Vīrusiem ir DNS un RNS. Kas ir C hepatīta vīrusa RNS? vairošanās vieta šūnā

Atvēršana vīrusi, izraisot ļaundabīgus audzējus dzīvniekiem, radās 19. un 20. gadsimta mijā. 1910. gadā Peitons Raušs atklāja, ka putnu sarkomas audu šūnu filtrāts var izraisīt līdzīgas sarkomas attīstību cāļiem. Aptuveni tajā pašā laikā tika pierādīts putnu mieloblastozes vīrusu raksturs. Vēlāk tika atklāts, ka starp inficēšanos ar vīrusu un vēža attīstību bieži vien ir ļoti ievērojams latentuma periods.

Tomēr līdz 1960. gadiem bija skaidri pierādījumi ka vīrusa DNS iekļaušana šūnas genomā ir nepieciešams nosacījums ļaundabīgas transformācijas attīstībai, jo nav bijuši vīrusa DNS izdalīšanas gadījumi no vēža šūnām.

Šobrīd tādas ir divu veidu vīrusu onkogēni. Abi šie onkogēnu veidi tiek ievietoti šūnu DNS. Pirmā tipa vīrusi pārnēsā onkogēnus, kas izraisa strauju ļaundabīgu šūnu “transformāciju” in vitro kultūrās un izraisa audzēju attīstību organismā. Otrā tipa vīruss darbojas lēnāk, un audzēja attīstībai nepieciešams ievērojams laiks. Otrā tipa vīrusi in vitro kultūrās neizraisa šūnu ļaundabīgu transformāciju.

RNS vīrusi izraisīt vairāku dažādu audzēju attīstību dzīvniekiem, un visbiežāk šie vīrusi izraisa limfomas, leikēmijas un sarkomas. Tipiskā šādu vīrusu struktūra ir divas identiskas RNS molekulu ķēdes, kas apvienotas ar reversās transkriptāzes enzīmu, ietērptas glikoproteīna apvalkā. Ja inficējas ar vīrusu, tā reversā transkriptāze liek šūnām sintezēt DNS, kas ir komplementāra ar vīrusa RNS.

Šis DNS tad tā tiek integrēta šūnu hromosomās, un uz tās pamata šūna pati sāk jaunu vīrusu proteīnu, vīrusu reverso transkriptāžu un glikoproteīna apvalka elementu sintēzi. To darbības mehānisma dēļ šāda veida vīrusus sauc par retrovīrusu. Viņiem visiem ir ļoti līdzīgs izskats elektronu mikrogrāfijās un tie ir mazākie zināmie vīrusi.

Daži no retrovīrusi(piemēram, putnu leikēmijas, kaķu un peļu leikēmijas vīrusi) satur tikai trīs gēnus, un tiem ir ļoti ilgs inkubācijas periods no inficēšanās brīža līdz audzēja veidošanās brīdim. Citi vīrusi (piemēram, Rousa sarkomas vīruss (RSV)) izraisa ļoti ātru ļaundabīgu transformāciju, un tos var izolēt no audzēja šūnu kultūrām.

Parādīts, ka HRV vīruss satur īpašu gēnu (v-src), kas var izraisīt fibroblastu transformāciju in vitro. Šis gēns kodē proteīna kināzes ražošanu, kas fosforilē tirozīnu. Diemžēl šīs proteīnkināzes darbība izraisa dažādu vielmaiņas procesu kaskādi, un ir ļoti grūti novērtēt, kurš no tiem noved pie ļaundabīgas transformācijas.

Tagad zināms, ka gan parastā, gan ļaundabīgas šūnas savā genotipā satur DNS sekcijas, kas ir līdzīgas vai identiskas vairākām onkogēnu RNS saturošu vīrusu sekvencēm. Šādus reģionus sauc par šūnu proto-onkogēniem (lai tos atšķirtu no vīrusu onkogēniem). Tiek uzskatīts, ka šo zonu aktivizēšana, ko izraisa kancerogēna iedarbība, izraisa veselu notikumu ķēdi, kas galu galā noved pie ļaundabīgas šūnas transformācijas. Tiek arī uzskatīts, ka retrovīrusi evolūcijas laikā iekļāva šos šūnu reģionus savā genomā.

Tagad mums ir labāka izpratne par darbības mehānismiem vīrusu aktivizācijas produkti. Šāda produkta piemērs ir proteīnkināze, ko aktivizē sre gēns, kā arī virkne citu vīrusu izraisītu kancerogēnu. Tie ir epidermas augšanas faktora receptori, ko ražo v-erb gēns, un trombocītu izcelsmes augšanas faktors (TGF), ko kodē v-sis gēna fragmenti, un vairākas olbaltumvielas, kas saistās ar šūnas kodolu. no kuriem izraisa putnu leikēmijas vīruss.

Vīrusu onkogēns molekulas vairumā gadījumu strukturāli atšķiras no to šūnām; turklāt viņiem trūkst intronu. Piemēram, olbaltumviela, ko kodē v-erb gēns, ir homologs epidermas augšanas faktora (EGF) šūnu receptoram, taču tam trūkst ārpusšūnu domēna daļas, tostarp EGF specifiskās vietas. Tā kā vīrusa ražotajai molekulai trūkst plazmas reģiona, kas ir atbildīgs par autofosforilāciju, šāds vīrusa receptors vienmēr ir “ieslēgtā” stāvoklī.

Gan normāli, gan vēža šūnas satur DNS sekvenču sadaļas, kas ir homologas onkogēno vīrusu RNS. Ja šos šūnu onkogēnus ekspresē vai aktivizē kancerogēni, tas izraisa šūnu ļaundabīgu transformāciju.

Onkogēna un ļaundabīga transformācija.
A stadijā normāla šūna, kurai raksturīga zema proto-onkogēna aktivitāte, ražo augšanas faktoru (x) vai diferenciācijas proteīnus vai receptorus (y).
Kancerogēni palielina proto-onkogēnu aktivitāti, kas izraisa neoplastisku transformāciju.
Pēc cita mehānisma: inficējot ar retrovīrusu, šūnas DNS tiek ievadīti vīrusu promotori jeb onkogēni (B), kas arī izraisa onkogēnās aktivitātes palielināšanos un sekojošu ļaundabīgu transformāciju.

Vīruss var aktivizēt apstrādi šūnās, ieviešot tajās īpašas regulējošas sekvences - proteīnu nolasīšanas promotorus, tādējādi izjaucot normālus transkripcijas procesus. Šādā veidā iedarbinātais ieviestās mutaģenēzes mehānisms var ietvert veselu dažādu procesu kompleksu. Piemērs ir “vairāku terminālu atkārtojumu” (MTR) vīrusa sekvences ievadīšana šūnas DNS. Ievietojot šūnu DNS, šī secība uzsāk transkripciju abos DNS ķēdes virzienos, ļaujot vienlaikus transkribēt gan šūnu, gan vīrusu gēnus. Šis darbības mehānisms ir raksturīgs šūnu leikēmijas vīrusam, kad vīrusa DNS integrējas šūnu DNS uzreiz pēc c-myc vietas, izraisot tā aktivāciju.

Pirmkārt retrovīruss, kas ir skaidri pierādīts kā saistīts ar ļaundabīgu audzēju, bija cilvēka T-šūnu leikēmijas vīruss (HTCL-1), kas izolēts no hroniskām ādas T-limfomas šūnām. Šis vīruss ir diezgan plaši izplatīts un var tikt pārnests seksuāli, ar asinīm, īpaši starp narkomāniem, kā arī no grūtnieces uz augli. Sākotnēji šī vīrusa endēmisko cirkulācijas zonu galvenokārt pārstāvēja tropu valstis, bet šobrīd ASV seropozitīva reakcija uz vīrusu tiek konstatēta katriem 4000 iedzīvotājiem. Papildus T-šūnu leikēmijai vīruss izraisa tropu spastisku paralīzi.

Pēc 20 gadu novērošanas seropozitīviem pacientiem Tiek lēsts, ka pēdējās slimības attīstības risks ir aptuveni 5%. Viens no vīrusa gēniem, proti, nodokļu gēns, izraisa šūnu interleikīna-2 (IL-2) un tā receptoru ražošanas pieaugumu, kas ir galvenais T-šūnu dalīšanos stimulējošais faktors.

Retrovīrusi var izraisīt audzēju slimības nevis tieši, bet netieši, kā tas ir pierādīts attiecībā uz cilvēka imūndeficīta vīrusu (HIV-1), kas izraisa AIDS attīstību. Vēža attīstības gadījumi HIV inficētiem cilvēkiem ir apspriesti vienā no pārskatiem. Tiek atzīmēts, ka HIV inficētiem cilvēkiem visbiežāk attīstās trīs veidu audzēji: tūlītēja vai augstas pakāpes B-šūnu limfoma; Kapoši sarkoma (KS, ko izraisa cits vīruss - GSK herpesvīruss jeb herpesvīruss 8); dzemdes kakla karcinoma.

Pirms izstrādāt efektīvu HIV inficētu cilvēku ārstēšanas metodes vairāk nekā 40% no viņiem attīstījās kāda veida vēzis. Neskatoties uz to, šī vīrusa saistība ar vēža attīstību, visticamāk, ir netieša un saistīta ar vispārējas hroniskas organisma imūnsupresijas attīstību, kas ļauj citiem kancerogēniem vīrusiem izraisīt vēzi. B-šūnu limfomām ir arī diezgan sarežģīta patoģenēze. Lai gan HIV-1 vīruss neietekmē B šūnas, tās var ietekmēt cita veida vīrusi, piemēram, Epšteina-Barra vīruss (EBV). Dzemdes kakla vēzis sievietēm attīstās arī uz sekundāras vīrusu infekcijas – cilvēka papilomas vīrusa (HPV) – HIV-1 izraisītas vispārējās imūnsupresijas fona. Sakarā ar vispārēju organisma imūnreakciju samazināšanos, visi šie audzēji attīstās īpaši ātri un agresīvi.

Picornaviridae dzimta (Picornaviridae) sastāv no 8 ģintīm:

Enterovīrusi(poliomielīts)

Rinovīrusi(ARVI)

Aftovīrusi(mutes un nagu sērga)

Hepatovīrusi(A hepatīts)

Šī saime pieder bez apvalka vīrusiem, kas satur vienpavedienu plus RNS. Vīrusa diametrs ir aptuveni 30 nm, virions sastāv no ikosaedras kapsīda, kas ieskauj vienpavedienu RNS ar VPg proteīnu. Kapsīds sastāv no 12 pentagoniem (pentamēriem), no kuriem katrs savukārt sastāv no 5 proteīna apakšvienībām-protomēriem: VP1, VP2, VP3, VP4.

Ģimenes reovīrusi (Reoviridae) satur 4 ģintis:

Ortovīrusi(kuņģa-zarnu trakta un elpceļu infekcijas)

Arbovīrusi(arbovīrusu infekcijas: Kemerovas vīrusu pārnēsā ērces, aitu zilās mēles vīrusu pārnēsā koka utis)

Koltivīrusi(Kolorado ērču drudža vīruss)

Rotavīrusi(caureja)

Reovīrusa virionam ir sfēriska forma (diametrs 70-85 nm), divslāņu ikosaedra tipa kapsīds un bez apvalka. Genomu attēlo divpavedienu fragmentēta (10-12 segmenti) lineāra RNS. Iekšējais kapsīds un genoma RNS veido viriona kodolu. Reovīrusu iekšējā kapsīda satur transkripcijas sistēmu: proteīnus lambda-1, lambda-3, mu-2. No kodola stiepjas muguriņas, ko attēlo lambda-2 proteīns.Rotavīrusiem iekšējā kapsīda ietver proteīnus VP1, VP2, VP3, VP6. Reovīrusu ārējā kapsīda sastāv no proteīniem sigma - 1, sigma - 3, mu - 1c, kā arī proteīniem lambda -2, kas izvirzīti tapas veidā. Sigma-1 proteīns ir hemaglutinīns un piesaistes proteīns, mu-1c proteīns spēj inficēt zarnu šūnas un pēc tam ietekmēt centrālo nervu sistēmu.

Ģimenes bunjavīrusi (Bunyaviridae) ietver 5 ģintis:

Bunyavīrusi(Kalifornijas encefalīts, Džeimstaunas kanjona encefalīts, La Crosse encefalīts, Tyaginya, Inco, Guaroa drudži - vīrusus pārnēsā odi, saslimstība ir endēmiska 20 ASV štatos)

Flebovīrusi(odu drudzis vai pappataci drudzis). Vīrusa rezervuārs un nesējs ir odu mātītes. Slimība sastopama Eiropā (Vidusjūrā), Āzijā (Irānā, Pakistānā), Ziemeļāfrikā, Itālijā, Portugālē. Uzliesmojumi notika Aizkaukāzijā, Krimā, Moldovā un Vidusāzijā.

Neirovīrusi(Krimas-Kongo hemorāģiskais drudzis, galvenais vīrusa rezervuārs dabā ir daudzu veidu ganību ērces, inficēšanās notiek caur ērču sūkšanu. Krievijā šī slimība sastopama Krasnodaras, Stavropoles teritorijās, Astrahaņas, Volgogradas un Rostovas apgabalos, republikās Dagestānas, Kalmikijas un Karačajas-Čerkasijas.

Hantavīrusi(HFRS-hemorāģiskais drudzis ar nieru sindromu)

Tospovīrusi nav patogēns cilvēkiem un ietekmē augus

Virioni ir ovālas vai sfēriskas formas, ar diametru 80-120 nm. Tie ir sarežģīti RNS genoma vīrusi, kas satur trīs iekšējās nukleokapsīdas ar spirālveida simetriju. Katra nukleokapsīda sastāv no nukleokapsīda proteīna N, vienpavedienu mīnus RNS un transkriptāzes enzīma. Trīs RNS segmenti, kas saistīti ar nukleokapsīdu, ir apzīmēti pēc izmēra: L (garš) - liels, M (vidējs) - vidējs, S (īss) - mazs. Viriona kodolu ieskauj lipoproteīnu apvalks, uz kura virsmas atrodas tapas - glikoproteīni G1 un G2, kurus kodē RNS M segments. w80-

Ģimenes togavīrusi (Togaviridae) sastāv no 4 ģintīm, no kurām 2 spēlē lomu cilvēka patoloģijā:

Alfavīruss(Posmkāju pārnēsātie vīrusi cilvēkiem izraisa slimības, ko pavada drudzis, izsitumi uz ādas, encefalīta un artrīta attīstība, Primorskas teritorijā - Semliki meža drudža vīruss)

Rubivīruss(masaliņu vīruss)

Viņu genoms sastāv no lineāras vienpavediena plus RNS, ko ieskauj kapsīds (C-proteīns) ar kubisko simetriju un sastāv no 32 kapsomēriem. Nukleokapsīdu ieskauj ārējais divslāņu lipoproteīnu apvalks, uz kura virsmas atrodas glikoproteīni E1, E2, E3, iekļūstot lipīdu slānī. Virionu diametrs ir no 65 līdz 70 nm.

Ģimenes flavivīrusi (Flaviviridae) nāk no latīņu flavus – dzeltens, pēc slimības nosaukuma dzeltenais drudzis. Cilvēkiem patogēni ir iekļauti 2 ģints:

Flavivīruss(dzeltenais drudzis, ērču encefalīta vīruss, Omskas hemorāģiskā drudža vīruss, tropu drudža vīruss, Japānas encefalīta vīruss, Rietumnīlas drudža vīruss)

Hepacivīruss(C hepatīta vīruss)

Tie ir sarežģīti sfēriskas formas RNS genoma vīrusi, to diametrs ir 40-60 nm. Genoms sastāv no lineāras vienas virknes plus virknes RNS, ko ieskauj kapsīds ar kubisko simetriju. Nukleokapsīds satur vienu proteīnu - V2. Nukleokapsīdu ieskauj superkapsīds, kura virsma satur V3 glikoproteīnu. Strukturālais proteīns V1 atrodas superkapsīda iekšējā pusē.

Ģimenes ortomiksovīrusi (Orthomyxoviridae) ietver ģints:

Gripas vīruss(gripas vīruss, kurā ietilpst 3 serotipi: A, B, C)

Vīrusa daļiņas diametrs ir 80-120 nm. Virionam ir sfēriska forma.Viriona centrā atrodas nukleokapsīds, kuram ir spirālveida simetrijas veids. Gripas vīrusu genoms ir vienpavedienu segmentētas mīnus virknes RNS spirāle. Kapsīds galvenokārt sastāv no proteīna - nukleoproteīna (NP), kā arī polimerāzes kompleksa (P) olbaltumvielām. Nukleokapsīdu ieskauj matricas slānis un membrānas proteīni (M), kas ir iesaistīti vīrusa daļiņas montāžā. Virs šīm struktūrām atrodas superkapsīds - ārējais lipoproteīna apvalks, kura virsmā ir muguriņas. Mugurkaulas veido divi sarežģīti glikoproteīna proteīni: hemaglutinīns (H) un neiraminidāze (N).

Ģimenes paramiksovīrusi (Paramyxoviridae), kurā ietilpst 2 apakšdzimtas:

Paramiksovīrusu apakšdzimta:

Morbillivīruss(masalu vīruss)

Respirovīruss(paragripas vīruss)

Rubulavīruss(parotīta vīruss, paragripa)

Pneimovīrusu apakšdzimta:

Pneimovīruss(elpceļu sincitiālais vīruss (RS))

Metapneimovīruss(PC vīruss)

Paramiksovīrusa virionam ir sfēriska forma, diametrs 150-300 nm, ko ieskauj apvalks ar glikoproteīna smailēm. Zem čaumalas atrodas spirālveida nukleokapsīds, kas sastāv no nefragmentētas lineāras vienpavedienu mīnus RNS, ko saista proteīni: nukleoproteīns (NP), polimerāzes-fosfoproteīns (P) un lielais proteīns (L). Nukleokapsīds ir saistīts ar matricas (M) proteīnu, kas atrodas zem viriona apvalka. Viriona apvalks satur tapas - divus glikoproteīnus: saplūsmes proteīnu (F), hemaglutinīna-neiraminidāzes (HN) piesaistes proteīnu, hemaglutinīna (H) vai (G) proteīnu.

Ģimenes rabdovīrusi (Rhabdoviridae) ietver apmēram 80 ģintis un izraisa dzīvnieku un augu slimības.

