Подобно белкам, нуклеиновые кислоты - биополимеры, а их функция заключается в хранении, реализации и передаче генетической (наследственной) информации в живых организмах.
Существует два типа нуклеиновых кислот - дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Мономерами в нуклеиновых кислотах служат нуклеотиды. Каждый из них содержит азотистое основание, пятиуглеродный сахар (дезоксирибоза - в ДНК, рибоза - в РНК) и остаток фосфорной кислоты.
В ДНК входят четыре вида нуклеотидов, отличающихся по азотистому основанию в их составе, - аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). В молекуле РНК также имеется 4 вида нуклеотидов с одним из азотистых оснований - аденином, гуанином, цитозином и урацилом (У). Таким образом, ДНК и РНК различаются как по содержанию сахара в нуклеотидах, так и по одному из азотистых оснований.
Молекула ДНК может включать огромное количество нуклеотидов - от нескольких тысяч до сотен миллионов. В структурном отношении она представляет собой двойную спираль из полинуклеотидных цепей, соединенных с помощью водородных связей между азотистыми основаниями нуклеотидов. Благодаря этому полинуклеотидные цепи прочно удерживаются одна возле другой.
Молекулы РНК, как правило, одноцепочечные (в отличие от ДНК) и содержат значительно меньшее число нуклеотидов.
В биосинтезе белка участвуют следующие нуклеиновые кислоты:
1. ДНК - в ней закодирована последовательность аминокислотных остатков в белке и она служит матрицей для синтеза иРНК.
2. Информационная РНК передает информацию с ДНК на рибосомы.
3. Рибосомальная РНК - является структурным компонентом рибосом, которые представляют собой "машины" собирающие белок из отдельных аминокислот в точном соответствии с кодом иРНК.
4. Транспортная РНК - участвует в узнавании кодона (три нуклеотида на иРНК кодирующие 1 аминокислоту) и транспортирует нужные аминокислоты к месту синтеза белка.
Вопрос 38. Нуклеиновые кислоты и белки
1. Функции вирусных нуклеиновых кислот
2. Вирусные белки
3. Процессы взаимодействия вируса с клеткой макроорганизма
1.Функция вирусных нуклеиновых кислот независимо от их типа состоит в хранении и передаче генетической информации. Вирусные ДНК бывают линейными (как у эукариотов) или кольцевыми (как у прокариотов), однако в отличие от ДНК тех и других она должна быть представлена однонитевой молекулой. Вирусные РНК имеют разную организацию (линейные, кольцевые, фрагментированные, однонитевые и двунитевые), они бывают 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:
‣‣‣ на капсидные;
‣‣‣ белки суперкапсидной оболочки;
‣‣‣ геномные.
Белки капсидной оболочки у нуклеокапсидных вирусов выполняют защитную функцию - защищают вирусную нуклеиновую кислоту от неблагоприятных воздействий - и рецептор-ную (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 гемагглю-тининов (вызывают агглютинацию эритроцитов) или нейрами-нидазы (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;
‣‣‣ антигенными свойствами;
‣‣‣ путями передачи;
‣‣‣ кругом восприимчивых хозяев.
Вирусы - возбудители болезней человека относятся к 6 ДНК- содержащим семействам (поксвирусы, герпесвирусы, гепаднави-русы, аденовирусы, паповавирусы, парвовирусы) и 13 семействам РНК-содержащих вирусов (реовирусы, тогавирусы, флавирусы, коронавирусы, парамиксовирусы, ортомиксовирусы, рабдовирусы, бунъявирусы, аренавирусы, ретровирусы, пикорнавиру-сы, калицивирусы, филовирусы).
3. Взаимодействие вируса с клеткой - это сложный процесс, результаты которого бывают различны. По этому признаку (конечный результат) можно выделить 4 типа взаимодействия вирусов и клеток:
%/ продуктивная вирусная инфекция - это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором происходит репродукция вирусов, а клетка погибает (для бактериофагов такой тип взаимодействия с клеткой называют литическим). Продуктивная вирусная инфекция лежит в базе острых вирусных заболеваний, а также в базе условных латентных инфекций, при которых погибают не все клетки пораженного органа, а только часть, а остальные неповрежденные клетки этого органа компенсируют его функции, вследствие чего заболевание некоторое время не проявляется, пока не наступит декомпенсация;
‣‣‣ абортивная вирусная инфекция - это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором репродукция вирусов не происходит, а клетка избавляется от вируса, функции ее при этом не нарушаются, поскольку это происходит только в процессе репродукции вируса;
‣‣‣ латентная вирусная инфекция - это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором происходит репродукция и вирусов, и клеточных компонентов, но клетка не погибает; при этом клеточные синтезы преобладают, и в связи с этим клетка достаточно длительно сохраняет свои функции - данный механизм лежит в базе безусловных латентных вирусных инфекций;
‣‣‣ вирус-индуцированные трансформации - это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором клетки, пораженные вирусом, приобретают новые, ранее не присущие им свойства. Геном вируса или его часть встраивается в геном клетки, и вирусные гены превращаются в группу клеточных генов. Этот интегрированный в хромосому клетки-хозяина вирусный геном принято называть провирусом, а такое состояние клеток обозначается как вирогения.
