Tipos de interacción entre virus y célula. Tipo productivo de interacción virus-célula.

La interacción del virión con una célula viva se produce en varias etapas.

EN período inicial (preparatorio) El virión se adhiere a la célula, penetra en ella y después de lo cual se destruye la capa proteica del virión y se libera ácido nucleico.

Próximo período oculto (latente) Infección viral, durante la cual la presencia de partículas virales en la célula infectada no se puede detectar mediante ningún método: el virión original parece desaparecer. Durante este período, el ácido nucleico viral que ha entrado en la célula organiza la síntesis de los componentes virales de la descendencia, utilizando para ello el sistema enzimático del huésped. El ciclo de reproducción finaliza con la formación de viriones hijos y su liberación de la célula ( periodo final ).

Las bacterias más simples no son capaces de capturar partículas del medio ambiente por sí mismas. Por lo tanto, los bacteriófagos tienen especiales. Dispositivos para superar una densa pared bacteriana. El final de la cola contiene una enzima especial que disuelve la membrana bacteriana. Luego, los “músculos” microscópicos de la cola se contraen y el ácido nucleico del fago se “inyecta” en la célula, como si se inyectara con una jeringa.

Como resultado, la cubierta proteica del fago permanece en la superficie de la célula y solo el ácido nucleico ingresa a la célula.

Los ácidos nucleicos de los virus llevan a cabo un programa para crear nuevos descendientes virales en la célula. Esto ha sido demostrado por experimentos originales. Fue posible separar los virus en sus componentes constituyentes: proteínas y ácidos nucleicos. Resultó que la infección celular y la multiplicación del virus se produjeron sólo después de que se añadió ácido nucleico viral a las células. En otras palabras, los propios ácidos nucleicos de los virus pueden provocar la reproducción de los virus, es decir, tienen propiedades infecciosas. En otro experimento, dos virus fueron separados en sus componentes constituyentes y luego “disfrazados”: el ácido nucleico de un virus fue “revestido” con la cáscara del otro. Los híbridos resultantes infectaron células sensibles. Se descubrió que ambos virus "disfrazados" son capaces de multiplicarse y la descendencia resultante es siempre similar al virus cuyo ácido nucleico contenía el híbrido.

El ácido nucleico viral que ha entrado en la célula controla todos los procesos de reproducción del virus. En primer lugar, obliga a la célula a sintetizar las llamadas proteínas tempranas, que inhiben el propio metabolismo de la célula y garantizan la síntesis de ácidos nucleicos de las partículas hijas. Su formación se produce como resultado de la autocopia del ácido nucleico original. La información genética contenida en el ácido nucleico del virus determina la composición de las proteínas a partir de las cuales se forman las partículas hijas de las llamadas proteínas tardías. En los virus que contienen ADN, esta información se realiza de la forma habitual para una célula: el ARN informativo (transcripción) se sintetiza en el ADN, que controla la biosíntesis posterior de proteínas (traducción). El ácido nucleico de muchos virus que contienen ARN combina funciones genéticas e informativas: el ARN participa tanto en la replicación como en la traducción (en la reproducción de ácidos nucleicos y proteínas virales). En muchos virus, la construcción de cubiertas proteicas y contenidos internos se produce por separado. La célula "acumula" partes individuales, que luego se combinan para formar partículas virales. Cuando en una célula infectada se ha acumulado una cantidad suficiente de "espacios en blanco" para futuras partículas virales, comienza una especie de ensamblaje de piezas (composición). Este proceso suele ocurrir cerca de la membrana celular, que participa en él. La partícula viral a menudo contiene sustancias que

Característica de la célula en la que se multiplica el virus. Por ejemplo, para el virus de la influenza, la etapa final en la formación de una partícula viral es una especie de envoltura con una capa de membrana celular. Es decir, la célula no sólo “alimenta” y “riega” al virus, sino que también los “viste” de despedida. La última etapa de interacción entre el virus y la célula suele ser de corta duración. Las partículas virales completas resultantes salen rápidamente al entorno externo. La producción de descendencia en los bacteriófagos se produce de una manera muy singular. Suele ir acompañado de la disolución (lisis) de las células bacterianas bajo la acción de una enzima especial, que se acumula en la célula paralelamente a la reproducción del fago y conduce a su destrucción y muerte. Bajo un microscopio se puede ver claramente cómo sucede esto. A veces las bacterias parecen explotar, en otros casos se forma un agujero en la bacteria (en el medio o en uno de los extremos) por donde sale su contenido. De una bacteria muerta se pueden liberar hasta varios cientos de nuevas partículas de fagos. El proceso de reproducción de fagos continúa hasta que se destruyen todas las bacterias sensibles a este fago. Los virus de la viruela, la polio y la encefalitis también se caracterizan por la rápida liberación de cientos, y a veces miles, de viriones hijos al medio ambiente. Otros virus humanos y animales (virus del herpes, virus de las paperas, reovirus) abandonan las células a medida que maduran. Estos virus logran completar varios ciclos de reproducción antes de que las células mueran, agotando gradualmente los recursos sintéticos de las células y provocando su destrucción. En algunos casos, V. puede acumularse en el interior de las células, formando grupos cristalinos (V. rabia, adenovirus, etc.), que se denominan cuerpos de inclusión.

En la influenza, la rabia, la psitacosis, la viruela, estos cuerpos se encuentran en el citoplasma de las células, en la encefalitis primavera-verano, la fiebre amarilla, el herpes y la poliomielitis, en el núcleo; En algunas infecciones, se encontraron cuerpos de inclusión tanto en el núcleo como en el citoplasma. Las investigaciones de los últimos años han demostrado que en la gran mayoría de los casos estas inclusiones son colonias del virus y su formación es natural en una determinada etapa de reproducción de los agentes infecciosos. La alta especificidad de las inclusiones intracelulares en las enfermedades virales permite utilizar este signo para el diagnóstico. Por ejemplo, las inclusiones citoplasmáticas (los llamados cuerpos de Negri) que se encuentran en las células nerviosas del cerebro son la principal evidencia de rabia, y las formaciones específicas redondas u ovaladas (los llamados cuerpos de Guarnieri) que se encuentran en las células epiteliales indican la viruela. También se han descrito inclusiones en encefalitis, parálisis espinal, fiebre aftosa y otras enfermedades. Los virus vegetales forman inclusiones muy peculiares que tienen forma cristalina. Es decir, la reproducción de los virus se produce de una forma especial e incomparable. Primero, las partículas virales penetran en las células y se liberan ácidos nucleicos virales. Luego se preparan los detalles de las futuras partículas virales. La reproducción finaliza con el ensamblaje de nuevas partículas virales y su liberación al medio ambiente. La pérdida de cualquiera de estas etapas conduce a una interrupción del ciclo normal y conlleva la supresión completa de la reproducción de V. o la aparición de descendencia inferior.

Las principales etapas de interacción entre el virus y la célula huésped.

1. Adsorción - un mecanismo desencadenante asociado con la interacción de receptores específicos del virus y el huésped (en el virus de la influenza - hemaglutinina, en el virus de la inmunodeficiencia humana - glicoproteína gp 120).

2. Penetración - por fusión de la supercápside con la membrana celular o por endocitosis (pinocitosis).

3. Liberación de ácido nucleico - ―desnudamiento de la nucleocápside y activación del ácido nucleico.

4. Síntesis de ácidos nucleicos y proteínas virales. , es decir. subordinación de los sistemas de la célula huésped y su trabajo para la reproducción del virus.

5. Asamblea del virión - asociación de copias replicadas de ácido nucleico viral con proteína de la cápside.

6. Salida de partículas virales de la célula. , adquisición de supercápside por virus envueltos.

Formas de infección viral.

A nivel de macroorganismo, las principales formas de daño viral no difieren fundamentalmente de las que se observan cuando las células individuales son infectadas por virus.

Infección viral productiva con la formación de poblaciones hijas y manifestaciones clínicas características solo es posible si hay células sensibles en el cuerpo infectado en las que se lleva a cabo el ciclo reproductivo del patógeno. Por ejemplo, el patógeno de la polio puede replicarse sólo en las células del tracto gastrointestinal y del sistema nervioso central de primates y humanos.

Infección por aborto se desarrolla cuando el patógeno penetra en células insensibles (por ejemplo, cuando el virus de la leucemia bovina ingresa al cuerpo humano) o en células que no son capaces de proporcionar un ciclo reproductivo completo (por ejemplo, aquellas que se encuentran en la etapa G0 del ciclo celular). La capacidad de las células para mantener procesos reproductivos específicos de virus también suprime el IFN, cuyo efecto antiviral está dirigido contra una amplia variedad de virus.

Infección viral persistente ocurre durante tal interacción entre el virus y la célula infectada, cuando esta última continúa realizando sus propias funciones celulares. Si las células infectadas se dividen, se forma un clon infectado. Por tanto, un aumento en el número de células infectadas contribuye a un aumento de la población total del patógeno en el cuerpo. Sin embargo, las infecciones virales persistentes generalmente alteran las funciones celulares y eventualmente conducen a manifestaciones clínicas. En los seres humanos, el desarrollo de infecciones persistentes depende en cierta medida de la edad. Por ejemplo, la infección intrauterina por el virus del sarampión rubéola o el citomegalovirus (CMV) provoca una persistencia temporal del patógeno. La aparición de síntomas se asocia con la capacidad del feto para desarrollar respuestas inmunes al agente infeccioso.

Infección viral latente (oculta) . Si bien las infecciones persistentes van acompañadas de la liberación constante de poblaciones virales hijas, en las lesiones latentes se forman esporádicamente. El ciclo reproductivo de tales patógenos se ralentiza drásticamente en las últimas etapas y se activa bajo la influencia de diversos factores.

Las infecciones latentes son características de la mayoría de los herpesvirus y causan enfermedades recurrentes y generalmente no progresivas.

Infecciones inaparentes *de lat. in-, negation, + appareo, be+ se acompañan de circulación asintomática de pequeñas cantidades del patógeno en órganos individuales. En este caso, el patógeno solo puede identificarse mediante métodos especiales. Lo que distingue a estas lesiones de un portador asintomático es la alta probabilidad de manifestaciones clínicas. Este término se utiliza para una serie de infecciones en las que no hay signos evidentes de enfermedad. En la práctica de las infecciones virales en humanos, a menudo se utiliza el término alternativo "infección subclínica". En realidad, las infecciones latentes pueden considerarse infecciones crónicas dentro del dispositivo, en las que se establece un equilibrio entre el cuerpo y el patógeno.

Infección viral latente (criptogénica) - una forma de manifestación de una infección viral en la que el patógeno se encuentra en un estado inactivo en focos separados (por ejemplo, en los ganglios nerviosos). Clínicamente, la infección se manifiesta sólo cuando las defensas del cuerpo están muy debilitadas. Por ejemplo, el virus del herpes tipo 3, que causa la varicela durante la infección inicial, persiste en el cuerpo de por vida. La recurrencia de la enfermedad en forma de herpes zóster solo es posible con un estado inmunológico deteriorado (con mayor frecuencia en la vejez).

Infecciones virales lentas Se caracteriza por un largo período de incubación (meses y años), durante el cual el patógeno se multiplica, provocando daños tisulares cada vez más evidentes. Inicialmente, el patógeno se multiplica en un grupo limitado de células, pero gradualmente infecta a un número cada vez mayor de ellas. Las enfermedades terminan con el desarrollo de lesiones graves y la muerte del paciente. Las infecciones virales lentas incluyen panencefalitis esclerosante subaguda, infección por VIH, etc.

№ 19 Tipos de interacción virus-célula. Etapas de reproducción viral.
Tipos de interacción virus-célula. Hay tres tipos de interacción entre el virus y la célula: productiva, abortiva e integrativa.
tipo productivo- termina con la formación de una nueva generación de viriones y la muerte (lisis) de las células infectadas (forma citolítica). Algunos virus abandonan las células sin destruirlas (forma no citolítica).
tipo abortivo- no termina con la formación de nuevos viriones, ya que el proceso infeccioso en la célula se interrumpe en una de las etapas.
tipo integrativo, o virogenia- caracterizado por la incorporación (integración) del ADN viral en forma de provirus al cromosoma celular y su coexistencia conjunta (replicación conjunta).
Reproducción de virusSe lleva a cabo en varias etapas, reemplazándose sucesivamente entre sí: adsorción del virus en la célula; penetración del virus en la célula; “desnudar” el virus; biosíntesis de componentes virales en la célula; formación de virus; liberación de virus de la célula.
Adsorción.La interacción de un virus con una célula comienza con el proceso de adsorción, es decir, la unión de los virus a la superficie celular. Este es un proceso muy específico. El virus se adsorbe en determinadas zonas de la membrana celular, los llamados receptores. Los receptores celulares pueden tener una naturaleza química diferente, representando proteínas, componentes de carbohidratos de proteínas y lípidos, lípidos. El número de receptores específicos en la superficie de una célula varía de 10 4 a 10 5. En consecuencia, decenas e incluso cientos de partículas virales pueden quedar adsorbidas en la célula.
Penetración en la celda. Hay dos formas para que los virus animales ingresen a una célula: viropexia y fusión de la envoltura viral con la membrana celular. Con viropexis, después de la adsorción de virus, se produce la invaginación (invaginación) de una sección de la membrana celular y la formación de una vacuola intracelular, que contiene una partícula viral. La vacuola con el virus puede transportarse en cualquier dirección a diferentes partes del citoplasma o del núcleo celular. El proceso de fusión lo lleva a cabo una de las proteínas virales de superficie de la cápside o supercápside. Al parecer, ambos mecanismos de penetración del virus en la célula no se excluyen, sino que se complementan.
"Banda".El proceso de “desnudarse” implica quitar las capas protectoras del virus y liberar el componente interno del virus, que puede provocar un proceso infeccioso. El "desnudo" de los virus se produce gradualmente, en varias etapas, en determinadas zonas del citoplasma o núcleo de la célula, para lo cual la célula utiliza un conjunto de enzimas especiales. En el caso de la penetración del virus por fusión de la envoltura viral con la membrana celular, el proceso de penetración del virus en la célula se combina con la primera etapa de su "desnudez". Los productos finales del "desnudo" son el núcleo, la nucleocápside o el ácido nucleico del virus.
Biosíntesis de componentes virales. El ácido nucleico viral que ha entrado en la célula transporta información genética que compite con éxito con la información genética de la célula. Desorganiza el funcionamiento de los sistemas celulares, suprime el propio metabolismo de la célula y la obliga a sintetizar nuevas proteínas virales y ácidos nucleicos que se utilizan para formar descendencia viral.
La implementación de la información genética del virus se realiza de acuerdo con los procesos de transcripción, traducción y replicación.
Formación (ensamblaje) de virus. Los ácidos nucleicos y las proteínas virales sintetizados tienen la capacidad de "reconocerse" específicamente entre sí y, si su concentración es suficiente, se combinan espontáneamente como resultado de enlaces hidrofóbicos, salinos y de hidrógeno.
Existen los siguientes principios generales para ensamblar virus con diferentes estructuras:
1. La formación de virus es un proceso de varias etapas con la formación de formas intermedias;
2. El ensamblaje de virus ordenados de manera simple implica la interacción de moléculas de ácido nucleico viral con proteínas de la cápside y la formación de nucleocápsides (por ejemplo, virus de la polio). En los virus complejos, primero se forman las nucleocápsides, con las que interactúan las proteínas de la cubierta de la supercápside (por ejemplo, los virus de la influenza);
3. La formación de virus no se produce en el líquido intracelular, sino en las membranas nucleares o citoplasmáticas de la célula;
4. Los virus organizados de forma compleja durante el proceso de formación incluyen componentes de la célula huésped (lípidos, carbohidratos).
Salida de virus de la célula. Hay dos tipos principales de liberación de progenie viral de la célula. El primer tipo, el explosivo, se caracteriza por la liberación simultánea de una gran cantidad de virus. En este caso, la célula muere rápidamente. Este método de salida es típico de los virus que no tienen una supercápside. El segundo tipo está en ciernes. Es característico de los virus que tienen una capa de supercápside. En la etapa final de ensamblaje, las nucleocápsides de virus complejos se fijan en la membrana plasmática celular, se modifican con proteínas virales y la sobresalen gradualmente. Como resultado de la protrusión, se forma un "brote" que contiene una nucleocápside. Luego se separa el “brote” de la célula. Por lo tanto, la capa exterior de estos virus se forma cuando salen de la célula. Con este mecanismo, una célula puede producir un virus durante mucho tiempo, manteniendo en un grado u otro sus funciones básicas.
El tiempo necesario para completar el ciclo completo de reproducción del virus varía desde 5-6 horas (virus de la gripe, viruela, etc.) hasta varios días (virus del sarampión, adenovirus, etc.). Los virus resultantes son capaces de infectar nuevas células y pasar en ellas el ciclo de reproducción antes mencionado.

El proceso de reproducción viral se puede dividir en 2 fases. . La primera fase incluye 3 etapas.: 1) adsorción del virus en células sensibles; 2) penetración del virus en la célula; 3) desproteinización del virus . La segunda fase incluye las etapas de implementación del genoma viral.: 1) transcripción, 2) traducción, 3) replicación, 4) ensamblaje, maduración de partículas virales y 5) salida del virus de la célula.

La interacción de un virus con una célula comienza con el proceso de adsorción, es decir, con la unión del virus a la superficie celular.

Adsorción Es una unión específica de la proteína del virión (antirreceptor) a la estructura complementaria de la superficie celular: el receptor celular. Según su naturaleza química, los receptores sobre los que se fijan los virus pertenecen a dos grupos: mucoproteínas y lipoproteínas. Los virus de la influenza, parainfluenza y adenovirus se fijan en receptores de mucoproteínas. Los enterovirus, los virus del herpes y los arbovirus se adsorben en los receptores de lipoproteínas de la célula. La adsorción ocurre sólo en presencia de ciertos electrolitos, en particular iones Ca2+, que neutralizan el exceso de cargas aniónicas del virus y la superficie celular y reducen la repulsión electrostática de los virus. Los procesos iniciales de adsorción son de naturaleza inespecífica y son poco específicos. el resultado de la interacción electrostática de estructuras cargadas positiva y negativamente en la superficie del virus y la célula, y luego se produce una interacción específica entre la proteína de unión del virión y grupos específicos en la membrana plasmática de la célula. Los virus humanos y animales simples contienen proteínas de unión como parte de la cápside. En los virus complejos, las proteínas de unión forman parte de la supercápside. Pueden tener la forma de filamentos (fibras en los adenovirus) o espigas, estructuras parecidas a hongos en los virus mixo, retro, rabdo y otros. Inicialmente, se produce una conexión única del virión con el receptor (dicha unión es frágil) y la adsorción es reversible. Para que se produzca una adsorción irreversible, deben aparecer múltiples conexiones entre el receptor viral y el receptor celular, es decir, una unión multivalente estable. El número de receptores específicos en la superficie de una célula es 10 4 -10 5. Receptores de algunos virus, por ejemplo, arbovirus. están contenidos en las células de vertebrados e invertebrados; en el caso de otros virus, sólo en las células de una o más especies.

La penetración de virus humanos y animales en las células se produce de dos formas: 1) viropexis (pinocitosis); 2) fusión de la capa de la supercápside viral con la membrana celular. Los bacteriófagos tienen su propio mecanismo de penetración, la llamada jeringa, cuando, como resultado de la contracción del apéndice proteico del fago, se inyecta ácido nucleico en la célula.

La desproteinización del virus, la liberación del hemoma viral de las capas protectoras virales, se produce con la ayuda de enzimas virales o con la ayuda de enzimas celulares. Los productos finales de la desproteinización son ácidos nucleicos o ácidos nucleicos asociados con la proteína viral interna. Luego tiene lugar la segunda fase de reproducción viral, que conduce a la síntesis de componentes virales.

La transcripción es la reescritura de información del ADN o ARN de un virus en ARNm de acuerdo con las leyes del código genético.

La traducción es el proceso de traducir la información genética contenida en el ARNm en una secuencia específica de aminoácidos.

La replicación es el proceso de síntesis de moléculas de ácido nucleico homólogas al genoma viral.

La implementación de la información genética en los virus que contienen ADN es la misma que en las células:

Transcripción de ADN Proteína de traducción de i-ARN

Transcripción de ARN Proteína de traducción de i-ARN

Los virus con un genoma de ARN positivo (togavirus, picornavirus) carecen de transcripción:

Proteína de traducción de ARN

Los retrovirus tienen una forma única de transmitir información genética:

Transcripción inversa de ARN Transcripción de ADN Proteína de traducción de ARNm

El ADN se integra con el genoma de la célula huésped (provirus).

Una vez que la célula ha acumulado componentes virales, comienza la última etapa de la reproducción viral: el ensamblaje de partículas virales y la liberación de viriones de la célula. Los viriones salen de la célula de dos maneras: 1) "explotando" la célula, como resultado de lo cual la célula se destruye. Este camino es inherente a los virus simples (picorna-, reo-, papova- y adenovirus), 2) salen de las células por gemación. Inherente a los virus que contienen una supercápside. Con este método, la célula no muere inmediatamente y puede producir múltiples descendientes virales hasta que se agoten sus recursos.

Métodos de cultivo de virus.

Para cultivar virus en condiciones de laboratorio se utilizan los siguientes objetos vivos: 1) cultivos celulares (tejidos, órganos); 2) embriones de pollo; 3) animales de laboratorio.

Cultivo de células

Los más comunes son los cultivos celulares de una sola capa, que se pueden dividir en 1) primarios (principalmente tripsinizados), 2) semicontinuos (diploides) y 3) continuos.

Por origen se clasifican en organismos embrionarios, tumorales y de adultos; por morfogénesis- fibroblásticos, epiteliales, etc.

Primario Los cultivos celulares son células de cualquier tejido humano o animal que tienen la capacidad de crecer en forma de monocapa sobre una superficie de plástico o vidrio recubierta con un medio nutritivo especial. La vida útil de estos cultivos es limitada. En cada caso concreto, se obtienen a partir del tejido tras trituración mecánica, tratamiento con enzimas proteolíticas y estandarización del número de células. Los cultivos primarios obtenidos de riñones de mono, riñones de embriones humanos, amnios humano y embriones de pollo se utilizan ampliamente para el aislamiento y acumulación de virus, así como para la producción de vacunas virales.

Semipiel (o diploide ) cultivos celulares: células del mismo tipo, capaces de soportar hasta 50-100 pases in vitro, manteniendo su conjunto diploide de cromosomas original. Las cepas diploides de fibroblastos embrionarios humanos se utilizan tanto para el diagnóstico de infecciones virales como para la producción de vacunas virales.

Continuo Las líneas celulares se caracterizan por una inmortalidad potencial y un cariotipo heteroploide.

La fuente de líneas trasplantables pueden ser cultivos de células primarias (por ejemplo, SOC, PES, BHK-21, de los riñones de hámsteres sirios de un día de edad; PMS, del riñón de un conejillo de indias, etc.), células individuales de que muestran una tendencia a la reproducción infinita in vitro. El conjunto de cambios que conducen a la aparición de tales características en las células se denomina transformación, y las células de cultivos de tejidos continuos se denominan transformadas.

Otra fuente de líneas celulares trasplantables son las neoplasias malignas. En este caso, la transformación celular se produce in vivo. Las siguientes líneas de células trasplantadas se utilizan con mayor frecuencia en la práctica virológica: HeLa, obtenida del carcinoma de cuello uterino; Ner-2 - de carcinoma de laringe; Detroit-6: de la metástasis del cáncer de pulmón a la médula ósea; RH - de riñón humano.

Para el cultivo celular se necesitan medios nutritivos que, según su finalidad, se dividen en medios de crecimiento y de soporte. Los medios de crecimiento deben contener más nutrientes para asegurar la proliferación celular activa para formar una monocapa. Los medios de soporte sólo deben garantizar que las células sobrevivan en una monocapa ya formada durante la multiplicación de los virus en la célula.

Los medios sintéticos estándar, como los medios sintéticos 199 y los medios de Eagle, se utilizan ampliamente. Independientemente del propósito, todos los medios de cultivo celular se formulan utilizando una solución salina equilibrada. La mayoría de las veces es la solución de Hanks. Un componente integral de la mayoría de los medios de crecimiento es el suero sanguíneo animal (ternera, bovino, caballo), sin el cual entre el 5 y el 10% no se produce la reproducción celular ni la formación de monocapas. El suero no está incluido en los medios de mantenimiento.

Aislamiento de virus en cultivos celulares y métodos para su indicación.

Al aislar virus de diversos materiales infecciosos de un paciente (sangre, orina, heces, secreción mucosa, lavados de órganos), se utilizan cultivos celulares que son más sensibles al virus sospechoso. Para la infección, se utilizan cultivos en tubos de ensayo con una monocapa de células bien desarrollada. Antes de infectar las células, se retira el medio nutritivo y se añaden a cada tubo de ensayo 0,1-0,2 ml de una suspensión del material de ensayo, pretratado con antibióticos para destruir bacterias y hongos. Después de 30-60 min. Después del contacto del virus con las células, se elimina el exceso de material, se añade un medio de soporte al tubo de ensayo y se deja en un termostato hasta que se detectan signos de replicación del virus.

Un indicador de la presencia de un virus en cultivos de células infectadas puede ser:

1) el desarrollo de una degeneración celular específica: el efecto citopático del virus (CPE), que tiene tres tipos principales: degeneración de células redondas o pequeñas; formación de células gigantes multinucleadas: simplastos; desarrollo de focos de proliferación celular, que constan de varias capas de células;

2) detección de inclusiones intracelulares ubicadas en el citoplasma y núcleos de las células afectadas;

3) reacción de hamaglutinación positiva (RHA);

4) reacción de hemadsorción positiva (RHAds);

5) fenómeno de formación de placa: una monocapa de células infectadas por virus se cubre con una fina capa de agar con la adición de un indicador rojo neutro (fondo - rosa). En presencia de un virus, se forman zonas incoloras (“placas”) sobre el fondo de agar rosa de las células.

6) en ausencia de CPD o GA, se puede realizar una reacción de interferencia: el cultivo en estudio se reinfecta con el virus que causa la CPD. En un caso positivo, no habrá CPP (la reacción de interferencia es positiva). Si no había virus en el material de prueba, se observa CPE.

Aislamiento de virus en embriones de pollo.

Para estudios virológicos se utilizan embriones de pollo de 7 a 12 días.

Antes de la infección, se determina la viabilidad del embrión. Durante la ovoscopia, los embriones vivos son móviles y el patrón vascular es claramente visible. Los límites del saco aéreo se marcan con un simple lápiz. Los embriones de pollo se infectan en condiciones asépticas, utilizando instrumentos esterilizados, después de tratar previamente la cáscara sobre el espacio aéreo con yodo y alcohol.

Los métodos para infectar embriones de pollo pueden ser diferentes: aplicar el virus en la membrana corionalantoidea, en las cavidades amniótica y alantoidea, en el saco vitelino. La elección del método de infección depende de las propiedades biológicas del virus en estudio.

La indicación del virus en un embrión de pollo se hace por la muerte del embrión, una reacción de hemaglutinación positiva en vidrio con líquido alantoideo o amniótico y por lesiones focales (“placas”) en la membrana corionalantoidea.

III. Aislamiento de virus en animales de laboratorio.

Se pueden utilizar animales de laboratorio para aislar virus del material infeccioso cuando no se pueden utilizar sistemas más convenientes (cultivos celulares o embriones de pollo). Se alimentan principalmente de ratones blancos recién nacidos, hámsteres, cobayas y crías de rata. Los animales se infectan según el principio del citotropismo viral: los virus neumotrópicos se inyectan por vía intranasal, los virus neurotrópicos (por vía intracerebral, los virus dermatotrópicos) en la piel.

La indicación del virus se basa en la aparición de signos de enfermedad en los animales, su muerte, cambios patomorfológicos e histológicos en tejidos y órganos, así como una reacción positiva de hemaglotinación con extractos de órganos.

Virus abstractos

Los virus juegan un papel importante en la vida humana. Son los agentes causantes de una serie de enfermedades peligrosas: viruela, hepatitis, encefalitis, rubéola, rabia, gripe, etc.

En 1892, el científico ruso D.I. Ivanovsky describió las propiedades inusuales del agente causante de la enfermedad del tabaco: el mosaico del tabaco. Este patógeno pasó a través de filtros bacterianos y, además, no creció en medios nutritivos artificiales. Así, las plantas de tabaco sanas podrían infectarse con un filtrado libre de células del jugo de una planta enferma.

Cuántos años después se descubrió el agente causante de la fiebre aftosa, que también pasó por filtros bacterianos.

En 1898, Beijerinck acuñó la nueva palabra "virus" (del latín veneno) para indicar la naturaleza infecciosa de ciertos líquidos vegetales filtrados.

En 1917, F. d'Herrel descubrió un bacteriófago, un virus que infecta las bacterias.. Sin embargo, durante mucho tiempo la estructura del virus siguió siendo un misterio para los científicos. Por eso, los virus estuvieron entre los primeros objetos examinados con el microscopio electrónico inmediatamente después de su descubrimiento en los años 30.

Diferencias entre virus y otros organismos:

1. Los virus son los organismos más pequeños. (en promedio son 50 veces más pequeñas que las bacterias), no se pueden ver con un microscopio óptico. 30-300 nm.

2. Los virus no tienen estructura celular. Si consideramos la estructura celular como un signo obligatorio de vida, entonces los virus no están vivos. Sin embargo, poseen material genético y son capaces de autorreproducirse. Se supone que los virus son material genético que una vez escapó de una célula y conservó la capacidad de reproducirse al regresar al entorno celular.

3. Los virus sólo pueden reproducirse dentro de una célula viva y no son organismos independientes.

4. Los virus constan de una pequeña molécula de ácido nucleico (ADN o ARN) y están rodeados por una capa de proteína.

5. A diferencia de los organismos celulares, los virus no pueden sintetizar proteínas por sí solos. El virus introduce solo su ácido nucleico en la célula, lo que desactiva el ADN del huésped y le da a la célula la orden de sintetizar las proteínas que necesita (para el ensamblaje y liberación de nuevas copias del virus).

Estructura de los virus

Una partícula viral, también llamada virión, consta de un ácido nucleico (ADN o ARN) rodeado por una cubierta proteica. Este caparazón se llama cápside. La cápside consta de subunidades: capsómeros. Cápside con ácido nucleico – nucleocápside- puede estar desnudo o tener un caparazón adicional ( virus de la influenza y el herpes).

Los virus más simples, como el virus del mosaico del tabaco, tienen sólo una cápside proteica. La estructura del virus de las verrugas y los adenovirus es similar..

Las partículas virales pueden tener forma de varilla, filamentosas o poliedro.

Interacción virus-célula

1. Reconocimiento por el virus de su célula. Como regla general, la entrada del virus va precedida de su unión a una proteína receptora especial en la superficie celular.

2. Adsorción: unión del virión a la superficie celular. La unión se realiza mediante proteínas especiales en la superficie de la partícula viral, que reconocen el receptor correspondiente en la superficie celular.. Como la llave de una cerradura.

3. Penetración a través de la membrana. La sección de la membrana a la que se ha adherido el virus se sumerge en el citoplasma y se convierte en una vacuola, que luego puede fusionarse con el núcleo.

4. “Desnudarse”: liberación de la cápside. Ocurre en la superficie celular o como resultado de la destrucción de la cápside por enzimas celulares en el citoplasma.

5. Copia (reduplicación) de ácido nucleico viral.

6. Síntesis de proteínas virales.

7. Ensamblaje de viriones en el núcleo o citoplasma.

8. Salida de viriones de la célula. Para algunos virus, esto ocurre por "explosión", como resultado de lo cual se altera la integridad de la célula y ésta muere. Otros virus se liberan de forma que recuerda a la gemación. En este caso, las células huésped pueden mantener su viabilidad durante mucho tiempo. Los viriones se liberan de la célula a diferentes velocidades. En algunos tipos de infección, los viriones pueden permanecer dentro de la célula durante bastante tiempo sin destruirla.

virus bacterianos

Virus que atacan a las bacterias. , se llaman bacteriófagos o simplemente fagos.

Estructura de los bacteriófagos. estudiado principalmente utilizando el fago T como ejemplo Eccherichia coli(colifago). El colifago consta de una cabeza y una cola poliédricas. La cabeza está formada por capsómeros y contiene ADN en su interior. La cola tiene una estructura compleja y consta de una varilla hueca, una vaina contráctil que la rodea y una placa basal con espinas y filamentos (necesaria para la adsorción en la célula huésped).

Penetración de un bacteriófago en una célula.

Las gruesas paredes celulares de las bacterias no permiten que el virus ingrese al citoplasma, como cuando infecta células animales. Por lo tanto, el bacteriófago inserta una varilla hueca en la célula y a través de ella expulsa el ácido nucleico ubicado en la cabeza.

Descubrimiento de virus por D. I. Ivanovsky en 1892 sentó las bases para el desarrollo de la ciencia de la virología. Su desarrollo más rápido se vio facilitado por la invención del microscopio electrónico y el desarrollo de un método para cultivar microorganismos en cultivos celulares.

Actualmente, la virología es una ciencia en rápido desarrollo, debido a varias razones:

El papel principal de los virus en la patología infecciosa humana (ejemplos: virus de la influenza, virus de la inmunodeficiencia humana del VIH, citomegalovirus y otros virus del herpes) en el contexto de una ausencia casi total de quimioterapia específica;

El uso de virus para resolver muchas cuestiones fundamentales en biología y genética.

Propiedades básicas de los virus (y plásmidos), en lo que se diferencian del resto del mundo vivo.

1. Dimensiones ultramicroscópicas (medidas en nanómetros). Los virus grandes (virus de la viruela) pueden alcanzar tamaños de 300 nm, los pequeños, de 20 a 40 nm. 1 mm = 1000 µm, 1 µm = 1000 nm.

3. Los virus no son capaces de crecer ni de fisión binaria.

4. Los virus se reproducen reproduciéndose en una célula huésped infectada utilizando su propio ácido nucleico genómico.

6. El hábitat de los virus son las células vivas: bacterias (estos son virus bacterianos o bacteriófagos), células vegetales, animales y humanas.

Todos los virus existen en dos formas cualitativamente diferentes: extracelular - virión e intracelular - virus. La taxonomía de estos representantes del microcosmos se basa en las características de los viriones, la fase final del desarrollo del virus.

Estructura (morfología) de los virus.

1. genoma del virus forman ácidos nucleicos, representados por moléculas de ARN monocatenario (en la mayoría de los virus de ARN) o moléculas de ADN de doble cadena (en la mayoría de los virus de ADN).

2. cápside- una cubierta proteica en la que se empaqueta el ácido nucleico genómico. La cápside consta de subunidades proteicas idénticas: capsómeros. Hay dos formas de empaquetar capsómeros en una cápside: helicoidal (virus helicoidales) y cúbica (virus esféricos).

Con simetría espiral Las subunidades proteicas están dispuestas en espiral, y entre ellas, también en espiral, se dispone el ácido nucleico genómico (virus filamentosos). Con tipo cúbico de simetría. Los viriones pueden tener forma de poliedros, con mayor frecuencia (veinte hedras). Icosaedros.

3. Los virus diseñados de forma sencilla sólo tienen nucleocápside, es decir, el complejo del genoma con la cápside se denomina "desnudo".

4. Otros virus tienen una cubierta similar a una membrana adicional en la parte superior de la cápside, adquirida por el virus en el momento de salir de la célula huésped. supercápside. Estos virus se denominan "vestidos".

Además de los virus, existen formas de agentes organizados aún más simples que pueden transmitirse: plásmidos, viroides y priones.

Las principales etapas de interacción del virus con la célula huésped.

1. La adsorción es un mecanismo desencadenante asociado con la interacción. específico receptores del virus y del huésped (en el virus de la influenza - hemaglutinina, en el virus de la inmunodeficiencia humana - glicoproteína gp 120).

2. Penetración: por fusión de la supercápside con la membrana celular o por endocitosis (pinocitosis).

3. Liberación de ácidos nucleicos: "desnudo" de la nucleocápside y activación del ácido nucleico.

4. Síntesis de ácidos nucleicos y proteínas virales, es decir subordinación de los sistemas de la célula huésped y su trabajo para la reproducción del virus.

5. Ensamblaje del virión: asociación de copias replicadas de ácido nucleico viral con proteína de la cápside.

6. Salida de partículas virales de la célula, adquisición de supercápside por virus envueltos.

Resultados de la interacción entre virus y células huésped.

1. proceso de aborto- cuando las células están libres del virus:

cuando esta infectado defectuoso un virus cuya replicación requiere un virus auxiliar; la replicación independiente de estos virus es imposible (los llamados virusoides). Por ejemplo, el virus de la hepatitis delta (D) puede replicarse sólo en presencia del virus de la hepatitis B, su Hbs (antígeno, virus adenoasociado) en presencia de un adenovirus);

Cuando un virus infecta células que son genéticamente insensibles a él;

Cuando células sensibles se infectan con un virus en condiciones no permisivas.

2. Proceso productivo- replicación (producción) de virus:

- muerte (lisis) de células(efecto citopático): el resultado de la reproducción intensiva y la formación de una gran cantidad de partículas virales, un resultado característico del proceso productivo causado por virus con alta citopatogenicidad. El efecto citopático de muchos virus sobre los cultivos celulares tiene una naturaleza específica bastante reconocible;

- interacción estable, que no conduce a la muerte celular (infecciones persistentes y latentes), la llamada Transformación viral de una célula.

3. Proceso integrativo- integración del genoma viral con el genoma de la célula huésped. Esta es una versión especial de un proceso productivo similar a la interacción estable. El virus se replica junto con el genoma de la célula huésped y puede permanecer latente durante mucho tiempo. Sólo los virus de ADN pueden integrarse en el genoma de ADN del huésped (el principio de “ADN dentro de ADN”). Los únicos virus de ARN que pueden integrarse en el genoma de la célula huésped son los retrovirus, que tienen un mecanismo especial para ello. La peculiaridad de su reproducción es la síntesis de ADN de provirus a partir de ARN genómico utilizando la enzima transcriptasa inversa, seguida de la integración del ADN en el genoma del huésped.

Métodos básicos de cultivo de virus.

1. En el cuerpo de animales de laboratorio.

2. En embriones de pollo.

3. En cultivos celulares: el método principal.

Tipos de cultivos celulares

1. Cultivos primarios (tripsinizados)- fibroblastos de embrión de pollo (CHF), fibroblastos humanos (CHF), células renales de varios animales, etc. Los cultivos primarios se obtienen a partir de células de diversos tejidos, con mayor frecuencia mediante trituración y tripsinización, y se utilizan una vez, es decir, siempre es necesario. tener los órganos o tejidos adecuados.

2. Líneas celulares diploides Adecuado para dispersión y crecimiento repetidos, generalmente no más de 20 pases (pierden sus propiedades originales).

3. Líneas interconectadas(cultivos heteroploides), capaces de dispersión y trasplante repetidos, es decir, pases múltiples, son los más convenientes en el trabajo virológico, por ejemplo, líneas de células tumorales Hela, Hep, etc.

Medios nutritivos especiales para cultivos celulares.

Se utilizan una variedad de medios nutritivos virológicos sintéticos de composición compleja, incluido un gran conjunto de diferentes factores de crecimiento: medio 199, Igla, solución de Hanks, hidrolizado de lactoalbúmina. Se añaden a los medios estabilizadores de pH (Hepes), suero sanguíneo de diversos tipos (el suero fetal de ternera se considera el más eficaz), L-cisteína y L-glutamina.

Dependiendo del uso funcional del entorno, puede haber altura(con un alto contenido de suero sanguíneo): se utilizan para cultivar cultivos celulares antes de agregar muestras virales, y apoyo(con menos contenido de suero o sin suero) - para mantener cultivos de células infectadas por virus.

Manifestaciones detectables de infección viral de cultivos celulares.

1. Efecto citopático.

2. Identificación de organismos de inclusión.

3. Detección de virus mediante anticuerpos fluorescentes (MFA), microscopía electrónica, autorradiografía.

4. Prueba de color. El color habitual de los medios de cultivo utilizados, que contienen rojo de fenol como indicador de pH, en condiciones óptimas de cultivo celular (pH de aproximadamente 7,2) es el rojo. La proliferación celular cambia el pH y, en consecuencia, el color del medio de rojo a amarillo debido a un cambio del pH hacia el lado ácido. Cuando los virus se multiplican en cultivos celulares, se produce la lisis celular y el pH y el color del medio no cambian.

5. Detección de hemaglutinina viral: hemadsorción, hemaglutinación.

6. Método de la placa (formación de placa). Como resultado del efecto citolítico de muchos virus sobre los cultivos celulares, se forman zonas de muerte celular masiva. Se identifican placas: colonias virales "células negativas".

Nomenclatura de virus.

El nombre de la familia de virus termina en "viridae", el género - "virus", generalmente se usan nombres especiales para las especies, por ejemplo, virus de la rubéola, virus de la inmunodeficiencia humana - VIH, virus de la parainfluenza humana tipo 1, etc.

Virus bacterianos (bacteriófagos)

El hábitat natural de los fagos es una célula bacteriana, por lo que los fagos se distribuyen por todas partes (por ejemplo, en las aguas residuales). Los fagos tienen características biológicas que también son características de otros virus.

El tipo de fagos más morfológicamente común se caracteriza por la presencia de una cabeza: un icosaedro, un proceso (cola) con simetría en espiral (a menudo tiene una varilla hueca y una vaina contráctil), espinas y procesos (filamentos), es decir, son Su apariencia recuerda un poco a un espermatozoide.

La interacción de los fagos con una célula (bacteria) es estrictamente específica, es decir, los bacteriófagos solo pueden infectar ciertas especies y fagotipos bacterias.

Principales etapas de interacción entre fagos y bacterias.

1. Adsorción (interacción de receptores específicos).

2. La introducción de ADN viral (inyección de fagos) se lleva a cabo lisando una sección de la pared celular con sustancias como la lisozima, contrayendo la vaina, empujando la varilla de la cola a través de la membrana citoplasmática hacia el interior de la célula e inyectando ADN en el citoplasma. .

3. Reproducción de fagos.

4. Salida de poblaciones hijas.

Propiedades básicas de los fagos.

Distinguir fagos virulentos, capaz de provocar una forma productiva del proceso, y fagos templados, causando infección por fagos reductores (reducción de fagos). En el último caso, el genoma del fago en la célula no se replica, sino que se introduce (integra) en el cromosoma de la célula huésped (ADN en ADN), el fago se convierte en profago Este proceso se llama lisogenia. Si, como resultado de la introducción de un fago en el cromosoma de una célula bacteriana, adquiere nuevas características hereditarias, esta forma de variabilidad bacteriana se denomina conversión lisogénica (fago). Una célula bacteriana que lleva un profago en su genoma se llama lisogénica, ya que el profago, si se altera la síntesis de una proteína represora especial, puede entrar en el ciclo de desarrollo lítico y provocar una infección productiva con lisis de la bacteria.

Los fagos templados son importantes en el intercambio de material genético entre bacterias. en transducción(una de las formas de intercambio genético). Por ejemplo, sólo el agente causante de la difteria tiene la capacidad de producir exotoxina, en cuyo cromosoma está integrado un profago moderado que lleva operón tox, responsable de la síntesis de la exotoxina diftérica. La toxina de fagos templados provoca la conversión lisogénica del bacilo de la difteria no toxigénico en uno toxigénico.

Según su espectro de acción sobre las bacterias, los fagos se dividen en:

Polivalente (lisis de bacterias estrechamente relacionadas, como la salmonella);

Monovalente (lisis de bacterias de una especie);

Específico de tipo (lisis solo ciertos productos fagos del patógeno).

En medios sólidos, los fagos se detectan con mayor frecuencia mediante una prueba puntual (formación de una mancha negativa durante el crecimiento de la colonia) o el método de la capa de agar (titulación de Gracia).

Uso práctico de los bacteriófagos.

1. Para identificación (determinación de fagotipo).

2. Para la profilaxis con fagos (detener brotes).

3. Para terapia con fagos (tratamiento de la disbacteriosis).

4. Evaluar el estado sanitario del medio ambiente y análisis epidemiológico.