Lasavīruss(trakumsērgas vīruss)

Vesikulovīruss(vezikulārā stomatīta vīruss)

Virioniem ir cilindra forma ar pusapaļiem un plakaniem galiem (lodes forma), virionu izmērs ir 130x300x60x80. Tie sastāv no divslāņu lipoproteīnu apvalka un spirālveida simetrijas nukleokapsīda. Apvalks no iekšpuses ir izklāts ar M-proteīnu, un no tā ārpusē stiepjas glikoproteīna G tapas.Nukleokapsīda RNP sastāv no genoma RNS un olbaltumvielām: N - proteīns, kas sedz RNS kā vāku, L. - proteīns un NS - proteīns, kas ir vīrusa transkriptāze. Rabdovīrusu genomu attēlo vienpavedienu nefragmentēta lineāra mīnus RNS.

Ģimenes filovīrusi (Filoviridae) satur divas ģintis:

Mārburgai līdzīgu vīrusu ģints(Āfrikas hemorāģiskais drudzis Mārburga)

Ebolai līdzīgu vīrusu ģints(Āfrikas hemorāģiskais drudzis, Ebola)

Vīrusiem ir garu pavedienu forma (80–1000 nm) ar apvalku un vienpavedienu mīnus RNS, kas ir ietverta kapsīdā. Satur polimerāzi. Kapsīda simetrija ir spirālveida. Apvalkam ir muguriņas (spicules).

Ģimenes koronavīrusi (Coronaviridae), ietver 1 ģints, kas apvieno vairāk nekā 10 sugas, kas izraisa slimības cilvēkiem un dzīvniekiem.

Korona vīruss(izraisa elpošanas orgānu, tostarp SARS, kuņģa-zarnu trakta, nervu sistēmas bojājumus)

Virioni ir apaļa izmēra, 80-220 nm lieli. Viriona kodolu attēlo spirālveida nukleokapsīds, kas satur vienpavedienu plus RNS. Nukleokapsīdu ieskauj lipīdu apvalks, no ārpuses pārklāts ar klubveida izvirzījumiem - peplomēriem. Pelnu mērītāji piešķir vīrusa daļiņai saules koronas izskatu. Viriona apvalks satur glikoproteīnus E1 un E2, kas ir atbildīgi par vīrusa adsorbciju uz šūnas un iekļūšanu saimniekšūnā.

Ģimenes retrovīrusi (Retroviridae), kas ietver 7 ģintis:

Alfaretrovīruss(leikēmijas vīrusi, putnu sarkoma, vistas Rousa sarkoma)

Betaretrovīruss(peļu piena dziedzera vēža vīruss, cilvēka endogēnais retrovīruss, simian vīruss)

Gammaretrovīruss(peļu, kaķu, primātu sarkomas un leikēmijas vīrusi)

Deltaretrovīruss(liellopu leikēmijas vīruss, cilvēka T-šūnu limfotropie vīrusi)

Epsiloretrovīruss(ādas sarkomas vīruss)

Lentivīruss(AIDS vīruss)

Spumavīruss(cilvēku, pērtiķu putojošie vīrusi, liellopu sincitiālais vīruss)

Retrovīrusiem ir sfēriska forma, izmērs 80-130 nm. Virionam ir apvalks un nukleokapsīda kodols. Kapsīds ir ikosaedrisks. Reversā transkriptāze ir saistīta ar vienpavedienu plus RNS genomu. Vīrusi satur olbaltumvielas: grupas antigēnu (gag), polimerāzes proteīnu (pol) un apvalka proteīnus (env). Ir zināmi aptuveni 30 onkoantigēni.

Ģimenes arēnavīrusi (Arenaviridae) ietver ģints:

Arēnavīruss(limfocītu horiomeningīta vīrusi, Lasa, Junin, Machupo, Guanarito, izraisot smagus hemorāģiskus drudzis)

Virionam ir sfēriska vai ovāla forma, kura diametrs ir aptuveni 120 nm. Ārpus to ieskauj apvalks ar klubveida glikoproteīna tapas GP1, GP2. Zem čaumalas atrodas 12-15 šūnu ribosomas, kapsīds ir spirālveida. Genomu attēlo divi vienpavediena mīnus RNS segmenti (L, S), ko kodē 5 proteīni: L, Z, N, G.

Ģimenes kalicivīrusi (Caliciviridae) satur Norwalk grupas gastroenterīta vīrusus un cūku vezikulārās eksantēmas vīrusu.

Virions ir neapvalks, tam ir ikozaedrisks kapsīds ar 32 kausveida padziļinājumiem (bedrēm). Forma ir sfēriska, diametrs 27-38 nm. Viriona virspusē ir 10 izvirzījumi, ko veido kausveida padziļinājumu malas. Genoms ir lineārs, vienpavedienu plus RNS.

LEKCIJA

No lat. "vīruss" - inde

Vīrusi ir ārpusšūnu dzīvības forma, kurai ir savs genoms un kas spēj vairoties tikai dzīvo organismu šūnās.

Virions (vai vīrusa daļiņa) sastāv no vienas vai vairākām DNS vai RNS molekulām, kas ir ietvertas proteīna apvalkā (kapsīds), dažkārt saturot arī lipīdu un ogļhidrātu komponentus.

Vīrusu daļiņu (sauktas arī par virioniem) diametrs ir 20-300 nm. Tie. tās ir daudz mazākas par mazākajām prokariotu šūnām. Tā kā olbaltumvielu un dažu aminoskābju izmēri. ir 2-50 nm diapazonā, tad vīrusa daļiņu varētu uzskatīt vienkārši par makromolekulu kompleksu. To mazā izmēra un nespējas vairoties dēļ vīrusi bieži tiek klasificēti kā “nedzīvi”.

Viņi saka: “Vīruss ir dzīvības vai nedzīvības starpposma forma”, jo ārpus saimniekšūnas tas pārvēršas par kristālu.

Viņi saka: c. šī ir pāreja no ķīmijas uz dzīvi

Sākas vīrusa dzīves cikls

1. no iekļūšanas šūnā.

2. Lai to izdarītu, tas saistās ar specifiskiem receptoriem uz tās virsmas un

a) vai nu ievada šūnā savu nukleīnskābi, atstājot virionu proteīnus uz tās virsmas,

b) vai pilnībā iekļūst endocitozes rezultātā. Pēdējā gadījumā pēc vīrusa iekļūšanas šūnā tas tiek "izģērbts" - genoma nukleīnskābju izdalīšanās no apvalka proteīniem.

3. Šīs procedūras rezultātā vīrusa genoms kļūst pieejams šūnu enzīmu sistēmām, kas nodrošina vīrusu gēnu ekspresiju.

4. Tieši pēc vīrusa genoma nukleīnskābes iekļūšanas šūnā tajā esošā ģenētiskā informācija tiek atšifrēta saimnieka ģenētiskajās sistēmās un tiek izmantota vīrusa daļiņu komponentu sintezēšanai.

Salīdzinot ar citu organismu genomiem, vīrusa genoms ir salīdzinoši mazs un kodē tikai ierobežotu skaitu proteīnu, galvenokārt kapsīdu proteīnus un vienu vai vairākus proteīnus, kas iesaistīti vīrusa genoma replikācijā un ekspresijā. Nepieciešamos metabolītus un enerģiju piegādā saimniekšūna.

DNS vīrusiem kā ģenētiskais materiāls ir viena vai divpavedienu DNS, kas var būt gan lineārs, gan apļveida. DNS kodē informāciju par visiem vīrusa proteīniem. Vīrusus klasificē atkarībā no tā, vai to DNS ir vienpavediena vai divpavedienu un vai saimniekšūna ir pro- vai eikariotiska. Vīrusus, kas inficē baktērijas, sauc par bakteriofāgiem.

1 - baku vīrusi; 2 - herpes vīrusi; 3 - adenovīrusi; 4 - papovavīrusi; 5 - hepadnavīrusi; 6 - parvovīrusi;

Pirmā grupa - divpavedienu DNS vīrusi

- Replikācija tiek veikta pēc šādas shēmas: DNS -> RNS -> DNS.

- viņi ieguva vārdu retroīdi vīrusi.

- PŠīs vīrusu grupas pārstāvji ir B hepatīta vīruss un ziedkāpostu mozaīkas vīruss.

1. Šo vīrusu DNS genoma replikācija tiek veikta, izmantojot starpposma RNS molekulas:

2. RNS molekulas veidojas vīrusa DNS transkripcijas rezultātā šūnas kodolā ar saimniekenzīmu DNS atkarīgo RNS polimerāzi.

3. Tiek pārrakstīts tikai viens no vīrusa DNS pavedieniem.

4. DNS sintēze uz RNS šablona notiek reversās transkriptāzes katalizētas reakcijas rezultātā; vispirms tiek sintezēta (-) DNS virkne,

5. un tad uz tikko sintezētās (-) DNS virknes tas pats enzīms izveido (+) virkni.

Kopumā retroīdu vīrusu genoma replikācijas modelis ir pārsteidzoši līdzīgs retrovīrusu replikācijas modelim. Acīmredzot šai līdzībai ir arī evolūcijas pamats, jo šo vīrusu reverso transkriptāžu primārā struktūra atklāj zināmu līdzību savā starpā.

Otrā grupa - divpavedienu DNS vīrusi

- Replikācija tiek veikta saskaņā ar DNS -> DNS shēmu.

- no šo vīrusu genoma inficētajā šūnā no DNS atkarīgā RNS polimerāze transkribē mRNS molekulas (t.i., (+) RNS),

mRNS (t.i., (+) RNS) piedalās vīrusu proteīnu sintēzē,

Vīrusa genoma reprodukciju veic no DNS atkarīgā DNS polimerāze: (±) DNS → (+) RNS

Dažos gadījumos šūnu fermenti ražo gan mRNS, gan DNS; citos gadījumos vīrusi izmanto savus fermentus. Gadās, ka abi fermenti kalpo replikācijas un transkripcijas procesam. Šajā grupā ietilpst herpes vīrusi, bakas utt.

Gripas vīrusa diagramma

Gripas vīruss ir “-” vienpavedienu RNS vīrusa piemērs. Tam ir apvalks un spirālveida kodols. Kodols sastāv no astoņiem “-” RNS segmentiem, kas kombinācijā ar olbaltumvielām veido spirālveida struktūras. Katrs segments kodē vienu no vīrusa proteīniem. Vīruss satur vislielāko matricas proteīna daudzumu, kas atrodas čaulas iekšējā pusē un piešķir tai stabilitāti. Visus apvalka proteīnus kodē vīrusa RNS, turpretim lipīdiem ir šūnu izcelsme (skatīt DNS vīrusi, montāža). Galvenie apvalka proteīni ir hemaglutinīns un neiraminidāze.

Infekcijas process turpinās saskaņā ar shēmu (caurspīdīgs 2 zemāk) sākas ar vīrusa piesaisti saimniekšūnas virsmai caur hemaglutinīnu. Tad notiek apvalka saplūšana ar šūnas membrānu, nukleoproteīna kodols (nukleokapsīds) nonāk šūnā, un vīrusa kodētā RNS atkarīgā RNS polimerāze sintezē + mRNS virknes uz vīrusa “-” virknēm, pēc tam tiek ražoti vīrusu proteīni. saimniekšūnas ribosomas. Dažām no šīm olbaltumvielām ir svarīga loma vīrusa genoma replikācijā.

Replikācija rodas kodolā, kur ar tās pašas, bet, iespējams, modificētās RNS polimerāzes palīdzību veidojas “-” RNS ķēdes. Pēc tam, kad nukleokapsīdu proteīni nonāk kodolā, notiek nukleokapsīdu montāža. Tad nukleokapsīds iziet cauri citoplazmai, pa ceļam pievienojot apvalka proteīnus, un atstāj šūnu, izplūstot no tās plazmas membrānas. Tiek uzskatīts, ka neiraminidāze ir iesaistīta pumpuru veidošanās procesā.

Trešā grupa veido divpavedienu genomus, (±) RNS genomus.

Zināmie divpavedienu genomi vienmēr ir segmentēti (t.i., sastāv no vairākām dažādām molekulām).

Tas ietver reovīrusus. To pavairošana notiek saskaņā ar iepriekšējo variantu. Kopā ar vīrusa RNS šūnā nonāk arī vīrusa RNS atkarīgā RNS polimerāze, kas nodrošina (+) RNS molekulu sintēzi. Savukārt (+) RNS nodrošina vīrusu proteīnu ražošanu uz saimniekšūnas ribosomām un kalpo par šablonu jaunu (-) RNS ķēžu sintēzei ar vīrusa RNS polimerāzes palīdzību.

Ķēdes (+) un (-) RNS, veidojot kompleksu viena ar otru, veido divpavedienu (±) RNS genoms, kas ir iepakots proteīna apvalkā.

- Reovīrusi putni (no angļu valodas elpošanas respiratori, enteric intestinal, orphan orphan) ir ikosaedriski vīrusi bez apvalka, kuru proteīna kapsīds sastāv no diviem slāņiem - ārējā un iekšējā. Kapsīda iekšpusē ir 10 vai 11 divpavedienu RNS segmenti.

Reovīrusi inficē siltasiņu dzīvnieku (cilvēku, pērtiķu, liellopu, mazo atgremotāju, sikspārņu) elpceļus un zarnu traktu.

Infekcijas process sākas ar RNS iekļūšanu šūnā un pēc tam turpinās saskaņā ar diagrammu (caurspīdīga 2 - zemāk). Pēc daļējas ārējās kapsīda iznīcināšanas ar lizosomu enzīmu palīdzību tiek pārrakstīta RNS šādā veidā izveidotajā subvīrusu daļiņā, tās kopijas atstāj daļiņu un savienojas ar ribosomām. Pēc tam saimniekšūna ražo olbaltumvielas, kas nepieciešamas jaunu vīrusu cistu veidošanai.

Replikācija RNS vīrusi rodas ar konservētu mehānismu. Viena no katra RNS segmenta virknēm kalpo kā veidne liela skaita jaunu + virkņu sintēzei. Uz šīm + ķēdēm - ķēdes veidojas kā uz matricas; + un - ķēdes neatšķiras, bet paliek kopā divķēžu molekulu veidā. jaunu vīrusu daļiņu salikšana no jaunizveidotiem + un – segmentiem un kapsīdu proteīniem ir kaut kādā veidā saistīta ar saimniekšūnas miotisko vārpstu.

Tas ietver vīrusus, kuros genoma replikācijas ciklu var iedalīt divās galvenajās reakcijās: RNS sintēze uz DNS veidnes un DNS sintēze uz RNS veidnes.

Šajā gadījumā vīrusa daļiņas kā genoma sastāvā var būt vai nu RNS (retrovīrusi ( Retroviridae- no REverse TRAnscription) vai DNS (retroīdiem vīrusiem).

Vīrusa daļiņa satur divas genoma vienpavedienu (+) RNS molekulas.

Vīrusa genoms kodē neparastu enzīmu (reverso transkriptāzi jeb revertāzi), kam piemīt gan no RNS atkarīgās, gan no DNS atkarīgās DNS polimerāzes īpašības.

Tikai 1970. gadā šo mīklu atrisināja amerikāņu zinātnieki G. Temins un Mitsutani un neatkarīgi no viņiem D. Baltimora. Viņi pierādīja iespēju pārnest ģenētisko informāciju no RNS uz DNS. Šis atklājums apgāza molekulārās bioloģijas centrālo dogmu, ka ģenētisko informāciju var nodot tikai DNS-RNS-olbaltumvielu virzienā. G. Teminam bija vajadzīgi pieci gadi, lai atklātu enzīmu, kas nodod informāciju no RNS uz DNS – no RNS atkarīgo DNS polimerāzi. Šis ferments tika nosaukts reversā transkriptāze. G. Teminam izdevās ne tikai iegūt DNS fragmentus, kas komplementāri dotajai RNS ķēdei, bet arī pierādīt, ka DNS kopijas var integrēt šūnu DNS un nodot pēcnācējiem.

Šis enzīms nonāk inficētajā šūnā kopā ar vīrusa RNS un nodrošina tās DNS kopijas sintēzi, vispirms vienpavedienu [(-) DNS] un pēc tam divpavedienu formā [(±) DNS]:

Vīrusa genoms normāla DNS dupleksa formā (tā sauktā provīrusa DNS) ir integrēts saimniekšūnas hromosomā.

Rezultātā vīrusa divpavedienu DNS būtībā ir papildu gēnu kopums šūnā, kas daloties replikējas kopā ar saimnieka DNS.

Lai veidotu jaunas retrovīrusu daļiņas, provīrusu gēnus (vīrusu gēnus saimnieka hromosomās) saimnieka transkripcijas aparāts pārraksta šūnas kodolā (+) RNS transkriptos.

Daži no tiem kļūst par jauno retrovīrusu "pēcnācēju" genomu, bet citi tiek pārstrādāti mRNS un tiek izmantoti vīrusu daļiņu montāžai nepieciešamo proteīnu tulkošanai.

Šajā grupā ietilpst

a) cilvēka imūndeficīta vīruss (HIV)

Informācija par AIDS ir Vecajā Derībā

Mūsu ganome satur ģenētiskas zīmes no iepriekšējām AIDS pandēmijām

C hepatīta vīrusa RNS izpēte ir vissvarīgākā procedūra, kas ļauj precīzi noteikt pacientu ārstēšanas ilgumu un metodes.

Slimības diagnostika sastāv no vairākām dažādām asins analīzēm, piemēram:

• C hepatīta marķieri (anti-HCV);
• C hepatīta vīrusa RNS (HCV RNS) noteikšana.

Pirmais pētījums tiek veikts pie pirmajām aizdomām par hepatītu. Otrā iespēja ir visnozīmīgākā HCV RNS ārstēšanā, tāpēc mēs to apsvērsim sīkāk.

Kas ir vīrusu hepatīts C?

C hepatīta vīruss jeb HCV ir infekcijas slimība, kas ietekmē aknas. Inficēšanās ar vīrusu notiek caur asinīm. Jūs varat inficēties, veicot asins pārliešanu, ja netiek ievēroti medicīnisko instrumentu sterilizācijas noteikumi. Retāk ir gadījumi, kad slimība tiek iegūta seksuāli vai no grūtnieces līdz auglim. C hepatīts ir divu veidu.

Hronisks C hepatīts ir visbīstamākais. Šī ir slimības forma, kas var ilgt visu mūžu. Tas izraisa nopietnas aknu darbības traucējumus, piemēram, cirozi vai vēzi. 70-90% inficēto cilvēku slimība pāriet hroniskā stadijā.

Vissvarīgākais ir tas, ka tas norit slepeni, bez ikteriskām pazīmēm. Šajā gadījumā visbiežāk viņi sūdzas par drudzi, sliktu dūšu un vemšanu, fizisku vājumu, paaugstinātu nogurumu, apetītes un svara zudumu. Tajā pašā laikā, ņemot vērā nelielu aknu audu sablīvēšanos, diezgan bieži notiek tā ļaundabīga deģenerācija. Šī iemesla dēļ vīrusu hepatītu C bieži sauc par "bumbu ar laika degli" vai "maigu slepkavu".

Vēl viena slimības iezīme ir tās ļoti lēnā attīstība, kas tiek lēsta desmitiem gadu.

Parasti inficētie nejūt nekādus simptomus un nezina savu patieso stāvokli. Bieži vien slimību var identificēt tikai tad, kad apmeklējat ārstu citu problēmu dēļ.

Riska grupās ietilpst:

• bērni, kuri saņēmuši C hepatīta vīrusu no savām mātēm;
• narkomāni;
• cilvēki, kuri caurduruši ķermeņa daļas vai izgatavojuši tetovējumus ar nesteriliem instrumentiem;
• tie, kas saņēmuši ziedotās asinis vai orgānus (līdz 1992.gadam, kad hemodialīze netika veikta);
• ar HIV inficētas personas;
• veselības aprūpes darbiniekiem, kas saskaras ar inficētiem pacientiem.

C hepatīta RNS noteikšana

HCV-RNS vīrusa, saukta arī par RNS, RNS noteikšana ir bioloģiskā materiāla (asiņu) izpēte, ar kuras palīdzību var noteikt tiešu hepatīta vīrusa gēnu materiāla klātbūtni organismā (jebkurš vīruss ir viena daļiņa RNS).

Galvenā testa metode ir PCR jeb polimerāzes ķēdes reakcijas metode.

Ir divu veidu asins analīzes, lai noteiktu HCV RNS:

• kvalitatīvs;
• kvantitatīvs.

Kvalitatīvs tests

Kvalitatīvas analīzes veikšana ļauj noteikt, vai vīruss ir asinīs. Visiem pacientiem, kuriem ir konstatētas C hepatīta antivielas, ir jāveic šī pārbaude. Pamatojoties uz tā rezultātiem, jūs varat saņemt 2 atbildes: “ir vīruss” vai “nav”. Pozitīvs testa rezultāts (konstatēts) norāda, ka vīruss aktīvi vairojas un inficē veselas šūnas aknās.

Kvalitatīvais PCR tests ir iestatīts uz specifisku jutību, no 10 līdz 500 SV/ml. Ja asinīs konstatētā hepatīta vīrusa īpatnējais saturs ir mazāks par 10 SV/ml, vīrusa noteikšana var kļūt neiespējama. Pacientiem, kuriem nozīmēta pretvīrusu terapija, tiek novērota ļoti zema specifiskā vīrusu slodze. Tāpēc ir svarīgi zināt, cik jutīga ir medicīniskā sistēma, lai diagnosticētu un iegūtu augstas kvalitātes rezultātu ar polimerāzes ķēdes reakciju.

Bieži vien C hepatīta polimerāzes ķēdes reakcija tiek veikta uzreiz pēc atbilstošo antivielu atrašanas. Turpmākās pārbaudes, kamēr tiek veikta pretvīrusu terapija, tiek veiktas 4., 12. un 24. nedēļā. Un vēl viena analīze pēc AVT pārtraukšanas tiek veikta 24 nedēļas vēlāk. Pēc tam - reizi gadā.

Kvantitatīvā pārbaude

Kvantitatīvā RNS PCR analīze, ko dažreiz sauc par vīrusu slodzi, nosaka vīrusa koncentrāciju (īpatnējo saturu) asinīs. Citiem vārdiem sakot, vīrusu slodze attiecas uz noteiktu vīrusa RNS daudzumu, kas var būt noteiktā asiņu daudzumā (parasti lietot 1 ml, kas vienāds ar 1 cm kubā).

Testa rezultātu mērvienības ir starptautiskās (standarta) vienības, kas dalītas ar vienu mililitru (IU/ml). Vīrusa saturs dažkārt tiek pasniegts atšķirīgi atkarībā no laboratorijām, kurās tiek veikti pētījumi. C hepatīta gadījumā kvantitatīvajā noteikšanā dažreiz tiek izmantotas tādas vērtības kā kopijas/ml.

Ir jāsaprot, ka C hepatīta smaguma pakāpei nav īpašas atkarības no šī celma koncentrācijas asinīs.

“Vīrusu slodzes” pārbaude ļauj noteikt slimības infekciozitātes pakāpi. Tādējādi risks inficēt citu cilvēku ar vīrusu palielinās, palielinoties hepatīta koncentrācijai asinīs. Turklāt augsts vīrusa līmenis samazina ārstēšanas efektu. Tāpēc zema vīrusu slodze ir ļoti labvēlīgs faktors veiksmīgai ārstēšanai.

Turklāt C hepatīta testam un tā noteikšanai ar PCR ir liela nozīme slimības terapijas pielietošanā un ārstēšanas panākumu noteikšanā. Pamatojoties uz pārbaudes rezultātiem, tiek plānots rehabilitācijas kurss. Piemēram, ja hepatīta vīrusa specifiskā koncentrācija samazinās pārāk lēni, pretvīrusu terapija tiek pagarināta un otrādi.

Mūsdienu medicīnā tiek uzskatīts, ka slodze, kas lielāka par 800 000 SV / ml, ir augsta. Slodze, kas pārsniedz 10 000 000 ME/ml, tiek uzskatīta par kritisku. Taču līdz pat šai dienai dažādu valstu ekspertiem nav vienāda viedokļa par vīrusu slodzes robežām.

Kvantitatīvās pārbaudes biežums

Parasti HCV-RNS hepatīta kvantitatīvā analīze tiek veikta pirms pretvīrusu terapijas un 3 mēnešus pēc ārstēšanas procedūru beigām, lai noteiktu veiktās terapijas kvalitāti.

Rezultātu kvantitatīvs novērtējums saskaņā ar iepriekš norādīto paraugu tiks uzskatīts par kvantitatīvā testa rezultātu. Rezultāts būs spriedums “zem izmērāmā diapazona” vai “nav konstatēts asinīs” - tā ir norma veselam cilvēkam.

Kvalitatīvā testa jutīguma parametrs parasti ir zemāks nekā kvantitatīvā testa jutīgums. Apzīmējums “Absent” liecina, ka abos testos vīrusa RNS netika atrasts. Ja testa vērtība ir “zem izmērītā diapazona”, kvantitatīvais analīzes veids, visticamāk, neatrada hepatīta RNS, lai gan tas apstiprina vīrusa klātbūtni ar ļoti zemu specifisko daudzumu.

C hepatīts un tā genotipi

C hepatīta vīrusa RNS genotipa noteikšana diagnosticē dažādu. Zinātnei ir zināmi vairāk nekā 10 vīrusa genoma veidi, taču medicīnas praksei pietiek noteikt vairākus genotipus, kuriem ir lielākais īpatsvars reģionā. Ģenētiskā tipa noteikšanai ir galvenā loma ārstēšanas laika izvēlē, kas ir ļoti nepieciešama, ņemot vērā hepatīta zāļu plašo blakusparādību klāstu.

Ārstēšanas iespējas

Vienīgais efektīvais veids, kā izārstēt C hepatīta vīrusu, parasti ir 2 zāļu kombinācija:

• interferons-alfa kopā ar;

Atsevišķi šīs zāles nav tik efektīvas. Ieteicamās zāļu devas un lietošanas laiks jānosaka tikai ārstam un katram pacientam individuāli. Ārstēšana ar šīm zālēm var ilgt no 6 līdz 12 mēnešiem pirmajai shēmai un no 3 līdz 6 mēnešiem otrajai un trešajai shēmai.

1 - paramiksovīrusi; 2 - gripas vīrusi; 3 - koronavīrusi; 4 - arenavīrusi; 5 - retrovīrusi; 6 - reovīrusi; 7 - pikornavīrusi; 8 - kapicivīrusi; 9 - rabdovīrusi; 10 - togavīrusi, flavivīrusi; 11 - bunjavīrusi

Gandrīz visu zināmo RNS saturošo vīrusu genomi ir lineāras molekulas, tās var ērti iedalīt 3 grupās.

Pirmā grupa ir pozitīvas polaritātes vienpavediena genomi, t.i. ar nukleotīdu secību, kas atbilst mRNS secībai.

Šādi genomi tiek saukti par (+) RNS.

Vīrusu (+) RNS genomi kodē vairākus proteīnus, tostarp no RNS atkarīgu RNS polimerāzi (replikāzi), kas spēj sintezēt RNS molekulas bez DNS līdzdalības.

Ar šī enzīma palīdzību vispirms tiek sintezētas fāga (-) RNS virknes,

Pēc tam īpaša proteīna klātbūtnē, ko sauc par “saimnieka faktoru”, replikāze sintezē (+) RNS virkni.

Pēdējā posmā no uzkrātajiem vīrusu proteīniem un (+) RNS veidojas virioni.

Šī procesa vienkāršotā diagramma ir šāda:

(+) RNS (-) RNS

Vienpavedienu (+) RNS genoms ir raksturīgs

a) fāgs Qβ,

b) tabakas mozaīkas vīrusi,

Tabakas mozaīkas vīruss ir + vienpavedienu augu vīrusa piemērs; vīrusam nav apvalka, tas ir spirālveida, satur 2130 identiskas kapsīda proteīna molekulas un vienu RNS virkni. RNS atrodas spirālveida rievā, ko ieskauj olbaltumvielu apakšvienības, un to notur daudzas vājas saites.

Infekcijas process, kas notiek saskaņā ar diagrammu (caurspīdīgs 2 zemāk), sastāv no vīrusa iekļūšanas augu šūnā, kam seko tā kapsīda strauja zaudēšana. Tad saimniekšūnas ribosomu +vienpavedienu vīrusa RNS tiešas translācijas rezultātā veidojas vairāki proteīni, no kuriem daži ir nepieciešami vīrusa genoma replikācijai.

Replikāciju veic RNS replikāze, kas rada RNS kopijas jauniem virioniem. Kapsīda proteīna sintēze notiek tikai pēc tam, kad RNS, kas ir inficējusi šūnu, ir nedaudz modificējusies, ļaujot šūnas ribosomām pievienoties RNS daļai, kas kodē šo proteīnu. Virionu montāža sākas ar disku veidošanos no kapsīda proteīna. Divi šādi proteīna diski, kas izvietoti koncentriski, veido biskvītam līdzīgu struktūru, kas, RNS saistoties ar to, iegūst spirāles formu. Sekojoša proteīnu molekulu piesaiste turpinās, līdz RNS ir pilnībā pārklāta. Galīgajā formā virions ir 300 nm garš cilindrs.

3) poliomielīts,

4) ērču encefalīts.

Otrā grupa ir vienpavediena genomi ar negatīvu polaritāti, t.i. (-) RNS genomi.

Tā kā (-) RNS nevar veikt mRNS funkcijas, lai veidotu “savu” mRNS, vīruss ievada šūnā ne tikai genomu, bet arī fermentu, kas var noņemt no šī genoma komplementāras kopijas saskaņā ar šādu shēmu:

(-) RNS (+) RNS

Šis vīrusa enzīms (RNS atkarīgā RNS polimerāze, kas sintezēta iepriekšējā reprodukcijas ciklā) ir iepakota virionā tādā formā, kas ir ērta ievadīšanai šūnā.

Infekcijas process sākas ar vīrusa enzīma, kas kopē vīrusa genomu, veidojot (+) RNS, kas darbojas kā veidne vīrusu proteīnu sintēzei, tostarp no RNS atkarīgās RNS polimerāzes, kas ir daļa no iegūtajiem virioniem.

Interesantas lietas vietnē:

Galvenās prokariotu grupas. Baktērijas ir fototrofi
Daudzas baktērijas izmanto gaismu kā enerģijas avotu. Tie visi ir sarkanā, oranžā, zaļā vai zili zaļā krāsā; galu galā, lai gaisma veiktu jebkuru darbu, tā ir jāuzsūc krāsvielai - pigmentam. Baktērijās...

Pamatjēdzieni un termini
Darbā sniegta konkrēto vai neskaidro lietoto terminu un jēdzienu definīcija. ...

Dabaszinātņu attīstības posmi (sinkretiskā, analītiskā, sintētiskā, integrāli-diferenciālā)
1. Sinkrētiskā stadija. Šajā posmā veidojās vispārīgi, nedalīti, nedetalizēti priekšstati par apkārtējo pasauli kā kaut ko veselu, radās tā sauktā dabas filozofija (Dabas filozofija), kas pārtapa universālā...