Морфология и структура вирусов. Современные принципы классификации и номенклатуры вирусов. Вирусологические методы исследования.

Вирусы относят к царству Vira. Это мельчайшие микроорганизмы, не имеющие клеточного строения, белоксинтезирующей системы, содержащие только один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Они отличаются особым разобщенным (дисъюнктив-ным) способом размножения (репродукции): в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты вирусов и их белки и затем происходит их сборка в вирусные частицы. Вирусы, являясь облигатными внутриклеточными паразитами, размножаются в цитоплазме или ядре клетки. Сформированная вирусная частица называется вирионом. Морфологию и структуру вирусов изучают с помощью электронного микроскопа, так как их размеры малы и сравнимы с толщиной оболочки бактерий. Форма вирионов может быть различной: палочковидной (вирус табачной мозаики), пулевидной (вирус бешенства), сферической (вирусы полиомиелита, ВИЧ), в виде сперматозоида (многие бактериофаги).

Мелких вирусов является вирус полиомиелита (около 20 нм), наиболее крупным . натуральной оспы (около 350 нм).

Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди РНК- содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК). Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус-нить РНК) геномом.

Различают просто устроенные (например, вирус полиомиелита) и сложно устроенные (например, вирусы гриппа, кори) вирусы. У просто устроенных вирусов нуклеиновая кислота связана с белковой оболочкой, называемой капсидом (от лат. capsa . j футляр). Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц . капсомеров. Нуклеиновая кислота и капсид, взаимодействуя друг с другом, образуют нуклеокапсид. У сложно устроенных вирусов капсид окружен дополнительной липопро-теидной оболочкой . суперкапсидом (производное мембранных структур клетки-хозяина), имеющей Ішипы⌡. Для вирионов характерен спиральный, кубический и сложный тип симметрии капсида.

В основу классификации вирусов положены следующие категории:

-тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома;

-размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии;

-наличие суперкапсида;

-чувствительность к эфиру и дезоксихолату;

-место размножения в клетке;

-антигенные свойства и пр.

Вирусологические методы исследования — методы изучения биологии вирусов и их идентификации. Для выделения вирусов применяют заражение восприимчивых лабораторных животных, куриных эмбрионов, но чаще всего используют культуру ткани. Наличие вируса обычно определяют по специфической дегенерации клеток (цитопатический эффект), образованию симпластов и синцитиев, обнаружению внутриклеточных включений, а также специфического антигена, выявляемого с помощью методов иммунофлюоресценции, гемадсорбции, гемагглютинации (у гемагглютинирующих вирусов) и т.д. Эти признаки могут обнаруживаться лишь после 2—3 пассажей вируса.

    Для выделения ряда вирусов, например вирусов гриппа, используют куриные эмбрионы, для выделения некоторых вирусов Коксаки и ряда арбовирусов — новорожденных мышей. Идентификацию выделенных вирусов проводят с помощью серологических реакций и других методов.

 Лабораторная диагностика вирусных инфекций включает обнаружение возбудителя или его компонентов в клиническом материале; выделение вируса из этого материала; серодиагностику.

1. Электронная микроскопия вирусов

2. Метод молекулярной гибридизации

3. Серологические методы

Этапы репродукции вирусов. Бактериофаги, строение, взаимодействие с чувствительной клеткой. Практическое применение бактериофаг.

Репродуктивный цикл вирусов.

1. Адсорбция в клетке.

2. Проникновение в клетку.

3. Раздевание и высвобождение нуклеиновой кислоты.

4. Синтез компонентов дочерних популяции

5. Сборка дочерней популяции

6. Выход дочерней популяции из клетки.

Первая стадия репродуктивного цикла — адсорбция вириона на поверхности инфицируемой клетки. Адсорбция происходит путём взаимодействия вириона со специфическими клеточными рецепторами.

«Голые» вирусы проникают в клетку путём эндоцитоза — погружения участка клеточной мембраны в месте их адсорбции. Иначе этот процесс известен как виропексис [вирус + греч. pexis, прикрепление]. «Одетые» вирусы проникают в клетку путём слияния суперкапсида с клеточной мембраной при участии специфических F-белков (белков слияния). Кислые значения рН способствуют слиянию вирусной оболочки и клеточной мембраны.

При проникновении «голых» вирусов в клетку образуются вакуоли (эндосомы). После проникновения «одетых» вирусов в цитоплазму происходит частичная депротеинизация вирионов и модификация их нуклеопротеида (раздевание). Модифицированные частицы теряют инфекционные свойства, в ряде случаев изменяются чувствительность к РНКазе, нейтрализующему действию антител (AT) и другие признаки, специфичные для отдельных групп вирусов.

После депротеинизации вирусы невозможно выделить из культуры клеток. Этот этап репродукции известен как теневая фаза, или фаза эклипса [от англ. eclipse, затмение].

Она включает репликацию нуклеиновых кислот вируса и синтез вирусных белков. Теневая фаза не происходит при температуре 0-4 °С (исключая вирус гриппа). Различия в энергетических потребностях для теневой фазы разных групп вирусов указывают на возможное участие в этом процессе различных клеточных реакций. Теневая фаза заканчивается после образования составных компонентов вируса, необходимых для сборки дочерних популяций.

Образование дочерних вирусных частиц в заражённой клетке подразумевает необходимость трёх процессов:

1) экспрессия генетического материала в виде его транскрипции и последующей трансляции, что приводит к появлению вирусных белков;  2) синтез генетического материала вируса (репликация);  3) сборка из генетического материала и вирусных белков дочерних популяций.

Бактериофаги-это вирусы, паразиты, спутники бактерий. Естественной средой обитания фагов является бактериальная клетка. Фаги распространяются всюду,где есть бактерии. Фаг(лизирующий, пожирающий) – явление бактериографии- явление лизиса бактерий пр принципу специфичности. Взаимодействие фага+клетка(бактерии) строго специфично, т.е. бактериофаги способны инфицировать только определенные виды и фаготипы бактерий. Этапы взаим.фаг и бактерий. Различают: 1.вирулентные фаги, способные вызывать продуктивную форму процесса.2.умереннные – вызывают редуктивную фаговую инфекцию, когда геном фага внедряетсяв хромосому клетки хозяина(ДНК в ДНК), фаг превращается в профаг. Это процесс лизогении. Если в этом случае клетка приобретае новые наследуемые признаки, такую форму изменчивости бактерий называют лизогенной конверсией. БК несущую в своем геноме профаг называют лизогенной, поскольку профаг при нарушении синтеза особого белка-репрессора может перейти в литический цикл развития, и вызывать продолжительную инфекцию с лизисом бактерии. Умеренные фага играют большую роль в обмене ген.материалом между бактериями трансдукции(способность выработать экзотоксин способен только тот возбудитель дифтерии, в хромосому которого интегрирован умеренный профаг, несущий ген- тох, который отвечает за синтез дифтерийного токсина, а утрата этого гена приводит к потере способности выработать токсин). Практич.использование бактериофагов.1) для идентификации МО (опред.фаготипа); 2)для фагопрофилактики в очагах инфекции; 3)для фаготерапии;4)для оценки санит.состояние окр.среды и эпидимиолог.анализа. бактериофаги выпускаются в таблетках, растворах(ампулы, флаконы). Имеют ряд преимуществ перед антибиотиками :специф.действия,отсутствие побочных реакций, возник.устойчмвости, но применении бактериофагов с лечебной целью.