Строение вирусов. Основные компоненты вирусной частицы.

Строение вирусов. Основные компоненты вирусной частицы.

Содержат только один тип нуклеиновых кислот: РНК или ДНК. Не обладают собственным обменом веществ. Облигатные внутриклеточные паразиты. Паразитизм осуществляется на генетическом уровне. Мелкие – 20-30 нм, Средние – 50-80 нм, Крупные – более 100, Спиральные капсиды: Палочковидные (ВТМ – 300 нм), Нитевидные (вирус Эбола – 900-1200 нм), Изометрические капсиды- Икосаэдр: 20 граней, 12 вершин, 30 ребер (Аденовирус). Сложные капсиды: Сложный капсид: головка, отросток, базальная пластинка с шипами и нитями (Бактериофаги) Другие капсиды: Вирионы рабдовирусов по форме напоминают пулю. Вирионы группы оспы имеют форму параллелепипеда с неравными ребрами. Зрелая вирусная частица, известная как вирион, состоит из нуклеиновой кислоты, покрытой защитной белковой оболочкой — капсидом. Капсид складывается из одинаковых белковых субъединиц, называемых капсомерами. Вирусы могут также иметь липидную оболочку поверх капсида (суперкапсид), образованную из мембраны клетки-хозяина. Капсид состоит из белков, кодируемых вирусным геномом, а его форма лежит в основе классификации вирусов по морфологическому признаку. Сложноорганизованные вирусы, кроме того, кодируют специальные белки, помогающие в сборке капсида. Комплексы белков и нуклеиновых кислот известны как нуклеопротеины, а комплекс белков вирусного капсида с вирусной нуклеиновой кислотой называется нуклеокапсидом. Некоторые вирусы окружают себя дополнительной оболочкой из модифицированной клеточной мембраны (плазматической или внутренней, такой как ядерная мембрана или мембрана эндоплазматического ретикулума). Этот дополнительный билипидный слой называется суперкапсидом. Липидная оболочка вируса испещрена белками, кодируемыми вирусными геномом и геномом хозяина; сама же мембрана, а также любые еёуглеводные компоненты происходят целиком из клетки-хозяина. Таким образом формируют свою оболочку вирус гриппа и ВИЧ. Инфекционность большинства вирусов, имеющих оболочку, зависит именно от этой оболочки. Поксвирусы представляют собой крупные сложноорганизованные вирусы с необычной морфологией. Генетический материал вируса связан с белками в центральной дисковидной структуре, известной как нуклеоид. Нуклеоид окружён мембраной и двумя боковыми телами неизвестной функции. Вирус имеет наружную оболочку с большим количеством белков на её поверхности. Весь вирион слегка плейоморфен (то есть способен изменять форму и размер в зависимости от условий) и может принимать форму от овальной до блоковидной. Мимивирусявляется одним из крупнейших описанных вирусов и имеет икосаэдрический капсид диаметром 400—500 нм. Белковые филаменты, отходящие от поверхности вириона, достигают 100 нм в длину

 

 

Особенности вирусной ДНК.

Двух- или одноцепочечная. Линейная или кольцевая. Кольцевая двух цепочечная ДНК – суперспирализованная. На концах могут находиться повторяющиеся участки. В составе ДНК бактериофагов обнаружены аномальные азотистые основания и глюкоза. ДНК-содержащие вирусы. Репликация генома у большинства ДНК-содержащих вирусов происходит в клеточном ядре. Если клетка имеет соответствующий рецептор на своей поверхности, эти вирусы проникают в клетку либо путём непосредственного слияния с клеточной мембраной (напр. герпесвирусы), либо — что бывает чаще — путём рецептор-зависимого эндоцитоза. Большинство ДНК-содержащих вирусов полностью полагаются на синтетический аппарат клетки-хозяина для производства их ДНК и РНК, а также последующего процессинга РНК. Однако вирусы с крупными геномами могут сами кодировать большую часть необходимых для этого белков. Геному вируса эукариот необходимо преодолеть ядерную мембрану для того, чтобы получить доступ к ферментам, синтезирующим ДНК и РНК, в случае же бактерифагов ему достаточно просто проникнуть в клетку.

