Структура и химический состав вирионов вирусов
Обновлено: 28.03.2024
Вирусы (Vira) – микроорганизмы, имеющие ультрамикроскопические размеры (нм), неимеющие клеточного строения и состоящие из нуклеиновой кислоты, упакованной в белковую оболочку – капсид (некоторые могут иметь внешнюю оболочку – суперкапсид). Вирусы не имеют собственных метаболических систем. Неспособны к росту и бинарному делению. Абсолютные внутриклеточные паразиты. Внеклеточная форма существования называется вирионом. Могут иметь палочковидную, цилиндрическую, нитевидную, сферическую, кубовидную форму и величину: самые мелкие вирусы близки к размерам крупных белковых молекул, самые крупные — мельчайшим бактериям
Нуклеиновая кислота вируса может быть двунитчатой и однонитчатой, непрерывной и фрагментированной, линейной и кольцевой. По типу нуклеиновой кислоты вирусы подразделяются на РНКовые (ортомиксовирусы, парамиксовирусы, рабдовирусы, пикорнавирусы, ретровирусы) и ДНКовые (поксвирусы, герпесвирусы, аденовирусы, паповавирусы).
Суперкапсид – особая оболочка поверх капсида, организованная двойным слоем липидов и специфичными вирусными белками, наиболее часто образующими выросты-шипы, пронизывающие липидный бислой. Образование суперкапсида происходит на поздних этапах репродуктивного цикла, обычно при отпочковывании дочерних популяций.
Липиды идентичны липидам оболочки клеток хозяина, а углеводы входят в состав вирусных гемагглютининов (антигены). Основная ф-ия липидов – стабилизация структур вирусов. Деградация или утеря липидов приводит к потере инфекционных свойств.
Гликопротеиды входят в состав поверхностных структур суперкапсида.
Поверхностные белки – важный компонент облегчающий проникновение вирусов в чувствительные клетки. Их характерное свойство – способность связываться с рецепторами на поверхности эритроцитов и агглютинировать их. Способность к гемагглютинации широко используют для определения количества вирусов.
Вирионы имеют единую схему организации. В центре вириона располагается нуклеиновая кислота вируса (какая-либо одна — или ДНК, или РНК).
По своему составу вирусные нуклеиновые кислоты не отличаются от нуклеиновых кислот прокариотов и эукариотов, а вот их строение может быть различным. Это могут быть одно- или двунитевые, линейные или кольцевые, цельные или фрагментированные молекулы или ДНК, или РНК.
Тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и ее строение —
важнейший таксономический признак вирионов.
Вирусная нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой, которую называют капсидной.
Капсидная оболочка состоит из отдельных субъединиц — капсомеров, их количество может быть различным. Белки капсидной оболочки обычно простые и способны к самосборке. Пространственная организация белков капсидной оболочки, их взаиморасположение определяют тип симметрии нуклеокапсида:
Тип симметрии нуклеокапсида — еще один важный таксономический критерий, позволяющий дифференцировать вирусы. Простейшие вирусы представляют собой нуклеокапсид. Наличие или отсутствие в строении вириона суперкапсидной оболочки (поверх капсидной) — еще один из важнейших таксономических признаков вирусов.
Суперкапсид — это сложноорганизованная структура, включающая белковый, углеводный и липидный компоненты, наличие липидов делает вирусы, имеющие суперкапсидную оболочку, чувствительными к эфиру.
Белки суперкапсидной оболочки — это сложные белки. В состав суперкапсидной оболочки могут входить элементы клетки хозяина.
1.Функция вирусных нуклеиновых кислот независимо от их типа состоит в хранении и передаче генетической информации. Вирусные ДНК могут быть линейными (как у эукариотов) или кольцевыми (как у прокариотов), однако в отличие от ДНК тех и других она может быть представлена однонитевой молекулой. Вирусные РНК имеют разную организацию (линейные, кольцевые, фрагментированные, однонитевые и двунитевые), они могут быть представлены плюс- или минус-нитями. Плюс-нити функционально тождественны и-РНК, т. е. способны транслировать закодированную в них генетическую информацию на рибосомы клетки хозяина.
