Репродукция состоит из таких стадий: адсорбция вируса на клетке; проникновение вируса в клетку; «раздевание» вируса; биосинтез вирусных компонентов в клетке; формирование вирусов;выход вирусов из клетки.
Адсорбция. Это прикрепление вирусов к поверхности клетки. Это высокоспецифический процесс. Вирус адсорбируется на рецепторах.
Проникновение в клетку. Существует два способа проникновения вирусов животных в клетку: виропексис и слияние вирусной оболочки с клеточной мембраной. При виропексисе происходит впячивание клеточной мембраны и образование вакуоли, которая содержит вирусную частицу. Вакуоль может транспортироваться в любом направлении в разные участки цитоплазмы или ядро клетки. Процесс слияния осуществляется одним из поверхностных вирусных белков капсидной или суперкапсидной оболочки.
«Раздевание». Удаление защитных вирусных оболочек и освобождение внутреннего компонента вируса. Конечными продуктами «раздевания» являются сердцевина, нуклеокапсид или нуклеиновая кислота вируса.
Биосинтез компонентов вируса. Проникшая в клетку вирусная нуклеиновая кислота несет генетическую информацию, которая конкурирует с генетической информацией клетки. Она дезорганизует работу клеточных систем, подавляет собственный метаболизм клетки и заставляет ее синтезировать новые вирусные белки и нуклеиновые кислоты, идущие на построение вирусного потомства.
Формирование (сборка) вирусов. Синтезированные вирусные нуклеиновые кислоты и белки обладают способностью специфически «узнавать» друг друга и при достаточной их концентрации самопроизвольно соединяются.
Выход вирусов из клетки. Различают два основных типа выхода вирусного потомства из клетки.
Первый тип — взрывной —одновременный выход большого количества вирусов. При этом клетка быстро погибает. Характерен для вирусов без суперкапсидной оболочки.
Второй тип — почкование. Он присущ вирусам, имеющим суперкапсидную оболочку. На заключительном этапе сборки нуклеокапсиды сложно устроенных вирусов фиксируются на клеточной плазматической мембране и постепенно выпячивают ее. В результате выпячивания образуется «почка», содержащая нуклеокапсид. Затем «почка» отделяется от клетки.
Время, необходимое для осуществления полного цикла репродукции вирусов, варьирует от 5—6 ч (вирусы гриппа, натуральной оспы и др.) до нескольких суток (вирусы кори, аденовирусы и др.). Образовавшиеся вирусы способны инфицировать новые клетки и проходить в них указанный выше цикл репродукции.
Особенности репродукции ДНК- и РНК- вирусов
Репликация ДНК-вируса
У ДНК-содержащих вирусов репликация происходит при участии клеточной ДНК-зависимой ДНК-полимеразы. У однонитевых ДНК-содержащих вирусов сначала образуется комплементарная нить (репликативная форма), которая служит матрицей для дочерних молекул ДНК.
Трансляция ДНК-вируса
У ДНК вирусов при участии ДНКзависимой РНК-полимеразы синтезируются и-РНК, которые поступают на рибосомы клетки, где и синтезируются вирусные белки. У двунитевых ДНК-содержащих вирусов, геном которых транскрибируется в цитоплазме клетки хозяина это собственный геномный белок. Вирусы, геномы которых транскрибируются в ядре клетки, используют содержащуюся там клеточную ДНК-зависимую РНК-полимеразу.
РепликацияРНК-вируса. Репликация вирусных РНК осуществляется через репликативную форму РНК. Эта форма синтезируется благодаря РНК-зависимой РНК-полимеразе - это геномный белок, который есть у всех РНК-содержащих вирусов.
Репликативная форма РНК минус-нитевых вирусов служит не только матрицей для синтеза дочерних молекул вирусной РНК (минус нитей), но и выполняет функции и-РНК, т.е. идет на рибосомы и обеспечивает синтез вирусных белков (трансляция).
У плюс-нитевых РНК-содержащих вирусов функцию трансляции выполняют ее копии, синтез которых осуществляется через репликативную форму (минус-нить) при участии вирусных РНК-зависимых РНК-полимераз.
У реовирусов имеется уникальный механизм транскрипции. Он обеспечивается специфическим вирусным ферментом - ревертазой (обратной транскриптазой), и называется обратной транскрипцией. Суть ее состоит в том, что в начале на матрице вирусной РНК при участии обратной транскрипции образуется транскрипт, представляющий собой одну нить ДНК. На нем с помощью клеточной ДНК-зависимой ДНК-полимеразы синтезируется вторая нить и формируется двунитевой ДНК-транскрипт. С него обычным путем через образование и-РНК происходит реализация информации вирусного генома.