 

 

Особенности вирусной РНК.

Носитель наследственной информации. Двух- или одноцепочечная.РНК (+) цепь. РНК (-) цепь.Может быть фрагментирована: Моновирусы – все фрагменты в составе одного вириона, Ковирусы или мультивирусы – фрагменты в составе разных вирионов. РНК-содержащие вирусы. Репликация таких вирусов обычно происходит в цитоплазме. РНК-содержащие вирусы можно подразделить на 4 группы в зависимости от способа их репликации. Механизм репликации определяется тем, является ли геном вируса одноцепочечным или двухцепочечным, вторым важным фактором в случае одноцепочечного генома является его полярность (может ли он непосредственно служить матрицей для синтеза белка рибосомами). Все РНК-вирусы используют собственную РНК-репликазу для копирования своих геномов. + Вирусы, использующие обратную транскрипцию. Эти вирусы содержат одноцепочечную РНК (Retroviridae, Metaviridae, Pseudoviridae) или двухцепочечную ДНК (Caulimoviridae и Hepadnaviridae). РНК-содержащие вирусы, способные к обратной транскрипции (ретровирусы, например, ВИЧ), используют ДНК-копию генома как промежуточную молекулу при репликации, а содержащие ДНК (параретровирусы, например, вирус гепатита B) — РНК^[106]. В обоих случаях используется обратная транскриптаза, или РНК-зависимая-ДНК-полимераза. Ретровирусы встраивают ДНК, образующуюся в процессе обратной транскрипции, в геном хозяина, такое состояние вируса называется провирусом. Параретровирусы же этого не делают, хотя встроенные копии их генома могут давать начало инфекционным вирусам, особенно у растений. Вирусы, использующие обратную транскрипцию, восприимчивы к противововирусным препаратам, ингибирующим обратную транскриптазу, в том числе к зидовудину и ламивудину.

 

 

Особенности вирусных белков (структурных и ферментных).

Состоят из L-аминокислот. Белки оболочки – кислые. Внутренние белки – основные, связаны с НК. Функции: защитная, стабилизирующая, облегчения проникновения в клетку. Устойчивы к протеазам Устойчивы к действию ряда физических и химических факторов

 

 

Этапы взаимодействия вируса с клеткой: адсорбция и проникновение бактериофагов.

Адсорбция: неспецифическая, специфическая.

Проникновение: Инъекция (остаются оболочки - «тени» фагов),Трансфекция.

+ Вопрос № 6

 

 

Этапы взаимодействия вируса с клеткой: проникновение и распространение фитопатогенных вирусов.

Адсорбция: нет. Проникновение: Контактный (через повреждения) От материнского растения к дочернему Переносчики-членистоногие. Репродукция: Синтез группы ранних белков (репрессоры клеточного метаболизма, вирус-специфичные полимеразы) Синтез вирус-специфичных белков и НК. Синтез структурных (поздних) белков вируса. Формирование зрелых вирионов Сборка: автоматическая. Выход: Через межклеточные соединения. Клетки продуцируют вирус, не подвергаясь лизису.

 

Этапы взаимодействия вируса с клеткой: типы выхода вирусных частиц из клетки.

Вирусы животных: Выталкивание участков цитоплазмы. Выход отдельных вирионов или их групп. Вирусы растений: Через межклеточные соединения. Клетки продуцируют вирус, не подвергаясь лизису. Бактериофаги: После гибели клетки (литический тип).

 

 

Типы взаимодействия вируса и клетки: лизогенный тип.

Интегративная инфекция – геном вируса встраивается в геном клетки-хозяина и реплицируется вместе с ним. Продукции вируса нет. Вирусоносительство. Умеренные фаги – способны лизогенизировать заражаемые бактерии. Вирулентные фаги – не могут лизогенизировать бактерии. Профаг – фаг, передающийся дочерним клеткам при делении.