Минус-нити не могут функционировать как и-РНК, и для трансляции содержащейся в них генетической информации необходим синтез комплементарной плюс-нити. РНК плюс-нитевых вирусов, в отличие от РНК минус-нитевых, имеют специфические образования, необходимые для узнавания рибосомами. У двунитевых как ДНК-, так и РНК-содержащих вирусов информация обычно записана только в одной цепи, чем достигается экономия генетического материала.
2. Вирусные белки по локализации в вирионе делятся:
• белки суперкапсидной оболочки;
Белки капсидной оболочки у нуклеокапсидных вирусов выполняют защитную функцию — защищают вирусную нуклеиновую кислоту от неблагоприятных воздействий — и рецепторную (якорную) функцию, обеспечивая адсорбцию вирусов на клетках хозяина и проникновение в них.
Белки суперкапсидной оболочки, как и белки капсидной оболочки, выполняют защитную и рецепторную функции. Это сложные белки — липо- и гликопротеиды. Некоторые из этих белков могут формировать морфологические субъединицы в виде шипованных отростков и обладают свойствами гемагглютининов (вызывают агглютинацию эритроцитов) или нейраминидазы (разрушают нейраминовую кислоту, входящую в состав клеточных стенок).
Отдельную группу составляют геномные белки, они ковалентно связаны с геномом и образуют с вирусной нуклеиновой кислотой рибо- или дезоксирибонуклеопротеиды. Основная функция геномных белков — участие в репликации нуклеиновой кислоты и реализации содержащейся в ней генетической информации, к ним относятся РНК-зависимая РНК-полимераза и обратная транскриптаза.
В отличие от белков капсидной и суперкапсидной оболочки это не структурные, а функциональные белки. Все вирусные белки выполняют и функцию антигенов, поскольку являются продуктами вирусного генома и, соответственно, чужеродными для организма хозяина. Представители царства Vira по типу нуклеиновой кислоты делятся на 2 подцарства — рибовирусные и дезоксирибовирусные. В подцарствах выделяют семейства, рода и виды.
Принадлежность вирусов к тому или иному семейству (всего их 19) определяется:
•строением и структурой нуклеиновой кислоты;
• типом симметрии нуклеокапсида;
• наличием суперкапсидной оболочки. Принадлежность к тому или иному родуи виду связана с другими биологическими свойствами вирусов:
• размером вирионов (от 18 до 300 нм);
• способностью размножаться в культурах ткани и курином эмбрионе;
• характером изменений, происходящих в клетках под воздействием вирусов;
• кругом восприимчивых хозяев.
Вирусы — возбудители болезней человека относятся к 6 ДНК-содержащим семействам (поксвирусы, герпесвирусы, гепаднавирусы, аденовирусы, паповавирусы, парвовирусы) и 13 семействам РНК-содержащих вирусов (реовирусы, тогавирусы, флавирусы, коронавирусы, парамиксовирусы, ортомиксовирусы, рабдовирусы, бунъявирусы, аренавирусы, ретровирусы, пикорнавирусы, калицивирусы, филовирусы).
Вирусы (Vira) – микроорганизмы, имеющие ультрамикроскопические размеры (нм), неимеющие клеточного строения и состоящие из нуклеиновой кислоты, упакованной в белковую оболочку – капсид (некоторые могут иметь внешнюю оболочку – суперкапсид). Вирусы не имеют собственных метаболических систем. Неспособны к росту и бинарному делению. Абсолютные внутриклеточные паразиты. Внеклеточная форма существования называется вирионом. Могут иметь палочковидную, цилиндрическую, нитевидную, сферическую, кубовидную форму и величину: самые мелкие вирусы близки к размерам крупных белковых молекул, самые крупные — мельчайшим бактериям
Нуклеиновая кислота вируса может быть двунитчатой и однонитчатой, непрерывной и фрагментированной, линейной и кольцевой. По типу нуклеиновой кислоты вирусы подразделяются на РНКовые (ортомиксовирусы, парамиксовирусы, рабдовирусы, пикорнавирусы, ретровирусы) и ДНКовые (поксвирусы, герпесвирусы, аденовирусы, паповавирусы).
