Круг восприимчивых хозяев вирусов

Обновлено: 10.05.2024

Вирусы — это формы жизни, которые относят к отдельному царству Vira. Наука о вирусах — вирусология — одна из самых молодых медицинских наук.

В настоящее время вирусы определяют как самостоятельные

самопродуцирующиеся неклеточные структуры, способные фун-

кционировать в восприимчивых к ним клетках животных, растений, бактерий.

Целый ряд признаков отличает вирусы от прокариотов и эука-риотов:

отсутствие клеточной структуры — это неклеточные формы жизни;

наличие у вирусов только одной из двух нуклеиновых кислот, в то время как у всех остальных микроорганизмов имеются ДНК иРНК;

отсутствие собственных белоксинтезирующих систем. Синтез вирусных белков осуществляется белоксинтезирующим аппаратом клетки-хозяина, в которой вирус паразитирует;

уровень паразитизма у вирусов, в отличие от внутриклеточного паразитизма бактерий и простейших, определяется как генетический паразитизм;

вирусы не растут, и размножение у них происходит путем дисъюнктивной репродукции. В клетке отдельно синтезируются белки и нуклеиновые кислоты вирусов, а затем происходит их сборка в вирусные частицы.

В то же время вирусы, безусловно, обладают основными свойствами всех других форм жизни — способностью размножаться, наследственностью, изменчивостью, приспособляемостью к условиям внешней среды; они занимают определенную экологическую нишу, на них распространяются законы эволюции органического мира на земле.

Морфологию и ультраструктуру вирусов изучают с помощью электронного микроскопа, так как их размеры малы и сравнимы с толщиной оболочки у бактерий. Размеры вирусов определяют методом ультрафильтрации через фильтры с известным диаметром пор, а также методом ультрацентрифугирования. Одним из наиболее мелких вирусов является вирус полиомиелита, имеющий размеры 20—24 нм, а к наиболее крупным вирусам относятся вирусы оспы — около 350 нм.

Iridovirus

Pox virus

Herpesvirus Adenovirus Papovaviridae Parvorirus
ДНК-содержашие вирусы

Paramyxovirus Qrthomyxavirus Coronavius Arenavirus Leukovirus

Reovirus Picornaviridae Rhabdovirus Togaviridae Супергруппа

Arboviruses

РНК-содержащие вирусы

Рис. 4. Форма и относительные размеры вирусов (по Ф. Феннеру
и соавт.,1977)

тивным геномом относятся ортомиксовирусы, парамиксовирусы,
буньявирусы, рабдовирусы. РНК этих вирусов не вызывает ин-
фекционного процесса.

РНК-геном в основном является гаплоидным, но у ретрови-
русов он диплоидный, так как состоит из двух однонитевых моле-
кул РНК.

У ДНК-содержащих вирусов ДНК может быть представлена
как однонитевыми, так и двунитевыми, линейными и кольцевы-

ми молекулами. В геномах, представленных двунитевыми ДНК, информация обычно закодирована на обеих нитях ДНК, что свидетельствует о максимальной экономии генетического материала у вирусов, как генетических паразитов.

Нуклеиновую кислоту вирусов окружает белковый капсид. Существуют два типа строения капсидов вирионов. В одном случае структурные единицы капсида — капсомеры ассоциируются с геномом и образуют спиралевидную винтообразную структуру. Такой тип укладки называется спиральным типом симметрии, а сама структура — нуклеокапсидом. В другом случае капсомеры образуют полое изометрическое тело, в центре которого находится геном. Такая укладка называется кубическим типом симметрии (см. рис. 4).

Сложно устроенные вирусы имеют липопротеидную оболочку — суперкапсид (см. вкл. III). Под оболочкой вириона подразумевается липогликопротеидный слой, который формируется в процессе почкования вируса на мембране клетки-хозяина.

Капсид и суперкапсид защищают вирионы от физических и химических воздействий и прежде всего от ферментов нуклеаз, а также обусловливают адсорбцию определенными клетками, определяют антигенные и иммуногенные свойства вирионов.

