Τύποι αλληλεπίδρασης μεταξύ ιού και κυττάρου. Παραγωγικός τύπος αλληλεπίδρασης μεταξύ ενός ιού και ενός κυττάρου

Η αλληλεπίδραση ενός βιριόντος με ένα ζωντανό κύτταρο πραγματοποιείται σε διάφορα στάδια.

ΣΕ αρχική (προπαρασκευαστική) περίοδος το ιοσωμάτιο συνδέεται με το κύτταρο, διεισδύει σε αυτό, μετά από το οποίο καταστρέφεται η πρωτεϊνική επικάλυψη του ιού, απελευθερώνοντας το νουκλεϊκό οξύ.

Ερχομός λανθάνουσα (λανθάνουσα) περίοδος ιογενής λοίμωξη, κατά την οποία η παρουσία ιικών σωματιδίων στο μολυσμένο κύτταρο δεν μπορεί να ανιχνευθεί με καμία μέθοδο - το γονικό ιοσωμάτιο, όπως ήταν, εξαφανίζεται. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το ιικό νουκλεϊκό οξύ που έχει εισέλθει στο κύτταρο οργανώνει τη σύνθεση των ιικών συστατικών των απογόνων, χρησιμοποιώντας για το σκοπό αυτό το ενζυματικό σύστημα του ξενιστή. Ο κύκλος αναπαραγωγής τελειώνει με το σχηματισμό θυγατρικών βιριόντων και την απελευθέρωσή τους από το κύτταρο ( τελική περίοδος ).

Πιο απλά διατεταγμένα βακτήρια δεν είναι ικανά να συλλάβουν τα ίδια σωματίδια από το περιβάλλον. Ως εκ τούτου, οι βακτηριοφάγοι έχουν ειδικές προσαρμογές για την υπέρβαση του πυκνού βακτηριακού τοιχώματος. Το άκρο της ουράς περιέχει ένα ειδικό ένζυμο που διαλύει τη βακτηριακή μεμβράνη. Στη συνέχεια, οι μικροσκοπικοί «μύες» της ουράς συστέλλονται και το νουκλεϊκό οξύ του φάγου «ενίεται» στο κύτταρο, σαν να του έγινε ένεση με σύριγγα.

Ως αποτέλεσμα, το πρωτεϊνικό περίβλημα του φάγου παραμένει στην επιφάνεια του κυττάρου και μόνο το νουκλεϊκό οξύ εισέρχεται στο κύτταρο.

Τα νουκλεϊκά οξέα των ιών εκτελούν ένα πρόγραμμα για να δημιουργήσουν έναν νέο ιικό απόγονο στο κύτταρο. Αυτό έχει αποδειχθεί από πρωτότυπα πειράματα. Ήταν δυνατός ο διαχωρισμός των ιών στα συστατικά τους - πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα. Αποδείχθηκε ότι η μόλυνση των κυττάρων και η αναπαραγωγή ιών συνέβη μόνο μετά την προσθήκη ιικού νουκλεϊκού οξέος στα κύτταρα. Με άλλα λόγια, τα ίδια τα νουκλεϊκά οξέα των ιών μπορούν να προκαλέσουν τον πολλαπλασιασμό των ιών, δηλαδή έχουν μολυσματικές ιδιότητες. Σε ένα άλλο πείραμα, δύο ιοί διαχωρίστηκαν στα συστατικά τους συστατικά και στη συνέχεια «ντύθηκαν»: το νουκλεϊκό οξύ ενός ιού «ντύθηκε» στο κέλυφος ενός άλλου. Τα προκύπτοντα υβρίδια ήταν μολυσμένα ευαίσθητα κύτταρα. Διαπιστώθηκε ότι και οι δύο «μεταμφιεσμένοι» ιοί είναι σε θέση να αναπαραχθούν και οι προκύπτοντες απόγονοι είναι πάντα παρόμοιοι με τον ιό του οποίου το νουκλεϊκό οξύ περιείχε το υβρίδιο.

Το ιικό νουκλεϊκό οξύ που έχει εισέλθει στο κύτταρο ελέγχει όλες τις διαδικασίες αναπαραγωγής του ιού. Πρώτον, αναγκάζει το κύτταρο να συνθέσει τις λεγόμενες πρώιμες πρωτεΐνες, οι οποίες καταστέλλουν τον μεταβολισμό του ίδιου του κυττάρου και διασφαλίζουν τη σύνθεση των νουκλεϊκών οξέων των θυγατρικών σωματιδίων. Ο σχηματισμός τους συμβαίνει ως αποτέλεσμα της αυτοαντιγραφής του μητρικού νουκλεϊκού οξέος. Οι γενετικές πληροφορίες που είναι ενσωματωμένες στο νουκλεϊκό οξύ του ιού καθορίζουν τη σύνθεση των πρωτεϊνών από τις οποίες δομούνται τα θυγατρικά σωματίδια των λεγόμενων όψιμων πρωτεϊνών. Στους ιούς που περιέχουν DNA, αυτή η πληροφορία πραγματοποιείται με τον συνήθη τρόπο για το κύτταρο: το αγγελιοφόρο RNA (μεταγραφή) συντίθεται στο DNA, το οποίο ελέγχει την επακόλουθη βιοσύνθεση πρωτεΐνης (μετάφραση). Στο νουκλεϊκό οξύ πολλών ιών που περιέχουν RNA, συνδυάζονται τόσο η γενετική όσο και η πληροφοριακή λειτουργία: το RNA εμπλέκεται τόσο στην αντιγραφή όσο και στη μετάφραση (στην αναπαραγωγή νουκλεϊκών οξέων και πρωτεΐνης ιού). Σε πολλούς ιούς, η κατασκευή πρωτεϊνικών κελυφών και εσωτερικών περιεχομένων προχωρά χωριστά. Το κύτταρο «επεξεργάζεται» μεμονωμένα μέρη, τα οποία στη συνέχεια συνδυάζονται για να σχηματίσουν ιικά σωματίδια. Όταν στο μολυσμένο κύτταρο συσσωρεύεται επαρκής αριθμός «κενών» για μελλοντικά ιικά σωματίδια, είναι σαν να αρχίζει η συναρμολόγηση των μερών (σύνθεση). Αυτή η διαδικασία συνήθως συμβαίνει κοντά στην κυτταρική μεμβράνη, η οποία συμμετέχει σε αυτήν. Τα ιικά σωματίδια συχνά περιέχουν ουσίες

χαρακτηριστικό του κυττάρου στο οποίο αναπαράγεται ο ιός. Για παράδειγμα, στον ιό της γρίπης, το τελικό στάδιο στο σχηματισμό ενός ιικού σωματιδίου είναι ένα είδος περιτύλιξής του με ένα στρώμα κυτταρικής μεμβράνης. Δηλαδή, το κύτταρο όχι μόνο «τρέφει» και «ποτίζει» τον ιό, αλλά τον «ντύνει» και κατά τον χωρισμό. Το τελευταίο στάδιο αλληλεπίδρασης μεταξύ του ιού και του κυττάρου, κατά κανόνα, είναι σύντομο. Τα προκύπτοντα πλήρη ιικά σωματίδια εξέρχονται γρήγορα στο εξωτερικό περιβάλλον. Η εμφάνιση απογόνων σε βακτηριοφάγους συμβαίνει με έναν πολύ περίεργο τρόπο. Συνήθως συνοδεύεται από διάλυση (λύση) βακτηριακών κυττάρων υπό τη δράση ενός ειδικού ενζύμου, το οποίο συσσωρεύεται στο κύτταρο παράλληλα με την αναπαραγωγή του φάγου και οδηγεί στην καταστροφή και τον θάνατό του. Κάτω από ένα μικροσκόπιο, μπορείτε να δείτε καθαρά πώς συμβαίνει αυτό. Μερικές φορές τα βακτήρια φαίνεται να εκρήγνυνται, σε άλλες περιπτώσεις δημιουργείται μια τρύπα στα βακτήρια (στη μέση ή σε ένα από τα άκρα), μέσω της οποίας ρέει το περιεχόμενό του. Έως και αρκετές εκατοντάδες νέα σωματίδια φάγου μπορούν να απελευθερωθούν από ένα νεκρό βακτήριο. Η διαδικασία αναπαραγωγής των φάγων συνεχίζεται έως ότου καταστραφούν όλα τα βακτήρια που είναι ευαίσθητα σε αυτόν τον φάγο. Ο ιός της ευλογιάς, η πολιομυελίτιδα και η εγκεφαλίτιδα χαρακτηρίζονται επίσης από την ταχεία απελευθέρωση στο περιβάλλον εκατοντάδων, και μερικές φορές χιλιάδων θυγατρικών βιριόντων. Άλλοι ανθρώπινοι και ζωικοί ιοί (ιός έρπητα, παρωτίτιδα, ρεοϊοί) εξέρχονται από τα κύτταρα καθώς ωριμάζουν. Αυτοί οι ιοί έχουν χρόνο να περάσουν από αρκετούς κύκλους αναπαραγωγής πριν από τη στιγμή του κυτταρικού θανάτου, εξαντλώντας σταδιακά τους συνθετικούς πόρους των κυττάρων και προκαλώντας την καταστροφή τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το V. μπορεί να συσσωρευτεί μέσα στα κύτταρα, σχηματίζοντας συσσωρεύσεις που μοιάζουν με κρυστάλλους (V. της λύσσας, αδενοϊοί κ.λπ.), που ονομάζονται εγκλειστικά σώματα.

