вплив холоду.

 

Вірус грипу сферичної форми, діаметр 80-120 нм (рис.3). Оболонка вірусу – суперкапсид – має шипи глікопротеїнової природи. Шипи виступають на 10 нм від поверхні віріону, відстань між ними 7-8 нм. Одні шипи представлені ферментом нейрамінідазою, яка полегшує проникнення вірусу через мукоровий шар епітелію дихальних шляхів.

 

Інші шипи представлені гемаглютиніном, який викликає зв’язування віріонів з еритроцитами – гемаглютинацію. Гемаглютиніни, можливо, приймають участь у прикріпленні віріону до клітин господаря.

 

У вірусів групи А виявлено 13 типів гемаглютинінів і 10 типів нейрамінідаз.

 

 

Рис. 3. Будова вірусу грипу: 1 – ліпідний бішар, 2 – нейрамінідаза, 3 – гемаглютинін, 4 –

 

рибонуклеопротеїн, 5 – матриксний білок.

 

Геном вірусу грипу складається з 8 фрагментів сегментованої (-) РНК і білків, утворюючи

 

рибонуклеопротеїн. До білків відносяться РВ 1 –транскриптаза(забезпечує транскрипціювірусної РНК), РВ 2 – ендонуклеаза (розщеплює нуклеїнову кислоту зсередини), РА –

 

репліказа.

 

Нуклеокапсид оточений матриксним білком. Біліпідний шар забезпечує злиття з мембранами клітин господаря.

70

 

Завдяки такій складній будові вірусу грипу притаманна значна мінливість. На даний час практично неможливо створити ефективну вакцину проти цього захворювання. Більш того,

 

спостерігається активна міжвидова міграція вірусу грипу, його антигенний «дрейф» і стрибок

 

(«шифт»). Наприклад, під час значних епідемій грипу людини вірус А2 виділяється від свиней,

 

коней, великої рогатої худоби, птахів і собак тощо.

 

BOX

Ураження клітини одним віріоном перешкоджає її ураженню іншим. Інфікована тваринна клітина виділяє білок інтерферон. Інтерферон – універсальний фактор неспецифічної резистентності, має антивірусну, протиклітинну, імуномоделюючу та радіопротекторну дії. Відкритий Айзексом і Лінденманном у 1957 р. Це індуцибельний білок хребетних. Синтез інтерферону стимулюється наявністю в клітині «чужої» нуклеїнової кислоти будь-якого походження. Виявлення вмісту вірусних

 

частинок, інтерферону та антитіл в організмах мишей, яких заразили грипом, показало, що вміст вірусних частинок у легенях досягав максимуму на 3-й день, а потім знижувався. Найвищий рівень інтерферону спостерігався на 3-5-й день, а потім знижувався. Антитіла з’являлися тільки на 7-й день, а потім їх вміст зростав. Таким чином можна зробити висновок, що для пришвидшеного одужання тварин інтерферон має більше значення, ніж антитіла.

 

 

Poliovirus hominis –ентеровірус(кишечний),викликає гостре вірусне захворювання,яке

 

уражує ЦНС переважно у дітей раннього віку. Джерело інфекції – хвора людина. В організм

 

людини вірус потрапляє через рот, потім розмножується в епітеліальних клітинах горла і

 

кишечника. Інкубаційний період продовжується від 4 до 35 днів і частіше першими

 

симптомами захворювання є лихоманка, слабкість, головний біль, блювота, закріп (чи, рідше,

 

діарейний синдром), ригідність м’язів шиї та біль в кінцівках.

 

Поліовірус може проникати в кров’яне русло, а потім в центральну нервову систему,

 

поширюючись по нервовим волокнам, викликає загибель моторних нейронів, які передають

 

сигнал м’язам. Уражені м’язи в подальшому не функціонують. Швидкий розвиток паралічу

 

супроводжується м’язовими болями, спазмами та лихоманкою.

 

Поліомієлітні паралічі майже завжди незворотні. У самих тяжких випадках, які нерідко

 

закінчуються летально, поліовірус атакує моторні нейрони стовбура головного мозку, що

 

призводить до порушення дихання та викликає утруднене ковтання, розлад мови і асфіксію

 

(бульбарний поліомієліт).

