Нуклеиновые кислоты вирусов ( НК )

- НК – основной компонент вируса (генетический материал, геном)

- Вирусы содержат только один какой-либо тип НК (в состав клеток про- и эукариот входят и ДНК и РНК)

· Выделяют:

q РНК – содержащие вирусы (рибовирусы) – возбудители полиомиелита, энцефалита, жёлтой лихорадки, кори, краснухи, свинки, гриппа, бешенства, табачной мозаики у растений, онкологических (раковых) заболеваний,СПИДа

q ДНК – содержащие вирусы (дезоксивирусы) – аденовирусы, бактериофаги, вирусы оспы, ОРЗ, вирус герпеса, паповавирусы

· НК вирусов чрезвычайно разнообразны, иногда уникальны, возможны следующие их виды:

- двухцепочечная ДНК в кольцевой или линейной форме

- одноцепочечная ДНК в кольцевой форме

- одноцепочечная или двухцепочечная РНК

- две идентичных одноцепочечных РНК

· НК вирусов включают только структурные гены, отвечающие за синтез белка (регуляторные гены отсутствуют (присутствуют только у клеточных форм жизни)

- небольшие вирусы насчитывают 6 – 8 генов, а крупные – до 240 (вирус оспы – самый крупный из известных вирусов)

- гены имеют интрон-экзонное сгроение (как у эукариот)

· Первичным продуктом трансляции РНК является гигантский полипептид, который впоследствии разделяется на отдельные белки, свойственные вирусам

 

Белковая оболочка вируса (капсид)

· Состоит из многократно повторяющихся полипептидных цепей (белков) – капсомеров одного или нескольких типов, но не больше 6 (для каждого вируса существует свой набор белков)

v Капсид вируса табачной мозаики (ВТМ) состоит из двух типов белковых молекул – гемагглютининов (с их помощью вирус прикрепляется к клеточной оболочке) и нейраминидаз (блокируют защитные свойства клеточных мембран, когда вирусу необходимо проникнуть в клетку или выйти из неё); клетки организма при встрече с вирусом продуцируют спецефические антитела против белков его капсида

v Вирусы способны менять белки капсида на протяжении нескольких лет, т. е. способны к эволюционному адаптациогенезу (поэтому образовавшиеся ранее иммунные антитела уже не действуют на них)

Функции капсида:

q Защита НК (генома) от действия нуклеаз клетки-хозяина, разрушающих НК вируса, ультрафиолетового излучения; блокировка защитных свойств клеточных мембран (клетки организма при встрече с вирусом продуцируют спецефические антитела против антигенных белков капсида)

q Узнавания нужного типа клеток (вирусы обладают спецефичностью поражения строго определённых клеток например, вирус оспы и кори поражает кожу, вирус жёлтой лихорадки – печень, вирус бешенства – мозг, ретровирусы – клетки крови)

q Прикрепление к клеточной оболочке и проникновение вируса внутрь клетки

q Антигенные свойства

Внешнее строение вирусов

· Капсиды вирусов построены по одному из двух типов симметрии (обеспечение оптимальной в энергетическом плане формы капсида):

q Спиральная симметрия (большинство вирусов растений и некоторые бактериофаги)

- капсид имеет форму продолговатых палочек, внутри находится спирально закрученная НК, покры

тая спирально расположенными идентичными капсомерами, образуя с НК единую целостную структуру – нуклеокапсид

q Кубическая симметрия: (большая часть вирусов, вызывающих инфекции у человека и животных)

§ Форма икосаэдра – имеет 20 треугольных граней (аденовирусы, вирус полиомиелита)

§ Форма додекаэдра – имеет 12 пятиугольных граней (капсомеров) – вирусы полиомы и герпеса

q У некоторых бактериофагов имеется икосаэдрическая головка и хвост, обладающий спиральной симметрией

