Задание №4 Изучите морфологию хламидий

Таксономия. Род Chlamydia (chlamydos — мантия) одноименно­го семейства Chlamydiaceae включает три патогенных вида, пора­жающих органы зрения и мочеполовую систему (Ch. trachomatis) и вызывающих пневмонии (СЛ. psittaci, Ch. pneumoniae).

Морфология. Внеклеточные хламидии, или элементарные тельца с трехслойной клеточной стенкой, имеют сферическую форму и диаметр 0,2-0,5 мкм, а внутриклеточная репродукци­онная форма, или ретикулярное тельце сетчатой структуры с тонкой клеточной стенкой -палочкообразную, длиной 1 мкм.

Размножение. Хламидии - внутриклеточные паразиты, не­способные синтезировать высокоэнергетические соединения и обеспечивать собственные потребности в энергии. Цикл их раз­вития сложный. Начинается он с прикрепления и проникнове­ния в эпителиальную клетку элементарного тельца, которое за­тем поэтапно превращается в инициальное и ретикулярное. Би­нарно делясь, ретикулярные тельца образуют в цитоплазме ин­фицированной клетки включения, где и происходит их созревание. Обнаруживают их в мазках из материалов и соскобов тканей. По Романовскому-Гимзе хламидийные тельца и включения окрашиваются в пурпурный, сиреневый и фиолето­вый цвета.

Задание №5 Изучите морфологию микоплам

История открытия. Микоплазмы выделены французскими учеными Э. Нокаром и Э. Ру из плевральной жидкости боль­ных плевропневмонией коров еще в 1898 г. Однако только че­рез несколько десятилетий установили, что они вызывают забо­левания и у человека. Первоначально их называли плевропневмониеподобными организмами или сокращенно PPLO. Тер­мин Мусорlasma фнгдеО введен Д. Новаком в 1929 г.

Морфология. Микоплазмы не имеют ригидной оболочки, поэтому они очень полиморфны. В мазках из культур обнаруживаются различные микроструктуры: гранулы в виде крошечных кокков и элемен­тарных телец, крупные шары, коль­ца, палочки, нити, ветвящиеся или мицелиальные формы, меняющие­ся в конфигурации аморфные мас­сы и пр. Размеры микоплазм варьи­руют от 125-250 нм у гранулярных форм до 0,4-150 мкм - у нитевидных структур. Жгутиков, кап­сул и спор не образуют. По Граму окрашиваются отрицательно.

Размножение. Основной репродуцирующей единицей счита­ется элементарное тельце. Из него вырастают 4-5 ветвящихся нитей, которые впоследствии превращаются в цепочки, состоя­щие из мелких зерен. Размножение заканчивается дезинтеграци­ей цепочек на элементарные тельца. Имеются данные о размно­жении микоплазм путем бинарного деления и почкования.

Методы микроскопии. В световом микроскопе обнаружива­ются лишь самые большие формы микоплазм. В живом состо­янии их изучают в темном поле и фазово-контрастном микро­скопе, ультраструктурные элементы выявляют при помощи электронной микроскопии.

Задание №5 Изучите морфологию вирусов

Основоположником вирусологии является Д.И. Иванов­ский, открывший в 1892 г. вирус мозаичной болезни табака (ВТМ), который в кристаллическом виде получил лауреат Но­белевской премии У. Стенли в 1935 г.

Формы существования и общая организация вирусов

Выделив ВТМ, У. Стенли принял его за «саморазмножаю­щийся белок», но год спустя английские биохимики Ф. Бодуен и Н. Пири доказали, что в нем содержится 95 % белка и 5 % нук­леиновой кислоты (НК), т. е. по химическому составу он явля­ется нуклеопротеидом. Позже выяснилось, что у других виру­сов содержание НК может достигать 40 %. При этом оказалось, что они содержат один тип нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), и для них характерны две формы существования: внекле­точная, корпускулярная, покоящаяся и внутриклеточная, реп­родуцирующаяся, вегетативная.

Внеклеточные вирусы представляют собой корпускулы-час­тицы сферической, кристаллоидной или нитевидной формы, которые называют вирусными частицами, элементарными тель­цами, а чаще - вирионами. Размеры вирионов колеб­лются от 15-30 до 200-500 нм.

Структурная организация вирионов очень проста. Они не имеют обычной для клеток цитоплазмы и ядра, митохондрий и рибосом, других органелл, а у многих вирионов отсутствуют да­же ферменты. При этом в корпускулярной форме вирус обла­дает скрытой инфекциозностью. Проявляется она вслед за про­никновением в клетку вирионной нуклеиновой кислоты, кото­рая и представляет собой так называемую репродуцирующую­ся форму, вступающую в определенные взаимоотношения с генетическим аппаратом клетки-хозяина. По этому признаку выделяют две большие группы вирусов: 1) инфекционные ви­русы с автономной репликацией нуклеиновых кислот и продук­цией вирионов (продуктивная инфекция); 2) интеграционные вирусы, способные интегрироваться с геномом клетки и в этих случаях утрачивающие способность вызывать продуктивную инфекцию. Инфекционные вирусы угнетают функцию клеток, деформируют или разрушают их, интеграционные - индуциру­ют злокачественное перерождение клеток или трансформиру­ют их антигенную структуру. Характер взаимодействия вирионных НК с клеткой позволяет называть вирусы генетическими па­разитами, а вызываемые ими инфекции — молекулярными.

Различают простые и сложные вирионы. Простые вирионы состоят из НК, окруженной снаружи белковой обо­лочкой, которую называют капсидом (ящиком, футляром), сложные - имеют дополнительную внешнюю оболочку (супер- капсид, пеплос).

Структура и химический состав простых вирионов. В состав простых вирусов-нуклеокапсидов, типичным представителем которых является ВТМ, входят только капсидные белки, но у некоторых из них содержатся также геномные или терминаль­ные - ковалентно связанные с концом вирионной ИК и участ­вующие в регуляции вирусного генома.

Капсидные белки просто организованных вирионов обыч­но состоят из 1—3 вирусоспецифических белков. Кроме этого, у некоторых простых вирусов есть также специальные некапсидные белки распознавания чувствительных к ним клеток. При этом каждый из них обладает способностью к самосборке, в на­чале которой из идентичных полипептидных цепей образуются отдельные структурные элементы (субъединицы), или капсомеры белкового чехла, вслед за чем, при их взаимодействии с НК вириона происходит спонтанное формирование капсида. Количество капсомеров в капсиде вирусов варьирует от трех— шести десятков до многих сотен. У одних вирусов капсомеры имеют овальную или округлую форму, у других пяти- или шестигранную. По характеру расположения капсомеров вирусы делят на три группы: с кубическим, спиральным и смешанным типом симметрии. Большинство патогенных для че­ловека вирусов имеет кубический тип симметрии. Спиральный тип симметрии нередко встречается среди вирусов растений. Смешанный тип симметрии для простых вирусов не типичен.

Структура и химический состав сложных вирионов. Сложно устроенные вирусы в капсиде имеют много разновидностей белков. Кроме капсидных и геномных белков они могут также содержать мембранные белки, прилегающие к капсиду, и фер­менты, участвующие в репликации и транскрипции вирусного генома, например ДНК- и РНК-полимеразы. Формирование капсида и нуклеокапсида у них происходит тоже в процессе са­мопроизвольной сборки, но цикл полного образования вирио­нов носит сложный, многоступенчатый характер.

В суперкапсиде сложных вирусов, представляющем собой липидный бислой, в котором расположены пепломеры, прева­лируют гликопротеиды. Являясь типичными внутримембран- ными белками, они у большинства вирусов образуют поверх­ностные «шипы», длина которых достигает 5-10 нм. Чаще все­го шипы построены из нескольких молекул идентичного белка, и те вирусы, которые имеют один гликопротеид, естественно, обладают одним типом шипов, при наличии в них двух гли- копротеидов — двумя типами. Есть, однако, вирусы, имеющие 2—3 гликопротеида, формирующие один тип шипов.

Суперкапсидные вирусные гликопротеиды выполняют две основные функции: 1) распознают, подобно некапсидным бел­кам простых вирусов, специфические клеточные рецепторы и взаимодействуют с ними, что дало повод называть их прикре­пительными белками; 2) обусловливают проникновение виру­сов в клетки, легко сливаясь с клеточными мембранами, вслед­ствие чего их называют белками слияния.

Количество углеводов в гликопротеидах может достигать 10 % от общей массы вириона. Обычными сахарными остатками в них являются сахароза, фруктоза, манноза, галактоза, нейраминовая кислота. Углеводы гликопротеидов обеспечивают сохра­нение конформации белка и его устойчивость к протеазам.

Содержание липидов в липидном бислое суперкапсида у сложных РНК-содержащих вирионов может составлять от 15 до 35 % их сухой массы. Большая часть из них представлена фосфолипидами (50-60 %) и холестерином (20-30 %). Липиды, как и углеводы, обеспечивают целостность структуры вириона. Обра­ботанные эфиром, дезоксихолатом, детергентами сложные вирионы распадаются и утрачивают инфекциозностъ.

Липидно-углеводные компоненты имеют клеточное проис­хождение, включаясь в вирионы из плазматических мембран клеток при отпочковывании от них сложных вирусов на самом последнем этапе размножения. Единственным отличием ви­русных липопротеидных оболочек от мембран клеток-хозяев является то, что в них содержатся вирусоспецифические супер- капсидные белки, а у некоторых вирионов - небольшое коли­чество молекул протеаз, протеинкиназ и других ферментов, мо­дифицирующих вирусные белки.

Таким образом, по химической структуре все вирусы - нуклеопроте иды, а по организации — простые и сложные нуклеокапсиды.