- •Ветеринарная вирусология, ее достижения и задачи.
- •Вирионы - наиболее известная форма существования вирусов.
- •Вирусы как инфекционные агенты. Принципиальные отличия вирусов от других инфекционных агентов.
- •Генетические признаки вирусов и их использование в характеристике штаммов. Мутации у вирусов и их механизмы.
- •Действие на вирионы вирусов различных температур, уфл, кислот, щелочей, спиртов, дезинфектантов, окислителей и восстановителей, жирорастворителей, антибиотиков.
- •Диагноз на основе анализа клинических симптомов, патологоанатомических изменений и эпизоотологических данных.
- •18. Инактивированные вакцины.
- •19. Живые вакцины.
- •Значение вирусов для решения общебиологических проблем.
- •Индикация вирусов в патологическом материале по обнаружению вирионов и вирусных телец-включений.
- •Индикация, выделение и идентификация вирусов.
- •Обнаружение ( индикация) вируса в материале;
- •Иммуноферментный анализ. Достоинства и недостатки реакции и области возможного применения в вирусологии.
- •Использование в вирусологии лабораторных животных. Устройство вивариев, правила техники безопасности при работе с лабораторными животными.
- •Масса животных в разном возрасте
- •Температура тела, пульс и число дыханий у здоровых животных
- •Состав крови некоторых лабораторных животных (по в.Н.Никитину)
- •Использование в вирусологии культур клеток. Типы культур клеток. Получение клеточных культур.
- •Клеточный геном и реализация генетической информации в нормальной клетке.
- •Клеточный и гуморальный противовирусный иммунитет, их взаимодействие.
- •Принципы культивирования вирусов.
- •Методика титрования и расчёта титра вируса в оое и бое, в единицах 50%-го инфекционного действия.
- •Методы уничтожения, инактивации и консервации вирусов.
- •Механизм персистенции вирусов в клетках.
- •Неспецифические факторы противовирусной защиты организма.
- •Окончательный диагноз на основе обнаружения и идентификации вирусов в организме больных животных.
- •Обнаружение ( индикация) вируса в материале;
- •Особенности противовирусного иммунитета.
- •Открытие вирусов и история их изучения.
- •Патогенез вирусных болезней животных.
- •Персистенция вирусов. Роль факторов иммунитета на этапах патогенеза вирусной болезни.
- •Получение патологического материала, его транспортировка.
- •2.1 Получение и обработка патологического материала
- •2.2 Получение патологоанатомического материала
- •2.3 Получение проб для гистологического исследования.
- •2.4 Транспортировка и хранение проб.
- •Понятие о титре вируса. Единицы количества вируса: оое, бое, лд, ид, элд, эид, цпд, гае. Выражение в них титра вирусов.
- •Понятия о гене и геноме вирусов. Вирусная популяция, вирусный штамм, вирусный клон.
- •Правила работы с вируссодержащими материалами.
- •1.1 Техника безопасности и правила работы с вируссодержащим материалом
- •Получение и транспортировка патологического материала для вирусологических исследований.
- •Устройство вирусологической лаборатории.
- •Превращение вирусологии в одну из фундаментальных биологических наук.
- •Принципы диагностики вирусных болезней животных.
- •Природа вирусов, их место и роль в биосфере. Роль вирусов в эволюции жизни на Земле.
- •Вирусы играют эволюционную роль.
- •Пути проникновения вирусов в организм животного. Первичная локализация и циркуляция вируса.
- •Вторичная циркуляция вируса. Механизм повреждающего действия вирусов на клетки.
- •Полимеразная цепная реакция, достоинства и недостатки реакции и области возможного применения в вирусологии.
- •Реакция диффузной преципитации в агаровом геле. Достоинства и недостатки реакции и области возможного применения в вирусологии.
- •Реконвалесценция, вирусоносительство и вирусовыделение.
- •Репродукция вирионов вирусов.
- •Реакция иммунной флуоресценции, достоинства и недостатки реакции и области возможного применения в вирусологии.
- •Реакция нейтрализации, достоинства и недостатки реакции и области возможного применения в вирусологии.
- •Реакция непрямой гемагглютинации, достоинства и недостатки реакции и области возможного применения в вирусологии.
- •Роль вирусов в инфекционной патологии животных, растений и человека.
- •Реакция связывания комплемента, достоинства и недостатки реакции и области возможного применения в вирусологии.
- •Реакция торможения гемагглютинации, достоинства и недостатки реакции и области возможного применения в вирусологии.
- •Использование в вирусологии реакции гемадсорбции.
- •Серологическая диагностика вирусных болезней по приросту титра антител в парных сыворотках крови.
- •Систематика вирусов. Принцип систематики, ее научная и практическая ценность.
- •Основные критерии таксономической классификации вирусов
- •Специфическая профилактика вирусных болезней животных.
- •Специфические факторы противовирусного иммунитета и их формирование.
- •Структура и химический состав вирионов вирусов.
- •Типы вирусных геномов. Структурные (вирионные) и неструктурные белки вирусов, их свойства и отличия от клеточных белков, их функции.
- •Вирусные геномы. Виды вирусных геномов.
- •Трансляция и образование структурных и неструктурных вирусных белков. Сборка вирионов и их выход из клеток.
- •Титрование вирусов.
- •Ферменты вирионов, липиды и углеводы в составе вирионов.
- •3.1. Белки вирусов
- •3.2. Липиды вирусов
- •3.3. Углеводы вирусов
- •Формы взаимодействия вирионов с клетками.
- •Формы и размеры вирионов. Типы симметрии вирионов и их обусловленность. Нуклеиновые кислоты вирусов, их функции и отличия от клеточных нуклеиновых кислот.
- •Экономический ущерб, наносимый животноводству вирусными болезнями животных.
- •Вирусы гриппа птиц и ньюкаслской болезни и их дифференциация в ртга.
- •Вирус африканской чумы однокопытных.
- •Вирус африканской чумы свиней.
- •Вирус болезни Ауески.
- •Вирус болезни Тешена.
- •Вирус инфекционного бронхита кур.
- •Вирус инфекционного бурсита кур.
- •Вирус контагиозного пустулезного дерматита овец и коз.
- •Вирус чумы крупного рогатого скота.
- •1. Определение болезни
- •3. Возбудитель болезни
- •4. Эпизоотология
- •5. Патогенез
- •6.Течение и клиническое проявление
- •7. Патологоанатомические признаки
- •8. Диагностика и дифференциальная диагностика
- •9. Иммунитет, специфическая профилактика
- •10. Профилактика
- •11. Лечение
- •12. Меры борьбы
- •Вирусы гриппа.
- •1. Грипп птиц.
- •2. Грипп свиней.
- •3. Грипп лошадей.
- •Вирусы энцефаломиелитов лошадей.
- •Вирус миксоматоза кроликов.
- •Вирус геморрагической болезни кроликов.
- •Прионы и прионные инфекции животных.
- •6.1. Общая характеристика прионов и прионных инфекций
- •6.1. Основные различия нормальной и патогенной форм прионного белка
- •6.2. Прионные инфекции животных
- •6.3. Скрепи
- •6.4. Энцефалопатия норок
- •Медленные вирусные инфекции.
- •Вирус Алеутской болезни норок.
- •Вирус чумы плотоядных.
- •Вирус инфекционной анемии лошадей.
- •Вирус парагриппа-3.
- •Аденовирусы крупного рогатого скота.
- •Вирусы лейкозов.
- •Вирус болезни Марека.
- •Вирусы респираторно-репродуктивного синдрома свиней и парвовирусной инфекции свиней.
- •Парвовирусная инфекция свиней
- •Вирус бешенства.
- •Лабораторная диагностика бешенства.
- •Лабораторная диагностика лейкоза крс.
- •5.6. Число лейкоцитов и лимфоцитов у здорового, подозрительного по заболеванию и больного лейкозом крупного рогатого скота («лейкозный ключ»)
- •Лабораторная диагностика оспы.
- •Лабораторная диагностика ящура.
Формы и размеры вирионов. Типы симметрии вирионов и их обусловленность. Нуклеиновые кислоты вирусов, их функции и отличия от клеточных нуклеиновых кислот.