Με γρίπη, λύσσα, ψιττάκωση, ευλογιά, τέτοια σώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων, με εγκεφαλίτιδα άνοιξη-καλοκαίρι, κίτρινο πυρετό, έρπη και πολιομυελίτιδα - στον πυρήνα. Σε ορισμένες λοιμώξεις, σωμάτια εγκλεισμού βρέθηκαν τόσο στον πυρήνα όσο και στο κυτταρόπλασμα. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων αυτά τα εγκλείσματα είναι αποικίες ιών και ο σχηματισμός τους είναι τακτικός σε ένα ορισμένο στάδιο αναπαραγωγής μολυσματικών παραγόντων. Η υψηλή ειδικότητα των ενδοκυτταρικών εγκλεισμάτων σε ιογενείς ασθένειες επιτρέπει τη χρήση αυτού του χαρακτηριστικού για τη διάγνωση. Για παράδειγμα, τα κυτταροπλασματικά εγκλείσματα που βρίσκονται στα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου (τα λεγόμενα σώματα Negri) είναι η κύρια ένδειξη λύσσας και συγκεκριμένοι στρογγυλοί ή ωοειδείς σχηματισμοί (τα λεγόμενα σώματα Guarnieri) που βρίσκονται στα επιθηλιακά κύτταρα υποδηλώνουν ευλογιά. Περιγράφονται επίσης εγκλείσματα για εγκεφαλίτιδα, βρεφική σπονδυλική παράλυση, αφθώδη πυρετό και άλλες ασθένειες. Πολύ περίεργα εγκλείσματα, που έχουν κρυσταλλική μορφή, σχηματίζουν φυτικούς ιούς. Δηλαδή, η αναπαραγωγή των ιών γίνεται με έναν ιδιαίτερο, ασύγκριτο τρόπο. Πρώτον, τα ιικά σωματίδια διεισδύουν στα κύτταρα και απελευθερώνονται ιικά νουκλεϊκά οξέα. Στη συνέχεια προετοιμάζονται οι λεπτομέρειες των μελλοντικών ιικών σωματιδίων. Η αναπαραγωγή τελειώνει με τη συναρμολόγηση νέων ιικών σωματιδίων και την απελευθέρωσή τους στο περιβάλλον. Η απώλεια οποιουδήποτε από αυτά τα στάδια οδηγεί σε διακοπή του φυσιολογικού κύκλου και συνεπάγεται είτε την πλήρη καταστολή της αναπαραγωγής του V. είτε την εμφάνιση ελαττωματικών απογόνων.

Τα κύρια στάδια της αλληλεπίδρασης του ιού με το κύτταρο ξενιστή.

1. Προσρόφηση - ένας μηχανισμός ενεργοποίησης που σχετίζεται με την αλληλεπίδραση συγκεκριμένων υποδοχέων του ιού και του ξενιστή (για τον ιό της γρίπης - αιμοσυγκολλητίνη, για τον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας - γλυκοπρωτεΐνη gp 120).

2. Διείσδυση - με σύντηξη του υπερκαψιδίου με την κυτταρική μεμβράνη ή με ενδοκυττάρωση (πινοκύττωση).

3. Απελευθέρωση νουκλεϊκών οξέων - γδύσιμο του νουκλεοκαψιδίου και ενεργοποίηση του νουκλεϊκού οξέος.

4. Σύνθεση νουκλεϊκών οξέων και ιικών πρωτεϊνών , δηλ. υποταγή των συστημάτων των κυττάρων-ξενιστών και το έργο τους για την αναπαραγωγή του ιού.

5. Συναρμολόγηση βιριόντων - συσχέτιση αναδιπλασιασμένων αντιγράφων του ιικού νουκλεϊκού οξέος με την πρωτεΐνη καψιδίου.

6. Η απελευθέρωση ιικών σωματιδίων από το κύτταρο απόκτηση του υπερκαψιδίου από ιούς με περίβλημα.

μορφές ιογενούς λοίμωξης.

Στο επίπεδο του μακροοργανισμού, οι κύριες μορφές ιογενών βλαβών δεν διαφέρουν ουσιαστικά από αυτές που παρατηρούνται όταν μεμονωμένα κύτταρα μολύνονται με ιούς.

Παραγωγική ιογενής λοίμωξη με το σχηματισμό θυγατρικών πληθυσμών και χαρακτηριστικών κλινικών εκδηλώσεων είναι δυνατή μόνο εάν υπάρχουν ευαίσθητα κύτταρα στον μολυσμένο οργανισμό, στον οποίο διεξάγεται ο αναπαραγωγικός κύκλος του παθογόνου. Για παράδειγμα, ο αιτιολογικός παράγοντας της πολιομυελίτιδας μπορεί να αναπαραχθεί μόνο στα κύτταρα της γαστρεντερικής οδού και του κεντρικού νευρικού συστήματος των πρωτευόντων θηλαστικών και των ανθρώπων.

Αποβολή λοίμωξης αναπτύσσεται όταν το παθογόνο διεισδύει σε μη ευαίσθητα κύτταρα (για παράδειγμα, όταν ο ιός της λευχαιμίας των βοοειδών εισέρχεται στο ανθρώπινο σώμα) ή σε κύτταρα που δεν είναι σε θέση να παρέχουν έναν πλήρη αναπαραγωγικό κύκλο (για παράδειγμα, εκείνα στο στάδιο του κυτταρικού κύκλου G0). Η ικανότητα των κυττάρων να διατηρούν ειδικές για τον ιό αναπαραγωγικές διεργασίες καταστέλλει επίσης την IFN, η αντιική δράση της οποίας στρέφεται ενάντια σε μια μεγάλη ποικιλία ιών.

Επίμονη ιογενής λοίμωξη εμφανίζεται κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας αλληλεπίδρασης μεταξύ του ιού και του μολυσμένου κυττάρου, όταν το τελευταίο συνεχίζει να εκτελεί τις δικές του κυτταρικές λειτουργίες. Εάν τα μολυσμένα κύτταρα διαιρεθούν, σχηματίζεται ένας μολυσμένος κλώνος. Έτσι, η αύξηση του αριθμού των μολυσμένων κυττάρων συμβάλλει στην αύξηση του συνολικού πληθυσμού των παθογόνων στο σώμα. Ωστόσο, οι επίμονες ιογενείς λοιμώξεις συνήθως διαταράσσουν τη λειτουργία των κυττάρων, οδηγώντας τελικά σε κλινικές εκδηλώσεις. Στους ανθρώπους, η ανάπτυξη επίμονων λοιμώξεων εξαρτάται σε κάποιο βαθμό από την ηλικία. Για παράδειγμα, η ενδομήτρια μόλυνση με τον ιό της ιλαράς της ερυθράς ή τον κυτταρομεγαλοϊό (CMV) οδηγεί σε περιορισμένη χρονική επιμονή του παθογόνου. Η εμφάνιση συμπτωμάτων σχετίζεται με την ικανότητα του εμβρύου να αναπτύσσει ανοσολογικές αντιδράσεις σε έναν μολυσματικό παράγοντα.

Λανθάνουσα (κρυφή) ιογενής λοίμωξη . Ενώ οι επίμονες λοιμώξεις συνοδεύονται από συνεχή απελευθέρωση απογόνων ιικών πληθυσμών, σε λανθάνουσες βλάβες σχηματίζονται σποραδικά. Ο αναπαραγωγικός κύκλος τέτοιων παθογόνων επιβραδύνεται απότομα στα τελευταία στάδια και ενεργοποιείται υπό την επίδραση διαφόρων παραγόντων.

Οι λανθάνουσες λοιμώξεις είναι χαρακτηριστικές των περισσότερων ερπητοϊών, οι οποίοι προκαλούν υποτροπιάζουσες και συνήθως μη προοδευτικές ασθένειες.

Αφανείς λοιμώξεις *από λατ. in-, άρνηση, + arrareo, είναι + συνοδεύονται από ασυμπτωματική κυκλοφορία μικρών ποσοτήτων του παθογόνου σε μεμονωμένα όργανα. Ταυτόχρονα, είναι δυνατός ο εντοπισμός του παθογόνου μόνο με ειδικές μεθόδους. Τέτοιες βλάβες διακρίνονται από την ασυμπτωματική μεταφορά λόγω μεγάλης πιθανότητας κλινικών εκδηλώσεων. Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται για έναν αριθμό λοιμώξεων στις οποίες δεν υπάρχουν εμφανή σημάδια της νόσου. Στην πρακτική των ιογενών λοιμώξεων στον άνθρωπο, χρησιμοποιείται συχνά ο εναλλακτικός όρος «υποκλινική μόλυνση». Στην πραγματικότητα, οι λανθάνουσες λοιμώξεις μπορούν να θεωρηθούν ως χρόνιες παθολογικές λοιμώξεις, στις οποίες δημιουργείται μια ισορροπία μεταξύ του σώματος και του παθογόνου παράγοντα.

Η λανθάνουσα (κρυπτογόνος) ιογενής λοίμωξη - μια μορφή εκδήλωσης ιογενούς λοίμωξης στην οποία το παθογόνο σε ανενεργή κατάσταση βρίσκεται σε ξεχωριστές εστίες (για παράδειγμα, στα νευρικά γάγγλια). Κλινικά, η μόλυνση εκδηλώνεται μόνο με απότομη εξασθένηση της άμυνας του οργανισμού. Για παράδειγμα, ο ιός του έρπητα τύπου 3, που προκαλεί ανεμοβλογιά κατά την αρχική μόλυνση, παραμένει στο σώμα για μια ζωή. Η υποτροπή της νόσου με τη μορφή του έρπητα ζωστήρα είναι δυνατή μόνο με εξασθενημένη ανοσολογική κατάσταση (συχνότερα σε μεγάλη ηλικία).