 

 

Классификация вирусов.

Вирусы подразделяются на 6 классов по строению нуклеиновой кислоты: Двух цепочечная ДНК, Одно цепочечная ДНК,Двух цепочечная РНК,Одно цепочечная РНК «+»цепь,Одно цепочечная РНК «-»цепь,Ретровирусы Классификация вирусов по Балтимору основывается на механизме образования мРНК. Вирусы должны синтезировать мРНК из собственных геномов для образования белков и репликации своей нуклеиновой кислоты, однако каждое семейство вирусов имеет собственный механизм осуществления этого. Вирусные геномы могут быть одноцепоченые (оц) или двухцепочечные (дц), ДНК- или РНК-содержащие, могут использовать или не использовать обратную транскриптазу. Кроме того, одноцепочечные РНК-вирусы могут иметь положительную (+) или отрицательную (-) цепь РНК в составе своего генома.

Эта система включает в себя семь основных групп: (I) Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК и не имеющие РНК-стадии (например, герпесвирусы, поксвирусы, паповавирусы,мимивирус). (II) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу ДНК (например, парвовирусы). В этом случае ДНК всегда положительной полярности. (III) Вирусы, содержащие двуцепочечную РНК (например, ротавирусы). (IV) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК положительной полярности (например, пикорнавирусы, флавивирусы). (V) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК негативной или двойной полярности (например, ортомиксовирусы, филовирусы). (VI) Вирусы, содержащие одноцепочечную положительную молекулу РНК и имеющие в своем жизненном цикле стадию синтеза ДНК на матрице РНК, ретровирусы (например,ВИЧ). (VII) Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК и имеющие в своём жизненном цикле стадию синтеза ДНК на матрице РНК, ретроидные вирусы (например, вирус гепатита B). Дальнейшее деление производится на основе таких признаков как структура генома (наличие сегментов, кольцевая или линейная молекула), генетическое сходство с другими вирусами, наличие липидной оболочки, таксономическая принадлежность организма-хозяина и так далее.

 

 

Строение вирусов. Основные компоненты вирусной частицы.

Содержат только один тип нуклеиновых кислот: РНК или ДНК. Не обладают собственным обменом веществ. Облигатные внутриклеточные паразиты. Паразитизм осуществляется на генетическом уровне. Мелкие – 20-30 нм, Средние – 50-80 нм, Крупные – более 100, Спиральные капсиды: Палочковидные (ВТМ – 300 нм), Нитевидные (вирус Эбола – 900-1200 нм), Изометрические капсиды- Икосаэдр: 20 граней, 12 вершин, 30 ребер (Аденовирус). Сложные капсиды: Сложный капсид: головка, отросток, базальная пластинка с шипами и нитями (Бактериофаги) Другие капсиды: Вирионы рабдовирусов по форме напоминают пулю. Вирионы группы оспы имеют форму параллелепипеда с неравными ребрами. Зрелая вирусная частица, известная как вирион, состоит из нуклеиновой кислоты, покрытой защитной белковой оболочкой — капсидом. Капсид складывается из одинаковых белковых субъединиц, называемых капсомерами. Вирусы могут также иметь липидную оболочку поверх капсида (суперкапсид), образованную из мембраны клетки-хозяина. Капсид состоит из белков, кодируемых вирусным геномом, а его форма лежит в основе классификации вирусов по морфологическому признаку. Сложноорганизованные вирусы, кроме того, кодируют специальные белки, помогающие в сборке капсида. Комплексы белков и нуклеиновых кислот известны как нуклеопротеины, а комплекс белков вирусного капсида с вирусной нуклеиновой кислотой называется нуклеокапсидом. Некоторые вирусы окружают себя дополнительной оболочкой из модифицированной клеточной мембраны (плазматической или внутренней, такой как ядерная мембрана или мембрана эндоплазматического ретикулума). Этот дополнительный билипидный слой называется суперкапсидом. Липидная оболочка вируса испещрена белками, кодируемыми вирусными геномом и геномом хозяина; сама же мембрана, а также любые еёуглеводные компоненты происходят целиком из клетки-хозяина. Таким образом формируют свою оболочку вирус гриппа и ВИЧ. Инфекционность большинства вирусов, имеющих оболочку, зависит именно от этой оболочки. Поксвирусы представляют собой крупные сложноорганизованные вирусы с необычной морфологией. Генетический материал вируса связан с белками в центральной дисковидной структуре, известной как нуклеоид. Нуклеоид окружён мембраной и двумя боковыми телами неизвестной функции. Вирус имеет наружную оболочку с большим количеством белков на её поверхности. Весь вирион слегка плейоморфен (то есть способен изменять форму и размер в зависимости от условий) и может принимать форму от овальной до блоковидной. Мимивирусявляется одним из крупнейших описанных вирусов и имеет икосаэдрический капсид диаметром 400—500 нм. Белковые филаменты, отходящие от поверхности вириона, достигают 100 нм в длину

