Вопрос 38. Нуклеиновые кислоты и белки

1. Функции вирусных нуклеиновых кислот

2. Вирусные белки

3. Процессы взаимодействия вируса с клеткой макроорганизма

1.Функция вирусных нуклеиновых кислот независимо от их типа состоит в хранении и передаче генетической информации. Ви­русные ДНК могут быть линейными (как у эукариотов) или кольцевыми (как у прокариотов), однако в отличие от ДНК тех и других она может быть представлена однонитевой молеку­лой. Вирусные РНК имеют разную организацию (линейные, кольцевые, фрагментированные, однонитевые и двунитевые), они могут быть представлены плюс- или минус-нитями. Плюс-нити функционально тождественны и-РНК, т. е. спо­собны транслировать закодированную в них генетическую ин­формацию на рибосомы клетки хозяина.

Минус-нити не могут функционировать как и-РНК, и для трансляции содержащейся в них генетической информации необходим синтез комплементарной плюс-нити. РНК плюс-нитевых вирусов, в отличие от РНК минус-нитевых, имеют специфические образования, необходимые для узнавания рибосомами. У двунитевых как ДНК-, так и РНК-содержащих вирусов информация обычно записана только в одной цепи, чем достигается экономия генетического материала. 2. Вирусные белки по локализации в вирионе делятся:

• на капсидные;

• белки суперкапсидной оболочки;

• геномные.

Белки капсидной оболочки у нуклеокапсидных вирусов вы­полняют защитную функцию — защищают вирусную нуклеино­вую кислоту от неблагоприятных воздействий — и рецептор-ную (якорную) функцию, обеспечивая адсорбцию вирусов на клетках хозяина и проникновение в них.

Белки суперкапсидной оболочки, как и белки капсидной обо­лочки, выполняют защитную и рецепторную функции. Это сложные белки — липо- и гликопротеиды. Некоторые из этих белков могут формировать морфологические субъединицы в виде шипованных отростков и обладают свойствами гемагглю-тининов (вызывают агглютинацию эритроцитов) или нейрами-нидазы (разрушают нейраминовую кислоту, входящую в состав клеточных стенок).

Отдельную группу составляют геномные белки, они ковалентно связаны с геномом и образуют с вирусной нуклеиновой кисло­той рибо- или дезоксирибонуклеопротеиды. Основная функ­ция геномных белков — участие в репликации нуклеиновой кислоты и реализации содержащейся в ней генетической ин­формации, к ним относятся РНК-зависимая РНК-полимераза и обратная транскриптаза.

В отличие от белков капсидной и суперкапсидной оболочки это не структурные, а функциональные белки. Все вирусные белки выполняют и функцию антигенов, по­скольку являются продуктами вирусного генома и, соответст­венно, чужеродными для организма хозяина. Представители царства Vira по типу нуклеиновой кислоты де­лятся на 2 подцарства — рибовирусные и дезоксирибовирусные. В подцарствах выделяют семейства, рода и виды. Принад­лежность вирусов к тому или иному семейству (всего их 19) оп­ределяется:

• строением и структурой нуклеиновой кислоты;

• типом симметрии нуклеокапсида;

• наличием суперкапсидной оболочки. Принадлежность к тому или иному роду и виду связана с другими биологическими свойствами вирусов:

• размером вирионов (от 18 до 300 нм);

• способностью размножаться в культурах ткани и курином эм­брионе;

• характером изменений, происходящих в клетках под воздейст­вием вирусов;

• антигенными свойствами;

• путями передачи;

• кругом восприимчивых хозяев.

Вирусы — возбудители болезней человека относятся к 6 ДНК-содержащим семействам (поксвирусы, герпесвирусы, гепаднави-русы, аденовирусы, паповавирусы, парвовирусы) и 13 семействам РНК-содержащих вирусов (реовирусы, тогавирусы, флавирусы, коронавирусы, парамиксовирусы, ортомиксовирусы, рабдовирусы, бунъявирусы, аренавирусы, ретровирусы, пикорнавиру-сы, калицивирусы, филовирусы).

3. Взаимодействие вируса с клеткой — это сложный процесс, ре­зультаты которого могут быть различны. По этому признаку (конечный результат) можно выделить 4 типа взаимодействия вирусов и клеток:

%/ продуктивная вирусная инфекция — это такой тип взаимодейст­вия вируса с клеткой, при котором происходит репродукция ви­русов, а клетка погибает (для бактериофагов такой тип взаи­модействия с клеткой называют литическим). Продуктивная вирусная инфекция лежит в основе острых вирусных заболева­ний, а также в основе условных латентных инфекций, при ко­торых погибают не все клетки пораженного органа, а только часть, а остальные неповрежденные клетки этого органа ком­пенсируют его функции, вследствие чего заболевание некото­рое время не проявляется, пока не наступит декомпенсация;

• абортивная вирусная инфекция — это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором репродукция вирусов не происхо­дит, а клетка избавляется от вируса, функции ее при этом не нарушаются, поскольку это происходит только в процессе ре­продукции вируса;

• латентная вирусная инфекция — это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором происходит репродукция и виру­сов, и клеточных компонентов, но клетка не погибает; при этом клеточные синтезы преобладают, и поэтому клетка достаточно длительно сохраняет свои функции — этот механизм лежит в основе безусловных латентных вирусных инфекций;

• вирус-индуцированные трансформации — это такой тип взаимо­действия вируса с клеткой, при котором клетки, пораженные вирусом, приобретают новые, ранее не присущие им свойства. Геном вируса или его часть встраивается в геном клетки, и ви­русные гены превращаются в группу клеточных генов. Этот интегрированный в хромосому клетки-хозяина вирусный ге­ном называется провирусом, а такое состояние клеток обозна­чается как вирогения.

При любом из указанных типов взаимодействия вирусов и клеток можно выделить процессы, направленные на то, чтобы доставить вирусную нуклеиновую кислоту в клетку, обеспечить условия и механизмы ее репликации и реализации содержа­щейся в ней генетической информации.