Морфология и структура вирионов
Размеры вирионов различных вирусов варьируют в широких пределах: от 15-18 до 300-400 нм. Они имеют разнообразную форму: палочковидную, нитевидную, сферическую форму параллелепипеда, сперматозоидную (рис. 5.1). Структура простого вириона - нуклеокапсида - свидетельствует о том, что вирусная нуклеиновая кислота - ДНК или РНК - надежно защищена белковой оболочкой - капсидом. Последний имеет строго упорядоченную структуру, в основе которой лежат принципы спиральной или кубической симметрии. Капсиды палочковидных и нитевидных вирионов состоят из структурных субъединиц, уложенных в виде спирали вокруг оси. При таком расположении субъединиц образуется полый канал, внутри которого компактно уложена молекула вирусной нуклеиновой кислоты. Ее длина может во много раз превышать длину палочковидного вириона. Например, длина вируса табачной мозаики (ВТМ) 300 нм, а его РНК достигает величины 4000 нм, или 4 мкм. При этом РНК настолько связана с капсидом, что ее нельзя освободить, не повредив последний. Подобные капсиды встречаются у некоторых бактериальных вирусов и у вирусов человека (например, вируса гриппа).
Сферическая структура вирионов определяется капсидом, построенном по принципам кубической симметрии, в основе которой лежит фигура икосаэдра - двадцатигранника. Капсид состоит из асимметричных субъединиц (полипептидных молекул), которые объединены в морфологические субъединицы - капсомеры. Один капсомер содержит 2, 3 или 5 субъединиц, расположенных по соответствующим осям симметрии икосаэдра. В зависимости от типа перегруппировки и числа субъединиц число капсомеров будет равным 30, 20 или 12. На рис. 5.1 представлены возможные типы простых вирионов, состоящих из определенного количества капсомеров, изображенных в виде шариков, а также капсомеров увеличивающегося объема.
Вирионы со сложным капсидом, построенным более чем из 60 структурных субъединиц, содержат группы из 5 субъединиц - пен-тамеры, или из 6 субъединиц - гексамеры. Нуклеокапсид сложноорганизованных вирионов, называемый «сердцевиной», покрыт внешней оболочкой - суперкапсидом.
Химический состав вирионов
В состав простых вирионов входит один тип нуклеиновой кислоты - РНК или ДНК - и белки. У сложных вирионов в составе внешней оболочки содержатся липиды и полисахариды, первые получают из клеток хозяина, вторые в виде гликопротеидов закодированы в геноме вируса.
Вирусные ДНК. Молекулярная масса ДНК разных вирусов колеблется в широких пределах (1 * 106- 1 * 108). Она примерно в 10-100 раз меньше молекулярной массы ДНК бактерий. В геноме вирусов содержится до нескольких сотен генов. По своей структуре вирусные ДНК характеризуются рядом особенностей, что дает возможность подразделить их на несколько типов. К ним относятся двунитевые и однонитевые ДНК, которые могут иметь линейную или кольцевую форму.
Хотя в каждой нити ДНК нуклеотидные последовательности встречаются однократно, на ее концах имеются прямые или инвертированные (повернутые на 180°) повторы. Они представлены теми же нуклеотидами, которые располагаются в начальном участке ДНК. Нуклеотидные повторы, присущие как однонитевым, так и двунитевым вирусным ДНК, являются своеобразными маркерами, позволяющими отличить вирусную ДНК от клеточной. Функциональное значение этих повторов состоит в способности замыкаться в кольцо. В этой форме она реплицируется, транскрибируется, приобретает устойчивость к эндонуклеазам и может встраиваться в клеточный геном.
Вирусная РНК. У РНК-содержащих вирусов генетическая информация закодирована в РНК таким же кодом, как в ДНК всех других вирусов и клеточных организмов. Вирусные РНК по своему химическому составу не отличаются от РНК клеточного происхождения, но характеризуются разной структурой. Наряду с типичной однони-тевой РНК у ряда вирусов имеется двунитевая РНК. При этом она может быть линейной и кольцевой. В составе однонитевых РНК имеются спиральные участки типа двойной спирали ДНК, образующиеся вследствие спаривания комплементарных азотистых оснований. Однонитевые РНК в зависимости от выполняемых ими функций разделяют на две группы.
К первой относят РНК, обладающие собностью транслировать закодированную в ней информацию на рибосомы клетки хозяина, т.е. выполнять функцию иРНК. Ее называют плюс-нить и обозначают знаком «+» (позитивный геном). Ко второй группе относят вирусные одноцепочечные РНК, которые не могут функционировать как иРНК, а так же как ДНК служат лишь матрицей для ее образования. Такие РНК называют минус-нить, обозначают знаком «-» (негативный геном). РНК плюс-нитевых вирусов в отличие от минус-нитевых имеют характерные модифицированные концы в виде «шапочки», которые необходимы для специфического узнавания рибосом. Вирусные РНК состоят из нескольких фрагментов (например, РНК вируса гриппа) или представлены нефраг-ментированной молекулой (РНК парамиксовирусов).
У двунитевых как ДНК, так и РНК-содержащих вирусов информация обычно записана в одной цепи. Однако существуют вирусы, у которых информация может быть частично закодирована и во второй цепи. Таким образом, достигается экономия генетического материала. В то же время это указывает на то, что проведение оценки количества генетической информации по молекулярной массе ДНК или РНК может оказаться недостоверной.
Вирусные белки, так же как и белки клеточных организмов, подразделяют на структурные и функциональные. Первые входят главным образом в состав вирусного капсида, вторые представляют собой ферменты, участвующие в процессе репродукции вирусов. Структурные белки у простых вирионов, лишенных суперкапсида, представлены капсидными белками, которые образуют футляр, защищающий нуклеиновую кислоту. Кроме того, в их состав входят белки, несущие «адресную» функцию, заключающуюся в узнавании специфических рецепторов клеток хозяина. Они могут участвовать также в адсорбции вирусов на этих клетках и проникновении в них. У сложных вирионов, имеющих внешнюю оболочку, капсидные белки также выполняют защитную функцию. Однако они не принимают прямого участия в адсорбции вируса и проникновении к клетку хозяина. У многих сложных вирионов в составе капсидных белков содержатся ферменты, участвующие в репликации и транскрипции вирусных РНК или ДНК. Кроме того, в составе вирионов имеются так называемые «внутренние» гистоноподобные белки, связанные с вирусной нуклеиновой кислотой. Они образуют рибо- или дезоксири-бонуклеопротеиды, которые обладают определенными антигенными свойствами.
Существенной особенностью капсидных белков является строго упорядоченная структура, обеспечивающая построение капсида из субъединиц-капсомеров, состоящих из идентичных полипептидных цепей способных к самосборке. Таким образом достигается экономия генетического материала вируса. В противном случае, для синтеза разных капсидных белков потребовалась бы информация, закодированная в гораздо большем количестве генов.
Внешняя оболочка сложных вирионов состоит из белков, которые входят в состав гликопротеидов и гликолипидов. У многих вирионов они распространяются в виде шиловидных отростков на поверхности суперкапсида. Гликопротеидные шипы обладают антигенными свойствами. Многие из них ответственны за адсорбцию на специфических рецепторах клетки и принимают участие в слиянии с клеточной мембраной, обеспечивая тем самым проникновение вири-она в клетку хозяина. Наряду с упомянутыми соединениями в составе суперкапсида имеются гликолипиды. Липидный и углеводный состав вириона определяется клеткой хозяина, но модифицируется суперкапсидными белками. Липиды стабилизируют структуру сложных вирионов.
Ферменты вирусов. В отличие от прокариот и клеток всех других организмов, вирусы лишены ферментов, участвующих в многочисленных метаболических реакциях. Однако многие вирусы содержат в составе капсидов одну или две группы ферментов. К первой относятся ферменты репликации и транскрипции, ко второй - ферменты, участвующие в проникновении вирусной нуклеиновой кислоты в клетку хозяина и выходе образовавшихся вирионов (нейраминидаза, лизоцим, АТФ-аза).
Ферменты вирусов подразделяют на вирионные и вирусиндуцированные. К первым относят ферменты транскрипции и репликации (ДНК- и РНК-полимеразы), обнаруженные у многих вирусов, обратная транскриптаза ретровирусов, а также эндо- и экзонуклеазы, АТФ-аза, нейраминидаза отдельных вирусов.
Вирусиндуцированными считаются те ферменты, структура которых закодирована в вирусном геноме. Прежде всего это относится к РНК-полимеразам пикорна-, тога-, орто- и парамиксовирусам, а также ДНК-полимеразе покс- и герпесвирусов. Наряду с собственными вирусы используют клеточные ферменты, которые не являются вирусспецифическими. Однако их активность может модифицироваться в процессе репродукции вируса.