 

 

Особенности вирусной ДНК.

Двух- или одноцепочечная. Линейная или кольцевая. Кольцевая двух цепочечная ДНК – суперспирализованная. На концах могут находиться повторяющиеся участки. В составе ДНК бактериофагов обнаружены аномальные азотистые основания и глюкоза. ДНК-содержащие вирусы. Репликация генома у большинства ДНК-содержащих вирусов происходит в клеточном ядре. Если клетка имеет соответствующий рецептор на своей поверхности, эти вирусы проникают в клетку либо путём непосредственного слияния с клеточной мембраной (напр. герпесвирусы), либо — что бывает чаще — путём рецептор-зависимого эндоцитоза. Большинство ДНК-содержащих вирусов полностью полагаются на синтетический аппарат клетки-хозяина для производства их ДНК и РНК, а также последующего процессинга РНК. Однако вирусы с крупными геномами могут сами кодировать большую часть необходимых для этого белков. Геному вируса эукариот необходимо преодолеть ядерную мембрану для того, чтобы получить доступ к ферментам, синтезирующим ДНК и РНК, в случае же бактерифагов ему достаточно просто проникнуть в клетку.

 

 

Особенности вирусной РНК.

Носитель наследственной информации. Двух- или одноцепочечная.РНК (+) цепь. РНК (-) цепь.Может быть фрагментирована: Моновирусы – все фрагменты в составе одного вириона, Ковирусы или мультивирусы – фрагменты в составе разных вирионов. РНК-содержащие вирусы. Репликация таких вирусов обычно происходит в цитоплазме. РНК-содержащие вирусы можно подразделить на 4 группы в зависимости от способа их репликации. Механизм репликации определяется тем, является ли геном вируса одноцепочечным или двухцепочечным, вторым важным фактором в случае одноцепочечного генома является его полярность (может ли он непосредственно служить матрицей для синтеза белка рибосомами). Все РНК-вирусы используют собственную РНК-репликазу для копирования своих геномов. + Вирусы, использующие обратную транскрипцию. Эти вирусы содержат одноцепочечную РНК (Retroviridae, Metaviridae, Pseudoviridae) или двухцепочечную ДНК (Caulimoviridae и Hepadnaviridae). РНК-содержащие вирусы, способные к обратной транскрипции (ретровирусы, например, ВИЧ), используют ДНК-копию генома как промежуточную молекулу при репликации, а содержащие ДНК (параретровирусы, например, вирус гепатита B) — РНК^[106]. В обоих случаях используется обратная транскриптаза, или РНК-зависимая-ДНК-полимераза. Ретровирусы встраивают ДНК, образующуюся в процессе обратной транскрипции, в геном хозяина, такое состояние вируса называется провирусом. Параретровирусы же этого не делают, хотя встроенные копии их генома могут давать начало инфекционным вирусам, особенно у растений. Вирусы, использующие обратную транскрипцию, восприимчивы к противововирусным препаратам, ингибирующим обратную транскриптазу, в том числе к зидовудину и ламивудину.