Αργή ιογενείς λοιμώξεις χαρακτηρίζεται από μακρά περίοδο επώασης (μήνες και χρόνια), κατά την οποία το παθογόνο πολλαπλασιάζεται, προκαλώντας ολοένα και πιο εμφανείς βλάβες στους ιστούς. Αρχικά, το παθογόνο πολλαπλασιάζεται σε μια περιορισμένη ομάδα κυττάρων, αλλά σταδιακά μολύνει έναν αυξανόμενο αριθμό από αυτά. Οι ασθένειες τελειώνουν με την ανάπτυξη σοβαρών βλαβών και τον θάνατο του ασθενούς. Οι αργές ιογενείς λοιμώξεις περιλαμβάνουν υποξεία σκληρυντική πανεγκεφαλίτιδα, λοίμωξη HIV κ.λπ.

№ 19 Τύποι αλληλεπίδρασης του ιού με το κύτταρο. στάδια αναπαραγωγής του ιού.
Τύποι αλληλεπίδρασης του ιού με το κύτταρο. Υπάρχουν τρεις τύποι αλληλεπίδρασης μεταξύ ενός ιού και ενός κυττάρου: παραγωγική, αποτυχημένη και ολοκληρωτική.
παραγωγικού τύπου- τελειώνει με το σχηματισμό νέας γενιάς ιοσωμάτων και τον θάνατο (λύση) των μολυσμένων κυττάρων (κυτταρολυτική μορφή). Ορισμένοι ιοί εξέρχονται από τα κύτταρα χωρίς να τα καταστρέφουν (μη κυτταρολυτική μορφή).
αποτυχημένος τύπος- δεν τελειώνει με το σχηματισμό νέων βιριόντων, καθώς η μολυσματική διαδικασία στο κύτταρο διακόπτεται σε ένα από τα στάδια.
ενσωματωμένος τύπος,ή ιογένεια- χαρακτηρίζεται από την ενσωμάτωση (ενσωμάτωση) ιικού DNA με τη μορφή προϊού στο κυτταρικό χρωμόσωμα και τη συνύπαρξή τους (συν-αντιγραφή).
Αναπαραγωγή ιώνπραγματοποιούνται σε διάφορα στάδια, αντικαθιστώντας διαδοχικά το ένα το άλλο: προσρόφηση του ιού στο κύτταρο. διείσδυση του ιού στο κύτταρο. "Γδύσιμο" του ιού? βιοσύνθεση ιικών συστατικών στο κύτταρο. ο σχηματισμός ιών. απελευθέρωση ιών από το κύτταρο.
Προσρόφηση.Η αλληλεπίδραση ενός ιού με ένα κύτταρο ξεκινά με τη διαδικασία προσρόφησης, δηλαδή την προσκόλληση ιών στην επιφάνεια του κυττάρου. Αυτή είναι μια πολύ συγκεκριμένη διαδικασία. Ο ιός προσροφάται σε ορισμένα μέρη της κυτταρικής μεμβράνης - τους λεγόμενους υποδοχείς. Οι κυτταρικοί υποδοχείς μπορεί να έχουν διαφορετική χημική φύση, αντιπροσωπεύοντας πρωτεΐνες, υδατανθρακικά συστατικά πρωτεϊνών και λιπίδια, λιπίδια. Ο αριθμός των ειδικών υποδοχέων στην επιφάνεια ενός κυττάρου κυμαίνεται από 10 4 έως 10 5 . Κατά συνέπεια, δεκάδες, ακόμη και εκατοντάδες ιικά σωματίδια μπορούν να προσροφηθούν σε ένα κύτταρο.
Διείσδυση κυττάρων. Υπάρχουν δύο τρόποι για να εισέλθουν οι ζωικοί ιοί σε ένα κύτταρο: η ιορεξία και η σύντηξη του περιβλήματος του ιού με την κυτταρική μεμβράνη. Με το viropexis, μετά την προσρόφηση των ιών, εμφανίζεται η διήθηση (εισβολή) ενός τμήματος της κυτταρικής μεμβράνης και ο σχηματισμός ενός ενδοκυτταρικού κενοτόπου, το οποίο περιέχει ένα ιικό σωματίδιο. Το κενοτόπιο με τον ιό μπορεί να μεταφερθεί προς οποιαδήποτε κατεύθυνση σε διαφορετικά μέρη του κυτταροπλάσματος ή του κυτταρικού πυρήνα. Η διαδικασία σύντηξης πραγματοποιείται από μία από τις επιφανειακές ιικές πρωτεΐνες του περιβλήματος του καψιδίου ή του υπερκαψιδίου. Προφανώς, και οι δύο μηχανισμοί διείσδυσης του ιού στο κύτταρο δεν αποκλείουν, αλλά αλληλοσυμπληρώνονται.
"Λωρίδα".Η διαδικασία «γδύσιμο» συνίσταται στην αφαίρεση των προστατευτικών μεμβρανών του ιού και στην απελευθέρωση του εσωτερικού συστατικού του ιού που μπορεί να προκαλέσει μια μολυσματική διαδικασία. Το «γδύσιμο» των ιών γίνεται σταδιακά, σε διάφορα στάδια, σε ορισμένες περιοχές του κυτταροπλάσματος ή του πυρήνα του κυττάρου, για τις οποίες το κύτταρο χρησιμοποιεί ένα σύνολο ειδικών ενζύμων. Στην περίπτωση της διείσδυσης του ιού με σύντηξη του περιβλήματος του ιού με την κυτταρική μεμβράνη, η διαδικασία διείσδυσης του ιού στο κύτταρο συνδυάζεται με το πρώτο στάδιο της «αποκάλυψης» του. Τα τελικά προϊόντα του «γδύσιμο» είναι ο πυρήνας, το νουκλεοκαψίδιο ή το νουκλεϊκό οξύ του ιού.
Βιοσύνθεση συστατικών του ιού. Το ιικό νουκλεϊκό οξύ που έχει διεισδύσει στο κύτταρο φέρει γενετικές πληροφορίες που ανταγωνίζονται επιτυχώς τις γενετικές πληροφορίες του κυττάρου. Διαταράσσει το έργο των κυτταρικών συστημάτων, καταστέλλει τον μεταβολισμό του ίδιου του κυττάρου και το αναγκάζει να συνθέσει νέες ιικές πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία απογόνων του ιού.
Η εφαρμογή της γενετικής πληροφορίας του ιού πραγματοποιείται σύμφωνα με τις διαδικασίες μεταγραφής, μετάφρασης και αντιγραφής.
Σχηματισμός (συναρμολόγηση) ιών. Τα συντιθέμενα ιικά νουκλεϊκά οξέα και πρωτεΐνες έχουν την ικανότητα να «αναγνωρίζουν» το ένα το άλλο και, εάν η συγκέντρωσή τους είναι επαρκής, να συνδυάζονται αυθόρμητα ως αποτέλεσμα υδρόφοβων δεσμών, άλατος και υδρογόνου.
Υπάρχουν οι ακόλουθες γενικές αρχές για τη συναρμολόγηση ιών με διαφορετικές δομές:
1. Ο σχηματισμός ιών είναι μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων με το σχηματισμό ενδιάμεσων μορφών.
2. Η συναρμολόγηση των απλά διατεταγμένων ιών συνίσταται στην αλληλεπίδραση μορίων ιικού νουκλεϊκού οξέος με πρωτεΐνες καψιδίου και στο σχηματισμό νουκλεοκαψιδίων (για παράδειγμα, ιοί πολιομυελίτιδας). Σε σύνθετους ιούς, σχηματίζονται αρχικά νουκλεοκαψίδια, με τα οποία αλληλεπιδρούν οι πρωτεΐνες του περιβλήματος του υπερκαψιδίου (για παράδειγμα, οι ιοί της γρίπης).
3. Ο σχηματισμός ιών δεν συμβαίνει στο ενδοκυτταρικό υγρό, αλλά στις πυρηνικές ή κυτταροπλασματικές μεμβράνες του κυττάρου.
4. Οι πολύπλοκα οργανωμένοι ιοί στη διαδικασία σχηματισμού περιλαμβάνουν συστατικά του κυττάρου ξενιστή (λιπίδια, υδατάνθρακες).
Η απελευθέρωση ιών από το κύτταρο. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι εξόδου των ιικών απογόνων από το κύτταρο. Ο πρώτος τύπος - εκρηκτικό - χαρακτηρίζεται από την ταυτόχρονη απελευθέρωση μεγάλου αριθμού ιών. Σε αυτή την περίπτωση, το κύτταρο πεθαίνει γρήγορα. Αυτός ο τρόπος εξόδου είναι χαρακτηριστικός των ιών που δεν έχουν περίβλημα υπερκαψιδίου. Ο δεύτερος τύπος είναι ο εκκολαπτόμενος. Είναι εγγενές σε ιούς που έχουν κέλυφος υπερκαψιδίου. Στο τελικό στάδιο της συναρμολόγησης, τα νουκλεοκαψίδια των πολύπλοκων ιών στερεώνονται στην κυτταρική πλασματική μεμβράνη τροποποιημένη από ιικές πρωτεΐνες και σταδιακά την προεξέχουν. Ως αποτέλεσμα της προεξοχής, σχηματίζεται ένας «νεφρός» που περιέχει ένα νουκλεοκαψίδιο. Το «νεφρό» στη συνέχεια διαχωρίζεται από το κύτταρο. Έτσι, το εξωτερικό περίβλημα αυτών των ιών σχηματίζεται κατά την έξοδό τους από το κύτταρο. Με αυτόν τον μηχανισμό, ένα κύτταρο μπορεί να παράγει έναν ιό για μεγάλο χρονικό διάστημα, διατηρώντας σε κάποιο βαθμό τις βασικές του λειτουργίες.
Ο χρόνος που απαιτείται για τον πλήρη κύκλο αναπαραγωγής του ιού κυμαίνεται από 5-6 ώρες (ιοί γρίπης, ευλογιά κ.λπ.) έως αρκετές ημέρες (ιοί ιλαράς, αδενοϊοί κ.λπ.). Οι ιοί που προκύπτουν είναι σε θέση να μολύνουν νέα κύτταρα και να υποστούν τον παραπάνω κύκλο αναπαραγωγής σε αυτά.

