10.Структура и особенности биологии вирусов. Критерии классификации вирусов.

Основные свойства вирусов, по которым они отличаются от всех остальных живых существ:

1.Ультрамикроскопические размеры.

2.Вирусы содержат нуклеиновую кислоту только одного типа — или ДНК, или РНК.

3.Вирусы не способны к росту и бинарному делению.

4.Вопроизведение вирусов осуществляется только из 1 НК.

5.У вирусов отсутствуют собственные энергообразующие сис-мы.

6.У вирусов нет собственных белоксинтезирующих систем (нет рибосом).

7.В связи с отсутствием энергообразующих и белоксинтезирующих систем, вирусы являются абсолютными внутриклеточными паразитами. Средой обитания вирусов являются бактерии, клетки растений, животных и человека.

С учетом перечисленных особенностей вирусам можно дать следующее определение: вирусы — особое царство ультрамикроскопических размеров организмов, обладающих только одним типом нуклеиновых кислот, лишенных энергообразующих и белоксинтезирующих систем, и являющихся поэтому абсолютными внутриклеточными паразитами.

Структура вирусов.

Вирусы не имеют клеточного строения. Имеют уникальный геном, т.к. содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы.

Различают просто устроенные и сложно устроенные вирусы. У просто устроенных вирусов НК связана с белковой оболочкой, называемой капсидом, состоящим из капсомеров. НК и капсид, взаимодействуя друг с другом, образуют нуклеокапсид. У сложно устроенных вирусов имеется суперкапсид – наружная оболочка вируса, состоящая из ЦПМ хозяйской клетки, захваченной вирусом, со встроенными в неё вирусоспецифическими белками и гликопротеидами. Для вирионов характерен спиральный, кубический и сложный тип симметрии капсида.

Критерии классификации вирусов:

1.Нуклеиновая кислота: тип, число нитей, процентное содержание, молекулярная масса, сумма гуанина и цитозина.

2.Морфология: тип симметрии, число капсомеров, форма, размеры вирионов.

3.Биофизические свойства: константа седиментации, плавучая плотность.

4.Белки: количество структурных белков, их локализация, аминокислотный состав.

5.Липидный состав.

6.Размножение в тканевых культурах, особенности репликации.

7.Круг поражаемых хозяев, особенности патогенеза инфекционного процесса; онкогенные свойства.

8.Устойчивость к физическим и химическим факторам (гамма-лучи, термоинактивация при 37 и 50 °С, действие жирорастворителей).

9.Антигенные свойства.

11. Этапы взаимодействия вируса с клеткой-хозяином.

В результате взаимодействия вируса с клеткой развивается либо продуктивная, либо абортивная, либо интегративная форма клеточной инфекции. При продуктивной форме происходит размножение, репродукция вируса. При абортивной форме – её нарушение на одном из этапов. При интегративной – интеграция вирусной НК в клеточный геном (вирогения).

Продуктивный тип взаимодействия:

1-я стадия – адсорбция – прикрепление вириона к клеточным рецепторам, представляющим собой гликопротеины клеточной мембраны. Первый этап адсорбции определяется неспецифическими силами межмолекулярного притяжения, второй – специфической структурной гомологией или комплементарностью рецепторов чувствительных клеток и вирусов.

2-я стадия – проникновение вируса в клетку хозяина - происходит путём виропексиса и слияния мембран. Виропексис представляет собой инвагинацию участка плазматической мембраны, где имеются углубления, покрытые рецепторами снаружи, на которых адсорбируется вирус.Затем происходит образование вакуоли вокруг вируса, в составе которой он находится в цитоплазме клетки хозяина. При слиянии мембран вирусная оболочка сливается с плазматической мембраной клетки хозяина, в результате чего внутренние структуры вириона оказываются в цитоплазме заражённой клетки, а при слиянии с ядерной мембраной – в клеточном ядре.

3-я стадия – «раздевание» вирионов – заключается в удалении защитных вирусных оболочек и освобождения внутреннего компонента вируса, способного вызвать инфекционный процесс.

4-я стадия – заключается в транскрипции и репликации вирусных геномов. Основные схемы реализации вирусной генетической информации могут быть представлены следующим образом:

• Д ля ДНК-содержащих вирусов: ДНК вируса иРНК белок вируса;

• Д ля РНК-содержащих минус-нитевых вирусов: РНК вируса иРНК белок вируса;

• Д ля РНК-содержащих плюс-нитевых вирусов: РНК вируса белок вируса;

• Д ля РНК-содержащих ретровирусов: РНК вируса комплементарная ДНК иРНК белок вируса

5-я стадия – сборка вириона – формирование вирусов явл. многоступенчатым процессом с образованием промежуточных форм. Сборка состоит прежде всего в образовании нуклеокапсидов. Формирование вирусов происходит на ядерных или цитоплазматических мембранах клетки. Слжно организованные вирусы в процессе формирования включают в свой состав компоненты клетки-хозяина (липиды, углеводы).

6-я стадия – выход вирусных частиц из клетки – происходит двумя путями.Простые вирусы, лишённые суперкапсида, вызывают деструкцию клетки и попадают во внеклеточное пространство. Др. вирусы, имеющие липопротеидную внешнюю оболочку, выходят из клетки путём почкования, в результате чего в течение длительного времени она сохраняет свою жизнеспособность.

Интегративный тип взаимодействия:

Вирогения характеризуется встраиванием НК вируса в хромосому клетки. При этом вирусный геном реплицируется и функционирует как составная часть клеточного генома. В случае ДНК-содержащих вирусов – вирусная ДНК в кольцевой форме интегрирует в клеточный геном. В случае РНК-содержащих вирусов включение РНК в клеточный геном происходит путём обратной транскрипции.