 

Вітряна віспа. Відомо,що вітряна віспа(вітрянка) –відносно легка дитяча хвороба.Вірус

 

інфікує верхні дихальні шляхи, розноситься кров’ю по всьому тілу, закріплюється в шкірі і

 

викликає утворення пухирців. Причиною цього захворювання є вірус герпесу (Varicella Zoster).

 

Оперізуючий лишай виникає у частково імунних осіб,він з’являється в результаті

 

реактивації вірусу вітряної віспи. Таким чином, обидва захворювання викликаються одним і

 

тим же вірусом.

71

 

Віруснатуральної віспи відноситься до вірусів родиниPoxviridae,підродини

 

Chordopoxviridae, роду Orthopoxvirus; має розміри 200—350 нм, розмножується у цитоплазмі з утворенням включень. Вірус натуральної віспи має антигенну споріденість із еритроцитами групи А крові людини, що зумовлює слабкий імунітет, високу захворюваність та смертність.

 

Він стійкий до впливу зовнішнього середовища, особливо до висушування та низьких температур. Він може тривалий час, упродовж місяців, зберігатися у кірочках, взятих з оспин на шкірі хворих, у замороженому та ліофілізованому стані залишається життєздатним декілька років. Складний за будовою, містить дволанцюгову ДНК, подвійний білковий шар, білкові тільця, зовнішню мембрану. Хворіють на натуральну віспу тільки люди та мавпи. Людина може частково імунізуватись, стикаючись регулярно з проявами коров’ячої віспи.

 

Рис. 4. Структура вірусу натуральної віспи.

 

Вірус коров’ячої віспи (поксвірус) є найбільшим з відомих вірусів тварин.Його розміри

 

400 х 240 х 200 нм. Подвійна спіраль ДНК зв’язана з білками і міститься в нуклеоїді, який має вигляд двояковигнутої лінзи. Ззовні нуклеоїд оточений мембраною. Два еліпсоподібних латеральних (бічних) тіла лежать між нуклеоїдом і зовнішньою оболонкою, яка являє собою мембрану, оточену товстим шаром трубочок (відростків).

 

Вірус герпесу. Герпесвіруси мають досить великі розміри(150-210нм),містять лінійнудвониткову ДНК, яка оточена капсидом і суперкапсидною оболонкою. Капсид складається із

 

162 капсомерів і має форму ікосаедра.

72

 

Рис. 5. Будова вірусу герпесу.

 

Складною є будова сферичного вірусу СНІДу–ВІЛ. Його діаметр 100-150 нм, він оточений подвійною ліпідною мембраною, яка походить із зовнішньої мембрани клітини господаря. На ліпідній мембрані розташовані молекули глікопротеїну, побудованого з двох субодиниць. Одна субодиниця пронизує мембрану (gp 41), а друга (gp 120) розміщена ззовні

 

(рис. 6).

 

Серцевина утворена двома білками (р 24, р 18), а також РНК і кількома молекулами ферментів: зворотної транскриптази (ревертази), інтегрази, протеази.

 

 

Рис. 6. Структура віріону ВІЛ-1: 1 — РНК-геном; 2 — нуклеокапсид; 3 — капсид; 4 —

 

білковий матрикс; 5 — мембрана (частина клітинної); 6 — gp120 — глікопротеїн, що зв'язується з рецептором клітини; 7 — gp41 — трансмембранний глікопротеїн, віповідальний за злиття мембран; 8 — інтеграза (включення ДНК-копії геному вірусу в клітинний геном); 9 —

73

 

зворотня транскриптаза (каталізує синтез копії ДНК на вірусній РНК); 10 — vif, vpr (керують здатністю вірусу інфікувати клітину, реплікуватись і викликати захворювання), nef и p7 (захищає РНК, відповідає за розпізнавання вірусної РНК на стадії зборки нового вірусу); 11 —

 

протеаза.

 

Будову вірусів бактерій (бактеріофагів) вивчали в основному на прикладі Т-фагів E.coli.