На основании типа и структуры нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), наличия или отсутствия липопротеидной оболочки вирусы делят на семейства. Все известные в настоящее время вирусы подразделяются на 19 семейств, из них 7 — ДНК- и 12 — РНК-содержащие вирусы. В основу деления вирусов на подсемейства положены следующие основные критерии: стратегия вирусного генома, размер, морфология вириона, тип симметрии, число капсомеров; круг восприимчивых хозяев; патологические изменения в клетках; географическое распространение, способ передачи и антигенные свойства. Вид вируса биноминального названия, как у бактерий, не получил. Однако на практике большинство вирусологов продолжает условно подразделять вирусы в соответствии с типом хозяина, поскольку вирусы поражают позвоночных и беспозвоночных животных, растения и бактерии. Являясь основными возбудителями инфекционных заболеваний человека, вирусы участвуют также в процессах канцерогенеза, и могут приводить к развитию миокардитов, панкреатитов, иммунодефицитов и т. д.

Кроме обычных вирусов известны так называемые неканонические вирусы — прионы, которые представляют собой белковые инфекционные частицы, имеющие вид фибрилл размером 10—20х100—200 нм. Прионы, очевидно, являются одновременно индукторами и продуктами автономного гена человека или животных и в условиях медленной вирусной инфекции вызывают у них энцефалопатии.

Близкими к вирусам агентами являются вирусоподобные структуры — плазмиды и вироиды. Плазмиды, или эписомы, эпивирусы представляют собой две нити ДНК, образуемые клеткой, но не связанные с клеточной хромосомой. Плазмиды обеспечивают некоторые свойства бактерий, например, устойчивость к антибиотикам. Позднее плазмиды были обнаружены у эукариотов (грибов). Некоторые вирусы животных могут существовать в виде плазмид.

Вироиды представляют собой небольшие молекулы кольцевой суперспирализованной РНК, не содержащие белка, вызывающие заболевания у растений.

Вирусы. Вирион. Морфология вирусов. Размеры вирусов. Нуклеиновые кислоты вирусов.

Вирусы [от лат. virus, яд] — наименьшие по размерам агенты, имеющие геном, окружённый белковой оболочкой. Вирусы не воспроизводятся самостоятельно, они — облигатные внутриклеточные паразиты, репродуцирующиеся только в живых клетках. Все вирусы существуют в двух формах. В настоящее время известны вирусы бактерий (бактериофаги), грибов, растений и животных.

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.

Морфология вирусов. Размеры вирусов.

Несмотря на внутриклеточный паразитизм, среди вирусов имеются крупные виды, соизмеримые по размерам с микоплазмами и хламидиями. Например, вирус натуральной оспы достигает 400 нм и вполне сравним с риккетсиями (300-500 нм) и хламидиями (300-400 нм). По морфологии выделяют вирусы палочковидные (например, возбудитель лихорадки Эбола), пуле-видные (вирус бешенства), сферические (герпесвирусы), овальные (вирус оспы), а также бактериофаги, имеющие сложную форму (рис. 2-1). 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.

Нуклеиновые кислоты вирусов

Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты, ДИК или РНК, но не оба типа одновременно. Например, вирусы оспы, простого герпеса, Эпстайна-Барр — ДНК-содержащие, а тогавирусы, пикорнавирусы — РНК-содержащие. Геном вирусной частицы гаплоидный. Наиболее простой вирусный геном кодирует 3-4 белка, наиболее сложный — более 50 полипептидов. Нуклеиновые кислоты представлены однонитевыми молекулами РНК (исключая реовиру-сы, у которых геном образован двумя нитями РНК) или двухнитевыми молекулами ДНК (исключая парвовирусы, у которых геном образован одной нитью ДНК). У вируса гепатита В нити двухнитевой молекулы ДНК неодинаковы по длине.

Вирусные ДНК образуют циркулярные, ковалентно-сцёпленные суперспирализованные (например, у паповавирусов) или линейные двухнитевые структуры (например, у герпес- и аденовирусов). Их молекулярная масса в 10-100 раз меньше массы бактериальных ДНК. Транскрипция вирусной ДНК (синтез мРНК) осуществляется в ядре заражённой вирусом клетки. В вирусной ДНК на концах молекулы имеются прямые или инвертированные (развёрнутые на 180") повторяющиеся нуклеотидные последовательности. Их наличие обеспечивает способность молекулы ДНК замыкаться в кольцо. Эти последовательности, присутствующие в одно- и двух-нитевых молекулах ДНК, — своеобразные маркёры вирусной ДНК.

Рис. 2-1. Размеры и морфология основных возбудителей вирусных инфекций человека.

Вирусные РНК представлены одно- или двухнитевыми молекулами. Однонитевые молекулы могут быть сегментированными — от 2 сегментов у ареновирусов до 11 — у ротавирусов. Наличие сегментов ведёт к увеличению кодирующей ёмкости генома. Вирусные РНК подразделяют на следующие группы: плюс-нити РНК (+РНК), минус-нити РНК (-РНК). У различных вирусов геном могут образовывать нити +РНК либо -РНК, а также двойные нити, одна из которых -РНК, другая (комплементарная ей) — +РНК.

Инфекционность нуклеиновых кислот вирусов

Многие вирусные нуклеиновые кислоты инфекционны сами по себе, так как содержат всю генетическую информацию, необходимую для синтеза новых вирусных частиц. Эта информация реализуется после проникновения вириона в чувствительную клетку. Инфекционные свойства проявляют нуклеиновые кислоты большинства +РНК- и ДНК-содержащих вирусов. Двухнитевые РНК и большинство -РНК не проявляют инфекционных свойств.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Репликация вирусов. Размножение вирусов.

Биотехнологии в вирусологии.

Методология выращивания вирусов.

Культивирование вирусов. Антигены вирусов и иммуннитет.

Иммунная система при вирусной инфекции.

Патогенез и механизмы противовирусной защиты организма.

Развитие и образование противовирусного иммунитета.

Вакцинопрофилактика вирусных инфекций.

Физические методы инактивации вирусов для вакцин.

Живые вакцины. Гетерологичные вакцины. Субъединичные вакцины.

Современные субъединированные и рекомбинантные вакцины.

Строение вирусов. Классификация вирусов

Вирусы классифицируют по типу генетического материала, способам репликации, строению и расположению структурных белков (капсидов), а также наличию или отсутствию оболочки.

Генетическая структура и способы репликации ДНК-вирусы. Могут быть только двунитевыми и одноните-выми. К. первым относят вирус оспы, герпес-вирусы, аденовирусы, паповавирусы и полиомавирусы. Последние два вируса вызывают развитие доброкачественных (бородавки) и злокачественных (рак шейки матки) опухолей. Вирус гепатита В частично дву- и однонитевой. К однонитевым вирусам относят парвовирусы, вызывающие инфекционную эритему.

Репликация ДНК-вирусов обычно происходит в ядре клеток хозяина и сопровождается продукцией полимераз, воспроизводящих вирусную ДНК. При этом последняя не всегда встраивается в хромосомную ДНК хозяина.

РНК-вирусы. Эти вирусы содержат однонитевую РНК, но различаются по стратегии репродукции, (вирусы, содержащие плюс-однонитевую РНК и минус-однонитевую РНК). У плюс-однонитевых вирусов РНК транслируется в структурные белки и служит матрицей (мРНК) для РНК-зависимой РНК-полимеразы.

В состав минус-однонитевых вирусов входит собственная РНК-зависимая РНК-полимераза, продуцируемая на базе генома вируса мРНК. Последняя в свою очередь может быть матрицей для продукции вирусной (минус-однонитевой) РНК.

Строение капсидов вирусов. Вирусная нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой, состоящей из повторяющихся единиц (капсида) с икосаэдрическим (кубическим) или спиральным типами симметрии. Капсиды вирусов с икосаэдрическим типом симметрии имеют практически сферическую форму. Спиральный тип симметрии свойствен РНК-вирусам, капсиды которых окружают нуклеиновую кислоту, располагающуюся в виде спирали.

Капсид состоит из повторяющихся компонентов (капсомеров), количество генов, кодирующих его, снижено, тем самым облегчён процесс сборки вируса.