Суперкапсид – особая оболочка поверх капсида, организованная двойным слоем липидов и специфичными вирусными белками, наиболее часто образующими выросты-шипы, пронизывающие липидный бислой. Образование суперкапсида происходит на поздних этапах репродуктивного цикла, обычно при отпочковывании дочерних популяций.
Липиды идентичны липидам оболочки клеток хозяина, а углеводы входят в состав вирусных гемагглютининов (антигены). Основная ф-ия липидов – стабилизация структур вирусов. Деградация или утеря липидов приводит к потере инфекционных свойств.
Гликопротеиды входят в состав поверхностных структур суперкапсида.
Поверхностные белки – важный компонент облегчающий проникновение вирусов в чувствительные клетки. Их характерное свойство – способность связываться с рецепторами на поверхности эритроцитов и агглютинировать их. Способность к гемагглютинации широко используют для определения количества вирусов.
Вирионы имеют единую схему организации. В центре вириона располагается нуклеиновая кислота вируса (какая-либо одна — или ДНК, или РНК).
По своему составу вирусные нуклеиновые кислоты не отличаются от нуклеиновых кислот прокариотов и эукариотов, а вот их строение может быть различным. Это могут быть одно- или двунитевые, линейные или кольцевые, цельные или фрагментированные молекулы или ДНК, или РНК.
Тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и ее строение —
важнейший таксономический признак вирионов.
Вирусная нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой, которую называют капсидной.
Капсидная оболочка состоит из отдельных субъединиц — капсомеров, их количество может быть различным. Белки капсидной оболочки обычно простые и способны к самосборке. Пространственная организация белков капсидной оболочки, их взаиморасположение определяют тип симметрии нуклеокапсида:
Тип симметрии нуклеокапсида — еще один важный таксономический критерий, позволяющий дифференцировать вирусы. Простейшие вирусы представляют собой нуклеокапсид. Наличие или отсутствие в строении вириона суперкапсидной оболочки (поверх капсидной) — еще один из важнейших таксономических признаков вирусов.
Суперкапсид — это сложноорганизованная структура, включающая белковый, углеводный и липидный компоненты, наличие липидов делает вирусы, имеющие суперкапсидную оболочку, чувствительными к эфиру.
Белки суперкапсидной оболочки — это сложные белки. В состав суперкапсидной оболочки могут входить элементы клетки хозяина.
1.Функция вирусных нуклеиновых кислот независимо от их типа состоит в хранении и передаче генетической информации. Вирусные ДНК могут быть линейными (как у эукариотов) или кольцевыми (как у прокариотов), однако в отличие от ДНК тех и других она может быть представлена однонитевой молекулой. Вирусные РНК имеют разную организацию (линейные, кольцевые, фрагментированные, однонитевые и двунитевые), они могут быть представлены плюс- или минус-нитями. Плюс-нити функционально тождественны и-РНК, т. е. способны транслировать закодированную в них генетическую информацию на рибосомы клетки хозяина.
Минус-нити не могут функционировать как и-РНК, и для трансляции содержащейся в них генетической информации необходим синтез комплементарной плюс-нити. РНК плюс-нитевых вирусов, в отличие от РНК минус-нитевых, имеют специфические образования, необходимые для узнавания рибосомами. У двунитевых как ДНК-, так и РНК-содержащих вирусов информация обычно записана только в одной цепи, чем достигается экономия генетического материала.
2. Вирусные белки по локализации в вирионе делятся:
• белки суперкапсидной оболочки;
Белки капсидной оболочки у нуклеокапсидных вирусов выполняют защитную функцию — защищают вирусную нуклеиновую кислоту от неблагоприятных воздействий — и рецепторную (якорную) функцию, обеспечивая адсорбцию вирусов на клетках хозяина и проникновение в них.
