71. Виділення та титрування бактеріофагів

Вперше спонтанний лізис бактерій описав М.Ф. Гамалія в 1898 р. Детальніше явище розчинення дизентерійних бактерій якимось невідомим агентом дослідив канадський мікробіолог Ф. д’Ерелль у 1917 р. Він назвав цей агент бактеріофагом. Наоснові вивчення феномена бактеріофагії були вирішені дуже важливі проблеми молекулярної біолоігї та генетики. Бактеріофаги виявились основною моделлю для дослідження тонкої структури гена, універсального генетичного коду, впливу радіації на спадкові структури організмів.

Більшість бактеріофагів мають форму сперматозоїда. Вони складаються з гексагональної головки, в якій міститься ДНК, хвостового відростка (стержня, оточеного білковим чохлом), базальної пластинки з фібрилами – рецепторами. Розмірголівки 60-100 нм. Її двошарова оболонка утворена капсомерами, які оточують одну щільно скручену молекулу ДНК. Порожнистий відросток довжиною 100-200 нм служить для прикріплення до поверхні бактерійної клітини та її інфікування. Адсорбується фаг на клітині за допомогою базальної пластинки та фібрил-рецепторів. Існує шість морфологічних типів фагів: нитчасті, без відростка, з аналогом відростка, коротким відростком, з чохлом відростка, що не скорочується й з чохлом відростка, що скорочується.

Спеціальна вірусологія

73. Класифікація вірусів основні родини рнк-вмісних та днк-вмісних вірусів

Віруси — неклітинні форми живих організмів , які складаються з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) і білкової оболонки, зрідка включаючи інші компоненти (ферменти, ліпідні оболонки тощо). Віруси займають екологічну нішу облігатних внутрішньоклітинних паразитів, розмножуючись тільки в живих клітинах, вони використовують їхній ферментативний апарат і переключають клітину на синтез зрілих вірусних часток — віріонів. Поширені всюди. Викликають хвороби рослин, тварин і людини. Існує декілька механізмів антивірусного захисту організму людини. Один із них — синтез інтерферону, протеїну, що бере участь в блокуванні розповсюдження вірусної інфекції між сусідніми клітинами. Розділ бі, що вивчає віруси називається вірусологією.

Розміри більшості вірусів коливаються від 10 до 300 нм. У середньому віруси в 50 разів менші за бактерій. Їх неможливо побачити у оптичний мікроскоп, тому що їх розмір менший за довжину світлової хвилі.

Віруси складаються з різноманітних компонентів:

1. серцевина — генетичний матеріал (ДНК або РНК). Генетичний апарат вірусу кодує від декількох (Вірус Тютюнової Мозаїки) до сотень генів (Вірус Віспи, більше 100 генів). Необхідний мінімум — гени, що кодують вірус-специфічну полімеразу та структурні білки.

2. білкова оболонка, що називають капсидом. Оболонка часто побудована з ідентичних повторюваних субодиниць — капсомерів. Капсомери утворюють структури з високою симетрією.

3. додаткова ліпопротеїдна оболонка. Ліпідна оболонка походить з плазматичної мембрани клітини-хазяїна та зустрічається в порівняно складних вірусів (вірус грипу, вірус герпесу). Цілком сформована інфекційна вірусна частка називається віріоном.

Класифікація за типом геному

В даній класифікації назви типових представників таксонів перекладені українською мовою у разі наявності загальноприйнятого наукового терміну; в інших випадках наведено міжнародно прийняту латинську назву згідно з постановою Міжнародного Комітету з таксономії вірусів (International Committee on Taxonomy of viruses).

ДНК-віруси

ДНК-віруси — віруси, геном яких представлений дезоксирибонуклеїновою кислотою і реплікація здійснюється за допомогою ДНК-залежної ДНК-полімерази, без використання проміжної ланки-посередника РНК. Геномна ДНК^[en] цих вірусів може бути дволанцюговою або одноланцюговою і мати лінійну або кільцеву форму.

Група І — дволанцюгові ДНК-віруси (длДНК-віруси)

Перша група вірусів містить дволанцюгову ДНК і для реплікації потрапляють в ядро клітини, так як їм потрібна клітинна ДНК-полімераза. Реплікація ДНК цих вірусів дуже залежить від стадії клітинного циклу. У представників родини Поксвіруси геномна ДНК^[en] реплікується поза ядром. У деяких випадках вірус може викликати поділ клітини, що може призвести до ракового переродження.

Група ІІ — одноланцюгові ДНК-віруси (олДНК-віруси)

Друга група вірусів містить одноланцюгову ДНК. Віруси родин Circoviridae^[en] та Parvoviridae^[en] реплікують геномну ДНК^[en] в ядрі, з утворенням інтермедіат — дволанцюгової ДНК.

РНК-віруси

Група ІІІ — дволанцюгові РНК-віруси (длРНК-віруси)

Третя група — віруси, в яких РНК здатна до реплікації (редуплікації) та реплікуються в геномну РНК в цитоплазмі і використовують полімерази господаря в меншій мірі, ніж ДНК-віруси. Реплікація матрична, геном сегментований, кожен ген кодує один білок.

Одноланцюгові РНК-віруси (олРНК віруси)

Четверта та п'ята групи найбільш вивчені віруси, реплікація яких не залежить від стадії клітинного циклу.

Група ІV — позитивно спрямовані одноланцюгові РНК-віруси ((+)олРНК віруси)

Четверта група — віруси, на яких може йти синтез білку на рибосомах клітини господаря. В компонентній структурі позитивно спрямованих одноланцюгових РНК-вірусів, в залежності від особливостей РНК, виділяють дві підгрупи:

1. Віруси з поліцістронною мРНК, в яких трансляція призводить до утворення поліпротеїну, що в свою чергу ділиться на зрілі білки. З одного ланцюга РНК може синтезуватися кілька різних білків, що знижує довжину генів.

2. Віруси зі складною трансляцією, в яких синтез білків йде з одного ланцюга РНК зі зрушенням рамки зчитування, також використовується протеолітичний процесинг поліпротеїнів (родини вірусів Arteriviridae, Astroviridae, Caliciviridae^[en],Coronaviridae^[en], Flaviviridae^[en], Пікорнавіруси і Togaviridae^[en]).

Група V — негативно спрямовані одноланцюгові РНК-віруси ((-)олРНК віруси)[ред. • ред. код]

П'ята група — віруси, які не можуть бути трансльовані на рибосомах клітини господаря, тому попередньо потрібна транскрипція вірусними РНК-полімеразами в (+)РНК. Дана група вірусів має дві підгрупи:

1. Віруси, що містять несегментированний геном, в яких на першому етапі реплікації відбувається транскрипція (-)РНК вірусною РНК-залежною РНК-полімеразою в моноцистронну мРНК і далі синтезуються додаткові копії (+)РНК, які служать матрицями для синтезу геномних (-)РНК. Реплікація геномних РНК таких вірусів здійснюється в цитоплазмі.

2. Віруси з сегментованими геномами, реплікація геномних РНК, яких відбувається в клітинному ядрі. Вірусна РНК-залежна РНК-полімераза синтезує моноцистронне мРНК з кожного сегмента геному. Найбільшою відмінністю даних вірусів від п'ятого групи вірусів полягає в тому, що реплікація здійснюється у двох місцях (родини вірусів Arenaviridae^[en], Bunyaviridae^[en], Filoviridae^[en], Ophioviridae^[en], Ортоміксовіруси, Параміксовіруси і Рабдовіруси, та роди — δ-вірус, Tenuivirus^[en] іVaricosavirus^[en]).

ДНК- та РНК-віруси, що здійснюють зворотну транскрипцію[ред. • ред. код]

Група VІ — одноланцюгові зворотно-транскипційні РНК-віруси (олРНК-ЗТ віруси)[ред. • ред. код]

Шоста група вірусів містить одноланцюгову (+) РНК та використовують фермент зворотної транскриптази для перетворення (+) РНК в ДНК. Замість використання РНК, як матриці для синтезу білків, віруси VI групи використовують матрицю ДНК, яка вбудовується в геном господаря завдяки ферменту інтегрази. Подальша реплікація відбувається за допомогою полімераз клітини господаря. Найбільш добре вивченою родиною даної групи вірусів є ретровіруси, зокрема вид ВІЛ.

Група VІІ — дволанцюгові зворотно-транскипційні ДНК-віруси (длДНК-ЗТ віруси)[ред. • ред. код]

Докладніше: Дволанцюгові зворотно-транскипційні ДНК-віруси

Сьома група найменша сукупність подібних за складом та будовою видів вірусів з дволанцюговою ДНК, що ковалентно замкнута у формі кільця і є матрицею для синтезу мРНК вірусу, а також субгеномних РНК, яка в свою чергу служить матрицею длясинтезу ДНК-генома ферментом зворотної транскриптази вірусу.