Оболочка вирусов. В некоторых случаях нуклеиновая кислота и капсидные белки вируса (нуклеокапсид) окружены липидной оболочкой, состоящей из компонентов клетки хозяина или ядерных мембран. Мембрана клетки хозяина изменяется под действием белков, кодируемых вирусом, или гликопротеинов, выступающих в роли рецепторов для других клеток хозяина. Покрытые оболочкой вирусы чувствительны к действию веществ, растворяющих липидную мембрану (например, эфиров).

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

В составе вирионов могут находиться компоненты клетки-хозяина. К таким компонентам могут относиться белки, и даже целые клеточные структуры. Так, например, в составе ряда оболочечных вирусов может находиться белок цитоскелета актин, в составе паповавирусов содержатся клеточные гистоны. Ряд вирусов содержит клеточные ферменты, например протеинкиназы. В составе аренавирусов обнаружены рибосомы.

Клеточные компоненты могут включаться в вирион случайно или закономерно. В некоторых случаях они играют существенную роль в репродукции вируса, как, например, гистоны в репродукции паповавирусов.

Современная классификация вирусов является универсальной для вирусов позвоночных, беспозвоночных, растений и простейших. Она основана на фундаментальных свойствах вирионов, из которых ведущими являются признаки, характеризующие нуклеиновую кислоту, морфологию, стратегию генома и антигенные свойства. Фундаментальные свойства поставлены на первое место, поскольку вирусы со сходными антигенными свойствами обладают и сходным типом нуклеиновой кислоты, сходными морфологическими и биофизическими свойствами. Важным признаком для классификации, который учитывается наряду со структурными признаками, является стратегия вирусного генома, под которой понимают используемый вирусом способ репродукции, обусловленный особенностями его генетического материала. Например, полярность вирусной РНК является основным критерием для группировки вирусов и при отсутствии общих антигенных свойств.

Антигенные и другие биологические свойства являются признаками, лежащими в основе формирования вида и имеющими значение в пределах рода.

В основу современной классификации положены следующие основные критерии.

1. Тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), ее структура (количество нитей).

2. Наличие липопротеидной оболочки.

3. Стратегия вирусного генома.

4. Размер и морфология вириона, тип симметрии, число капсомеров.

5. Феномены генетических взаимодействий.

6. Круг восприимчивых хозяев.

7. Патогенность, в том числе патологические изменения в клетках и образование внутриклеточных включений.

8. Географическое распространение.

9. Способ передачи.

10. Антигенные свойства.

Деление на семейства произведено по критериям, изложенным в пунктах 1 и 2, деление на роды и типы — на основании нижеперечисленных признаков. Схематически строение семейств вирионов, поражающих позвоночных, приведено на рис. 6.

Рис. 6. Семейства вирусов позвоночных.

Современная классификация вирусов человека и животных охватывает более 4/5 всех известных вирусов, которые распределены в 19 семейств, из них 7 — ДНК-содержащих и 12 — РНК-содержащих вирусов. Некоторые из этих семейств имеют в своем составе также вирусы беспозвоночных и вирусы растений. К числу семейств вирусов исключительно позвоночных относятся вирусы герпеса, аденовирусы, паповавирусы, гепаднавирусы, парамиксовирусы, ортомиксовирусы, аренавирусы, коронавирусы. Некоторые вирусы обладают уникальной способностью преодолевать филогенетические барьеры и размножаться как в позвоночных, так и в беспозвоночных хозяевах (клещи, комары, москиты). К таким семействам относятся буньявирусы, тогавирусы, роды Vesiculovirus и Lyssavirus семейства рабдовирусов, род Orbivirus семейства реовирусов, вирус африканской лихорадки свиней семейства иридовирусов. Для этих вирусов членистоногие являются и естественными хозяевами, и переносчиками инфекции между позвоночными. Такие вирусы составляют экологическую группу арбовирусов, т. е. вирусов позвоночных, передающихся членистоногими.

Семейства вирусов животных и их таксономические признаки приведены в табл. 6 и 7.

Читайте также: