31. Вирусы. Репродукция вирусов.
Вирус — неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри живых клеток организма. Они поражают все типы организмов, от растений и животных, до бактерий (вирусы бактерий обычно называют бактериофагами). Их размеры колеблются от 30 до 300 нанометров. Обладает геномом (ДНК или РНК), но лишен собственного синтезирующего аппарата. Вне клетки вирусы не выказывают признаков жизни и имеют кристаллическую форму. Размножаясь, повреждает клетки, в которых происходит данный процесс.
В вирусинфицирванной клетке вирус может находиться:
-
в виде многочисленных вирионов;
-
в интегрированном состоянии с хромосомой клетки;
-
в цитоплазме в виде кольцевых нуклеиновых кислот, напоминающих плазмиды бактерий
В отличие от клеточных организмов, вирусы не могут самостоятельно синтезировать белки. Вирус вносит в клетку только свою нуклеиновую кислоту. Отличия вирусов от микроорганизмов: вирусы содержат нуклеиновую кислоту одного типа – или ДНК, или РНК; для репродукции вирусов нужна только нуклеиновая кислота; вирусы не способны размножаться вне живой клетки.
Молекула ДНК вирусов может встраиваться в геном клетки хозяина и существовать в таком виде, не проявляя себя долгое время, т.е. паразитизм вирусов осуществляется на генетическом уровне.
Вирусы не имеют клеточного строения. Если считать клеточное строение обязательным признаком живого, то вирусы живыми не являются. Однако они обладают генетическим материалом, как все живые организмы.
Они могут воспроизводить себя только внутри живой клетки и не являются самостоятельными организмами.
Строение вирусов.
Простейшие вирусы представляют собой нуклеопротеид, который состоит из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и капсида – белковой оболочки. Более сложные вирусы имеют дополнительную липидную оболочку. Существует тип вирусов – бактериофаги, которые имеют специальное строение, позволяющее им внедрять свой геном в клетки бактерий. Бактериофаги имеют тело, состоящее из головки с геномом, хвостик (трубка, которая транспортирует геном в клетку) и отростки.
Вирион
представляет собой конечную фазу
развития вируса, включающую полный
набор структурных и функциональных
элементов, упакованных в единую частицу.
Такая форма характерна для внеклеточной
стадии жизненного цикла вируса, однако
какое-то время после сборки вирион может
существовать и внутри инфицированной
клетки. Так как вирион – это всего лишь
обозначение морфологической единицы,
его не стоит отождествлять с понятием
"вирус". Последний включает всю
совокупность биологических свойств,
характеризующих этот таксон, а не только
особенности строения 
Размножение, репликация вируса - процесс, в ходе которого вирус, используя собственный генетический материал и синтетический аппарат клетки-хозяина, воспроизводит подобное себе потомство.
В
самом общем виде репликация вируса на
уровне единичной клетки складывается
из нескольких последовательных стадий:
1.прикрепление вируса к клеточной
поверхности;
2.проникновение через
наружные мембраны клетки;
3.обнажение
генома;
4.синтез (транскрипция)
нуклеиновой кислоты вируса с образованием
дочерних молекул геномной НК и, в случае
ДНК-содержиших вирусов, информационной
вирусной мРНК;
5.синтез вирус-специфических
белков;
6.сборка новых вирионов и выход
их из пораженной клетки.
Заражение
Как правило, вирусная инфекция начинается тогда, когда он проникает внутрь хозяина, а именно:
через физические повреждения (например, порезы на коже)
путём направленного впрыскивания (к примеру, укус комара)
направленного поражения отдельной поверхности (например, при вдыхании вируса через трахею)
Обычно при попадании вируса в организм ему необходимо проникнуть в возможные чувствительные клетки.
Проникновение вируса
Вирусу, чтобы размножиться и вызвать инфекцию, необходимо проникнуть в клетки хозяйского организма и начать использовать клеточный материал. Для проникновения в клетку белки поверхности вируса связываются со специфическими поверхностными белками клетки. Прикрепление, или адсорбция, происходит между вирусной частицей и клеточной мембраной. В мембране образуется дырка, и вирусная частица или только генетический материал попадают внутрь клетки, где будет происходить размножение вируса.
Репликация вируса
Затем вирус должен взять под контроль клеточный механизм репликации. На этой стадии в хозяйской клетке происходит заложение различия между восприимчивостью и терпимостью. Терпимость приводит к развязке инфекции. Как только контроль над клеткой установлен и её среда подходит для того, чтобы вирус начал создавать собственные копии, репликация происходит быстро, давая начало миллионам новых вирусов.
Выход вируса
После того, как вирус создал множество собственных копий, клетка оказывается изнурённой из-за использования её ресурсов. Больше вирусу она не нужна, поэтому клетка часто погибает и новорождённым вирусам приходится искать нового хозяина. Это представляет собой заключительную стадию жизненного цикла вируса.
Выход вирионов из клеток.
Этап реализуется двумя типами:
взрывной – из погибающей клетки одновременно выходит большое количество вирионов. Присущ вирусам без суперкапсида;
почкование – нуклеокапсид транспортируется к мембране клетки, содержащей вирусспецифические белки. Выпячивание соответствующих участков клетки. Почка отделяется от клетки в виде сложно устроенного вируса
У ДНК-содержащих вирусов, как в прокариотических, так и в эукариотических клетках, репликация вирусной ДНК происходит при участии клеточной ДНК-зависимой ДНК-полимеразы. При этом у однонитевых ДНК-содержащих вирусов сначала образуется комплементарная нить — так называемая репликативная форма, которая служит матрицей для дочерних молекул ДНК.
Три типа взаимодействия вирусов с клеткой-хозяином:
1.продуктивный, или цитоцидный тип. В зараженных клетках образуется новое поколение вирионов
2. абортивный тип, характеризуется прерыванием инфекционного процесса, новые вирионы не образуются
3. интегративный тип, или вирогения, заключается в интеграции -встраивании вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместном существовании