· Ряд вирусов помимо НК и белков капсида содержат также липопротеидную мембрану, углеводы и ферменты, поэтому все вирусы подразделяются на две группы:

q Простые вирусы – имеют в составе только НК и белок

q Сложные вирусы (ретровирусы) – имеют помимо НК и капсида липопротеидную мембрану, углеводы и ферменты (от лат. retro – назад, обратно); впервые выделены в 1978 г. из Т- лимфоцитов

- нуклепротеид этих вирусов содержит две молекулы РНК и несколько молекул фермента обратной

транскриптазы (ревертазы)

- нуклеопротеид (НК и белки) этих вирусов заключён в защитную внешнюю оболочку, образованную из гликопротеинов или липопротеинов вирусного происхождения и двойного липидного слоя заимствованного из плазматической или ядерной мембраны клетки-хозяина при выходе вируса во внеклеточную среду (внешняя оболочка может иметь другой тип симметрии, нежели сам вирус)

- к этой группе вирусов относятся онковирусы или опухолеродные (вызывают рак), вирус СПИДа, рабдовирусы, вирус оспы, гриппа, бешенства

· Современная классификация вирусов основана на виде и форме их НК, типе симметрии и наличии или отсутствии внешней оболочки

Бактериофаги (фаги)

· Открыты одновременно во Франции и Англии в 1917 г.

· Из всех вирусов имеют наиболее сложное строение

· Живут и размножаются только в клетках бактерий, вызывая их гибель (холеры, брюшного тифа, дизентерии и проч., всего около 100 видов); фаги обладают строгой спецефичностью, поражая только бактерии определённого вида; особенно богат фагами кишечник человека и животных

· Имеют капсид, включающий:

· икосаэдрическую головку из белка (содержит генетический материал – ДНК или РНК)

- полый стержень из сократительных белков для проникновения через клеточную стенку и инъекции НК фага внутрь клетки бактерии

- опорная пластинка с шестью длинными нитями (фибриллами) – обеспечивает абсорбцию бактериофага на клетке- хозяине

· Вирусы разделяются на:

q Вирусы растений (фитовирусы) - все относятся к рибовирусам (РНК –содержащие)

q Вирусы животных

q Вирусы человека (около 500 видов)

q Бактериофаги (около 100 видов)

· Не обнаружены вирусы у змей, моллюсков, лишайников, грибов, дрожжей, хвойных, водорослей

Действие вируса на клетку ( жизненый цикл)

· Складывается из трёх этапов:

1. Проникновение вируса внутрь клетки – хозяина (начало инфекционного процесса); имеются различные механизмы этого процесса:

q Рецепторный механизм (путём эндоцитоза – фаго- и пиноцитоза); характерен для вирусов животных клеток, не имеющих клеточной стенки

- связывание вируса с белком рецептором на поверхности мембраны клетки и образование комплекса вирус – рецептор мембраны (белок узнаётся вирусом с помощью с помощью специального белка-акцептора в капсиде)

- абсорбция мембраной и погружение комплекса в цитоплазму клетки (образование вакуоли с вирусом и транспорт её внутри клетки)

q В клетки растений вирусы проникают только в случае механических повреждения целостности покровов и клеточных стенок (ранении), т. к. фитовирусам приходиться проходить ещё и через прочную целлюлозную клеточную стенку (разносчиками этих вирусов могут членистоногие–насекомые)

q Метод инъекции (характерен для бактериофагов)

- поиск и присоединение фага к спецефическим рецепторам мембраны бактериальной клетки с помо-

. щью опорной пластинки с нитями (абсорбция фага на мембране клетки–хозяина)

- растворение части оболочки бактерий ферментами стержневой части фага

- сокращение белков полого стержня и проникновение его через клеточную стенку бактерии

- инъекция НК фага внутрь бактериальной клетки (при этом белковая оболочка фага остаётся на внешней поверхности клетки)

· Заражённая клетка выделяет вещество белковой природы – интерферон, разрушающем его белковые оболочки