Η διαδικασία αναπαραγωγής των ιών μπορεί να χωριστεί υπό όρους σε 2 φάσεις . Η πρώτη φάση περιλαμβάνει 3 στάδια: 1) προσρόφηση ιού σε ευαίσθητα κύτταρα. 2) διείσδυση του ιού στο κύτταρο. 3) αποπρωτεϊνοποίηση του ιού . Η δεύτερη φάση περιλαμβάνει τα στάδια υλοποίησης του ιικού γονιδιώματος: 1) μεταγραφή, 2) μετάφραση, 3) αντιγραφή, 4) συναρμολόγηση, ωρίμανση ιικών σωματιδίων και 5) απελευθέρωση του ιού από το κύτταρο.

Η αλληλεπίδραση ενός ιού με ένα κύτταρο ξεκινά με τη διαδικασία της προσρόφησης, δηλαδή με την προσκόλληση του ιού στην επιφάνεια του κυττάρου.

Προσρόφησηείναι μια ειδική δέσμευση μιας πρωτεΐνης ιοσωματίου (αντιυποδοχέας) σε μια συμπληρωματική δομή κυτταρικής επιφάνειας - έναν κυτταρικό υποδοχέα. Από χημική φύση, οι υποδοχείς στους οποίους στερεώνονται οι ιοί ανήκουν σε δύο ομάδες: τη βλεννοπρωτεΐνη και τη λιποπρωτεΐνη. Οι ιοί της γρίπης, η παραγρίππη, οι αδενοϊοί στερεώνονται σε υποδοχείς βλεννοπρωτεϊνών. Εντεροϊοί, ιοί έρπητα, αρβοϊοί προσροφούνται στους υποδοχείς λιποπρωτεϊνών του κυττάρου. Η προσρόφηση λαμβάνει χώρα μόνο παρουσία ορισμένων ηλεκτρολυτών, ιδιαίτερα ιόντων Ca2+, που εξουδετερώνουν τα υπερβολικά ανιονικά φορτία του ιού και της κυτταρικής επιφάνειας και μειώνουν την ηλεκτροστατική απώθηση. συγκεκριμένες ομάδες στην πλασματική μεμβράνη του κυττάρου. Οι απλοί ανθρώπινοι και ζωικοί ιοί περιέχουν πρωτεΐνες προσκόλλησης στο καψίδιο. Σε πολύπλοκα οργανωμένους ιούς, οι πρωτεΐνες προσκόλλησης αποτελούν μέρος του υπερκαψιδίου. Μπορούν να λάβουν τη μορφή νημάτων (ίνες σε αδενοϊούς) ή αιχμές, δομές που μοιάζουν με μανιτάρια σε μιξο-, ρετρό-, ραβδο- και άλλους ιούς. Αρχικά, εμφανίζεται ένας μόνο δεσμός του ιοσωτηρίου με τον υποδοχέα - μια τέτοια σύνδεση είναι εύθραυστη - η προσρόφηση είναι αναστρέψιμη. Για να συμβεί μη αναστρέψιμη προσρόφηση, πρέπει να εμφανιστούν πολλαπλοί δεσμοί μεταξύ του υποδοχέα του ιού και του κυτταρικού υποδοχέα, δηλ., σταθερή πολυσθενής προσκόλληση. Ο αριθμός των ειδικών υποδοχέων στην επιφάνεια ενός κυττάρου είναι 10 4 -10 5 . Υποδοχείς για ορισμένους ιούς, όπως οι αρβοϊοί. βρίσκονται σε κύτταρα τόσο σπονδυλωτών όσο και ασπόνδυλων· για άλλους ιούς, μόνο σε κύτταρα ενός ή περισσότερων ειδών.

Η διείσδυση των ανθρώπινων και ζωικών ιών στο κύτταρο συμβαίνει με δύο τρόπους: 1) ιορόπεξις (πινοκυττάρωση). 2) σύντηξη του περιβλήματος του ιικού υπερκαψιδίου με την κυτταρική μεμβράνη. Οι βακτηριοφάγοι έχουν τον δικό τους μηχανισμό διείσδυσης, τη λεγόμενη σύριγγα, όταν, ως αποτέλεσμα της συστολής της πρωτεϊνικής ανάπτυξης του φάγου, το νουκλεϊκό οξύ εγχέεται, όπως λέγαμε, στο κύτταρο.

Η αποπρωτεϊνοποίηση της απελευθέρωσης του ιού του ημιώματος του ιού από τα προστατευτικά κελύφη του ιού συμβαίνει είτε με τη βοήθεια ιικών ενζύμων είτε με τη βοήθεια κυτταρικών ενζύμων. Τα τελικά προϊόντα της αποπρωτεϊνοποίησης είναι νουκλεϊκά οξέα ή νουκλεϊκά οξέα που σχετίζονται με μια εσωτερική ιική πρωτεΐνη. Στη συνέχεια λαμβάνει χώρα η δεύτερη φάση αναπαραγωγής του ιού, που οδηγεί στη σύνθεση ιικών συστατικών.

Η μεταγραφή είναι η επανεγγραφή πληροφοριών από το DNA ή το RNA ενός ιού σε mRNA σύμφωνα με τους νόμους του γενετικού κώδικα.

Η μετάφραση είναι η διαδικασία μετάφρασης της γενετικής πληροφορίας που περιέχεται στο mRNA σε μια συγκεκριμένη αλληλουχία αμινοξέων.

Η αντιγραφή είναι η διαδικασία σύνθεσης μορίων νουκλεϊκού οξέος ομόλογων με το γονιδίωμα του ιού.

Η εφαρμογή της γενετικής πληροφορίας σε ιούς που περιέχουν DNA προχωρά με τον ίδιο τρόπο όπως στα κύτταρα:

Μεταγραφή DNA και πρωτεΐνη μετάφρασης RNA

Μεταγραφή RNA και πρωτεΐνη μετάφρασης RNA

Σε ιούς με θετικό γονιδίωμα RNA (τογαϊοί, πικορναϊοί), η μεταγραφή απουσιάζει:

πρωτεΐνη μετάφρασης RNA

Οι ρετροϊοί έχουν έναν μοναδικό τρόπο μεταφοράς γενετικών πληροφοριών:

Αντίστροφη μεταγραφή RNA Μεταγραφή DNA πρωτεΐνη μετάφρασης i-RNA

Το DNA ενσωματώνεται με το γονιδίωμα του κυττάρου ξενιστή (προϊός).

Αφού το κύτταρο έχει παραγάγει ιικά συστατικά, ξεκινά το τελευταίο στάδιο αναπαραγωγής του ιού, η συναρμολόγηση των ιικών σωματιδίων και η απελευθέρωση ιοσωμάτων από το κύτταρο. Η απελευθέρωση ιοσωμάτων από το κύτταρο πραγματοποιείται με δύο τρόπους: 1) με «έκρηξη» του κυττάρου, με αποτέλεσμα να καταστραφεί το κύτταρο. Αυτή η διαδρομή είναι εγγενής σε απλούς ιούς (picorna-, reo-, papova- και αδενοϊούς), 2) που εξέρχονται από τα κύτταρα με εκβλάστηση. Είναι εγγενές σε ιούς που περιέχουν υπερκαψίδιο. Με αυτή τη μέθοδο, το κύτταρο δεν πεθαίνει αμέσως, μπορεί να δώσει πολλαπλούς ιικούς απογόνους μέχρι να εξαντληθούν οι πόροι του.

Μέθοδοι καλλιέργειας ιών

Για την καλλιέργεια ιών σε εργαστηριακές συνθήκες χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα ζωντανά αντικείμενα: 1) κυτταροκαλλιέργειες (ιστοί, όργανα). 2) έμβρυα κοτόπουλου? 3) πειραματόζωα.

Κυτταρικές καλλιέργειες

Οι πιο συνηθισμένες είναι οι μονοστρωματικές κυτταροκαλλιέργειες, οι οποίες μπορούν να χωριστούν σε 1) πρωτογενείς (κυρίως θρυψινοποιημένες), 2) ημι-μεταμοσχευτικές (διπλοειδείς) και 3) μεταμοσχευτικές.

Προέλευσηταξινομούνται σε εμβρυϊκούς, νεοπλασματικούς και από ενήλικους οργανισμούς. με μορφογένεση- σε ινοβλάστες, επιθηλιακά κ.λπ.

Πρωταρχικός Οι κυτταροκαλλιέργειες είναι κύτταρα οποιουδήποτε ανθρώπινου ή ζωικού ιστού που έχουν την ικανότητα να αναπτύσσονται ως μονοστιβάδα σε πλαστική ή γυάλινη επιφάνεια επικαλυμμένη με ειδικό θρεπτικό μέσο. Η διάρκεια ζωής τέτοιων καλλιεργειών είναι περιορισμένη. Σε κάθε περίπτωση λαμβάνονται από τον ιστό μετά από μηχανική άλεση, επεξεργασία με πρωτεολυτικά ένζυμα και τυποποίηση του αριθμού των κυττάρων. Πρωτογενείς καλλιέργειες που προέρχονται από νεφρά πιθήκου, ανθρώπινα εμβρυϊκά νεφρά, ανθρώπινο αμνίον, έμβρυα κοτόπουλου χρησιμοποιούνται ευρέως για την απομόνωση και τη συσσώρευση ιών, καθώς και για την παραγωγή ιικών εμβολίων.

ημιμεταμοσχευτικό (ή διπλοειδής ) κυτταροκαλλιέργειες - κύτταρα ίδιου τύπου, ικανά να αντέχουν έως και 50-100 διελεύσεις in vitro, διατηρώντας παράλληλα το αρχικό διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων τους. Διπλοειδή στελέχη ανθρώπινων εμβρυϊκών ινοβλαστών χρησιμοποιούνται τόσο για τη διάγνωση ιογενών λοιμώξεων όσο και για την παραγωγή ιικών εμβολίων.

μεταμοσχευμένο Οι κυτταρικές σειρές χαρακτηρίζονται από πιθανή αθανασία και ετεροπλοειδή καρυότυπο.

Η πηγή των μεταμοσχευμένων γραμμών μπορεί να είναι πρωτογενείς κυτταροκαλλιέργειες (για παράδειγμα, SOC, PES, VNK-21 - από τα νεφρά συριακών χάμστερ μιας ημέρας, PMS - από το νεφρό ενός ινδικού χοιριδίου, κ.λπ.), μεμονωμένα κύτταρα των οποίων δείχνουν τάση για ατελείωτη αναπαραγωγή in vitro. Το σύνολο των αλλαγών που οδηγούν στην εμφάνιση τέτοιων χαρακτηριστικών από τα κύτταρα ονομάζεται μετασχηματισμός και τα κύτταρα των μεταμοσχευμένων καλλιεργειών ιστού ονομάζονται μετασχηματισμένα.

Μια άλλη πηγή μεταμοσχευμένων κυτταρικών σειρών είναι τα κακοήθη νεοπλάσματα. Σε αυτή την περίπτωση, ο κυτταρικός μετασχηματισμός συμβαίνει in vivo. Οι ακόλουθες σειρές μεταμοσχευμένων κυττάρων χρησιμοποιούνται συχνότερα στην ιολογική πρακτική: HeLa - προέρχεται από καρκίνωμα του τραχήλου της μήτρας. Ner-2 - από καρκίνωμα του λάρυγγα. Detroit-6 - από μετάσταση καρκίνου του πνεύμονα στον μυελό των οστών. Η RH προέρχεται από τον ανθρώπινο νεφρό.

Για την κυτταρική καλλιέργεια χρειάζονται θρεπτικά μέσα, τα οποία, ανάλογα με τον σκοπό τους, χωρίζονται σε αναπτυξιακά και υποστηρικτικά. Η σύνθεση των μέσων ανάπτυξης πρέπει να περιέχει περισσότερα θρεπτικά συστατικά προκειμένου να διασφαλιστεί η ενεργός αναπαραγωγή των κυττάρων για να σχηματιστεί μια μονοστιβάδα. Τα υποστηρικτικά μέσα θα πρέπει να διασφαλίζουν μόνο την επιβίωση των κυττάρων σε μια ήδη σχηματισμένη μονοστιβάδα κατά την αναπαραγωγή ιών στο κύτταρο.

Τα τυπικά συνθετικά μέσα, όπως τα μέσα Synthetic 199 και τα μέσα Needle, χρησιμοποιούνται ευρέως. Ανεξάρτητα από το σκοπό, όλα τα θρεπτικά μέσα για κυτταροκαλλιέργειες σχεδιάζονται με βάση ένα ισορροπημένο διάλυμα αλατιού. Τις περισσότερες φορές είναι η λύση του Χανκ. Αναπόσπαστο συστατικό των περισσότερων μέσων ανάπτυξης είναι ο ορός αίματος των ζώων (μοσχάρι, ταύρος, άλογο), χωρίς την παρουσία του 5-10% του οποίου δεν συμβαίνει αναπαραγωγή κυττάρων και σχηματισμός μονοστοιβάδας. Ο ορός δεν περιλαμβάνεται στα μέσα συντήρησης.

Απομόνωση ιών σε κυτταροκαλλιέργειες και μέθοδοι για την ένδειξη τους.

Κατά την απομόνωση ιών από διάφορα μολυσματικά υλικά από έναν ασθενή (αίμα, ούρα, κόπρανα, βλεννώδεις εκκρίσεις, επιχρίσματα από όργανα), χρησιμοποιούνται καλλιέργειες κυττάρων που είναι πιο ευαίσθητες στον υποτιθέμενο ιό. Για τη μόλυνση, χρησιμοποιούνται καλλιέργειες σε δοκιμαστικούς σωλήνες με καλά ανεπτυγμένη μονοστοιβάδα κυττάρων. Πριν από τη μόλυνση των κυττάρων, το θρεπτικό μέσο αφαιρείται και 0,1-0,2 ml ενός εναιωρήματος του υλικού δοκιμής, που είχε προηγουμένως κατεργαστεί με αντιβιοτικά για να σκοτωθούν βακτήρια και μύκητες, προστίθεται σε κάθε δοκιμαστικό σωλήνα. Μετά από 30-60 λεπτά. επαφή του ιού με τα κύτταρα, αφαιρέστε την περίσσεια υλικού, προσθέστε ένα υποστηρικτικό μέσο στον δοκιμαστικό σωλήνα και αφήστε τον σε θερμοστάτη μέχρι να ανιχνευθούν σημάδια αναπαραγωγής του ιού.

Ένας δείκτης της παρουσίας του ιού σε μολυσμένες κυτταροκαλλιέργειες μπορεί να είναι:

1) η ανάπτυξη ειδικού εκφυλισμού κυττάρων - το κυτταροπαθητικό αποτέλεσμα του ιού (CPE), το οποίο έχει τρεις κύριους τύπους: στρογγυλό ή μικροκυτταρικό εκφυλισμό. ο σχηματισμός πολυπύρηνων γιγαντιαίων κυττάρων - συμπλαστών. ανάπτυξη εστιών κυτταρικού πολλαπλασιασμού, που αποτελούνται από πολλά στρώματα κυττάρων.

2) ανίχνευση ενδοκυτταρικών εγκλεισμάτων που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα και τους πυρήνες των προσβεβλημένων κυττάρων.

3) θετική δοκιμασία αιμοσυγκόλλησης (RHA).

4) θετική αντίδραση αιμοπροσρόφησης (RGAds).

5) το φαινόμενο του σχηματισμού πλάκας: μια μονοστοιβάδα κυττάρων μολυσμένων από ιούς καλύπτεται με ένα λεπτό στρώμα άγαρ με την προσθήκη ενός ουδέτερου κόκκινου δείκτη (ροζ φόντο). Με την παρουσία του ιού στα κύτταρα, σχηματίζονται άχρωμες ζώνες ("πλάκες") σε φόντο ροζ άγαρ.

6) απουσία CPE ή GA, μπορεί να οριστεί μια αντίδραση παρεμβολής: η υπό μελέτη καλλιέργεια επαναμολύνεται με τον ιό που προκαλεί CPE. Σε μια θετική περίπτωση, δεν θα υπάρχει CPP (η αντίδραση παρεμβολής είναι θετική). Εάν δεν υπήρχε ιός στο υλικό δοκιμής, παρατηρείται CPE.

Απομόνωση ιών σε έμβρυα κοτόπουλου.

Για ιολογικές μελέτες χρησιμοποιούνται έμβρυα κοτόπουλου ηλικίας 7-12 ημερών.

Πριν από τη μόλυνση, καθορίστε τη βιωσιμότητα του εμβρύου. Κατά την ωοσκοπία, τα ζωντανά έμβρυα είναι κινητά, το αγγειακό σχέδιο είναι σαφώς ορατό. Με ένα απλό μολύβι σημειώστε τα όρια του αερόσακου. Τα έμβρυα κοτόπουλου μολύνονται υπό άσηπτες συνθήκες με αποστειρωμένα εργαλεία, αφού προηγουμένως έχει επεξεργαστεί το κέλυφος πάνω από τον εναέριο χώρο με ιώδιο και οινόπνευμα.

Οι μέθοδοι μόλυνσης των εμβρύων κοτόπουλου μπορεί να είναι διαφορετικές: εφαρμογή του ιού στη χοριο-αλλαντοϊκή μεμβράνη, στις αμνιακές και αλλαντοϊκές κοιλότητες, στον σάκο του κρόκου. Η επιλογή της μεθόδου μόλυνσης εξαρτάται από τις βιολογικές ιδιότητες του υπό μελέτη ιού.

Ένδειξη του ιού στο έμβρυο κοτόπουλου γίνεται με τον θάνατο του εμβρύου, μια θετική δοκιμασία αιμοσυγκόλλησης σε γυαλί με αλλαντοϊκό ή αμνιακό υγρό, από εστιακές βλάβες («πλάκες») στη χοριο-αλλαντοϊκή μεμβράνη.

III. Απομόνωση ιών σε πειραματόζωα.

Τα εργαστηριακά ζώα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απομόνωση ιών από μολυσματικό υλικό όταν δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν πιο βολικά συστήματα (κυτταροκαλλιέργειες ή έμβρυα κοτόπουλου). Παίρνουν κυρίως νεογέννητα λευκά ποντίκια, χάμστερ, ινδικά χοιρίδια, αρουραίους. Μολύνετε τα ζώα σύμφωνα με την αρχή του κυτταροτροπισμού του ιού: οι πνευμονότροποι ιοί εγχέονται ενδορινικά, νευροτροπικοί - ενδοεγκεφαλικοί, δερματοτροπικοί - στο δέρμα.

Η ένδειξη του ιού βασίζεται στην εμφάνιση σημείων ασθένειας στα ζώα, στο θάνατό τους, σε παθομορφολογικές και παθοϊστολογικές αλλαγές σε ιστούς και όργανα, καθώς και σε θετική αντίδραση αιμοσυγκόλλησης με εκχυλίσματα από όργανα.

Σύνοψη Ιοί

Οι ιοί παίζουν μεγάλο ρόλο στη ζωή του ανθρώπου. Είναι οι αιτιολογικοί παράγοντες μιας σειράς επικίνδυνων ασθενειών - ευλογιά, ηπατίτιδα, εγκεφαλίτιδα, ερυθρά, λύσσα, γρίπη κ.λπ.

Το 1892, ο Ρώσος επιστήμονας D.I. Ο Ιβανόφσκι περιέγραψε τις ασυνήθιστες ιδιότητες του αιτιολογικού παράγοντα της νόσου του καπνού - το μωσαϊκό του καπνού.Αυτό το παθογόνο πέρασε μέσα από βακτηριακά φίλτρα και, επιπλέον, δεν αναπτύχθηκε σε τεχνητά θρεπτικά μέσα. Έτσι, υγιή φυτά καπνού θα μπορούσαν να μολυνθούν με ένα διήθημα χωρίς κύτταρα από το χυμό ενός άρρωστου φυτού.

Μετά από πόσα χρόνια ανακαλύφθηκε το παθογόνο του αφθώδους πυρετού, το οποίο περνούσε και από βακτηριακά φίλτρα.

Το 1898, ο Beijerinck επινόησε τη νέα λέξη "virus" (από το λατινικό poison) για να δηλώσει τη μολυσματική φύση ορισμένων φιλτραρισμένων φυτικών υγρών.

Το 1917, ο F. d'Errel ανακάλυψε έναν βακτηριοφάγο - έναν ιό που μολύνει τα βακτήρια. Ωστόσο, για μεγάλο χρονικό διάστημα η δομή του ιού παρέμεινε μυστήριο για τους επιστήμονες. Γι' αυτό οι ιοί ήταν από τα πρώτα αντικείμενα που μελετήθηκαν στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο αμέσως μετά την ανακάλυψή του στη δεκαετία του 1930.

Διαφορές ιών από άλλους οργανισμούς:

1. Οι ιοί είναι μικροσκοπικοί οργανισμοί (κατά μέσο όρο, είναι 50 φορές μικρότερα από τα βακτήρια), δεν μπορούν να φανούν με μικροσκόπιο φωτός. 30-300 nm.

2. Οι ιοί δεν έχουν κυτταρική δομή. Αν θεωρήσουμε την κυτταρική δομή ως υποχρεωτικό χαρακτηριστικό του ζωντανού, τότε οι ιοί δεν είναι ζωντανοί. Ωστόσο, έχουν γενετικό υλικό και είναι ικανά να αναπαραχθούν μόνοι τους. Υπάρχει η υπόθεση ότι οι ιοί είναι γενετικό υλικό που κάποτε διέφυγε από το κύτταρο και διατήρησε την ικανότητα αναπαραγωγής όταν επέστρεφε στο κυτταρικό περιβάλλον.

3. Οι ιοί μπορούν να αναπαραχθούν μόνο μέσα σε ένα ζωντανό κύτταρο και δεν είναι ανεξάρτητοι οργανισμοί.

4. Οι ιοί αποτελούνται από ένα μικρό μόριο νουκλεϊκού οξέος (DNA ή RNA) και περιβάλλονται από ένα πρωτεϊνικό περίβλημα

5. Σε αντίθεση με τους κυτταρικούς οργανισμούς, οι ιοί δεν μπορούν να συνθέσουν πρωτεΐνες από μόνοι τους. Ο ιός εισάγει μόνο το δικό του νουκλεϊκό οξύ στο κύτταρο, το οποίο απενεργοποιεί το DNA του ξενιστή και δίνει εντολή στο κύτταρο να συνθέσει τις πρωτεΐνες που χρειάζεται (για να συναρμολογήσει και να απελευθερώσει νέα αντίγραφα του ιού).

Η δομή των ιών

Σωματίδιο ιού, που ονομάζεται επίσης βιριόν, αποτελείται από ένα νουκλεϊκό οξύ (DNA ή RNA) που περιβάλλεται από ένα πρωτεϊνικό κέλυφος. Αυτό το κέλυφος ονομάζεται καψίδιο. Το καψίδιο αποτελείται από υπομονάδες καψομερή.Καψίδιο νουκλεϊκού οξέος νουκλεοκαψίδιο- μπορεί να είναι γυμνό ή να έχει επιπλέον κέλυφος ( ιούς της γρίπης και του έρπητα).

Οι απλούστεροι ιοί, όπως ο ιός του μωσαϊκού του καπνού, έχουν μόνο ένα πρωτεϊνικό καψίδιο. Ο ιός των κονδυλωμάτων, οι αδενοϊοί, είναι παρόμοια διατεταγμένος.

Τα σωματίδια του ιού μπορεί να έχουν σχήμα ράβδου ή νηματοειδή, να έχουν σχήμα πολυεδρικού.

Η αλληλεπίδραση του ιού με το κύτταρο

1. Αναγνώριση από τον ιό του κυττάρου του. Κατά κανόνα, της διείσδυσης του ιού προηγείται η δέσμευσή του σε μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη υποδοχέα στην κυτταρική επιφάνεια.

2. Προσρόφηση - προσκόλληση του ιού στην επιφάνεια του κυττάρου. Η δέσμευση πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικών πρωτεϊνών στην επιφάνεια του ιικού σωματιδίου, οι οποίες αναγνωρίζουν τον αντίστοιχο υποδοχέα στην κυτταρική επιφάνεια.. Σαν κλειδί σε κάστρο.

3. Διείσδυση μέσω της μεμβράνης. Το τμήμα της μεμβράνης στο οποίο έχει ενωθεί ο ιός βυθίζεται στο κυτταρόπλασμα και μετατρέπεται σε κενοτόπιο, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να συγχωνευθεί με τον πυρήνα.

4. "Γδύσιμο" - απελευθέρωση από το καψίδιο. Εμφανίζεται είτε στην κυτταρική επιφάνεια είτε ως αποτέλεσμα της καταστροφής του καψιδίου από κυτταρικά ένζυμα στο κυτταρόπλασμα.

5. Αντιγραφή (αναδιπλασιασμός) ιικού νουκλεϊκού οξέος.

6. Σύνθεση ιικών πρωτεϊνών.

7. Συναρμολόγηση βιριόντων στον πυρήνα ή στο κυτταρόπλασμα.

8. Απελευθέρωση ιοσωμάτων από το κύτταρο. Για ορισμένους ιούς αυτό συμβαίνει με μια «έκρηξη», με αποτέλεσμα να παραβιάζεται η ακεραιότητα του κυττάρου και να πεθαίνει. Άλλοι ιοί αποβάλλονται με τρόπο που μοιάζει με εκβλάστηση. Σε αυτή την περίπτωση, τα κύτταρα ξενιστές μπορούν να διατηρήσουν τη βιωσιμότητά τους για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα ιώματα απελευθερώνονται από το κύτταρο με διαφορετικούς ρυθμούς. Σε ορισμένους τύπους λοίμωξης, τα ιοσωμάτια μπορούν να παραμείνουν μέσα στο κύτταρο για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να το καταστρέψουν.

Βακτηριακούς ιούς

Ιοί που επιτίθενται στα βακτήρια , ονομάζονται βακτηριοφάγοι ή απλά φάγοι.

Η δομή των βακτηριοφάγωνμελετήθηκε κυρίως στο παράδειγμα του Τ-φάγου Eccherichia coli(κολιφάγο). Το κολιφάγο αποτελείται από μια πολυεδρική κεφαλή και ουρά. Το κεφάλι αποτελείται από καψομερή και περιέχει DNA μέσα. Η ουρά έχει πολύπλοκη δομή και αποτελείται από μια κοίλη ράβδο, ένα συσταλτικό περίβλημα που την περιβάλλει και μια βασική πλάκα με αιχμές και νημάτια (απαραίτητα για την προσρόφηση στο κύτταρο ξενιστή).

Είσοδος βακτηριοφάγου στο κύτταρο

Τα παχιά κυτταρικά τοιχώματα των βακτηρίων δεν επιτρέπουν στον ιό να βυθιστεί στο κυτταρόπλασμα, όπως όταν μολύνει ζωικά κύτταρα. Επομένως, ο βακτηριοφάγος εισάγει μια κοίλη ράβδο μέσα στο κύτταρο και σπρώχνει το νουκλεϊκό οξύ στο κεφάλι μέσα από αυτό.