Белки суперкапсидной оболочки, как и белки капсидной оболочки, выполняют защитную и рецепторную функции. Это сложные белки — липо- и гликопротеиды. Некоторые из этих белков могут формировать морфологические субъединицы в виде шипованных отростков и обладают свойствами гемагглютининов (вызывают агглютинацию эритроцитов) или нейраминидазы (разрушают нейраминовую кислоту, входящую в состав клеточных стенок).
Отдельную группу составляют геномные белки, они ковалентно связаны с геномом и образуют с вирусной нуклеиновой кислотой рибо- или дезоксирибонуклеопротеиды. Основная функция геномных белков — участие в репликации нуклеиновой кислоты и реализации содержащейся в ней генетической информации, к ним относятся РНК-зависимая РНК-полимераза и обратная транскриптаза.
В отличие от белков капсидной и суперкапсидной оболочки это не структурные, а функциональные белки. Все вирусные белки выполняют и функцию антигенов, поскольку являются продуктами вирусного генома и, соответственно, чужеродными для организма хозяина. Представители царства Vira по типу нуклеиновой кислоты делятся на 2 подцарства — рибовирусные и дезоксирибовирусные. В подцарствах выделяют семейства, рода и виды.
Принадлежность вирусов к тому или иному семейству (всего их 19) определяется:
•строением и структурой нуклеиновой кислоты;
• типом симметрии нуклеокапсида;
• наличием суперкапсидной оболочки. Принадлежность к тому или иному родуи виду связана с другими биологическими свойствами вирусов:
• размером вирионов (от 18 до 300 нм);
• способностью размножаться в культурах ткани и курином эмбрионе;
• характером изменений, происходящих в клетках под воздействием вирусов;
• кругом восприимчивых хозяев.
Вирусы — возбудители болезней человека относятся к 6 ДНК-содержащим семействам (поксвирусы, герпесвирусы, гепаднавирусы, аденовирусы, паповавирусы, парвовирусы) и 13 семействам РНК-содержащих вирусов (реовирусы, тогавирусы, флавирусы, коронавирусы, парамиксовирусы, ортомиксовирусы, рабдовирусы, бунъявирусы, аренавирусы, ретровирусы, пикорнавирусы, калицивирусы, филовирусы).
Вирион – элементарная инфекционная единица вируса, форма в которой вирусы существуют вне живой клетки [1] .
Строение, размеры и химический состав вирионов были установлены только с появлением и развитием электронной микроскопии, физико-химических и рентгеноструктурных методов анализа [1] .
Вирус пятнистого увядания томата (Tomato spotted wilt virus)
Поражение клеток садового помидора (Solanum lycopersicum) [4]
Морфология вириона
Вирион (вирусная частица) состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки [3] .
В зависимости от разновидности нуклеиновой кислоты в вирусной частице, вирусы подразделяются на:
- ДНК-содержащие – в качестве генетического материала имеют одно- или двухцепочечную ДНК, линейной или кольцевой конфигурации (вирус простого герпеса, вирусоспы);
- РНК-содержащие – в качестве генетического материала содержат одно- или двухцепочечную РНК (вирус гриппа) [3] .
Вирусы с одноцепочечной РНК подразделяются на два типа:
Белковая оболочка, окружающая нуклеиновую кислоту называется капсидом. Капсид состоит из отдельных субъединиц – капсомеров [3] .
Капсиды отдельных вирионов может окружать дополнительная мембрана – суперкапсид [3] .
Капсид обычно имеет симметричное строение. Различают несколько типов симметрии:
- спиральную – характерна для вирусов с палочковидной и нитевидной формой строения.
- кубическую (икосаэндрическую) – характерна для изомерических вирусов;
- комбинированный (сложный) тип симметрии – характерен для для бацилловидных и пулевидных вирионов [2] .
В частности, размеры вирионов различных фитовирусов колеблются в значительных пределах. Каждому вирусу соответствуют частицы определенного размера одного или нескольких видов. Вирионы изометрических вирусов по величине диаметра варьируют от 17 нм до 75 нм. Палочковидные, нитевидные и бациловидные вирионы могут достигать в длину от нескольких десятков до 2000 нм. Диаметр у нитевидных и палочковидных – 3–10 нм, у бацилловидных – 18–75 нм [2] .
Химический состав вириона
В химический состав вирионов входят нуклеиновые кислоты, белки и другие компоненты [2] .
Содержание нуклеиновых кислот у вирусов различно:
- вирионы с изометрической (сферической) формой капсида содержат 5–15% нуклеиновой кислоты. Некоторые из них способны формировать частицы совсем лишенные нуклеиновой кислоты;
- вирионы с палочковидной и нитевидной формы со спиральной симметрией – содержание нуклеиновой кислоты составляет 5%;
- бациловидные, липидосодержащие вирусы – около 1% нуклеиновой кислоты [2] .
Нуклеиновая кислота каждого вируса имеет характерную последовательность и нуклеотидный состав, который определяет последовательность аминокислот и свойства и поведение вирус-специфических белков. Молекулярная масса нуклеиновой кислоты в инфекционных частицах (вирионах) варьирует от 0,4х10 6 у вируса некроза табака до 15,5х10 6 у вируса раневых опухолей клевера. У большинства фитовирусов молекулярная масса нуклеиновой кислоты составляет в среднем 2х10 6 [2] .
Большая часть вириона – это белок. Молекулярная масса белковых субъединиц у различных вирусов может варьировать от 10 до 80 тыс. Размер белковых молекул фитовирусов расположен в диапазоне от 150 до 600 и более аминокислотных остатков. Вирусы со сложной структурой содержат липиды, содержание которых достигает 20% [2] .
В состав вириона входит вода. Она может составлять около 50% веса вирусных кристаллов и 10–50% веса вирусных частиц в суспензии. Отмечается, что при описании состава вирионов содержание воды в них не учитывают и указывают содержание нуклеиновой кислоты, белка и прочих компонентов в пересчете на сухой вес частицы [2] .
Одновременно вирусы могут содержать различное количество ионов металлов, полиамины (около 1% веса). Ряд вирусов содержат фрагменты типа РНК-транскриптазы [2] .
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 300 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
Описание презентации по отдельным слайдам:
КАЗХАСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. С.Д. АСФЕНДИЯРОВА
ЛЕКЦИЯ № 3
ТЕМА: Общая вирусология. Основы систематики вирусов. Структура и химический состав вирионов. Бактериофаги.
Царство Vira в отличие от всех организмов характеризуются следующими признаками:
1. Они содержат лишь один тип нуклеиновой кислоты;
2.. Не имеют собственных белоксинтезирующих и энергетических систем;
3. Не имеют клеточной организации;
4. Обладают уникальным разобщенным способом репродукции (дезъюнктивное размножение)-синтез вируспецифичных белков и формирование генома в разных частях клетки.
5. Имеют ультрамикроскопические размеры
6. Абсолютные внутриклеточные паразиты
ФОРМЫ ВИРУСОВ
-палочковидные (вирус табачной мозаики)
-пулевидные (вирус бешенства)
-сферические (вирусы полиомиелита и ВИЧ)
-нитевидные (филовирусы)
-в виде сперматозоида (многие бактериофаги)
ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ВИРУСОВ:
ВИРИОН- внеклеточная форма
ВИРУС- внутриклеточная форма
Вирусы человека и животных.
Вироиды – вирусы растении
Бактериофаги – вирусы бактерии.
Прионы - общее определение возбудителей категории прионных инфекций
КЛАСССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ:
1.Царство VIRA
2.По типу нуклеиновой кислоты делятся на 2 подцарства:
-РНК-содержащие
-ДНК-содержащие
3.Семейство - определяется наличием нуклеиновой кислоты, ее структурой, а также наличием или отсутствием внешней оболочки, Аг, резистентностю к температуре, рН, детергентам и т.д.
4. Род
5. Вид – для вирусов нет четкого понятия
ПО ТИПУ НУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ:
ДНК-содержащие
Герпесвирусы
Вирус гепатита В
Аденовирусы
Парвовирусы
РНК-содержащие
-коронавирусы
-парамиксовирусы
-вирус гепатита А
-ортомиксовирусы
-ретровирусы
-рабдовирусы
-тогавирусы
-пикорнавирусы
КАПСИД или НУКЛЕОКАПСИД могут иметь спиральный и икосаэдрический (кубический) или сложный тип симметрии
ИКОСАЭДРИЧЕСКИЙ тип симметрии обусловлен образованием изометрически полого тела из капсида, содержащего вирусную НК (например, у вирусов гепатита А, полиомиелита, герпеса)
СПИРАЛЬНЫЙ тип симметрии обусловлен винтообразной структурой нуклеокапсида (например, у вируса гриппа)
Химический состав вирусов:
НК (ДНК-4-40%,РНК-1-4%)-носитель генетической информации.
БЕЛОК (50-90%)-структурные, неструктурные
ЛИПИДЫ(4-42%)-укрепление структуры вирусов
УГЛЕВОДЫ(3-10%)-сохраняет форму, защищает от протеаз
ФЕРМЕНТЫ ВИРУСОВ:
-образование вирусной НК (реплаказы, транскриптазы)
-проникновение вирусной НК в клетку и выход готовых вирионов (нейраминидаза, лизоцим, АТФ-аза)
-вирусиндуцированные ферменты клетки (ДНК-зависимая ДНК-полимераза; РНК-зависимая РНК-полимераза)
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВИРУСА С КЛЕТКОЙ ХОЗЯИНА:
1.Адсорбция на клетке - взаимодействие со специфическими поверхностными рецепторами.
1-ионное притяжение –между вирусом и клеткой и носит неспецифический характер
2-физическое прикрепление- вирусной частицы к рецептору (специфический процесс).
На процесс адсорбции влияет тканевая специфичность.
В результате взаимодействия развивается либо:
ПРОДУКТИВНАЯ ИНФЕКЦИЯ (размножение, репродукция вируса)
АБОРТИВНАЯ ИНФЕКЦИЯ (нарушение репродукции на одном из этапов)
ИНТЕГРАТИВНАЯ ФОРМА КЛЕТОЧНОЙ ИНФЕКЦИИ (интеграция вирусной НК в клеточный геном)-провирус.
2. стабильное взаимодействие (не приводит к гибели и при этом НК встраивается в геном хозяина):
лизогения бактерий (латентная инф-ия). Герпес.
вирусная трансформация клеток (ретровирусы - могут индуцировать начало злокачественного роста.)
3. персистирующие инфекции (образование дочерних популяций возбудителя после завершения острой фазы болезни)-характеризуются постепенным выделением вирусных частиц без гибели клетки (вирус гепатита В- хр.гепатит и опухоли печени)
МЕТОДЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ВИРУСОВ:
В куриных эмбрионах
В культурах клеток и тканей
( неперевиваемые, перевиваемые, полуперививаемые)
Заражение восприимчивых животных
БАКТЕРИОФАГ
вирус бактерий (греч. «пожиратель бактерий), обладает способностью проникать в бактериальные клетки, репродуцироваться в них и вызывать растворение бактерий или фагоносительство без растворения бактериальной клетки.
Это явление открыто в 1920 г Д.Эрелем
ПО МОРФОЛОГИИ ФАГИ :
-нитевидные, без видимой головки
-фаг с аналогом отростка
-фаг без отростка
-фаг с коротким отростком
-фаг с несокращающимся чехлом у отростка
-фаг с сокращающимся чехлом у отростка
-БАЗАЛЬНАЯ ПЛАСТИНКА с шипами-ч/з отверстие в баз.пл. проходит стержень. Шипы- для прикрепления фага к рецепторам клетки. Сокращение отростка и впрыскивание НК стимулируется базальной мембраной
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ФАГОВ:
белок (50-60%)
ДНК (40-50%),
липиды, углеводы (небольшие количества)
лизоцим, гиалуронидаза (на конце стрежня)
ГЛАВНЫЕ СВОЙСТВА ФАГОВ:
СПЕЦИФИЧНОСТЬ- способность взаимодействовать с определенным видом микроорганизмов.
АДАПТАЦИЯ- способность при пассировании лизировать близко родственных микробов.
ЛИТИЧЕСКАЯ или лизогенная активность (вызывать растворение бактерий или фагоносительство).
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ- устойчивость к действию радиации, хранению в лиофильно высушенном виде (но быстро гибнут от дезинфектантов, кипячения, кислот).
Условия взаимодействия фага с бактериальной клеткой
На успешное взаимодействие фага с бактериями влияют следующие условия:
1.Клетка должна быть живой, молодой. Мертвые клетки только адсорбируют фаг, но внутри клетки он не размножается
2.Оптимальное количество клеток –250 млн /мл; максимальное-500 млн /мл. При более высоких концентрациях бактерий полного растворения не произойдет
3.Оптимальной для размножения фага является слабощелочная среда (pH=7,6).
4.Оптимальная температура- температура роста соответствующих бактерий.
5.Питательная среда должна обеспечивать максимальное размножение бактерий, за счет которых будет размножаться фаг.
6.Фаг должен быть специфичен, а клетка чувствительна к фагу.
7.Наличие ионов Ca, Zn.
3.РЕПРОДУКЦИЯ ФАГА-
1. синтез ранних белков (дезоксирибонуклеаза, ДНК-полимераза. Через 5 мин синтез ДНК новых фагов
2.синтез (поздних) структурных белков фага на рибосомах
4. СБОРКА (СОЗРЕВАНИЕ) ФАГА
Первой формируется базальная пластинка, затем стержень, чехол, они скрепляются. Головка фага прикрепляется к хвосту. За 1 мин появляется 7-8 частиц фага. Происходит накопление структурных элементов фага. Цикл размножения фага длится 30-40 мин, примерно образуется 200 новых фагов
5.ВЫХОД ИЗ КЛЕТКИ
Бактерии увеличиваются в размерах, образуются вздутия. Лизис бактерий изнутри ( действует лизоцим).
2.УМЕРЕННЫЕ- не лизирует, лизогенезирует клетку, т.е. бактерия становится носительницей фага, оставаясь жизнеспособной и называется лизогенной бактерией
-Умеренный фаг проникает в клетку, его ДНК соединяется с ДНК клетки. При делении клетки синхронно с ней делится фаг и передается потомству клеток. Такой умеренный фаг называется ПРОФАГОМ (предшественник фага)
-Внешне лизогенные бактерии не отличаются от нелизогенных.
В лизогенной микробной культуре отдельные клетки могут лизироваться, так как умеренный фаг может переходить в вирулентный.
Процесс перехода может быть
1. спонтанным
2. индуцированным
ПРИМЕНЕНИЕ ФАГОВ:
1.ДИАГНОСТИКА инфекционных заболеваний
2.ВЫЯВЛЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ окружающей среды (эпидемиологическое значение для поиска источника инфекции, путей передачи).
3.ЛЕЧЕНИЕ инфекционных больных
4.ПРОФИЛАКТИКА инфекционных заболеваний
СПЕЦИФИЧНОСТЬ ФАГА.
Обусловлена антигенами.
Различают:
МОНОВАЛЕНТНЫЕ ФАГИ- растворяют один вид микроба- дизентерийный , холерный, стафилококковый.
-Типоспецифический фаг- растворяет внутри вида определенный тип бактерий (стафилококковый 2а, брюшнотифозный 24 и т.д.)
ПОЛИВАЛЕНТНЫЙ ФАГ- растворяет несколько видов родственных бактерий (в основе феномена адаптация) –кишечная и дизентерийная палочки
Вирион – элементарная инфекционная единица вируса, форма в которой вирусы существуют вне живой клетки [1] .
Строение, размеры и химический состав вирионов были установлены только с появлением и развитием электронной микроскопии, физико-химических и рентгеноструктурных методов анализа [1] .
Вирус пятнистого увядания томата (Tomato spotted wilt virus)
Поражение клеток садового помидора (Solanum lycopersicum) [4]
Морфология вириона
Вирион (вирусная частица) состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки [3] .
В зависимости от разновидности нуклеиновой кислоты в вирусной частице, вирусы подразделяются на:
- ДНК-содержащие – в качестве генетического материала имеют одно- или двухцепочечную ДНК, линейной или кольцевой конфигурации (вирус простого герпеса, вирусоспы);
- РНК-содержащие – в качестве генетического материала содержат одно- или двухцепочечную РНК (вирус гриппа) [3] .
Вирусы с одноцепочечной РНК подразделяются на два типа:
Белковая оболочка, окружающая нуклеиновую кислоту называется капсидом. Капсид состоит из отдельных субъединиц – капсомеров [3] .
Капсиды отдельных вирионов может окружать дополнительная мембрана – суперкапсид [3] .
Капсид обычно имеет симметричное строение. Различают несколько типов симметрии:
- спиральную – характерна для вирусов с палочковидной и нитевидной формой строения.
- кубическую (икосаэндрическую) – характерна для изомерических вирусов;
- комбинированный (сложный) тип симметрии – характерен для для бацилловидных и пулевидных вирионов [2] .
В частности, размеры вирионов различных фитовирусов колеблются в значительных пределах. Каждому вирусу соответствуют частицы определенного размера одного или нескольких видов. Вирионы изометрических вирусов по величине диаметра варьируют от 17 нм до 75 нм. Палочковидные, нитевидные и бациловидные вирионы могут достигать в длину от нескольких десятков до 2000 нм. Диаметр у нитевидных и палочковидных – 3–10 нм, у бацилловидных – 18–75 нм [2] .
Химический состав вириона
В химический состав вирионов входят нуклеиновые кислоты, белки и другие компоненты [2] .
Содержание нуклеиновых кислот у вирусов различно:
- вирионы с изометрической (сферической) формой капсида содержат 5–15% нуклеиновой кислоты. Некоторые из них способны формировать частицы совсем лишенные нуклеиновой кислоты;
- вирионы с палочковидной и нитевидной формы со спиральной симметрией – содержание нуклеиновой кислоты составляет 5%;
- бациловидные, липидосодержащие вирусы – около 1% нуклеиновой кислоты [2] .
Нуклеиновая кислота каждого вируса имеет характерную последовательность и нуклеотидный состав, который определяет последовательность аминокислот и свойства и поведение вирус-специфических белков. Молекулярная масса нуклеиновой кислоты в инфекционных частицах (вирионах) варьирует от 0,4х10 6 у вируса некроза табака до 15,5х10 6 у вируса раневых опухолей клевера. У большинства фитовирусов молекулярная масса нуклеиновой кислоты составляет в среднем 2х10 6 [2] .
Большая часть вириона – это белок. Молекулярная масса белковых субъединиц у различных вирусов может варьировать от 10 до 80 тыс. Размер белковых молекул фитовирусов расположен в диапазоне от 150 до 600 и более аминокислотных остатков. Вирусы со сложной структурой содержат липиды, содержание которых достигает 20% [2] .
В состав вириона входит вода. Она может составлять около 50% веса вирусных кристаллов и 10–50% веса вирусных частиц в суспензии. Отмечается, что при описании состава вирионов содержание воды в них не учитывают и указывают содержание нуклеиновой кислоты, белка и прочих компонентов в пересчете на сухой вес частицы [2] .
Одновременно вирусы могут содержать различное количество ионов металлов, полиамины (около 1% веса). Ряд вирусов содержат фрагменты типа РНК-транскриптазы [2] .
Читайте также: