6 курс / Иммунология / Ivanov_I_F_Immunologia

51

Несовершенные грибы рода Microsporum.

Несовершенные грибы рода Trichophyton.

Грибы отнесены к царству Fungi (Mycota), подразделяемому на отделы Myxomycota

(грибы-слизевики) и Eumycota (истинные грибы), которые включают 7 классов:

Хитридиомицеты (Chytridiomycetes)

Гифохитридиомицеты (Hyphochytridiomycetes)

Оомицеты (Oomycetes)

Зигомицеты (Zygomycetes)

Аскомицеты (Ascomycetes)

Базидиомицеты (Basidiomycetes)

Дейтеромицеты (Deuteromycetes)

Один из основных методов выявления возбудителей микозов - микроскопия

позволяет выявить структуры грибов в клинических образцах. Идентификацию

52

возбудителя проводят по морфологическим и биохимическим признакам.

Плесневые грибы развиваются сапротрофно в почве, на увлажненных продуктах, плодах и

овощах, на животных и растительных остатках, образуя пушистые или паутинистые

налеты (плесень) серого, зеленого, черного, сизого цвета. Плесневые грибы встречаются

среди зигомицетов (например, мукор), сумчатых и несовершенных грибов. Среди

плесневых грибов бывают и паразитические виды, которые вызывают болезни человека и

животных (аспергиллез, бластомикоз, пневмомикоз) и растений (альтернариоз, фузариоз и

др.).

Известным представителем плесневых грибов является пеницилл. Его мицелий состоит из

разветвленных нитей, разделенных перегородками на клетки, а спороношение напоминает

кисть, отсюда и его название «кистевик». На концах разветвленных конидиеносцев

образуются цепочки конидий, с помощью которых пеницилл размножается. Этот гриб

встречается в виде плесени (зеленого, сизого, голубого цвета) на почве и продуктах

растительного происхождения (на плодах, овощах, варенье, томатной пасте и др.).

Некоторые виды пеницилла используются для приготовления пенициллина— одного из

наиболее известных антибиотиков.

Плесневые грибы: 1 — мукор; 2 —

пеницилл; 3 — аспергилл.

Дрожжи не имеют мицелия и представляют собой неподвижные клетки овальной формы размером 2—10 мкм. Размножаются дрожжи почкованием или делением. У них наблюдается и половой процесс, протекающий в виде копуляции двух клеток. Образовавшаяся при этом зигота превращается в сумку с 4-8 спорами. Предполагают, что дрожжи произошли от многоклеточных предков. Упрощение их организации произошло в связи с обитанием в жидких сахаристых средах. Наибольшее практическое значение имеют пекарские дрожжи, представленные несколькими сотнями рас — винными, пивными, хлебопекарными и др. Они применяются в пивоварении, хлебопечении, производстве спирта. Винные дрожжи встречаются в природе на поверхности плодов (например, винограда), в нектаре цветков, в истечениях деревьев и используются в виноделии.

53

Лекция 5.

Морфология вирусов. Вирусы бактерий - бактериофаги

Вирусы человека, животных, растений, насекомых и бактерий (фаги) выделены в царство Vira. Они отличаются от других микроорганизмов своей ультраструктурной организацией и наличием только одного типа нуклеиновой кислоты—РНК или ДНК.

Вирусы не воспроизводятся самостоятельно, они — облигатные внутриклеточные паразиты, репродуцирующиеся только в живых клетках. Все вирусы существуют в двух формах. Внеклеточная форма — вирион — включает в себя все составные элементы

(капсид, нуклеиновую кислоту, структурные белки, ферменты и др.). Внутриклеточная форма — вирус — может быть представлена лишь одной молекулой нуклеиновой кислоты, так как, попадая в клетку, вирион распадается на составные элементы.

Размеры вирионов колеблются от 15—20 до 300—500 нм. Они имеют палочковидную или цилиндрическую форму (вирус табачной мозаики), нитевидную форму в виде изгибающихся тонких нитей шириной около 10 нм и длиной до 500 нм и более (вирусы растений и некоторые фаги), сферическую форму, напоминающую многогранники (пикорнавирусы, аденовирусы), форму параллелепипеда (поксвирусы) и булавовидную или сперматозоидную форму

(вирусы бактерий—фаги). При всём разнообразии конфигураций, размеров и функциональных характеристик вирусам присущи некоторые общие признаки. В общем виде зрелая вирусная частица (вирион) состоит из нуклеиновой кислоты, белков и липидов, либо в его состав входят только нуклеиновые кислоты и белки.