 

Т-парним (Т2, Т4, Т6) фагам притаманний змішаний тип симетрії, вони складаються з наступних частин (рис. 7):

 

1) Ікосаєдрична головка з білкових капсомерів, яка містить ДНК;

 

2) Комірець;

 

3) Стрижень;

 

4) Скоротливий чохлик;

 

5) Гексагональна базальна пластинка;

 

6) Шипи (6 шт.);

 

7) Нитки (6 шт.).

 

 

Рис. 7. 1 - головка, 2 - хвіст, 3 - нуклеїнова кислота, 4 - капсид, 5 - "комірець", 6 - білковий скоротливий чохлик хвоста, 7 - нитки хвоста, 8 - шипи, 9 - базальна пластинка.

 

Т1, Т5 (Т-непарні) фаги і фаг λ мають іншу будову. Хвіст без чохлика, без базальної пластинки закінчується рудиментарними хвостовими нитками.

 

У 1971 р. Т. Динер відкрив віроїди — агенти, що викликають ряд хвороб рослин. Вони позбавлені оболонки, представляють ковалентно замкнені кільцеві молекули одноланцюгової РНК, що складаються з 246—371 нуклеотидів, не інкапсидовані, ММ РНК 130 кД. У клітинах хазяїна віроїди локалізовані в ядрах в кількостях від 200 до 10 000 копій; їх можна виділити як вільні нуклеїнові кислоти разом з іншими РНК і білками.

74

 

В даний час виділені і вивчені віроди, які вражають бульби картоплі, цитрусові,

 

хризантеми, плоди огірків, томатів. Не виключене існування віроїдів, що уражають тварин і людей.

 

Віроїди не відповідають за синтез білка, тобто не діють як мРНК. Можливо, РНК-

 

полімераза клітини господаря помилково сприймає РНК віроїди за частину своєї ДНК, однак механізм виникнення інфекції до сих пір не з’ясовано.

 

Крім хвороб, які викликають віруси, є незвичайна група захворювань центральної нервової системи — підгострих спонгіозних трансмісивних енцефалопатій (ПСТЕ) - скрейп

 

(захворювання овець і кіз), трансмісивна енцефалопатія норок, губчаста енцефалопатія ВРХ і чотири хвороби людини: куру - ендемічне захворювання жителів гірських районів Нової Гвінеї,

 

хвороба Крейтцфельда — Якоба, синдром Герстманна — Стрейсслера і хвороба Альцгеймера

 

— розповсюджена форма старечого слабоумства. Усі перераховані захворювання віднесені до групи повільних інфекцій. Вони характеризуються тривалим інкубаційним періодом, що може продовжуватися місяці, роки, а то і десятки років; у цей час у зараженої людини чи тварини немає ніяких симптомів. Коли ж починається власне хвороба, вона неухильно прогресує і звичайно призводить до загибелі організму.

 

Було з’ясовано, що ці захворювання викликаються пріонами (від англ. protein infections particle — білкова інфекційна частка). Найбільш вивчені пріони спричиняють дегенеративні розлади ЦНС овець та кіз, які отримали назву «скрейп» (від англ. scrape – скребти, чухатися).

 

Хворі тварини втрачають координацію рухів, намагаються постійно скребти свою шкіру, від чого вона стає лисою, і в кінцевому рахунку перестають ходити. Інфекційний агент частково виділений і очищений, він являє собою білок без будь-якої нуклеїнові кислоти. Цей гідрофобний білок масою 33-35 кДа назвали ПрП (від prion protein). ПрП ген присутній у багатьох нормальних хребетних і безхребетних.

 

Одні вчені вважають, що захворювання викликає видозмінений ПрП, якій раніше хімічно модифікувався або змінив свою конформацію. Коли видозмінений ПрП проникає в нормальний мозок, він може зв’язуватись з нормальним ПрП і змінювати його поверхню, або активувати ферменти, які модифікують ПрП.

 

Інші вчені припускають існування пріонових штамів і намагаються пояснити можливість передачі генетичної інформації між господарями за допомогою білка, що, правда, суперечить одній з основних догм біології. Можливо, агентом є віріно, дуже маленька скрейп – специфічна нуклеїнова кислота, яка вкрита ПрП. НК може не транслюватись, а тільки взаємодіяти з клітинами господаря, в деякіх випадках спричиняючи хворобу.