Лекции Швиденко / Вирусология

Вирусология.

Вирусология – это самостоятельная область науки, молодая по сравнению с другими разделами. Родилась в 1892 г. Имеет большое значение для педиатров. Заболевание, которые они вызывают, в данное время доминируют и по распределению и по течению. Лекарственных средств для их лечения не много. Изучение моделей белка, открытие генетического кода было сделано на моделях вирусов. Создали генную инженерию. Изучение вирусов позволило взглянуть заново на жизнь и живое и не живое.

Вирусы – это уникальные микроорганизмы, составляющие третье царство живой природы – царство Vira.

В отличие от всех других организмов представители этого царства характеризуются следующими признаками:

1. Неклеточная форма организации.

2. Вирусы содержат один тип нуклеотидов либо РНК, либо ДНК. Делится на царство ДНК-вых вирусов и царство РНК-вых вирусов.

3. Свойственно «размножение», т.е. репродукция, имеет уникальный характер, такой вид не встречается у др. организмов (дизъюнктивный).

4. Вирусы – это паразиты. Паразитизм осуществляется на генетическом уровне.

5. Вирусы – не обладают обменом веществ, не обладают белково-синтезирующими и энерго-синтезирующими системами.

Вирусы не способны расти на искусственных средах (а так же микоплазмы, риккетсии).

Вирусы способны проходить через бак. фильтры – фильтрующие (еще l-формы бактерий).

Существующих в двух принципиально различных формах:

• внеклеточная

• внутриклеточная

Вирусы во внеклеточной форме – вирион, они существуют в воздухе, почве, воде, в крови, в выделениях человека. Именно в этой форме они передаются от одного к др. человеку. Вирионы округлой, нитевидной формы. Для них характерно правильная геометрическая фигура. Размеры различны: гиганты, близки к размерам бактерий и карлики, близки по размеру к молекуле белка. Измеряется в нм, в тысячи раз меньше бактерий. Это свойство получают им пройти через фильтры. Несмотря на различные формы, размеры, вирионы имеют практически одинаковое строение. В центре вириона ДНК или РНК, это вирусная нуклеиновая кислота окружена оболочкой, капсидной, построена из простых белков – капсомеры. Структура эта называется нуклеокапсид, простые вирусы именно так представлены. Многие имеют еще одну структуру. Поверх капсидной оболочки – новая оболочка, липидная мембрана, в нее встроены различные по строению белковые молекулы. Это сложные белки (липопротеиды, гликопротеиды). Наличие липидов делает ее чувствительной к жирорастворителям – к эфирам. Делят вирусы на 2 группы: 1-чувствительные к эфирам

2- нечувствительные. Эта структура называется сверхнуклеокапсид. Нуклеокапсид обозначается еще как сердцевина (cor). Отдел. структурные компоненты вируса. Вирусные нуклеиновые кислоты – приходится до 30 % массы вириона, они по составу не отличаются от прокариотических и эукариотических клеток. Но они могут отличаться: вирусные ДНК – двух спиральная нить, но существует и одна нитевая ДНК. Двух нитевая, причем вторая нить может быть не полной, может быть фрагментированная. ДНК может быть кольцевой и линейной. РНК – одна нитевая структура и у вирусов так же, но есть и двух нитевая молекула. Так же может быть линейной и кольцевой, может быть фрагментирована. 2 типа вирусной РНК, 1-функцион. тождественны РНК про и эу клеток, они могут обеспечить синтез белка. РНК др. вирусов функ не тождественна, не может обеспечить на рибосоме синтез белка. Это минус нитевые.

Ф-цию у вириона: Хранителем генетической информации является ДНК и РНК у ДНК-вых и РНК-вых вирусов. Выполняют трансляцию, у минус нитевых – нет этой ф-ции. В патологии человека играют роль РНК-вые вирусы. Говоря о массе вирусного генома (у эу и про 10 ^–9), то вир генома

10 ^–15 грамм.

Вирусные белки, прежде делят по локализации в вирионе:

• геномные белки вирусрв.

Тесно связаны с нуклеиновой кислоты и представляют собой ферменты для репликации этой вирусной кислоты. Геномные белки только в РНК-вых вирусов.

• Структурные белки.

Выделяют белки капсидной оболочки и сеперкапсидной оболочки. Капсидная обол – это простые белки, протеины, низкомолекулярные, обладают способностью к самосборке. Белки суперкапсидной обол – сложные белки, протеиды, способностью к самосборке не обладают Можно обнаружить белки клетки хозяина. Функции вирусных белков участвуют в репликации вирусной нуклеиновой кислоты, защитная ф-ция этих белков, они защищают нуклеиновые кислоты от действия клеточных эндонуклеаз. Белки капсидной и суперкапсидной – имеют рецепторную

ф-цию называется вирусные рецепторы. Они взаимодействуют на поверхности чувствительных клеток, их тоже называют рецепторами, для вируса. Среди поверхностных белков выделяют группу белковых молекул – белки слияния – обеспеч тесный контакт вириона и поверхности клетки. Они прочно взаимодействуют. Среди поверхностных белков, есть с ферментативной активностью, нейраминидазы, нейромин. кислота ей богата клеточная стенка, они могут разрушать участок клеточной стенки, на которой адсорбирован вирион. Все они построены по генетической программе, заложен в вирусном геноме. Поэтому обладают антигенной ф-цией. Вирусы имеют сложный антигенный комплекс.

Все изучения на моделях вирусов привели к открытию новых групп патогенов. Были открыты инфекционные молекулы нуклеиновых кислот. Получили обозначения – вироиды. Инфекционные молекулы ДНК и РНК не содержат белок способный проникать в клетки и реплицироваться, либо они наделены новыми свойствами, либо погибают. Мы уже встречались с ними, но наз. типичными плазмидами. Новая группа – очень интенсивно изучаются инф. белковые молекулы. Прионные белки. Это индукторы и это результат активации опред участк клеточного генома. Это молчащие гены. Играют роль в патологии человека и вызывают прионную болезнь.

История развития вирусов: Тесно связана с именем отечественного ученого Д. И. Ивановским, он не был микробиологом, по образованию он ботаник, получил образование в Питербурском университете. Он более туберкулезом и уехал в Крым работать, в ботанический сад. Крым в это время славился табаком. Нередко листья табака поражались мозаичной болезнью, из них нельзя было крутить сигары. И они обратились к Ивановскому, разобравшись в этой болезни, он взял, растер листья и залил физиологическим раствором. Две вытяжки фильтрованные и не фильтрованные. И нанес на листья. Не фильтрованный сок не способен вызывать поражения листьев табака. Ивановский доказал, что это зараза увелич, способна к размножению. Попытался накопить на пит средах, но ничего не получилось. Определилось три признака:

-не фильтруется

- размножается

- не накапливается на пит средах

1892 – год рождения вирусов

1895 – Лефрид и Фреш открыли вирус ящура.

1911 – Краус открыл вирус куриной саркомы.

1912 – Феерель открыл фаги.

Никто не знал и не умел их накапливать. До 30 – 40 20 века вирусологические исследования находятся в зачаточном состоянии.

Н. Ф. Гамалея – становление вирусологии в нашей стране.

Чумаков, Смородинцев, Соловьев открыли большую группу вирусов, передающихся от насекомых. Огромный вклад внесли в развитие, создание вакцины из убитых вирусов (клещевой энцефалит, полиомиелита), хотя вакцина сейчас не применяется, но в те годы она очень помогла. Эта вакцина поставлялась всему миру.