Простейшие вирионы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки—капсида, который плотно ее окружает. В морфологическом отношении их характеризуют как нуклеокапсиды, а в химическом — как нуклеопротеиды. Основные функции капсида — зашита вирусного генома от внешних воздействий, обеспечение адсорбции вириона к клетке, проникновение его в клетку путём взаимодействия с клеточными рецепторами.

Нуклеиновые кислоты вирусов Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК, но не оба типа одновременно. Например, вирусы оспы, простого герпеса, Эпстайна-Барр — ДНК-содержащие, а тогавирусы, пикорнавирусы — РНК-

54

содержащие. Геном вирусной частицы гаплоидный. Наиболее простой вирусный геном кодирует 3-4 белка, наиболее сложный — более 50 полипептидов. ДНК может быть:

1) двухцепочечной;

2)одноцепочечной;

3)кольцевой;

4)двухцепочечной, но с одной более короткой цепью;

5)двухцепочечной, но с одной непрерывной, а с другой фрагментированной цепями.

РНК может быть:

1)однонитевой;

2)линейной двухнитевой;

3)линейной фрагментированной;

4)кольцевой;

5)содержащей две одинаковые однонитевые РНК.

Капсид представлен белковой оболочкой, состоящей из повторяющихся субъединиц -

капсомеров, организованных в один или два слоя по двум типам симметрии — кубическому или спиральному. Некоторые бактериофаги (вирусы бактерий) имеют

двойную симметрию: головка организована по принципу кубической симметрии,

отросток — по принципу спиральной симметрии. Отсутствие постоянной симметрии.

Для вирусов больших размеров (например, для поксвирусов) характерно отсутствие постоянной симметрии. Симметричность капсида связана с тем, что для упаковки генома требуется большое количество капсомеров, а компактное их соединение возможно лишь при условии симметричного расположения субъединиц. Формирование капсида напоминает процесс кристаллизации и протекает по принципу самосборки. Число капсомеров строго специфично для каждого вида и зависит от размеров и морфологии вирионов. Капсомеры (морфологические единицы вирусов) образуют молекулы белка— протомеры (структурные единицы). Протомеры могут быть мономерными (содержать один полипептид) либо полимерными (включать несколько полипептидов).

Комплекс капсида и вирусного генома называют нуклеокапсидом. Он повторяет симметрию капсида, то есть обладает спиральной либо кубической симметрией соответственно.

56

1)продуктивная вирусная инфекция (происходит репродукция вируса, а клетки погибают);

2)абортивная вирусная инфекция (репродукции вируса не происходит, а клетка восстанавливает нарушенную функцию);

3)латентная вирусная инфекция (идет репродукция вируса, а клетка сохраняет свою функциональную активность);

4)вирус-индуцированная трансформация (клетка, инфицированная вирусом, приобретает новые, свойства).

Основные этапы репродукции вирусов ( продуктивное взаимодействие).

Первая стадия репродуктивного цикла — адсорбция вириона на поверхности инфицируемой клетки. Адсорбция происходит путём взаимодействия вириона со специфическими клеточными рецепторами. За распознавание рецепторов ответственны белки, входящие в состав капсида либо суперкапсида. Таким образом, понятие «тропизм вирусов» объясняется специфическим взаимодействием вирусных белков с поверхностными рецепторами инфицируемой клетки. Процесс адсорбции не зависит от температуры (то есть не требует энергетических затрат) и протекает в две фазы; фаза ионного притяжения обусловлена неспецифическим взаимодействием, фаза прикрепления происходит благодаря структурной гомологии либо комплементарности взаимодействующих молекул.

Вторая стадия. «Голые» вирусы проникают в клетку путём эндоцитоза — погружения участка клеточной мембраны в месте их адсорбции. Иначе этот процесс известен как виропексис . «Одетые» вирусы проникают в клетку путём слияния суперкапсида с

57

клеточной мембраной при участии специфических F-белков (белков слияния). При проникновении «голых» вирусов в клетку образуются вакуоли (эндосомы). После проникновения «одетых» вирусов в цитоплазму происходит частичная депротеинизация вирионов и модификация их нуклеопротеида (раздевание).

Третья фаза. После депротеинизации вирусы невозможно выделить из культуры клеток.

Этот этап репродукции известен как теневая фаза, или фаза эклипса. Она включает

репликацию нуклеиновых кислот вируса и синтез вирусных белков. Теневая фаза

заканчивается после образования составных компонентов вируса, необходимых для сборки дочерних популяций.

Четвёртая фаза. 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.

Пятая фаза. Высвобождение дочерних вирионов — конечная стадия репродуктивного цикла. Вирусы, лишённые суперкапсида, и поксвирусы обычно высвобождаются быстро;

выход дочерних популяций сопровождается разрушением цитоплазматической мембраны

(ЦПМ) и лизисом клетки. Вирусы, содержащие суперкапсид, высвобождаются медленнее.

Модифицированные участки мембраны с заключёнными в них вирионами выпячиваются наружу и затем отпочковываются. При высвобождении почкованием изменённая клетка иногда может сохранять жизнеспособность.

Вирусы бактерий. Бактериофаги.

Бактериофаги [от бактерии, + греч. phagein, поедать] — группа вирусов,

паразитирующих в бактериальных клетках.

История открытия и изучения фагов. В 1898 г. Н.Ф. Гамалея показал, что фильтрат сибиреязвенных бацилл вызывает лизис свежих культур этих микроорганизмов. 1915 г. Ф.

Туорт обнаружил, что белые непрозрачные колонии стафилококков становились прозрачными и исчезали и что агент лизирующий стафилококки, проходит через бактериальные фильтры, сохраняя способность растворять свежие культуры этих

58

микроорганизмов. Явление лизиса было описано, но природа не изучена. В 1917 г.

канадский учёный д,Эрелль, изучая фильтраты испражнений больного дизентерией,

которые он вносил в пробирки со свежезасеянной культурой возбудителя, заметил что при последовательных посевах после инкубации их в термостате лизирующая способность фильтрата возрастает до полного растворения дизентерий ной культуры ( это совпало с началом выздоровления больного). Из этого учёный сделал вывод, что растворяет её живой агент, проходящий через бактериальный фильтр, т.е. вирус. Открытый вирус д,Эрелль назвал бакрериофагом, а явление – бактериофагией.

Вирусы, вызывающие гибель инфицированных бактерий, известны как литические бактериофаги. Размножение и выход дочерних популяций вируса из бактерии сопровождается её гибелью и разрушением (лизисом).

Бактериофаги устойчивы к различным физическим и химическим воздействиям.

Большинство из них без вреда переносит высокие температуры (50-70 °С), действие дезинфектантов (за исключением кислот и формалина), прямой солнечный свет и УФ-

облучение в низких дозах. Бактериофаги проявляют иммуногенные свойства, вызывая синтез специфических антител. Бактериофаги широко распространены в природе — их выделяют из воды, почвы, организмов различных животных и человека.

Принципы классификации бактериофагов аналогичны подходам к систематике вирусов вообще. В основу классификации положены антигенная структура, морфология фагов,

спектр действия, химический состав и др. Большинство фагов относится к ДНК-

содержащим вирусам с нуклеокапсидом, организованным по принципу смешанной симметрии.

Именуют фаги обычно по названию клкетки-хозяина (дизентерийный, стрептококковый и т.д.), по группе хозяина фаги могут и классифицироваться. Фаги обладают строгой специфичностью. По спектру действия (по специфичности) выделяют типовые фаги

(Т-фаги), лизирующие бактерии отдельных типов внутри вида, моновалентные (видовая специфичность) фаги, лизирующие бактерии одного вида, и поливалентные фаги,

лизирующие бактерии нескольких видов.

Строение бактериофагов наиболее полно охарактеризовано на основе изучения Т-фагов кишечной палочки. Внешне большинство бактериофагов напоминают сперматозоиды или головастиков, но среди них встречают и другие формы, на основании которых выделяют пять основных типов бактериофагов.

59

•К типу I бактериофагов относят ДНК-содержащие нитевидные фаги, лизирующие бактерии, содержащие F-плазмиды.

•Фаги типа II представлены головкой и рудиментом хвоста. Геном большинства из них образован молекулой РНК.

•Бактериофаги типа III имеют короткий хвост.

•К типу IV относят фаги с несокращающимся хвостом и двухнитевой ДНК .

•Фаги типа V имеют ДНК-геном, сокращающийся чехол хвоста, который заканчивается базальной пластиной.

Рис.5 Строение бактериофага. 1 - Головка, 2 - хвостик, 3 - ДНК, 4 - капсид, 5 - воротник,

6 - чехол, 7 - хвостовые фибриллы, 8 - шипы, 9 - базальная пластинка.

Головка Т-фагов ( бактериофагов ) образована из однотипных субъединиц,

организованных по принципу кубической симметрии, и может достигать размеров 100 нм.

Капсомеры головки состоят из белковых молекул, построенных преимущественно из аспарагиновой и глутаминовой кислот, а также лизина. Содержание белка и ДНК в головке примерно одинаково. Геном большинства фагов образует спирально упакованная двойная нить ДНК. В составе фаговой ДНК обнаружены необычные азотистые основания

(например, оксиметилцитозин).

Хвост Т-фагов ( бактериофагов ) может достигать 250 нм в длину и 25 нм в ширину. Он включает поль - стержень (сконструирован по принципу спиральной симметрии) и

сократительный чехол, присоединяющийся к воротничку, окружающему стержень