36. Типы взаимодействия вирусов с клеткой: продуктивный, абортивный, интегративный, примеры
Продуктивный тип— завершается образованием нового поколения вирионов и гибелью (лизисом) зараженных клеток (цитолитическая форма). Некоторые вирусы выходят из клеток, не разрушая их (нецитолитическая форма).
Абортивный тип— не завершается образованием новых вирионов, поскольку инфекционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов. (вирус гепатита D)
Интегративный тип— характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместным сосуществованием (совместная репликация). Характерен для для вируса гепатита В, ВИЧ, умеренных ДНК-содержащих бактериофагов, онкогенных вирусов,
37. Классификация клеточных культур, применяемых в вирусологии, способы получения.
Культуры клеток готовят из тканей животных или человека. Культуры подразделяют на первичные (неперевиваемые),полуперевиваемые и перевиваемые.
Приготовление первичной культуры клеток складывается из таких этапов: измельчения ткани, разъединения клеток путем трипсинизации, отмывания полученной однородной суспензии изолированных клеток от трипсина с последующим суспендированием клеток в питательной среде, обеспечивающей их рост, например в среде 199 с добавлением телячьей сыворотки крови.
Перевиваемые культуры в отличие от первичных адаптированы к условиям, обеспечивающим им постоянное существование invitro, и сохраняются на протяжении нескольких десятков пассажей. Перевиваемые однослойные культуры клеток приготовляют из злокачественных и нормальных линий клеток, обладающих способностью длительно размножаться invitro в определенных условиях. К ним относятся злокачественные клетки HeLa, первоначально выделенные из карциномы шейки матки, Нер-3 (из лимфоидной карциномы), а также нормальные клетки амниона человека, почек обезьяны и др.
К полуперевиваемым культурам относятся диплоидные клетки человека. Они представляют собой клеточную систему, сохраняющую в процессе 50 пассажей (до года) диплоидный набор хромосом, типичный для соматических клеток используемой ткани. Диплоидные клетки человека не претерпевают злокачественного перерождения и этим выгодно отличаются от опухолевых.
38. Бактериофаги. Морфология и структурные особенности. Фазы взаимодействия фага с бактериальной клеткой
Бактериофаги – вирусы бактерий. Фаги, как и просто организованные вирусы человека, состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки - капсида. В зависимости от формы, структурной организации и типа нуклеиновой кислоты фаги подразделяют на несколько морфологических типов.
К I типу относятся нитевидные ДНК-содержащие фаги, взаимодействующие с мужскими особями бактерий. Геном фагов представлен однонитевой ДНК, заключенной в спиральный капсид.
II тип включает мелкие РНК-содержащие и однонитевые ДНК-содержащие фаги, геном которых находится внутри икосаэдрического капсида (головки) с аналогом отростка.
К III типу относятся икосаэдрические фаги с коротким отростком, содержащие двунитевую ДНК.
IV и V типы - сложные по морфологии ДНК-содержащие фаги, имеющие форму сперматозоида: икосаэдрический капсид головки соединен с длинным хвостовым отростком.
V тип фагов отличается от VI типа тем, что чехол их отростков способен к сокращению.
Классификация бактериофаговПо специфичности -
Полифаги – фаги, лизирующие близкородственные бактерии.
-
Монофаги – фаги, способные взаимодействовать с бактериями одного вида (видоспецифические).
-
Типовые фаги – фаги, вызывающие лизис отдельных вариантов определенного вида бактерий.
По назначению1. Лечебно-профилактические применяют местно в виде орошения, полоскания, примочек путем аппликации на раневую или ожоговую поверхность и парентерально, фаги можно вводить в полости: брюшную, плевральную, суставную и в полостные органы. Также вводят энтерально, т.е. через рот и ректально. Защитное свойство фага длиться 5-7 суток.
2. Диагностические применяют в диагностической практике с целью идентификации чистой культуры микроба-возбудителя, выделенного от больного до вида, до фаговара, а также для косвенного определения патогенных микроорганизмов в объектах внешней среды или в выделениях больных при постановке реакции нарастания титра фага (РНТФ).
Фазы взаимодействия фага с бактериальной клеткой.Адсорбция бактериофага на фагоспецифических рецепторах клетки.
Инъекция фаговой нуклеиновой кислоты в клетку хозяина.
Совместная репликация фаговой и бактериальной нуклеиновой кислоты.
Деление клеткиДалее бактериофаг может развиваться по двум моделям:
лизогенный либо литический путь.
Умеренные бактериофаги после деления клетки находятся в состоянии профага (
Лизогения).
Вирулентные бактериофаги развиваются
по Литической модели: Нуклеиновая кислота фага направляет синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат бактерии. Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага «подчиняет» себе клеточный аппарат синтеза белка.
Нуклеиновая кислота фага реплицируется, и направляет синтез новых белков оболочки. Образуются новые частицы фага в результате спонтанной самосборки белковой оболочки (капсид) вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.
Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима