Vīrusa un šūnas mijiedarbības veidi. Produktīvs vīrusa-šūnu mijiedarbības veids

Viriona mijiedarbība ar dzīvu šūnu notiek vairākos posmos.

IN sākotnējais (sagatavošanās) periods Virions pievienojas šūnai, iekļūst tajā, pēc tam tiek iznīcināts viriona proteīna apvalks, atbrīvojot nukleīnskābi.

Nāk slēptais (latents) periods vīrusu infekcija, kuras laikā vīrusa daļiņu klātbūtni inficētajā šūnā nevar noteikt ne ar kādām metodēm – šķiet, ka mātes virions pazūd. Šajā periodā šūnā nonākusī vīrusa nukleīnskābe organizē pēcnācēju vīrusu komponentu sintēzi, šim nolūkam izmantojot saimnieka enzīmu sistēmu. Reprodukcijas cikls beidzas ar meitas virionu veidošanos un to atbrīvošanu no šūnas ( pēdējais periods ).

Vienkāršākas baktērijas pašas nav spējīgas uztvert daļiņas no vides. Tāpēc bakteriofāgiem ir īpašas ierīces blīvas baktēriju sienas pārvarēšanai. Astes galā ir īpašs ferments, kas izšķīdina baktēriju membrānu. Pēc tam astes mikroskopiskie “muskuļi” saraujas un fāga nukleīnskābe tiek “injicēta” šūnā, it kā ar šļirci.

Rezultātā fāga proteīna apvalks paliek uz šūnas virsmas, un šūnā nonāk tikai nukleīnskābe.

Vīrusu nukleīnskābes veic programmu jaunu vīrusu pēcnācēju radīšanai šūnā. Tas ir pierādīts ar oriģināliem eksperimentiem. Bija iespējams sadalīt vīrusus to sastāvdaļās - olbaltumvielās un nukleīnskābēs. Izrādījās, ka šūnu infekcija un vīrusu savairošanās notika tikai pēc tam, kad šūnām tika pievienota vīrusa nukleīnskābe. Citiem vārdiem sakot, vīrusu nukleīnskābes pašas var izraisīt vīrusu vairošanos, t.i., tām piemīt infekciozas īpašības. Citā eksperimentā divi vīrusi tika sadalīti to sastāvdaļās un pēc tam “apģērbti”: viena vīrusa nukleīnskābe tika “ietērpta” otra čaulā. Iegūtie hibrīdi inficēja jutīgās šūnas. Tika atklāts, ka abi “slēptie” vīrusi spēj vairoties, un iegūtie pēcnācēji vienmēr ir līdzīgi vīrusam, kura nukleīnskābi saturēja hibrīds.

Šūnā nonākusī vīrusa nukleīnskābe kontrolē visus vīrusa vairošanās procesus. Pirmkārt, tas liek šūnai sintezēt tā sauktos agrīnos proteīnus, kas nomāc pašas šūnas vielmaiņu un nodrošina meitas daļiņu nukleīnskābju sintēzi. To veidošanās notiek sākotnējās nukleīnskābes paškopēšanas rezultātā. Vīrusa nukleīnskābē esošā ģenētiskā informācija nosaka proteīnu sastāvu, no kuriem tiek veidotas tā saukto vēlo proteīnu meitas daļiņas. DNS saturošajos vīrusos šī informācija tiek realizēta šūnai parastajā veidā: uz DNS tiek sintezēta informatīvā RNS (transkripcija), kas kontrolē turpmāko proteīnu biosintēzi (translāciju). Daudzu RNS saturošu vīrusu nukleīnskābe apvieno gan ģenētiskās, gan informatīvās funkcijas: RNS piedalās gan replikācijā, gan translācijā (nukleīnskābju un vīrusa proteīna reprodukcijā). Daudzos vīrusos olbaltumvielu apvalku un iekšējā satura uzbūve notiek atsevišķi. Šūna “uzkrāj” atsevišķas daļas, kuras pēc tam tiek apvienotas, veidojot vīrusu daļiņas. Kad inficētajā šūnā ir uzkrājies pietiekams skaits “sagatavju” nākotnes vīrusu daļiņām, sākas sava veida detaļu salikšana (kompozīcija). Šis process parasti notiek netālu no šūnas membrānas, kas tajā piedalās. Vīrusa daļiņa bieži satur vielas, kas

raksturīga šūnai, kurā vīruss vairojas. Piemēram, gripas vīrusam vīrusa daļiņas veidošanās pēdējais posms ir sava veida apņemšana ar šūnu membrānas slāni. Tas ir, šūna ne tikai “baro” un “laista” vīrusu, bet arī “apģērb” tos ardievas. Pēdējais vīrusa un šūnas mijiedarbības posms parasti ir īslaicīgs. Iegūtās pilnvērtīgās vīrusu daļiņas ātri iziet ārējā vidē. Pēcnācēju veidošanās bakteriofāgos notiek ļoti unikālā veidā. Parasti to pavada baktēriju šūnu izšķīšana (līze) īpaša enzīma iedarbībā, kas šūnā uzkrājas paralēli fāga reprodukcijai un noved pie tā iznīcināšanas un nāves. Zem mikroskopa jūs varat skaidri redzēt, kā tas notiek. Reizēm baktērijas it kā uzsprāgst, citos gadījumos baktērijā veidojas bedre (vidū ​​vai vienā no galiem), pa kuru izplūst tās saturs. No vienas mirušas baktērijas var izdalīties līdz pat vairākiem simtiem jaunu fāgu daļiņu. Fāgu reprodukcijas process turpinās, līdz tiek iznīcinātas visas pret šo fāgu jutīgās baktērijas. Baku, poliomielīta un encefalīta vīrusus raksturo arī strauja simtiem un dažreiz tūkstošiem meitas virionu izdalīšanās vidē. Citi cilvēku un dzīvnieku vīrusi (herpes vīruss, cūciņa vīruss, reovīruss) atstāj šūnas, kad tās nobriest. Šiem vīrusiem izdodas pabeigt vairākus vairošanās ciklus, pirms šūnas mirst, pakāpeniski noplicinot šūnu sintētiskos resursus un izraisot to iznīcināšanu. Dažos gadījumos V. var uzkrāties šūnu iekšienē, veidojot kristāliem līdzīgas kopas (V. trakumsērgas, adenovīrusi utt.), ko sauc par ieslēguma ķermeņiem.

Ar gripu, trakumsērgu, psitakozi, bakām šādi ķermeņi ir atrodami šūnu citoplazmā, ar pavasara-vasaras encefalītu, dzelteno drudzi, herpes un poliomielītu - kodolā; Dažās infekcijās ieslēguma ķermeņi tika atrasti gan kodolā, gan citoplazmā. Pēdējo gadu pētījumi liecina, ka vairumā gadījumu šie ieslēgumi ir vīrusa kolonijas, un to veidošanās ir dabiska noteiktā infekcijas izraisītāju vairošanās stadijā. Augstā intracelulāro ieslēgumu specifika vīrusu slimībās ļauj izmantot šo zīmi diagnostikai. Piemēram, smadzeņu nervu šūnās atrodamie citoplazmas ieslēgumi (tā sauktie Negri ķermeņi) ir galvenā trakumsērgas liecība, un specifiski apaļi vai ovāli veidojumi (tā dēvētie Guarnieri ķermeņi), kas atrodami epitēlija šūnās, liecina par bakām. Ieslēgumi ir aprakstīti arī encefalīta, mugurkaula paralīzes, mutes un nagu sērgas un citu slimību gadījumos. Augu vīrusi veido ļoti savdabīgus ieslēgumus, kuriem ir kristāliska forma. Tas ir, vīrusu vairošanās notiek īpašā, nesalīdzināmā veidā. Pirmkārt, vīrusu daļiņas iekļūst šūnās un tiek atbrīvotas vīrusu nukleīnskābes. Pēc tam tiek sagatavota informācija par turpmākajām vīrusu daļiņām. Reprodukcija beidzas ar jaunu vīrusu daļiņu savākšanu un izplatīšanos vidē. Jebkuru no šiem posmiem zaudējot, tiek izjaukts normāls cikls un vai nu tiek pilnībā nomākta V. reprodukcija, vai parādās nepilnvērtīgi pēcnācēji.

Galvenie vīrusa un saimniekšūnas mijiedarbības posmi.

1. Adsorbcija - sprūda mehānisms, kas saistīts ar specifisku vīrusa un saimniekorganisma receptoru mijiedarbību (gripas vīrusā - hemaglutinīns, cilvēka imūndeficīta vīrusā - glikoproteīns gp 120).

2. Iespiešanās - superkapsīda saplūšanas rezultātā ar šūnu membrānu vai endocitozes (pinocitozes) rezultātā.

3. Nukleīnskābju izdalīšanās - ―nukleokapsīda izģērbšana un nukleīnskābes aktivizēšana.

4. Nukleīnskābju un vīrusu proteīnu sintēze , t.i. saimniekšūnu sistēmu pakļaušana un to darbs vīrusa reprodukcijā.

5. Viriona montāža - vīrusu nukleīnskābes replicētu kopiju saistība ar kapsīda proteīnu.

6. Vīrusu daļiņu izvadīšana no šūnas , superkapsīda iegūšana ar apvalku vīrusiem.

Vīrusu infekcijas formas.

Makroorganisma līmenī galvenās vīrusu bojājumu formas būtiski neatšķiras no tām, kas novērotas, kad atsevišķas šūnas tiek inficētas ar vīrusiem.

Produktīva vīrusu infekcija ar meitas populāciju veidošanos un raksturīgām klīniskām izpausmēm ir iespējama tikai tad, ja inficētajā ķermenī ir jutīgas šūnas, kurās tiek veikts patogēna reproduktīvais cikls. Piemēram, poliomielīta patogēns var vairoties tikai primātu un cilvēku kuņģa-zarnu trakta un centrālās nervu sistēmas šūnās.

Aborta infekcija attīstās, patogēnam iekļūstot nejutīgās šūnās (piemēram, govju leikēmijas vīrusam nokļūstot cilvēka organismā) vai šūnās, kas nespēj nodrošināt pilnu reproduktīvo ciklu (piemēram, tajās, kas atrodas šūnu cikla G0 stadijā). Šūnu spēja uzturēt vīrusam raksturīgus reproduktīvos procesus nomāc arī IFN, kura pretvīrusu iedarbība ir vērsta pret visdažādākajiem vīrusiem.

Pastāvīga vīrusu infekcija rodas šādas mijiedarbības laikā starp vīrusu un inficēto šūnu, kad pēdējā turpina pildīt savas šūnu funkcijas. Ja inficētās šūnas dalās, veidojas inficēts klons. Tādējādi inficēto šūnu skaita palielināšanās veicina kopējās patogēna populācijas pieaugumu organismā. Tomēr pastāvīgas vīrusu infekcijas parasti pasliktina šūnu funkcijas, galu galā izraisot klīniskas izpausmes. Cilvēkiem pastāvīgu infekciju attīstība zināmā mērā ir atkarīga no vecuma. Piemēram, intrauterīnā infekcija ar masaliņu masalu vīrusu vai citomegalovīrusu (CMV) izraisa patogēna noturību uz laiku. Simptomu parādīšanās ir saistīta ar augļa spēju attīstīt imūnās atbildes reakcijas pret infekcijas izraisītāju.

Latenta (slēpta) vīrusu infekcija . Kamēr pastāvīgas infekcijas pavada pastāvīga meitas vīrusu populāciju izdalīšanās, latentos bojājumos tās veidojas sporādiski. Šādu patogēnu reproduktīvais cikls vēlākos posmos strauji palēninās un tiek aktivizēts dažādu faktoru ietekmē.

Latentas infekcijas ir raksturīgas lielākajai daļai herpesvīrusu, kas izraisa atkārtotas un parasti neprogresējošas slimības.

Neatbilstošas ​​infekcijas *no lat. in-, noliegums, + appareo, be+ pavada asimptomātiska neliela daudzuma patogēna cirkulācija atsevišķos orgānos. Šajā gadījumā patogēnu var noteikt tikai ar īpašām metodēm. Tas, kas atšķir šādus bojājumus no asimptomātiskas pārvadāšanas, ir liela klīnisko izpausmju iespējamība. Šo terminu lieto attiecībā uz vairākām infekcijām, kurām nav acīmredzamu slimības pazīmju. Vīrusu infekciju praksē cilvēkiem bieži lieto alternatīvu terminu “subklīniska infekcija”. Faktiski latentās infekcijas var uzskatīt par hroniski notiekošām infekcijām ierīcē, kurās tiek izveidots līdzsvars starp ķermeni un patogēnu.

Mierīga (kriptogēna) vīrusu infekcija - vīrusu infekcijas izpausmes forma, kurā patogēns atrodas neaktīvā stāvoklī atsevišķos perēkļos (piemēram, nervu ganglijās). Klīniski infekcija izpaužas tikai tad, ja organisma aizsargspējas ir strauji novājinātas. Piemēram, 3. tipa herpes vīruss, kas sākotnējās inficēšanās laikā izraisa vējbakas, organismā saglabājas visu mūžu. Slimības atkārtošanās herpes zoster formā ir iespējama tikai ar pavājinātu imūno stāvokli (visbiežāk vecumdienās).

Lēnas vīrusu infekcijas ko raksturo ilgs inkubācijas periods (mēneši un gadi), kura laikā patogēns vairojas, izraisot arvien acīmredzamākus audu bojājumus. Sākotnēji patogēns vairojas ierobežotā šūnu grupā, bet pakāpeniski inficē arvien lielāku skaitu. Slimības beidzas ar smagu bojājumu attīstību un pacienta nāvi. Lēnas vīrusu infekcijas ietver subakūtu sklerozējošu panencefalītu, HIV infekciju utt.

№ 19 Vīrusu un šūnu mijiedarbības veidi. Vīrusu reprodukcijas stadijas.
Vīrusu un šūnu mijiedarbības veidi. Starp vīrusu un šūnu ir trīs mijiedarbības veidi: produktīva, abortīva un integrējoša.
Produktīvs veids- beidzas ar jaunas virionu paaudzes veidošanos un inficēto šūnu nāvi (līzi) (citolītiskā forma). Daži vīrusi atstāj šūnas, tās neiznīcinot (necitolītiskā forma).
Abortīvs veids- nebeidzas ar jaunu virionu veidošanos, jo infekcijas process šūnā tiek pārtraukts vienā no posmiem.
Integratīvais veids, vai virogenitāte- ko raksturo vīrusa DNS iekļaušana (integrācija) provīrusa veidā šūnu hromosomā un to kopīga līdzāspastāvēšana (locītavas replikācija).
Vīrusu pavairošanaveic vairākos posmos, secīgi aizstājot viens otru: vīrusa adsorbcija uz šūnas; vīrusa iekļūšana šūnā; vīrusa “izģērbšana”; vīrusu komponentu biosintēze šūnā; vīrusu veidošanās; vīrusu izdalīšanās no šūnas.
Adsorbcija.Vīrusa mijiedarbība ar šūnu sākas ar adsorbcijas procesu, t.i., vīrusu pieķeršanos šūnas virsmai. Tas ir ļoti specifisks process. Vīruss adsorbējas uz noteiktiem šūnu membrānas apgabaliem – tā sauktajiem receptoriem. Šūnu receptoriem var būt atšķirīgs ķīmiskais raksturs, kas pārstāv olbaltumvielas, olbaltumvielu un lipīdu ogļhidrātu sastāvdaļas, lipīdus. Specifisko receptoru skaits uz vienas šūnas virsmas svārstās no 10 4 līdz 10 5. Līdz ar to uz šūnas var adsorbēties desmitiem un pat simtiem vīrusu daļiņu.
Iekļūšana šūnā. Ir divi veidi, kā dzīvnieku vīrusi var iekļūt šūnā: viropeksija un vīrusa apvalka saplūšana ar šūnas membrānu. Ar viropeksi pēc vīrusu adsorbcijas notiek šūnu membrānas sekcijas invaginācija (invaginācija) un intracelulāra vakuola veidošanās, kas satur vīrusa daļiņu. Vakuolu ar vīrusu var transportēt jebkurā virzienā uz dažādām citoplazmas vai šūnas kodola daļām. Sapludināšanas procesu veic viens no kapsīda vai superkapsīda apvalka virsmas vīrusu proteīniem. Acīmredzot abi vīrusa iekļūšanas šūnā mehānismi neizslēdz, bet gan papildina viens otru.
"Sloksne".“Izģērbšanās” process ietver aizsargājošo vīrusu apvalku noņemšanu un vīrusa iekšējās sastāvdaļas atbrīvošanu, kas var izraisīt infekcijas procesu. Vīrusu “izģērbšanās” notiek pakāpeniski, vairākos posmos noteiktos šūnas citoplazmas vai kodola apgabalos, kam šūna izmanto īpašu enzīmu komplektu. Vīrusa iespiešanās gadījumā, saplūstot vīrusa apvalku ar šūnas membrānu, vīrusa iekļūšanas šūnā process tiek apvienots ar tās “izģērbšanās” pirmo posmu. "Izģērbšanās" galaprodukti ir vīrusa kodols, nukleokapsīds vai nukleīnskābe.
Vīrusu komponentu biosintēze. Šūnā nonākusī vīrusa nukleīnskābe nes ģenētisko informāciju, kas veiksmīgi konkurē ar šūnas ģenētisko informāciju. Tas dezorganizē šūnu sistēmu darbību, nomāc pašas šūnas vielmaiņu un liek tai sintezēt jaunus vīrusu proteīnus un nukleīnskābes, kas tiek izmantotas vīrusu pēcnācēju veidošanai.
Vīrusa ģenētiskās informācijas ieviešana tiek veikta saskaņā ar transkripcijas, translācijas un replikācijas procesiem.
Vīrusu veidošanās (montāža). Sintezētajām vīrusu nukleīnskābēm un olbaltumvielām piemīt spēja specifiski “atpazīt” viena otru un, ja to koncentrācija ir pietiekama, tās spontāni apvienojas hidrofobo, sāls un ūdeņraža saišu rezultātā.
Ir šādi vispārīgi principi dažādu struktūru vīrusu montāžai:
1. Vīrusu veidošanās ir daudzpakāpju process ar starpformu veidošanos;
2. Vienkārši sakārtotu vīrusu montāža ietver vīrusu nukleīnskābju molekulu mijiedarbību ar kapsīdu proteīniem un nukleokapsīdu veidošanos (piemēram, poliomielīta vīrusi). Sarežģītos vīrusos vispirms veidojas nukleokapsīdi, ar kuriem mijiedarbojas superkapsīdu apvalka proteīni (piemēram, gripas vīrusi);
3. Vīrusu veidošanās nenotiek intracelulārajā šķidrumā, bet gan uz šūnas kodola vai citoplazmas membrānām;
4. Sarežģīti organizētie vīrusi veidošanās procesā ietver saimniekšūnas sastāvdaļas (lipīdus, ogļhidrātus).
Vīrusu izvadīšana no šūnas. Ir divi galvenie vīrusa pēcnācēju atbrīvošanās no šūnas veidi. Pirmajam tipam - sprādzienbīstamam - raksturīga vienlaicīga liela skaita vīrusu izdalīšanās. Šajā gadījumā šūna ātri nomirst. Šī izejas metode ir raksturīga vīrusiem, kuriem nav superkapsīda apvalka. Otrais veids ir pumpuru veidošanās. Tas ir raksturīgs vīrusiem, kuriem ir superkapsīda apvalks. Salikšanas pēdējā posmā komplekso vīrusu nukleokapsīdi tiek fiksēti uz šūnu plazmas membrānas, modificēti ar vīrusu proteīniem un pakāpeniski izvirzās uz āru. Izvirzīšanas rezultātā veidojas “pumpurs”, kas satur nukleokapsīdu. Pēc tam "pumpurs" tiek atdalīts no šūnas. Tādējādi šo vīrusu ārējais apvalks veidojas, tiem izejot no šūnas. Ar šo mehānismu šūna var ražot vīrusu ilgu laiku, vienā vai otrā pakāpē saglabājot savas pamatfunkcijas.
Laiks, kas nepieciešams, lai pabeigtu pilnu vīrusu vairošanās ciklu, svārstās no 5-6 stundām (gripas vīrusi, bakas utt.) līdz vairākām dienām (masalu vīrusi, adenovīrusi utt.). Iegūtie vīrusi spēj inficēt jaunas šūnas un iziet tajās iepriekš minēto vairošanās ciklu.

