Полезные материалы за все 6 курсов / Ответы к занятиям, экзаменам / 4. Введение в вирусологию

ВВЕДЕНИЕ В ВИРУСОЛОГИЮ

БАКТЕРИОФАГИ

ГЕНЕТИКА И ИЗМЕНЧИВОСТЬ

БАКТЕРИЙ

1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Кафедра микробиологии и вирусологии № 1

ВВЕДЕНИЕ В ВИРУСОЛОГИЮ. БАКТЕРИОФАГИ.

ГЕНЕТИКА И ИЗМЕНЧИВОСТЬ БАКТЕРИЙ

Учебно-методическое пособие

Под общей редакцией д.м.н., профессора Набока Ю.Л.

Ростов-на-Дону

2021

2

УДК 578.33(075.8)

ББК 28.3я7 В 24

Введение в вирусологию. Бактериофаги. Генетика и изменчивость бактерий : учебно-методическое пособие / сост. : Ю.Л. Набока, Л.И. Васильева, М.Л. Черницкая [и др.] ; под общ. ред. д.м.н., проф. Ю.Л. Набока ; ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, каф. микробиологии и вирусологии № 1. – Ростов-на-Дону : Изд-во РостГМУ, 2021. – 66 с.

Учебно-методическое пособие, составленное в соответствии с федеральным государственным стандартом высшего образования, типовой учебной программой по дисциплине «Микробиология, вирусология».

Предназначено для самостоятельной подготовки обучающихся медицинских вузов к практическим занятиям и самоконтроля усвоения материала.

Составители:

Набока Ю.Л., Васильева Л.И., Черницкая М.Л., Гудима И.А., Митусова Е.В., Свирава Э.Г., Белоглазова Н.Н., Джалагония К.Т., Леус И.Н., Крицкая В.В.

Рецензенты:

Харсеева Г.Г. – доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой микробиологии и вирусологии № 2 ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России.

Куцевалова О.Ю. – кандидат медицинских наук, зав. лабораторией клинической микробиологии, главный внештатный специалист по клинической микробиологии МЗ РО (ул. 14-я Линия 63) ФГБУ «Ростовский научноисследовательский онкологический институт» Минздрава России.

Утверждено на кафедральной конференции кафедры микробиологии и вирусологии № 1 ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 9 от

26.02.2021 г.

Утверждено центральной методической комиссией ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 3 от 04.03.2021 г.

© ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, 2021

3

СОДЕРЖАНИЕ

Занятие №1. Общая характеристика вирусов, особенности репродук-

ции. Вирусный онкогенез. Методы диагностики вирусных инфек-

ций…………………………………………………………………. 5

Занятие №2. Вирусологический метод диагностики. Интерфероны,

классификация, механизм действия, практическое применение. Осо-

бенности противовирусного иммунитета.………………………………... 19

Занятие №3. Бактериофаги. Генетика и изменчивость бактерий. Анти-

биотики…………………………………………………....................... 28

Занятие №4. Контрольное занятие по разделу «Введение в вирусоло-

гию. Бактериофаги. Генетика и изменчивость бактерий»………………. 48

Список рекомендуемой литературы………………………………………. 65

4

Занятие №1

Тема. Общая характеристика вирусов, особенности репродукции. Вирусный онкогенез. Методы диагностики вирусных инфекций.

Цель занятия. Изучить строение, химический состав вирусов и способы их репродукции. Освоить принципы диагностики вирусных инфекций с помощью генетического, вирусологического, вирусоскопического и серологического методов исследования.

I.Теоретические знания

1.Царство «Vira». Основные свойства вирусов. Понятие о вирусе (вирионе).

2.Молекулярно-генетическая организация вирусов.

3.Репродукция (размножение) вирусов. Особенности репродукции ДНК- и РНК-содержащих вирусов.

4.Типы вирусной инфекции на уровне клетки.

5.Вирусный онкогенез. Механизмы. Основные онкогенные вирусы, вызывающие опухоли у человека.

6.Вироиды и инфекционные прионы.

7.Методы лабораторной диагностики вирусных инфекций.

II.Практические навыки

1.Световая микроскопия готовых препаратов включений Бабеша-Негри при бешенстве (окраска по Селлерсу).

2.Изучение схемы заражения в аллантоисную полость куриного эмбриона смывом из носоглотки больного с подозрением на гриппозную инфекцию.

3.Изучение методики приготовление монослоя культуры клеток Нер-2.

4.Изучение схемы заражения культуры клеток Нер-2 смывом из носоглотки больного с подозрением на аденовирусную инфекцию.

5

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЗАНЯТИЮ

1. Царство «Vira». Основные свойства вирусов. Понятие о вирусе (вирионе).

Приоритет открытия вирусов (от лат. virus – яд) принадлежит русскому ученому Д.И. Ивановскому (1892 г.), который доказал вирусную природу мо-

заичной болезни табака. Вирусы широко распространены в природе и пора-

жают человека, животных, насекомых, растения и бактерии.

Основные свойства (критерии) вирусов:

ультрамикроскопические размеры, не имеют клеточного строения;

не способны к росту и бинарному делению;

содержат только один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК);

6

для воспроизведения в клетке хозяина вирусного потомства достаточно по-

падания в нее только нуклеиновой кислоты вируса (ДНК или РНК);

абсолютный внутриклеточный паразитизм, так как у вирусов отсутствуют:

-ферменты для энергетического метаболизма;

-собственные рибосомы, поэтому синтез вирусных белков происходит на рибосомах клетки-хозяина.

Основы систематики вирусов

Вирусы классифицируют по типу нуклеиновой кислоты, размеру и форме вириона, наличию или отсутствию суперкапсида, антигенным различиям.

В систематике вирусов используют такие таксономические категории, как семейство, подсемейство, род (таблица 1).

Таблица 1 – Основные вирусы человека и животных

7

Цит. «Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник / под ред. В.В. Зверева, А.С. Быкова. – М.: МИА, 2016. – С. 67-68».

Зрелая вирусная частица называется вирионом. Размеры вирионов варьи-

руют от 20 нм (вирус полиомиелита) до 350 нм (вирус натуральной оспы).

Форма вирионов может быть различной (рисунок 1): палочковидной (ви-

русы Эбола и табачной мозаики), в виде пули (вирус бешенства), сферической

(вирусы гриппа, полиомиелита, ВИЧ), в форме многогранника (аденовирусы).

8

Рисунок 1 – Формы вирионов

2. Молекулярно-генетическая организация вирусов.

Вирус (вирион) устроен следующим образом: в центре ДНК или РНК, во-

круг нее белковая оболочка – капсид (от лат. capsa – футляр), состоящая из от-

дельных субъединиц (капсомеров). Нуклеиновая кислота вируса, заключенная в капсид, называется нуклеокапсидом. Формы вирусных частиц зависят от того,

как сгруппированы капсомеры вокруг нуклеиновой кислоты. Только нуклео-

капсид имеют просто устроенные вирусы (вирус полиомиелита, аденовирусы).

Сложно устроенные вирусы имеют вторую, суперкапсидную оболочку –

пеплос, состоящую из пепломеров (вирус гриппа, бешенства). Суперкапсидная оболочка состоит из 2-х слоев липидов и заключенных в них белков, которые выступают на поверхности вирусов в виде шипов и выполняют роль рецепто-

ров для адсорбции на поверхности клеток хозяина. Наличие в суперкапсиде ли-

пидов определяет чувствительность вирусов к эфиру и другим жирораствори-

телям.

3. Репродукция (размножение) вирусов. Особенности репродукции ДНК- и

РНК-содержащих вирусов.

Вирусы могут размножаться в цитоплазме или ядре клетки-хозяина и от-

личаются разобщенным способом репродукции: в клетке отдельно синтезиру-

9

ются нуклеиновые кислоты вирусов и вирусные белки, а затем происходит их

сборка (композиция) в зрелые вирусные частицы.

Фазы взаимодействия вируса с клеткой

I.Адсорбция вируса на клетке. В основе этого процесса лежит взаимодейст-

вие вирусных рецепторов со специфическими рецепторами клеток макроор-

ганизма.

II.Проникновение вируса в клетку:

- через слияние суперкапсида вируса с мембраной клетки. В результате это-

го слияния в цитоплазму клетки попадает только нуклеокапсид, а суперкап-

сидная оболочка остается на поверхности клетки;

- путем эндоцитоза (пиноцитоза) с последующим освобождением вируса от суперкапсида в цитоплазме клетки.

III.Депротеинизация вируса – освобождение нуклеиновой кислоты от кап-

сидной оболочки.

IV. Синтез нуклеиновой кислоты и вирусных белков:

- для РНК-содержащих вирусов: на РНК вируса, как на матрице, с помо-

щью фермента «РНК-зависимая РНК-полимераза» происходит многократ-

ная репликация вирусной РНК для новых вирусных частиц. Так как вирус-

ная РНК аналогична клеточной м-РНК, она транслируется (перемещается)

на рибосомы хозяина, в результате чего синтезируются структурные белки оболочек вируса (рисунок 2);

Рисунок 2 – Процесс внутриклеточного синтеза РНК-содержащих вирусов

- для ДНК-содержащих вирусов: на ДНК вируса, как на матрице, с помо-

щью фермента «ДНК-зависимая ДНК-полимераза» происходит многократ-

10