10. Генетика вирусов. Типы вирусных мутантов. Дефектные вирусные частицы.

Генетический аппарат вирусов представлен одной из 4 молекул НК: одно- и двунитчатой РНК, одно- и двунитчатой ДНК. Большинство вирусов имеет один цельный или фрагментарный геном линейной или замкнутой формы. Ретровирусы имеют 2 идентичных по составу генома. Геном содержит от 3 до 150 генов. Кроме того, в нем имеются последовательности, не несущие генетической информации. Гены разделяются наструктурные, кодирующие синтез белков, к-рые входят в состав вириона, и функциональные (регуляторные), меняющие метаболизм клетки-хозяина и регулирующие скорость репродукции вируса. Однонитчатые геномы имеют две полярности: позитивную, когда НК одновременно служит и матрицей для синтеза новых геномов и иРНК, и негативную, выполняющую только функцию матрицы. Вирусы могут увеличивать плотность генетической информации путем: 1) двукратного считывания информации с молекулы иРНК; 2) сдвига рамки считывания; 3) сплайсинга; 4) транскрипции с перекрывающихся областей НК. Геном вируса подвержен изменениям путем мутаций, рекомбинаций, негенетических взаимодействий.

Единица мутации – мутон – замена элемента генома, что ведет к измен.свойств вируса. Может быть вставка или делеция нуклеотидов.

По ПРОИСХОЖДЕНИЮ мутации подразделяют на:

- спонтанные – составляют естественный фон. Они появляются под влиянием разных причин: ошибки в репарации или репликации днк, ошибочное включения в дочернюю цепь некомплементарногоао (а=т, г≡ц), инсертационные мутации (insertion – вставка, возникают при встраивании в хромосому микробной # is-последовательностей, транспозонов и плазмид, при наличии генов-мутаторов частота мутаций увеличивается в >100 раз).

- индуцированные – получают под влиянием мутагенов.

По КОЛИЧЕСТВУ МУТИРОВАВШИХ ГЕНОВ:

Генные – затрагивают один ген, чаще всего – точковые,

   а) Точковые – замену или вставку пары нуклеотида в ДНК → изменение 1 кодона Þ вместо одной АК кодируется другая или нонсенскодон (нонсенсмутация) – этоПРЯМАЯ Мт. Впоследствии может возникнуть вторичная (ОБРАТНАЯ) мутация в этом же гене → восстановление дикого генотипа и фенотипа.

Множественные (геномные).

По ФЕНОТИПИЧЕСКИМ ПОСЛЕДСТВИЯМ:

Нейтральные –фенотипически не проявляются.

Проявл. фенотипически.

Виды мутантов:

1. по морфологии бляшек (напр., аденовирусы с большими бляшками быстрее высвобождаются из клеток по сравнению с диким типом.

2. Мутанты по типу хозяев

3. Термочувствительные мутанты – могут размножаться только при пониженной температуре.

4. Холодочувствительные мутанты.

5. Делеционные мутанты – теряют важные участки генома и требуют для своего размножения присутствия вируса-помощника.

6. Прочие: устойчивые к ингибиторам, устойчивые к антибиотикам, потерявшие ферменты и т.д.

Генетические взаимодействия между вирусами:

Комплеметация – если 1 вирус дефектен по к.-л. гену, или оба вируса дефектны по разным генам, то они продолжают расти в ассоциации в клетке. Если же оба вируса дефектны по одному и тому же гену, то комплементации нет.

Рекомбинация – вз-вие между вирусными геномами в смешанно-зараженных клетках, в рез-те чего дочерние геномы содержат генетический материал в комбинациях, отсутствующих у родителей.

Генетич. реактивация – частный случай рекомбинации, когда 1 или оба вируса неинфекционны, но при смешанном заражении дают потомство, которое несет инфекц. признаки.

Негенетические взаимодействия вирусов:

Гетерозиготность – состояние, при котором диплоидные хромосомы различаются по аллельным маркерам в 1 или нескольких локусах.

Интерференция бывает неск. типов:

а) гомологичная интерференция – хотя дефектный интерферирующий вирус конкурирует за компоненты репликационного аппарата с полными вирусами, они необязательно мешают репродукции полного вируса

б) супрессия – подавление мутантного феномена супрессорной мутацией. Фенотип вирусной мутации подавляется второй мутацией либо в вирусе, либоб в клетке, проиводя к реверсии фенотипа вируса, содержащего исходную мутацию.

Дефектные вирусные геномы:

это делеционные мутанты, потерявшие существенный участок генома родительского вируса (потрея может быть до 90% генома). Для восстановления вирулентных свойств необходимо одновременное заражение родственным вирусом-помощником. Впервые это наблюдали в 1948 г. В. Хенли и Г. Хенли. Называют их ДИ-частицами (дефектными интерферирующими частицами).

Большая часть ДИ-частиц активно интерферирует с вирусами-помощниками.

Варианты дефектных вирусов:

- Сателлиты – крайние паразиты генных продуктов, образованных другими вирусами. (Напр., дельта-агент, ассоциирующий с некоторыми тяжелыми формами гепатита, вызываемыми вирусом гепатита В. Генотип его сателлита – небольшая РНК.) Сателлиты могут значительно ослаблять или усугублять заболевание.

- Псевдовирионы – частицы, содержащие НК хозяина, заменяющую ему НК вирусного генома. Для вирусов полимыпсевдовирионы составляют значительную часть "урожая" в клетках некоторых видов. Фаги, осущ-щие трансдукцию, обычно содержат только ДНК клетки-хозяина.

Условно-дефектные геномы – мутантные геномы, дефектные в определенных условиях (напр., термочувствительные мутанты или мутанты по спктру хозяев).