Η ανακάλυψη των ιών από τον D.I. Ivanovsky το 1892. έθεσε τα θεμέλια για την ανάπτυξη της επιστήμης της ιολογίας. Η ταχύτερη ανάπτυξή του διευκολύνθηκε από την εφεύρεση του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, την ανάπτυξη μιας μεθόδου για την καλλιέργεια μικροοργανισμών σε κυτταροκαλλιέργειες.

Επί του παρόντος, η ιολογία είναι μια ταχέως αναπτυσσόμενη επιστήμη, η οποία οφείλεται σε διάφορους λόγους:

Ο ηγετικός ρόλος των ιών στην ανθρώπινη λοιμώδη παθολογία (παραδείγματα είναι ο ιός της γρίπης, ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας HIV, ο κυτταρομεγαλοϊός και άλλοι ιοί έρπητα) στο πλαίσιο της σχεδόν πλήρους απουσίας συγκεκριμένων φαρμάκων χημειοθεραπείας.

Η χρήση των ιών για την επίλυση πολλών θεμελιωδών ερωτημάτων της βιολογίας και της γενετικής.

Βασικές ιδιότητες ιών (και πλασμιδίων)στην οποία διαφέρουν από τον υπόλοιπο ζωντανό κόσμο.

1. Υπερμικροσκοπικές διαστάσεις (μετρούμενες σε νανόμετρα). Οι μεγάλοι ιοί (ιός ευλογιάς) μπορούν να φτάσουν τα μεγέθη των 300 nm, οι μικροί - από 20 έως 40 nm. 1mm=1000μm, 1μm=1000nm.

3. Οι ιοί δεν είναι ικανοί για ανάπτυξη και δυαδική σχάση.

4. Οι ιοί αναπαράγονται με την αναπαραγωγή τους σε ένα μολυσμένο κύτταρο ξενιστή χρησιμοποιώντας το δικό τους γονιδιωματικό νουκλεϊκό οξύ.

6. Ο βιότοπος των ιών είναι τα ζωντανά κύτταρα - βακτήρια (πρόκειται για βακτηριακούς ιούς ή βακτηριοφάγους), φυτικά, ζωικά και ανθρώπινα κύτταρα.

Όλοι οι ιοί υπάρχουν σε δύο ποιοτικά διαφορετικές μορφές: εξωκυττάρια - ιοσωμάτια και ενδοκυτταρικά - ιούς. Η ταξινόμηση αυτών των εκπροσώπων του μικρόκοσμου βασίζεται στα χαρακτηριστικά των βιριόντων - την τελική φάση της ανάπτυξης των ιών.

Η δομή (μορφολογία) των ιών

1. Γονιδίωμα ιούσχηματίζουν νουκλεϊκά οξέα που αντιπροσωπεύονται από μονόκλωνα μόρια RNA (στους περισσότερους ιούς RNA) ή δίκλωνα μόρια DNA (στους περισσότερους ιούς DNA).

2. καψίδιο- το πρωτεϊνικό κάλυμμα στο οποίο είναι συσκευασμένο το γονιδιωματικό νουκλεϊκό οξύ. Το καψίδιο αποτελείται από πανομοιότυπες πρωτεϊνικές υπομονάδες - καψομερή.Υπάρχουν δύο τρόποι συσκευασίας των καψομερών σε ένα καψίδιο - ελικοειδείς (ελικοειδείς ιοί) και κυβικοί (σφαιρικοί ιοί).

Με σπειροειδή συμμετρίαΟι υπομονάδες πρωτεΐνης είναι διατεταγμένες σε μια σπείρα και μεταξύ τους, επίσης σε μια σπείρα, τοποθετείται γονιδιωματικό νουκλεϊκό οξύ (νηματοειδείς ιοί). Με κυβικό τύπο συμμετρίαςΤα ιοσωμάτια μπορούν να έχουν τη μορφή πολύεδρων, πιο συχνά - είκοσι εδρών - εικοσάεδρα.

3. Απλά διατεταγμένοι ιοί έχουν μόνο νουκλεοκαψίδιο, δηλαδή το σύμπλεγμα του γονιδιώματος με το καψίδιο και ονομάζονται «γυμνό».

4. Άλλοι ιοί έχουν ένα πρόσθετο κέλυφος που μοιάζει με μεμβράνη στην κορυφή του καψιδίου, που αποκτάται από τον ιό κατά τη στιγμή της εξόδου από το κύτταρο ξενιστή - υπερκαψίδιο.Τέτοιοι ιοί ονομάζονται «ντυμένοι».

Εκτός από τους ιούς, υπάρχουν ακόμη πιο απλές μορφές μεταδοτικών παραγόντων - πλασμίδια, ιοειδή και πριόν.

Τα κύρια στάδια της αλληλεπίδρασης του ιού με το κύτταρο ξενιστή

1. Η προσρόφηση είναι ένας μηχανισμός ενεργοποίησης που σχετίζεται με την αλληλεπίδραση ειδικόςυποδοχείς του ιού και του ξενιστή (για τον ιό της γρίπης - αιμοσυγκολλητίνη, για τον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας - γλυκοπρωτεΐνη gp 120).

2. Διείσδυση - με σύντηξη του υπερκαψιδίου με την κυτταρική μεμβράνη ή με ενδοκυττάρωση (πινοκύττωση).

3. Απελευθέρωση νουκλεϊνικών οξέων - «γδύσιμο» του νουκλεοκαψιδίου και ενεργοποίηση του νουκλεϊκού οξέος.

4. Σύνθεση νουκλεϊκών οξέων και ιικών πρωτεϊνών, δηλ. η υποταγή των συστημάτων των κυττάρων-ξενιστών και η εργασία τους για την αναπαραγωγή του ιού.

5. Συναρμολόγηση ιοσωμάτων - ο συσχετισμός αντιγραφών του ιικού νουκλεϊκού οξέος με την καψιδική πρωτεΐνη.

6. Απελευθέρωση ιικών σωματιδίων από το κύτταρο, απόκτηση υπερκαψιδίου από ιούς με περίβλημα.

Αποτελέσματα της αλληλεπίδρασης των ιών με το κύτταρο ξενιστή

1. Αποτυχημένη διαδικασία- όταν τα κύτταρα απελευθερωθούν από τον ιό:

Όταν μολυνθεί ελαττωματικόςιός, για την αναπαραγωγή του οποίου χρειάζεται ένας ιός - ένας βοηθός, η ανεξάρτητη αναπαραγωγή αυτών των ιών είναι αδύνατη (τα λεγόμενα ιοειδή). Για παράδειγμα, ο ιός δέλτα της ηπατίτιδας (D) μπορεί να αναπαραχθεί μόνο με την παρουσία του ιού της ηπατίτιδας Β, του αντιγόνου Hbs του, του αδενο-σχετιζόμενου ιού παρουσία αδενοϊού).

Όταν ένας ιός μολύνει κύτταρα που είναι γενετικά μη ευαίσθητα σε αυτόν.

Μολύνοντας ευαίσθητα κύτταρα με έναν ιό κάτω από μη επιτρεπτές συνθήκες.

2. παραγωγική διαδικασία- αναπαραγωγή (παραγωγή) ιών:

- κυτταρικός θάνατος (λύση)(κυτταροπαθητικό αποτέλεσμα) - το αποτέλεσμα της εντατικής αναπαραγωγής και του σχηματισμού μεγάλου αριθμού ιικών σωματιδίων - χαρακτηριστικό αποτέλεσμα μιας παραγωγικής διαδικασίας που προκαλείται από ιούς με υψηλή κυτταροπαθογονικότητα. Το κυτταροπαθητικό αποτέλεσμα της δράσης σε κυτταροκαλλιέργειες για πολλούς ιούς έχει αρκετά αναγνωρίσιμο ειδικό χαρακτήρα.

- σταθερή αλληλεπίδρασηπου δεν οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο (επίμονες και λανθάνουσες λοιμώξεις) - το λεγόμενο ιικό μετασχηματισμό του κυττάρου.

3. Ολοκληρωτική διαδικασία- ενσωμάτωση του ιικού γονιδιώματος με το γονιδίωμα του κυττάρου ξενιστή. Αυτή είναι μια ειδική παραλλαγή μιας παραγωγικής διαδικασίας από τον τύπο της σταθερής αλληλεπίδρασης. Ο ιός αναπαράγεται μαζί με το γονιδίωμα του κυττάρου ξενιστή και μπορεί να παραμείνει λανθάνον για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ενσωματωμένο στο DNA - το γονιδίωμα του ξενιστή μπορεί μόνο να DNA - ιούς (η αρχή του "DNA - στο DNA"). Οι μόνοι ιοί RNA που μπορούν να ενσωματωθούν στο γονιδίωμα του κυττάρου ξενιστή, οι ρετροϊοί, έχουν ειδικό μηχανισμό για αυτό. Ένα χαρακτηριστικό της αναπαραγωγής τους είναι η σύνθεση του DNA προϊού με βάση το γονιδιωματικό RNA χρησιμοποιώντας το ένζυμο της αντίστροφης μεταγραφάσης, ακολουθούμενη από την ενσωμάτωση του DNA στο γονιδίωμα του ξενιστή.

Βασικές μέθοδοι καλλιέργειας ιών

1. Στο σώμα των εργαστηριακών ζώων.

2. Σε έμβρυα κοτόπουλου.

3. Σε κυτταροκαλλιέργειες - η κύρια μέθοδος.

Τύποι κυτταροκαλλιεργειών

1. Πρωτογενείς (θρυψινοποιημένες) καλλιέργειες- ινοβλάστες εμβρύου κοτόπουλου (FEC), ανθρώπινα (FEC), νεφρικά κύτταρα διαφόρων ζώων κ.λπ. Οι πρωτογενείς καλλιέργειες λαμβάνονται από κύτταρα διαφόρων ιστών συχνότερα με σύνθλιψη και θρυψίνη, χρησιμοποιούνται μία φορά, δηλαδή είναι πάντα απαραίτητο να υπάρχει κατάλληλα όργανα ή ιστούς.

2. Διπλοειδής κυτταρικές γραμμέςκατάλληλο για εκ νέου διασπορά και ανάπτυξη, συνήθως όχι περισσότερα από 20 περάσματα (χάνουν τις αρχικές τους ιδιότητες).

3. αλληλένδετες γραμμές(ετεροπλοειδείς καλλιέργειες), ικανές για πολλαπλή διασπορά και μεταμόσχευση, δηλαδή πολλαπλές διόδους, είναι πιο βολικές στην ιολογική εργασία - για παράδειγμα, οι κυτταρικές σειρές όγκου Hela, Hep κ.λπ.

Ειδικά θρεπτικά μέσα για κυτταροκαλλιέργειες

Χρησιμοποιείται μια ποικιλία συνθετικών ιολογικών θρεπτικών μέσων σύνθετης σύνθεσης, συμπεριλαμβανομένου ενός μεγάλου συνόλου διαφορετικών αυξητικών παραγόντων - μέσο 199, Needle, διάλυμα Hanks, υδρόλυση λακταλβουμίνης. Σταθεροποιητές του pH (Hepes), ορός αίματος διαφορετικών ειδών προστίθενται στα μέσα (ο εμβρυϊκός ορός μόσχου θεωρείται ο πιο αποτελεσματικός), L-κυστεΐνη και L-γλουταμίνη.

Ανάλογα με τη λειτουργική χρήση του μέσου, μπορεί να υπάρχουν ανάπτυξη(με υψηλή περιεκτικότητα σε ορό αίματος) - χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη κυτταροκαλλιεργειών πριν από την εισαγωγή ιικών δειγμάτων και υποστηρίζοντας(με λιγότερο ή καθόλου ορό) - για το περιεχόμενο κυτταροκαλλιεργειών μολυσμένων από ιούς.

Ανιχνεύσιμες εκδηλώσεις ιογενούς μόλυνσης κυτταρικών καλλιεργειών

1. Κυτοπαθητικό αποτέλεσμα.

2. Αναγνώριση φορέων εγκλεισμών.

3. Ανίχνευση ιών με αντισώματα φθορισμού (MFA), ηλεκτρονική μικροσκοπία, αυτοραδιογραφία.

4. Δοκιμή χρώματος. Το συνηθισμένο χρώμα των χρησιμοποιούμενων μέσων καλλιέργειας, που περιέχει ερυθρό της φαινόλης ως δείκτη pH, υπό βέλτιστες συνθήκες καλλιέργειας για τα κύτταρα (pH περίπου 7,2) είναι κόκκινο. Η αναπαραγωγή των κυττάρων αλλάζει το pH και, κατά συνέπεια, το χρώμα του μέσου από κόκκινο σε κίτρινο λόγω της μετατόπισης του pH στην όξινη πλευρά. Κατά την αναπαραγωγή σε κυτταροκαλλιέργειες ιών, λαμβάνει χώρα λύση των κυττάρων, δεν συμβαίνουν αλλαγές στο pH και στο χρώμα του μέσου.

5. Ανίχνευση αιμοσυγκολλητίνης ιών - αιμοπροσρόφηση, αιμοσυγκόλληση.

6. Μέθοδος πλακών (σχηματισμός πλάκας). Ως αποτέλεσμα της κυτταρολυτικής δράσης πολλών ιών σε καλλιέργειες κυττάρων, σχηματίζονται ζώνες μαζικού κυτταρικού θανάτου. Ανιχνεύονται πλάκες - ιικές «αρνητικές για κύτταρα» αποικίες.

Ονοματολογία ιών.

Το όνομα της οικογένειας των ιών τελειώνει με "viridae", το γένος τελειώνει με "virus", ειδικά ονόματα χρησιμοποιούνται συνήθως για το είδος, για παράδειγμα, ιός ερυθράς, ιός ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας - HIV, ιός ανθρώπινης παραγρίπης τύπου 1 κ.λπ.

Βακτηριακοί ιοί (βακτηριοφάγοι)

Το φυσικό περιβάλλον των φάγων είναι ένα βακτηριακό κύτταρο, επομένως οι φάγοι είναι πανταχού παρόντες (για παράδειγμα, στα λύματα). Οι φάγοι έχουν βιολογικά χαρακτηριστικά που είναι χαρακτηριστικά άλλων ιών.

Ο πιο κοινός μορφολογικά τύπος φάγου χαρακτηρίζεται από την παρουσία μιας κεφαλής - ενός εικοσάεδρου, μιας διαδικασίας (ουρά) με ελικοειδή συμμετρία (συχνά έχει μια κούφια ράβδο και μια συσταλτική θήκη), αγκάθια και διεργασίες (νημάτια), δηλαδή εξωτερικά θυμίζουν κάπως ενός σπερματοζωαρίου.

Η αλληλεπίδραση των φάγων με ένα κύτταρο (βακτήριο) είναι αυστηρά ειδική, δηλαδή οι βακτηριοφάγοι μπορούν να μολύνουν μόνο ορισμένα είδη και τύπους φάγωνβακτήρια.

Τα κύρια στάδια της αλληλεπίδρασης φάγων και βακτηρίων

1. Προσρόφηση (αλληλεπίδραση συγκεκριμένων υποδοχέων).

2. Η εισαγωγή του ιικού DNA (ένεση φάγου) πραγματοποιείται με λύση ενός τμήματος του κυτταρικού τοιχώματος με ουσίες όπως η λυσοζύμη, συρρίκνωση του περιβλήματος, ώθηση της ράβδου ουράς μέσω της κυτταροπλασματικής μεμβράνης στο κύτταρο και έγχυση DNA στο κυτταρόπλασμα .

3. Αναπαραγωγή φάγων.

4. Εκροή θυγατρικών πληθυσμών.

Βασικές ιδιότητες των φάγων

Διακρίνω λοιμογόνοι φάγοι, ικανό να προκαλέσει μια παραγωγική μορφή της διαδικασίας, και εύκρατοι φάγοιπου προκαλούν αναγωγική μόλυνση φάγου (μείωση φάγου). Στην τελευταία περίπτωση, το γονιδίωμα του φάγου στο κύτταρο δεν αντιγράφεται, αλλά εισάγεται (ενσωματώνεται) στο χρωμόσωμα του κυττάρου ξενιστή (DNA εντός του DNA), ο φάγος μετατρέπεται σε προφάγη.Αυτή η διαδικασία έχει ονομαστεί λυσογονία. Εάν, ως αποτέλεσμα της εισαγωγής ενός φάγου στο χρωμόσωμα ενός βακτηριακού κυττάρου, αποκτήσει νέα κληρονομικά χαρακτηριστικά, αυτή η μορφή βακτηριακής μεταβλητότητας ονομάζεται λυσογόνος (φάγος) μετατροπή.Ένα βακτηριακό κύτταρο που φέρει έναν προφάγο στο γονιδίωμά του ονομάζεται λυσογόνο, καθώς ένας προφάγος, εάν διαταραχθεί η σύνθεση μιας ειδικής πρωτεΐνης καταστολέα, μπορεί να εισέλθει σε κύκλο λυτικής ανάπτυξης και να προκαλέσει παραγωγική μόλυνση με βακτηριακή λύση.

Οι εύκρατοι φάγοι είναι σημαντικοί στην ανταλλαγή γενετικού υλικού μεταξύ βακτηρίων - στη μεταγωγή(μία από τις μορφές γενετικής ανταλλαγής). Για παράδειγμα, μόνο ο αιτιολογικός παράγοντας της διφθερίτιδας έχει την ικανότητα να παράγει εξωτοξίνη, στο χρωμόσωμα της οποίας ενσωματώνεται ένας μέτριος προφάγος, που φέρει οπερόνιοτοξίνη υπεύθυνη για τη σύνθεση της εξωτοξίνης της διφθερίτιδας. Ο εύκρατος φάγος τοξ προκαλεί λυσογόνο μετατροπή του μη τοξικογόνου βακίλλου της διφθερίτιδας σε τοξικογόνο.

Σύμφωνα με το φάσμα δράσης στα βακτήρια, οι φάγοι χωρίζονται σε:

Πολυσθενές (λύει στενά συνδεδεμένα βακτήρια, όπως η σαλμονέλα).

Μονοσθενές (λύουν βακτήρια ενός είδους).

Ειδικά για τον τύπο (λύση μόνο ορισμένων φαγοειδών του παθογόνου).

Σε πυκνά μέσα, οι φάγοι ανιχνεύονται συχνότερα χρησιμοποιώντας τη δοκιμασία κηλίδων (ο σχηματισμός αρνητικής κηλίδας κατά την ανάπτυξη της αποικίας) ή τη μέθοδο στοιβάδας άγαρ (τιτλοδότηση Gracia).

Πρακτική χρήση βακτηριοφάγων.

1. Για αναγνώριση (ορισμός του τύπου φάγου).

2. Για προφύλαξη από φάγους (διακοπή εξάρσεων).

3. Για φαγοθεραπεία (θεραπεία δυσβίωσης).

4. Εκτίμηση της υγειονομικής κατάστασης του περιβάλλοντος και επιδημιολογική ανάλυση.