28. Генетика вирусов. Внутривидовой и межвидовой обмен генетическим материалом, его значение в возникновении и течении инфекционных заболеваний???

Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. име­ют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди РНК-содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК). Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицатель­ным (минус-нить РНК) геномом. Минус-нить РНК этих виру­сов выполняет только наследственную функцию.

Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК, но не оба типа одновременно. Например, вирусы оспы, простого герпеса, — ДНК-содержащие, а тогавирусы, пикорнавирусы — РНК-содержаЩие, Геном вирусной частицы гаплоидный. Наи­более простой вирусный геном кодирует 3-4 белка, наиболее сложный — более 50 полипепти­дов. Нуклеиновые кислоты представлены однонитевыми молекулами РНК (исключая реовирусы, у которых геном образован двумя нитями РНК) или двухнитевыми молекулами ДНК (ис­ключая парвовирусы, у которых геном образован одной нитью ДНК). У вируса гепатита В нити двухнитевой молекулы ДНК неодинаковы по длине.

Вирусные ДНК образуют циркулярные, ковалентно-сцепленные суперспирализованные или линейные двухнитевые структуры. Транскрип­ция вирусной ДНК (синтез мРНК) осуществляется в ядре заражённой вирусом клетки, В вирусной ДНК на концах молекулы имеются прямые или инвертированные (развёрнутые на 180°) повторяющиеся нуклеотидные последовательности. Их наличие обеспечивает способность молекулы ДНК замыкаться в кольцо. Эти последовательности, присутствующие в одно- и двух- нитевых молекулах ДНК, — своеобразные маркёры вирусной ДНК.

Вирусные РНК представлены одно- или двухнитевыми молекулами. Однонитевые молеку­лы могут быть сегментированными — от 2 сегментов у ареновирусов до 11 — у ротавирусов. Наличие сегментов ведёт к увеличению кодирующей ёмкости генома. Вирусные РНК подразде­ляют на : плюс-нити РНК (+РНК), минус-нити РНК (-РНК). У различных вирусов геном могут образовывать нити +РНК либо -РНК, а также двойные нити, одна из которых -РНК, другая +РНК.

Плюс-нити РНК представлены одиночными цепочками, имеющими характерные окончания для распознавания рибосом. К этой группе относят РНК, способные непосред­ственно транслировать генетическую информацию на рибосомах заражённой вирусом клетки, то есть выполнять функции мРНК. Плюс-нити выполняют следующие функции: служат мРНК для синтеза структурных белков, матрицей для репликации РНК.

Минус-нити РНК не способны транслировать генетическую информацию непосредственно на рибосомах, то есть они не могут функционировать как мРНК. Однако такие РНК служат ' матрицей для синтеза мРНК.

Нуклеиновые кислоты вирусов подвержены мутациям, то есть внезапным наследуемым изме­нениям. Сущность этих процессов заключается в нарушениях генетического кода в виде изме­нений нуклеотидных последовательностей, их выпадений, вставок либо перестановок нуклеотидов или пар в одно- и двухнитевых молекулах нуклеиновых кислот. Мутации, полностью нарушающие синтез или функцию жизненно важных белков, приводят к утрате способности к репродукции и иначе известны как летальные мута­ции.Мутации с потерей способности синтезировать определён­ный белок или с нарушением его функций, что в определённых условиях может привести к утрате способности к репродукции называют условно-летальными.

Спонтанные мутации

Спонтанные мутации возникают под действием различных естественных мутагенов.Чаще их можно наблюдать у ретровирусов, что связано с более высокой частотой сбоев в обратной транскрипции.

Индуцированные мутации

Индуцированные мутации вызывают различные химические агенты и УФ-облучение (у ДНК- содержащих вирусов).

Проявление мутаций в фенотипе. По фенотипическим проявлениям мутации вирусов можно разделить на четыре группы.

• Мутации, не имеющие фенотипического проявления, не изменяют свойств вирусов и их выяв­ляют лишь при специальном анализе.

• Мутации, имеющие фенотипическое проявление. Мутации, повышаю­щие или снижающие патогенность, можно разделить на точковые (локализующиеся в инди­видуальных генах) и генные (затрагивающие более обширные участки генома).

Генетические взаимодействия между вирусами

Заражение вирусами чувствительных к ним клеток носит множественный характер, то есть в клетку может проникнуть несколько вирионов, обычно идентичных или близкородственных. генетические взаимодействия между вирусами представлены несколькими формами: рекомбинация, обмен фрагментами генома, комплементация.

Рекомбинации и перераспределение генов между геномами приводят к перераспределению генетического материала в дочерних популяциях. Они отмечены во всех группах ДНК-содер- жащих вирусов, у всех РНК-содержащих вирусов с сегментированным геномом и лишь у немногих РНК-содержащих вирусов с несегментированным геномом (например, у полиовиру­са и вируса ящура).

«У ДНК-co держащих вирусов с дефектными геномами можно наблюдать рекомбинации, приво­дящие к образованию нормального дочернего генома.

»У РНК-содержащих вирусов при копировании плюс-цепи в минус-цепь полимераза может «переключаться» с одной плюс-цепи на другую, образуя гибридную минус-матрицу РНК. Подобный механизм вызывает появление генетического непостоянства у ВИЧ. Геном ВИЧ образован +РНК, поэтому при транскрипции ДНК из РНК риск «переключения» обрат­ной транскриптазы с одной цепочки на другую достаточно велик.

Обмен фрагментами генома наблюдают у РНК-содержащих вирусов с сегментированным геномом. Суть процесса состоит в обмене крупных блоков наслед­ственного материала. Например, при множественном заражении клетки мутантами вируса гриппа с изменениями, закреплёнными в различных сегментах генома, возможно появление нормаль­ного штамма вируса. В результате обмена вирус гриппа типа А может получить новые ценные типы поверхностных Аг , что обеспечивает антигенный шифт в динамике инфекционного процесса.

Комплементация — функциональное взаимодействие двух дефектных вирусов, приводящее к появлению возможности их репродукции в условиях, при которых невозможно размножение каждого вируса в отдельности.

Антигенный дрейф — это постепенное накопление мутаций за счет ошибок, которые делает вирусная полимераза во время копирования генома. 

Фенотипическое смешивание наблюдают при одновременном заражении клетки близкород­ственными вирусами.В результате образуются вирионы с гибридными капсидами, в состав которых входят капсомеры, кодируемые геномами двух вирусов.

Образование псевдотипов происходит при множественном инфицировании. Феномен зак­лючается в образовании нукдеокапсида, состоящего из генома одного вируса и капсида близ­кородственного вируса. Генетические процессы, приводящие к образованию псевдотипов, известны как фенотипическое маскирование.

Интерферирующие взаимодействия

Интерференцией вирусов обозначают состояние невосприимчивости к вторичному зараже­нию клетки, уже инфицированной вирусом. Различают интерференцию гетерологическую и гомологическую.

Гетерологическая интерференция. Инфицирование одним вирусом полностью блокиру­ет возможность репликации второго вируса в пределах одной клетки.

Гомологическая интерференция. Процесс типичен для многих дефектных вирусов. Де­фектные вирусы обычно не способны к самостоятельной репродукции. Их репродукция возмож­на лишь при заражении клетки совместно с нормальным вирусом (вирусом-помощником.)

29. Методы лабораторной диагностики вирусных инфекций: микроскопический, вирусологический, серологический. Индикация и идентификация вирусов.

Методы диагностики:

-Микроскопический метод позволяет выявить возбудителя в материале от больного, пользуясь микроскопом. Материалом для исследования могут быть кровь, мазки или смывы со слизистых оболочек полости рта и носа, моча, выделения из уретры, стул, спинномозговая жидкость, слюна, мокрота.

Серологический метод используется для выявления выявления антител к возбудителю в сыворотке крови пациентов

Вирусологический метод – выращивание вирусов на куриных эмбрионах, клетках тканей человека или лабораторных животных. Состоит из 3х этапов.

-заражения

-индикации

-идентификации

Если животные:Способ заражения животных определяется тропизмом вируса (способностью репродуцироваться в определенных типах клеток):  нейротропен (например, вирус бешенства) – вводится интрацеребрально;  пневмотропен (например, РС-вирусы) – интраназально;  дерматропен (например, вирус натуральной оспы) – внутрикожно;  пантропен – внутривенно/внутрибрюшинно. Методы индикации вируса в организме лабораторного животного: 1) клинические симптомы заболевания; 2) гибель животного; 3) патоморфологические изменения органов при вскрытии

Если в курином эмбрионе Способы заражения куриных эмбрионов:  закрытый (прокол иглой под контролем овоскопа);  открытый (с удалением части скорлупы). Исследуемый материал вводят в аллантоисную и амниотические полости, хорионаллантоисную оболочку и желточный мешок. Перед заражением скорлупу над воздушной камерой обрабатывают 70% этиловым спиртом и фломбируют (обжигают на пламени). После заражения отверстие в скорлупе заливают расплавленным парафином. Инкубируют при 35-370С ≈ 48 часов. Методы индикации вируса в куриных эмбрионах: 1) результаты овоскопии – отсутствие подвижности эмбриона, слабая инъецированность сосудов кровью и отсутствие их пульсации; 2) паталогоанатомические изменения на хорион-аллантоисной оболочке – отечность, кровоизлияния, наличие оспинок (узелков); 3) отставание эмбриона в росте и развитии, пороки развития, гибель; 4) положительная реакция гемагглютинации (РГА) – через 5-10 минут при смешивании аллантоисной жидкости и суспензии эритроцитов (кур, гусей, уток, морских свинок и других животных) на дне лунки полистеролового планшета образуется осадок в виде «перевернутого зонтика» вследствие склеивания эритроцитов под действием вируса (отрицательная РГА – эритроциты не склеиваются и выпадают в осадок в виде «пуговки»).

Если в культуре клеток

Методы индикации вируса в культуре клеток: 1) цитопатическое действие (ЦПД) вируса на клетки – дегенеративные морфологические изменения клеток (мелкозернистое перерождение, округление, фрагментация, образование симпластов); 2) образование вирусом специфических внутриклеточных включений; 3) бляшкообразование (феномен Дальбекко) – образование в монослое клеток «стерильных пятен» (бляшек – деструктивные клетки, разрушенные вирусом и неспособные окрашиваться красителем нейтральным красным (количество бляшек соответствует количеству вирусных частиц); 4) цветная проба Солка – сохранение первоначального цвета среды (красного) при наличии вируса, тогда как активные незараженные вирусом клетки метаболизируют и изменяют цвет среды (желтый); 5) РГА с культуральной жидкостью; 6) реакция гемадсорбции (РГадс) – адсорбция эритроцитов на поверхности пораженной вирусом клетки; 7) феномен интерференции (используется для обнаружения вирусов, не оказывающих ЦПД и не вызывающих гемагглютинацию) – в зараженную материалом культуру клеток вносят индикаторный вирус (ВВС – вирус везикулярного стоматита) с известным ЦПД (симпластобразование) – при наличии в культуре клеток исследуемого вируса индикаторный вирус ЦПД не окажет (клетка может поражаться только одним вирусом).

Микробиологические методы диагнотики инфекционных заболеваний: выбор метода исследования, забор материала.

Выбор материала определяется прежде всего клиническим диагнозом и его стадией, взависимости от этого микроорганизмы могут находиться в зеве, носоглотке, лимфоузлах, крови, кишечнике и выделяться с мокротой, фекалиями, мочой. Следует отделять патогенную микрофлору от нормальной. Правила забора:

Материал берут до применения антибиотиков или других химиотерапевтических препаратов. Материал следует брать в достаточном количестве, по правилам асептики. Дставка в короткие сроки в специальных контейнерах или посуде, в определенных условиях. Все методы делятся на четыре группы: микроскопические, микробиологические, биологические, иммунологические. Выбор основан на возможной природе болезни: бактериальной, микозной или вирусной.

Клиническая микробиология, основные задачи. Бактериологическое исследоание крови. Органов дыхания, ЖКТ, МПС, ЦНС,

Клиническая микробиология — это раздел медицинской микробиологии, изучающий взаимоотношения, складывающиеся между макро- и микроорганизмами в норме, при патологии, в динамике воспалительного процесса с учетом проводимой терапии до констатации клиницистом состояния кли­нического или полного выздоровления.

Задачи клинической микробиологии близки к тем задачам, которые стоят перед медицинс­кой микробиологией. Их специфика определя­ется лишь тем, что клиническая микробиоло­гия исследует одну группу микробов— УПМ, одну группу заболеваний — оппортунистичес­кие инфекции и одну антропогенную экосис­тему — больничные учреждения.

Исходя из этого, задачами клинической микробиологии являются:

1. Изучение биологии и роли УПМ в этио­логии и патогенезе ГВЗ человека.

2. Разработка и использование методов микробиологической диагностики, специфи­ческой терапии и профилактики микробных заболеваний, встречающихся в неинфекци­онных стационарах.

3. Исследование микробиологических ас­пектов проблем ВБИ, дисбактериоза, лекарс­твенной устойчивости микробов.

4. Микробиологическое обоснование и контроль за антимикробными мероприятия­ми в больничных стационарах