27. Взаимодействие умеренных фагов с чувствительными клетками бактерий

Ответ. Бактериофаги — вирусы бактерий, обладающие способностью специфически проникать в бактериальные клетки, репродуцироваться в них и вызывать их растворение (лизис). По механизму взаимодействия различают вирулентные и умеренные фаги. Умеренные фагилизируют не все клетки в популяции, с частью из них они вступают в симбиоз, в результате чего ДНК фага встраивается в хромосому бактерии. В таком случае геномом фага называют профаг. Профаг, ставший частью хромосомы клетки, при ее размножении реплицируется синхронно с геном бактерии, не вызывая ее лизиса, и передается по наследству от клетки к клетке неограниченному числу потомков. Биологическое явление симбиоза микробной клетки с умеренным фагом (профагом) называется лизогенией, а культура бактерий, содержащая профаг, получила название лизогенной. Это название отражает способность профага самопроизвольно или под действием ряда физических и химических факторов исключаться из хромосомы клетки и переходить в цитоплазму, т. е. вести себя как вирулентный фаг, лизирующий бактерии. Лизогенные культуры по своим основным свойствам не отличаются от исходных, но они невосприимчивы к повторному заражению гомологичным или близкородственным фагом и, кроме того, приобретают дополнительные свойства, которые находятся под контролем генов профага. Изменение свойств микроорганизмов под влиянием профага получило название фаговой конверсии. Последняя имеет место у многих видов микроорганизмов и касается различных их свойств: культуральных, биохимических, токсигенных, антигенных, чувствительности к антибиотикам и др. Кроме того, переходя из интегрированного состояния в вирулентную форму, умеренный фаг может захватить часть хромосомы клетки и при лизисе последней перено­сит эту часть хромосомы в другую клетку. Если микробная клетка станет лизогенной, она приобретает новые свойства. Таким образом, умеренные фаги являются мощным фактором изменчивости микроорганизмов.

28. Ретровирусы (Retroviridae). Общая характеристика (биологические особенности, классификация). Особенности репликации и важнейшие представители

Ответ. Retroviridae − семейство вирусов, вызывающих заболевания у человека и животных. Вирион имеет сферическую форму диаметром 100−280 нм. Окружен внешней липидной двухслойной оболочкой-суперкапсидом (сложный вирус). На поверхности вирионов имеются гликопротеиновые шипы. Геном: 2 копии однонитевой несегментированной положительной (+) РHK. К ретровирусам относится уникальная группа РНК-содержащих вирусов, обладающих ферментом обратной транскриптазой. Центральной стадией жизненного цикла всех ретровирусов является синтез на матрице вирусной геномной РНК комплементарной ей ДНК (кДНК) с последующим встраиванием кДНК в геном клетки-хозяина. В природе ретровирусы распространены повсеместно. Круг их хозяев весьма широк и включает многие виды беспозвоночных и большинство видов позвоночных животных. Наибольшую эпидемиологическую опасность для человеческой популяции представляет другой лимфотропный ретровирус – вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий ВИЧ-инфекцию с развитием синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). Высокая резистентность ретровирусов в окружающей среде, в отдельных ситуациях и при высоких концентрациях могут длительно поддерживать свою жизнеспособность. Под действием УФ-лучей количество активного вируса прогрессивно снижается; при повышении температуры гибель наступает через 30 мин при 60оС и через 1 мин при 100С. Вирус чувствителен ко всем основным дезинфектантам. ВИЧ культивируется в культуре лимфоцитов и макрофагов человека. На стадии адсорбции и проникновения ВИЧ в клетки происходит специфическое взаимодействие вирусных суперкапсидных гликопротеинов с мембранными клеточными рецепторами. На втором этапе взаимодействия происходит слияние суперкапсида вируса с клеточной мебраной. Кроме того, вирионы ВИЧ могут проникать в клетки посредством эндоцитоза. Нуклеокапсид вируса, содержащий РНК и вирусные ферменты, поступает в цитоплазму. Здесь происходит депротеинизация ВИЧ с выходом геномной РНК и ферментов. Далее выполняется обратная транскрипция – синтез комплементарной ДНК (кДНК) на матрице вирусной геномной РНК ферментом обратной транскриптазой. Вирусная РНК при этом разрушается обратной транскриптазой. Вновь образованная двухцепочечная кДНК транспортируется в ядро. Под действием фермента интегразы происходит встраиваение кольцевой формы вирусной ДНК в ДНК клеточных хромосом. В интегрированном состоянии ВИЧ остается в геноме хозяина пожизненно. Репликация вируса стимулируется клеточными факторами транскрипции (например, под влиянием фактора транскрипции провоспалительных цитокинов NF-κB). Их функция повышается при активации Т-лимфоцитов. Поэтому наиболее интенсивное размножение ВИЧ происходит в активированных Т-лимфоцитах. Под действием клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразы в ядре выполняется транскрипция вирусных иРНК. Часть из них подвергается сплайсингу, перемещается в цитоплазму и транслируется на рибосомах с образованием вирусных регуляторных белков (Tat, Rev). Эти белки возвращаются в ядро, где стимулируют дальнейшую репликацию вируса, синтез геномных РНК, вирусных иРНК и их последующий транспорт в цитоплазму. На рибосомах происходит трансляция вирусных белков с образованием промежуточных полипротеинов. Фермент протеаза гидролизует их, формируя структурные вирусные белки. Этот процесс продолжается во время сборки и созревания вирионов. Окончательная сборка происходит в области цитоплазматической мембраны. Вирусы покидают клетку через мембрану путем почкования, приобретая внешнюю липидную оболочку-суперкапсид. Каждый цикл репликации ВИЧ сопровождается множественными мутациями и рекомбинациями вирусных геномов. Источником заражения являются ВИЧ-инфицированные лица. Механизмы передачи: контактный (половой гетеро- или гомосексуальный контакт); артифициальный (парентеральный): внутривенное введение наркотиков; посредством медицинских манипуляций – переливание крови, профессиональные заражения (укол иглой и т.д.), инвазивные диагностические манипуляции, пересадка органов и тканей; вертикальный (от матери к ребенку) – внутриутробное заражение, передача вируса в родах или с молоком матери при грудном вскармливании. Лечение СПИД-ассоциированных инфекций заключается в назначении адекватной антимикробной химиотерапии соответствующих заболеваний. Профилактика ВИЧ-инфекции по-прежнему остается неспецифической. Она включает проведение медицинских профилактических мероприятий, а также массовую и эффективную санитарно-просветительную работу. Необходимо своевременное выявление ВИЧ-инфицированных среди групп риска (лица, контактные по ВИЧ, наркоманы, проститутки и т.д.). Выполняется профилактика инфицирования медицинского инструментария, тестирование препаратов крови, Разработана и применяется система мероприятий по предупреждению заражения медработников при контакте с биологическими жидкостями ВИЧ-инфицированных лиц. Проводится активная пропаганда знаний среди населения по предупреждению заражения ВИЧ половым путем (исключение случайных связей, использование презервативов при сексуальных контактах и т.д.), а также при внутривенном употреблении наркотиков. Пост-экспозиционная профилактика выполняется после контакта с биологическими жидкостями ВИЧ-инфицированных лиц (незащищенный сексуальный контакт, укол инфицированной иглой, порез скальпелем при проведении оперативных вмешательств, переливание зараженных препаратов крови и т.д.). Пост-экспозиционная профилактика должна начинаться в максимально сжатые сроки (от 1-2 дней до 1 недели с момента контакта). Вакцины нет.