Vīrusu reprodukcijas procesu var aptuveni iedalīt 2 fāzēs . Pirmais posms ietver 3 posmus: 1) vīrusa adsorbcija uz jutīgām šūnām; 2) vīrusa iekļūšana šūnā; 3) vīrusa deproteinizācija . Otrajā fāzē ietilpst vīrusa genoma ieviešanas posmi: 1) transkripcija, 2) translācija, 3) replikācija, 4) vīrusa daļiņu montāža, nobriešana un 5) vīrusa izeja no šūnas.

Vīrusa mijiedarbība ar šūnu sākas ar adsorbcijas procesu, t.i., ar vīrusa piesaisti šūnas virsmai.

Adsorbcija ir viriona proteīna (antireceptoru) specifiska saistīšanās ar šūnu virsmas komplementāro struktūru – šūnas receptoru. Saskaņā ar to ķīmisko raksturu receptori, uz kuriem ir fiksēti vīrusi, pieder pie divām grupām: mukoproteīniem un lipoproteīniem. Gripas vīrusi, paragripas un adenovīrusi ir fiksēti uz mukoproteīna receptoriem. Enterovīrusi, herpes vīrusi, arbovīrusi adsorbējas uz šūnas lipoproteīnu receptoriem. Adsorbcija notiek tikai noteiktu elektrolītu, īpaši Ca2+ jonu, klātbūtnē, kas neitralizē vīrusa un šūnu virsmas pārmērīgos anjonu lādiņus un samazina elektrostatisko atgrūšanos.Vīrusu adsorbcija ir maz atkarīga no temperatūras.Sākotnējie adsorbcijas procesi pēc būtības ir nespecifiski un ir pozitīvi un negatīvi lādētu struktūru elektrostatiskās mijiedarbības rezultāts uz virsmas vīrusa un šūnas, un tad notiek specifiska mijiedarbība starp viriona piesaistes proteīnu un specifiskām grupām uz šūnas plazmas membrānas. Vienkārši cilvēku un dzīvnieku vīrusi satur piesaistes proteīnus kā daļu no kapsīda. Sarežģītos vīrusos piesaistes proteīni ir daļa no superkapsīda. Tie var izpausties kā pavedieni (šķiedras adenovīrusos) vai tapas, sēnēm līdzīgas struktūras mikso-, retro-, rabdo- un citos vīrusos. Sākotnēji notiek viena viriona saistība ar receptoru - šāda piesaiste ir trausla - adsorbcija ir atgriezeniska. Lai notiktu neatgriezeniska adsorbcija, starp vīrusa receptoru un šūnu receptoru jāparādās vairākiem savienojumiem, t.i., stabilai daudzvērtīgai piesaistei. Specifisko receptoru skaits uz vienas šūnas virsmas ir 10 4 - 10 5. Dažu vīrusu, piemēram, arbovīrusu, receptori. atrodas gan mugurkaulnieku, gan bezmugurkaulnieku šūnās; citiem vīrusiem tikai vienas vai vairāku sugu šūnās.

Cilvēka un dzīvnieku vīrusu iekļūšana šūnās notiek divos veidos: 1) viropeksis (pinocitoze); 2) vīrusa superkapsīda apvalka saplūšana ar šūnas membrānu. Bakteriofāgiem ir savs iespiešanās mehānisms, tā sauktā šļirce, kad fāga proteīna piedēkļa kontrakcijas rezultātā šūnā tiek ievadīta nukleīnskābe.

Vīrusa deproteinizācija, vīrusa hemomas atbrīvošanās no vīrusu aizsargapvalkiem notiek vai nu ar vīrusu enzīmu palīdzību, vai ar šūnu enzīmu palīdzību. Deproteinizācijas galaprodukti ir nukleīnskābes vai nukleīnskābes, kas saistītas ar iekšējo vīrusa proteīnu. Tad notiek vīrusa reprodukcijas otrā fāze, kas noved pie vīrusu komponentu sintēzes.

Transkripcija ir informācijas pārrakstīšana no vīrusa DNS vai RNS uz mRNS saskaņā ar ģenētiskā koda likumiem.

Tulkošana ir process, kurā mRNS ietvertā ģenētiskā informācija tiek pārvērsta noteiktā aminoskābju secībā.

Replikācija ir vīrusa genomam homologu nukleīnskābju molekulu sintēzes process.

Ģenētiskās informācijas ieviešana DNS saturošajos vīrusos ir tāda pati kā šūnās:

DNS transkripcijas mRNS translācijas proteīns

RNS transkripcijas i-RNS translācijas proteīns

Vīrusiem ar pozitīvu RNS genomu (togavīrusiem, pikornavīrusiem) trūkst transkripcijas:

RNS proteīna translācija

Retrovīrusiem ir unikāls ģenētiskās informācijas pārsūtīšanas veids:

RNS reversās transkripcijas DNS transkripcijas mRNS translācijas proteīns

DNS integrējas ar saimniekšūnas genomu (provīrusu).

Pēc tam, kad šūnā ir uzkrājušies vīrusu komponenti, sākas pēdējais vīrusa vairošanās posms: vīrusa daļiņu montāža un virionu izdalīšanās no šūnas. Virioni no šūnas iziet divos veidos: 1) “uzsprāgstot” šūnai, kā rezultātā šūna tiek iznīcināta. Šis ceļš ir raksturīgs vienkāršiem vīrusiem (pikorna-, reo-, papova- un adenovīrusiem), 2) iziet no šūnām, veidojot pumpurus. Raksturīgs vīrusiem, kas satur superkapsīdu. Izmantojot šo metodi, šūna nemirst uzreiz un var radīt vairākus vīrusu pēcnācējus, līdz tās resursi ir izsmelti.

Vīrusu audzēšanas metodes

Vīrusu kultivēšanai laboratorijas apstākļos tiek izmantoti šādi dzīvi objekti: 1) šūnu kultūras (audi, orgāni); 2) vistas embriji; 3) laboratorijas dzīvnieki.

Šūnu kultūra

Visizplatītākās ir viena slāņa šūnu kultūras, kuras var iedalīt 1) primārajās (galvenokārt tripsinizētās), 2) daļēji nepārtrauktās (diploīdās) un 3) nepārtrauktās.

Pēc izcelsmes tos klasificē embrionālos, audzējos un no pieaugušiem organismiem; pēc morfoģenēzes- fibroblastiska, epitēlija utt.

Primārs Šūnu kultūras ir jebkura cilvēka vai dzīvnieka audu šūnas, kurām ir iespēja augt monoslāņa veidā uz plastmasas vai stikla virsmas, kas pārklāta ar īpašu barotni. Šādu kultūru dzīves ilgums ir ierobežots. Katrā konkrētā gadījumā tos iegūst no audiem pēc mehāniskas slīpēšanas, apstrādes ar proteolītiskajiem enzīmiem un šūnu skaita standartizācijas. Primārās kultūras, kas iegūtas no pērtiķu nierēm, cilvēka embriju nierēm, cilvēka amnija un vistu embrijiem, plaši izmanto vīrusu izolēšanai un uzkrāšanai, kā arī vīrusu vakcīnu ražošanai.

Pusādas (vai diploīds ) šūnu kultūras - viena veida šūnas, kas spēj izturēt līdz 50-100 pasāžām in vitro, vienlaikus saglabājot savu sākotnējo diploīdu hromosomu komplektu. Cilvēka embriju fibroblastu diploīdu celmi tiek izmantoti gan vīrusu infekciju diagnosticēšanai, gan vīrusu vakcīnu ražošanā.

Nepārtraukta šūnu līnijām ir raksturīga potenciāla nemirstība un heteroploīds kariotips.

Transplantējamo līniju avots var būt primārās šūnu kultūras (piemēram, SOC, PES, BHK-21 - no vienu dienu vecu Sīrijas kāmju nierēm; PMS - no jūrascūciņas nierēm utt.) kuriem ir tendence uz nebeidzamu vairošanos in vitro. Izmaiņu kopumu, kas izraisa šādu pazīmju parādīšanos no šūnām, sauc par transformāciju, un nepārtrauktu audu kultūru šūnas sauc par transformētajām.

Vēl viens transplantējamo šūnu līniju avots ir ļaundabīgi audzēji. Šajā gadījumā šūnu transformācija notiek in vivo. Viroloģiskajā praksē visbiežāk tiek izmantotas šādas transplantēto šūnu līnijas: HeLa - iegūta no dzemdes kakla karcinomas; Ner-2 - no balsenes karcinomas; Detroita-6 - no plaušu vēža metastāzes uz kaulu smadzenēm; RH - no cilvēka nierēm.

Šūnu kultivēšanai ir nepieciešamas uzturvielu barotnes, kuras pēc to mērķa iedala augšanas un atbalsta barotnēs. Augšanas barotnei jāsatur vairāk barības vielu, lai nodrošinātu aktīvu šūnu proliferāciju, veidojot monoslāni. Atbalsta barotnei vajadzētu tikai nodrošināt, lai šūnas izdzīvotu jau izveidotā monoslānī vīrusu pavairošanas laikā šūnā.

Plaši tiek izmantoti standarta sintētiskie datu nesēji, piemēram, sintētiskie nesēji 199 un Eagle's mediji. Neatkarīgi no mērķa visas šūnu kultūras barotnes tiek veidotas, izmantojot sabalansētu sāls šķīdumu. Visbiežāk tas ir Hanks risinājums. Vairuma augšanas barotņu neatņemama sastāvdaļa ir dzīvnieku (teļa, liellopu, zirga) asins serums, bez kura 5-10% nenotiek šūnu reprodukcija un monoslāņa veidošanās. Serums nav iekļauts apkopes līdzekļos.

Vīrusu izdalīšana šūnu kultūrās un to indikācijas metodes.

Izolējot vīrusus no dažādiem infekcioziem materiāliem no pacienta (asinis, urīns, izkārnījumi, gļotādas izdalījumi, orgānu mazgāšana), tiek izmantotas šūnu kultūras, kas ir visjutīgākās pret aizdomīgo vīrusu. Inficēšanai izmanto kultūras mēģenēs ar labi attīstītu šūnu monoslāni. Pirms šūnu inficēšanas barotne tiek noņemta un katrai mēģenei pievieno 0,1-0,2 ml testa materiāla suspensijas, kas iepriekš apstrādāta ar antibiotikām, lai iznīcinātu baktērijas un sēnītes. Pēc 30-60 min. Pēc vīrusa saskares ar šūnām lieko materiālu noņem, mēģenē pievieno atbalsta barotni un atstāj termostatā, līdz tiek atklātas vīrusa replikācijas pazīmes.

Vīrusa klātbūtnes indikators inficētās šūnu kultūrās var būt:

1) specifiskas šūnu deģenerācijas attīstība - vīrusa citopātiskā iedarbība (CPE), kam ir trīs galvenie veidi: apaļo vai sīkšūnu deģenerācija; daudzkodolu milzu šūnu veidošanās - simpplasti; šūnu proliferācijas perēkļu attīstība, kas sastāv no vairākiem šūnu slāņiem;

2) intracelulāro ieslēgumu noteikšana, kas atrodas skarto šūnu citoplazmā un kodolos;

3) pozitīva hamaglutinācijas reakcija (RHA);

4) pozitīva hemadsorbcijas reakcija (RHAd);

5) aplikuma veidošanās parādība: ar vīrusu inficētu šūnu vienslānis tiek pārklāts ar plānu agara kārtu, pievienojot neitrālu sarkanu indikatoru (fons - rozā). Vīrusa klātbūtnē šūnās uz rozā agara fona veidojas bezkrāsainas zonas (“plāksnes”).

6) ja nav CPD vai GA, var veikt interferences reakciju: pētāmā kultūra tiek atkārtoti inficēta ar vīrusu, kas izraisa CPD. Pozitīvā gadījumā CPP nebūs (traucējumu reakcija ir pozitīva). Ja testa materiālā nebija vīrusa, tiek novērots CPE.

Vīrusu izolēšana vistu embrijos.

Viroloģiskajiem pētījumiem izmanto 7–12 dienas vecus vistu embrijus.

Pirms inficēšanās tiek noteikta embrija dzīvotspēja. Ovoskopijas laikā dzīvie embriji ir mobili, un asinsvadu modelis ir skaidri redzams. Gaisa maisa robežas ir atzīmētas ar vienkāršu zīmuli. Vistas embrijus inficē aseptiskos apstākļos, izmantojot sterilus instrumentus, pēc čaumalas virs gaisa telpas iepriekšējas apstrādes ar jodu un spirtu.

Vistas embriju inficēšanas metodes var būt dažādas: vīrusa uzlikšana uz horiona-alantoīda membrānas, amnija un alantojas dobumos, dzeltenuma maisiņā. Infekcijas metodes izvēle ir atkarīga no pētāmā vīrusa bioloģiskajām īpašībām.

Vīrusa klātbūtni vistas embrijā norāda embrija nāve, pozitīva hemaglutinācijas reakcija uz stikla ar alantoju vai amnija šķidrumu un fokālie bojājumi (“plāksnes”) uz horiona-alantoīda membrānas.

III. Vīrusu izolēšana laboratorijas dzīvniekiem.

Laboratorijas dzīvniekus var izmantot, lai izolētu vīrusus no infekcioza materiāla, ja nav iespējams izmantot ērtākas sistēmas (šūnu kultūras vai vistu embrijus). Viņi galvenokārt ņem jaundzimušas baltās peles, kāmjus, jūrascūciņas un žurku mazuļus. Dzīvnieki tiek inficēti pēc vīrusu citotropisma principa: pneimotropos vīrusus injicē intranazāli, neirotropos vīrusus - intracerebrāli, dermatotropos vīrusus - uz ādas.

Vīrusa indikācija balstās uz slimības pazīmju parādīšanos dzīvniekiem, to nāvi, patomorfoloģiskām un patohistoloģiskām izmaiņām audos un orgānos, kā arī pozitīvu hemaglotinācijas reakciju ar orgānu ekstraktiem.

Abstraktie vīrusi

Vīrusiem ir liela loma cilvēka dzīvē. Tie ir vairāku bīstamu slimību izraisītāji – bakas, hepatīts, encefalīts, masaliņas, trakumsērga, gripa u.c.

1892. gadā krievu zinātnieks D.I. Ivanovskis aprakstīja tabakas slimības izraisītāja - tabakas mozaīkas - neparastās īpašības.Šis patogēns izgāja cauri baktēriju filtriem un turklāt neauga uz mākslīgām barotnēm. Tādējādi veselus tabakas augus var inficēt ar slima auga sulas filtrātu, kas nesatur šūnas.

Cik gadus vēlāk tika atklāts mutes un nagu sērgas izraisītājs, kas arī izgāja cauri baktēriju filtriem.

1898. gadā Beijerinck izdomāja jauno vārdu "vīruss" (no latīņu valodas indes), lai norādītu uz noteiktu filtrētu augu šķidrumu infekciozo raksturu.

1917. gadā F. d'Herrel atklāja bakteriofāgu - vīrusu, kas inficē baktērijas. Tomēr ilgu laiku vīrusa struktūra zinātniekiem palika noslēpums. Tāpēc vīrusi bija vieni no pirmajiem objektiem, kas tika pārbaudīti elektronu mikroskopā tūlīt pēc to atklāšanas 30. gados.

Atšķirības starp vīrusiem un citiem organismiem:

1. Vīrusi ir mazākie organismi (vidēji tās ir 50 reizes mazākas par baktērijām), ar gaismas mikroskopu tos nevar redzēt. 30-300 nm.

2. Vīrusiem nav šūnu struktūras. Ja mēs uzskatām šūnu struktūru par obligātu dzīvības pazīmi, tad vīrusi nav dzīvi. Tomēr tiem ir ģenētiskais materiāls un tie spēj pašizveidoties. Pastāv pieņēmums, ka vīrusi ir ģenētisks materiāls, kas reiz izkļuva no šūnas un saglabāja spēju vairoties, atgriežoties šūnu vidē.

3. Vīrusi var vairoties tikai dzīvā šūnā un nav neatkarīgi organismi.

4. Vīrusi sastāv no vienas mazas nukleīnskābes molekulas (DNS vai RNS) un tos ieskauj proteīna apvalks

5. Atšķirībā no šūnu organismiem, vīrusi paši nevar sintezēt olbaltumvielas. Vīruss šūnā ievada tikai savu nukleīnskābi, kas izslēdz saimnieka DNS un dod šūnai komandu sintezēt tai nepieciešamos proteīnus (jaunu vīrusa kopiju montāžai un atbrīvošanai).

Vīrusu struktūra

Vīrusa daļiņa, ko sauc arī par virion, sastāv no nukleīnskābes (DNS vai RNS), ko ieskauj proteīna apvalks. Šo apvalku sauc kapsīds. Kapsīds sastāv no apakšvienībām - kapsomēri. Kapsīds ar nukleīnskābi - nukleokapsīds- var būt kails vai ar papildu apvalku ( gripas un herpes vīrusi).

Vienkāršākajiem vīrusiem, piemēram, tabakas mozaīkas vīrusam, ir tikai proteīna kapsīds. Kārpu vīrusa un adenovīrusu struktūra ir līdzīga..

Vīrusu daļiņas var būt stieņa formas vai pavedienveida, vai arī daudzskaldņa formas.

Vīrusu un šūnu mijiedarbība

1. Savas šūnas vīrusa atpazīšana. Parasti pirms vīrusa iekļūšanas tas saistās ar īpašu receptoru proteīnu uz šūnas virsmas.

2. Adsorbcija – viriona piesaiste šūnas virsmai. Saistīšana tiek veikta, izmantojot īpašus proteīnus uz vīrusa daļiņas virsmas, kas atpazīst atbilstošo receptoru uz šūnas virsmas. Kā slēdzenes atslēga.

3. Iekļūšana caur membrānu. Membrānas daļa, pie kuras ir pievienojies vīruss, tiek iegremdēta citoplazmā un pārvēršas vakuolā, kas pēc tam var saplūst ar kodolu.

4. “Izģērbšanās” - atbrīvošana no kapsīda. Rodas vai nu uz šūnas virsmas, vai kapsīda iznīcināšanas rezultātā ar šūnu enzīmiem citoplazmā.

5. Vīrusu nukleīnskābes kopēšana (reduplikācija).

6. Vīrusu proteīnu sintēze.

7. Virionu salikšana kodolā vai citoplazmā.

8. Virionu izeja no šūnas. Dažiem vīrusiem tas notiek “sprādziena” rezultātā, kā rezultātā tiek traucēta šūnas integritāte un tā iet bojā. Citi vīrusi tiek atbrīvoti tādā veidā, kas atgādina pumpuru veidošanos. Šajā gadījumā saimniekšūnas var saglabāt savu dzīvotspēju ilgu laiku. Virioni no šūnas izdalās dažādos ātrumos. Dažos infekcijas veidos virioni var palikt šūnā diezgan ilgu laiku, to neiznīcinot.

Baktēriju vīrusi

Vīrusi, kas uzbrūk baktērijām , Tos sauc par bakteriofāgiem vai vienkārši fāgiem.

Bakteriofāgu struktūra galvenokārt pētīja, kā piemēru izmantojot T-fāgu Eccherichia coli(kolifāgs). Kolifāgs sastāv no daudzšķautņainas galvas un astes. Galva sastāv no kapsomēriem, un tās iekšpusē ir DNS. Astei ir sarežģīta struktūra, un tā sastāv no doba stieņa, saraušanās apvalka, kas to ieskauj, un bazālās plāksnes ar muguriņām un pavedieniem (nepieciešama adsorbcijai uz saimniekšūnas).

Bakteriofāga iekļūšana šūnā

Baktēriju biezās šūnu sienas neļauj vīrusam iekļūt citoplazmā, tāpat kā inficējot dzīvnieku šūnas. Tāpēc bakteriofāgs šūnā ievieto dobu stieni un caur to izspiež galvā esošo nukleīnskābi.

Vīrusu atklāšana D. I. Ivanovskis 1892. gadā lika pamatus virusoloģijas zinātnes attīstībai. Tā ātrāku attīstību veicināja elektronu mikroskopa izgudrojums un metodes izstrāde mikroorganismu kultivēšanai šūnu kultūrās.

Pašlaik virusoloģija ir zinātne, kas strauji attīstās, un tam ir vairāki iemesli:

Vīrusu vadošā loma cilvēka infekcijas patoloģijā (piemēri - gripas vīruss, HIV cilvēka imūndeficīta vīruss, citomegalovīruss un citi herpes vīrusi) uz gandrīz pilnīgas specifiskas ķīmijterapijas neesamības fona;

Vīrusu izmantošana, lai atrisinātu daudzus fundamentālus jautājumus bioloģijā un ģenētikā.

Vīrusu (un plazmīdu) pamatīpašības, kurā tie atšķiras no pārējās dzīvās pasaules.

1. Ultramikroskopiskie izmēri (mēra nanometros). Lielie vīrusi (baku vīruss) var sasniegt 300 nm izmērus, mazie - no 20 līdz 40 nm. 1mm = 1000 µm, 1 µm = 1000 nm.

3. Vīrusi nav spējīgi augt un bināri dalīties.

4. Vīrusi vairojas, vairojoties inficētā saimniekšūnā, izmantojot savu genoma nukleīnskābi.

6. Vīrusu dzīvotne ir dzīvās šūnas – baktērijas (tie ir baktēriju vīrusi jeb bakteriofāgi), augu, dzīvnieku un cilvēka šūnas.

Visi vīrusi pastāv divās kvalitatīvi atšķirīgās formās: ārpusšūnu - viriona un intracelulārais - vīruss. Šo mikrokosmosa pārstāvju taksonomija ir balstīta uz virionu īpašībām - vīrusa attīstības beigu fāzi.

Vīrusu struktūra (morfoloģija).

1. Vīrusa genoms veido nukleīnskābes, ko attēlo vienpavedienu RNS molekulas (lielākajā daļā RNS vīrusu) vai divpavedienu DNS molekulas (lielākajā daļā DNS vīrusu).

2. Kapsīds- proteīna apvalks, kurā ir iepakota genoma nukleīnskābe. Kapsīds sastāv no identiskām olbaltumvielu apakšvienībām - kapsomēri. Ir divi veidi, kā kapsomērus iepakot kapsīdā - spirālveida (spirālveida vīrusi) un kubiski (sfēriski vīrusi).

Ar spirālveida simetriju proteīna apakšvienības ir sakārtotas spirālē, un starp tām, arī spirālē, ir izkārtota genoma nukleīnskābe (šķiedru vīrusi). Ar kubiskā tipa simetriju virioni var būt daudzskaldņu formā, visbiežāk - divdesmitedru - Ikozaedri.

3. Vienkārši izstrādāti vīrusi ir tikai nukleokapsīds, t.i., genoma kompleksu ar kapsīdu sauc par “kailu”.

4. Citiem vīrusiem virs kapsīda ir papildu membrānai līdzīgs apvalks, ko vīruss ieguvis brīdī, kad tas iziet no saimniekšūnas. superkapsīds.Šādus vīrusus sauc par "apģērbtiem".

Papildus vīrusiem pastāv vēl vienkāršāk organizētas aģentu formas, kuras var pārnest - plazmīdas, viroīdi un prioni.

Galvenie vīrusa un saimniekšūnas mijiedarbības posmi

1. Adsorbcija ir sprūda mehānisms, kas saistīts ar mijiedarbību specifisks vīrusa un saimniekorganisma receptori (gripas vīrusā - hemaglutinīns, cilvēka imūndeficīta vīrusā - glikoproteīns gp 120).

2. Iespiešanās - superkapsīdai saplūstot ar šūnas membrānu vai endocitozes (pinocitozes) ceļā.

3. Nukleīnskābju atbrīvošana - nukleokapsīda “izģērbšana” un nukleīnskābes aktivācija.

4. Nukleīnskābju un vīrusu proteīnu sintēze, t.i., saimniekšūnu sistēmu subordinācija un to darbs vīrusa pavairošanai.

5. Virionu montāža - vīrusa nukleīnskābes replicētu kopiju saistība ar kapsīda proteīnu.

6. Vīrusu daļiņu izvadīšana no šūnas, apvalkotu vīrusu superkapsīda iegūšana.

Vīrusu un saimniekšūnu mijiedarbības rezultāti

1. Aborta process- kad šūnas ir atbrīvotas no vīrusa:

Kad inficējas bojāts vīruss, kura replikācijai nepieciešams palīgvīruss; šo vīrusu neatkarīga replikācija nav iespējama (tā sauktie virusoīdi). Piemēram, delta (D) hepatīta vīruss var vairoties tikai B hepatīta vīrusa klātbūtnē, tā Hbs - antigēns, adeno-asociētais vīruss - adenovīrusa klātbūtnē);

Kad vīruss inficē šūnas, kas ir ģenētiski nejutīgas pret to;

Ja jutīgās šūnas tiek inficētas ar vīrusu neatļautos apstākļos.

2. Produktīvs process- vīrusu replikācija (ražošana):

- šūnu nāve (līze).(citopātiskais efekts) - intensīvas reprodukcijas un liela skaita vīrusu daļiņu veidošanās rezultāts - raksturīgs produktīva procesa rezultāts, ko izraisa vīrusi ar augstu citopatogenitāti. Daudzu vīrusu citopātiskajai iedarbībai uz šūnu kultūrām ir diezgan atpazīstams specifisks raksturs;

- stabila mijiedarbība, kas neizraisa šūnu nāvi (persistentas un latentas infekcijas) – t.s šūnas vīrusu transformācija.

3. Integratīvais process- vīrusa genoma integrācija ar saimniekšūnas genomu. Šī ir īpaša produktīva procesa versija, kas ir līdzīga stabilai mijiedarbībai. Vīruss replikējas kopā ar saimniekšūnas genomu un var palikt latents ilgu laiku. Tikai DNS vīrusi var integrēties saimnieka DNS genomā ("DNS-DNS" princips). Vienīgie RNS vīrusi, kas var integrēties saimniekšūnas genomā, ir retrovīrusi, kuriem ir īpašs mehānisms. To pavairošanas īpatnība ir provīrusa DNS sintēze, kuras pamatā ir genoma RNS, izmantojot reversās transkriptāzes enzīmu, kam seko DNS integrācija saimnieka genomā.

Vīrusu kultivēšanas pamatmetodes

1. Laboratorijas dzīvnieku organismā.

2. Vistas embrijos.

3. Šūnu kultūrās – galvenā metode.

Šūnu kultūru veidi

1. Primārās (tripsinizētās) kultūras- vistas embriju fibroblasti (CHF), cilvēka fibroblasti (CHF), dažādu dzīvnieku nieru šūnas u.c. Primārās kultūras iegūst no dažādu audu šūnām, visbiežāk sasmalcinot un tripsinizējot, un tiek izmantotas vienreiz, t.i., tas vienmēr ir nepieciešams. lai būtu atbilstoši orgāni vai audi .

2. Diploīdas šūnu līnijas piemērots atkārtotai izkliedēšanai un augšanai, parasti ne vairāk kā 20 pasāžas (zaudē savas sākotnējās īpašības).

3. Savstarpēji savienotas līnijas(heteroploīdu kultūras), kas spēj atkārtoti izkliedēt un transplantēt, t.i., veikt vairākas pasāžas, ir visērtākās virusoloģiskajā darbā - piemēram, audzēja šūnu līnijas Hela, Hep u.c.

Īpašas barotnes šūnu kultūrām

Tiek izmantotas dažādas kompleksa sastāva sintētiskās virusoloģiskās barotnes, tajā skaitā liels dažādu augšanas faktoru kopums - barotne 199, Igla, Henksa šķīdums, laktalbumīna hidrolizāts. Barotnei tiek pievienoti pH stabilizatori (Hepes), dažādu sugu asins serums (augļa teļa serums tiek uzskatīts par visefektīvāko), L-cisteīns un L-glutamīns.

Atkarībā no vides funkcionālās izmantošanas, var būt augstums(ar augstu asins seruma saturu) - tos izmanto šūnu kultūru audzēšanai pirms vīrusu paraugu pievienošanas, un atbalstošs(ar mazāku seruma saturu vai bez seruma) - ar vīrusu inficētu šūnu kultūru uzturēšanai.

Nosakāmas šūnu kultūru vīrusu infekcijas izpausmes

1. Citopātiskais efekts.

2. Iekļaušanas struktūru identifikācija.

3. Vīrusu noteikšana ar fluorescējošām antivielām (MFA), elektronu mikroskopija, autoradiogrāfija.

4. Krāsu pārbaude. Parastā izmantoto barotņu krāsa, kas satur fenolsarkano kā pH indikatoru, optimālos šūnu kultivēšanas apstākļos (pH aptuveni 7,2) ir sarkana. Šūnu proliferācija maina pH un attiecīgi arī barotnes krāsu no sarkanas uz dzeltenu, jo pH mainās uz skābo pusi. Kad vīrusi vairojas šūnu kultūrās, notiek šūnu līze, un barotnes pH un krāsa nemainās.

5. Vīrusu hemaglutinīna noteikšana - hemadsorbcija, hemaglutinācija.

6. Aplikuma metode (aplikuma veidošanās). Daudzu vīrusu citolītiskās iedarbības rezultātā uz šūnu kultūrām veidojas masveida šūnu nāves zonas. Tiek identificētas plāksnes - vīrusu “šūnu negatīvās” kolonijas.

Vīrusu nomenklatūra.

Vīrusu dzimtas nosaukums beidzas ar “viridae”, ģints - “vīruss”, sugām parasti tiek lietoti īpaši nosaukumi, piemēram, masaliņu vīruss, cilvēka imūndeficīta vīruss - HIV, cilvēka paragripas vīruss 1. tips utt.

Baktēriju vīrusi (bakteriofāgi)

Fāgu dabiskā dzīvotne ir baktēriju šūna, tāpēc fāgi ir izplatīti visur (piemēram, notekūdeņos). Fāgiem ir bioloģiskas īpašības, kas raksturīgas arī citiem vīrusiem.

Morfoloģiski visizplatītākajam fāgu tipam raksturīga galvas klātbūtne - ikosaedrs, process (aste) ar spirālveida simetriju (bieži vien ir dobs stienis un saraušanās apvalks), muguriņas un procesi (pavedieni), t.i., tie ir pēc izskata nedaudz atgādina spermatozoīdu.

Fāgu mijiedarbība ar šūnu (baktēriju) ir stingri specifiska, t.i., bakteriofāgi spēj inficēt tikai noteiktas sugas un fagotipi baktērijas.

Fāgu un baktēriju mijiedarbības galvenie posmi

1. Adsorbcija (specifisku receptoru mijiedarbība).

2. Vīrusa DNS ievadīšana (fāga injekcija) tiek veikta, lizējot šūnas sienas daļu ar tādām vielām kā lizocīms, savelkot apvalku, izspiežot astes stieni caur citoplazmas membrānu šūnā un ievadot DNS citoplazmā. .

3. Fāgu pavairošana.

4. Meitas populāciju iziešana.

Fāgu pamatīpašības

Atšķirt virulentie fāgi, kas spēj izraisīt produktīvu procesa formu, un mēreni fāgi, izraisot reduktīvu fāgu infekciju (fāgu samazināšanos). Pēdējā gadījumā fāga genoms šūnā netiek replikēts, bet tiek ievadīts (integrēts) saimniekšūnas hromosomā (DNS DNS), fāgs pārvēršas par profāgsŠo procesu sauc lizogēnija. Ja fāga ievadīšanas rezultātā baktērijas šūnas hromosomā tas iegūst jaunas iedzimtības īpašības, šo baktēriju mainīguma formu sauc lizogēna (fāga) konversija. Baktērijas šūnu, kuras genomā ir profāgs, sauc par lizogēnu, jo, ja tiek traucēta īpaša represora proteīna sintēze, propāgs var nonākt lītiskajā attīstības ciklā un izraisīt produktīvu infekciju ar baktērijas līzi.

Mēreni fāgi ir svarīgi ģenētiskā materiāla apmaiņā starp baktērijām - transdukcijā(viena no ģenētiskās apmaiņas formām). Piemēram, tikai difterijas izraisītājs spēj ražot eksotoksīnu, kura hromosomā ir integrēts mērens profāgs, kas nes operons tox, kas atbild par difterijas eksotoksīna sintēzi. Mērenā klimata fāgu toksīns izraisa netoksigēnas difterijas baciļu lizogēnu pārvēršanu par toksikogēnu.

Saskaņā ar to iedarbības spektru uz baktērijām fāgus iedala:

Daudzvērtīgas (lizē cieši saistītas baktērijas, piemēram, salmonellas);

monovalentas (viena veida lizas baktērijas);

Tipam specifisks (lizē tikai noteiktus patogēna fāgu produktus).

Uz cietām barotnēm fāgi biežāk tiek atklāti, izmantojot plankumu testu (negatīva plankuma veidošanās kolonijas augšanas laikā) vai agara slāņa metodi (Gracia titrēšana).

Bakteriofāgu praktiska izmantošana.

1. Identifikācijai (fagotipa noteikšanai).

2. Fāgu profilaksei (uzliesmojumu apturēšanai).

3. Fāgu terapijai (disbakteriozes ārstēšanai).

4. Novērtēt vides sanitāro stāvokli un epidemioloģisko analīzi.