При любом из указанных типов взаимодействия вирусов и клеток можно выделить процессы, направленные на то, чтобы доставить вирусную нуклеиновую кислоту в клетку, обеспечить условия и механизмы ее репликации и реализации содержащейся в ней генетической информации.
Вопрос 39. Особенности репродукции вирусов
1. Периоды осуществления продуктивной вирусной инфекции
2. Репликация вируса
3. Трансляция
1.Продуктивная вирусная инфекция осуществляется в 3 периода :
‣‣‣ начальный период включает стадии адсорбции вируса на клетке, проникновения в клетку, дезинтеграции (депротеинизации) или "раздевания" вируса. Вирусная нуклеиновая кислота была доставлена в соответствующие клеточные структуры и под действием лизосомальных ферментов клетки освобождается от защитных белковых оболочек. В итоге формируется уникальная биологическая структура: инфицированная клетка содержит 2 генома (собственный и вирусный) и 1 синтетический аппарат (клеточный);
‣‣‣ после этого начинается вторая группа процессов репродукции вируса, включающая средний и заключительный периоды, во время которых происходят репрессия клеточного и экспрессия вирусного генома. Репрессию клеточного генома обеспечивают низкомолекулярные регуляторные белки типа гистонов, синтезируемые в любой клетке. При вирусной инфекции данный процесс усиливается, теперь клетка представляет собой структуру, в которой генетический аппарат представлен вирусным геномом, а синтетический аппарат - синтетическими системами клетки.
2. Дальнейшее течение событий в клетке направлено на репликацию вирусной нуклеиновой кислоты (синтез генетического материала для новых вирионов) и реализацию содержащейся в ней генетической информации (синтез белковых компонентов для новых вирионов). У ДНК-содержащих вирусов, как в прокариотиче-ских, так и в эукариотических клетках, репликация вирусной ДНК происходит при участии клеточной ДНК-зависимой ДНК-полимеразы. При этом у однонитевых ДНК-содержащих вирусов сначала образуется комплементарная нить - так называемая репликативная форма, которая служит матрицей для дочерних молекул ДНК.
3. Реализация генетической информации вируса, содержащейся в ДНК, происходит следующим образом: при участии ДНК-зависимой РНК-полимеразы синтезируются и-РНК, которые поступают на рибосомы клетки, где и синтезируются вирусспе-цифические белки. У двунитевых ДНК-содержащих вирусов, геном которых транскрибируется в цитоплазме клетки хозяина, это собственный геномный белок. Вирусы, геномы которых транскрибируются в ядре клетки, используют содержащуюся там клеточную ДНК-зависимую РНК-полимеразу.
У РНК-содержащих вирусов процессы репликации их генома, транскрипции и трансляции генетической информации осуществляются иными путями. Репликация вирусных РНК, как минус-, так и плюс-нитей, осуществляется через репликативную форму РНК (комплементарную исходной), синтез которой обеспечивает РНК-зависимая РНК-полимераза - это геномный белок, который есть у всех РНК-содержащих вирусов. Репликативная форма РНК минус-нитевых вирусов (плюс-нить) служит не только матрицей для синтеза дочерних молекул вирусной РНК (минус-нитей), но и выполняет функции и-РНК, т. е. идет на рибосомы и обеспечивает синтез вирусных белков (трансляцию).
У плюс-нитевых РНК-содержащих вирусов функцию трансляции выполняют ее копии, синтез которых осуществляется через репликативную форму (минус-нить) при участии вирусных РНК-зависимых РНК-полимераз.
У некоторых РНК-содержащих вирусов (реовирусы) имеется совершенно уникальный механизм транскрипции. Он обеспечивается специфическим вирусным ферментом - ревертазой (обратной транскриптазой) и принято называть обратной транскрипцией. Суть ее состоит в том, что вначале на матрице вирусной РНК при участии обратной транскрипции образуется транскрипт, представляющий собой одну нить ДНК. На нем с помощью клеточной ДНК-зависимой ДНК-полимеразы синтезируется,вторая нить и формируется двунитевой ДНК-транскрипт. С него обычным путем через образование и-РНК происходит реализация информации вирусного генома.
Результатом описанных процессов репликации, транскрипции и трансляции является образование дочерних молекул вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков, закодированных в геноме вируса.
После этого наступает третий, заключительный период взаимодействия вируса и клетки. Из структурных компонентов (нуклеиновых кислот и белков) на мембранах цитоплазматического ретикулума клетки собираются новые вирионы. Клетка, геном которой был репрессирован (подавлен), обычно гибнет. Вновь сформировавшиеся вирионы пассивно (в результате гибели клетки) или активно (путем почкования) покидают клетку и оказываются в окружающей ее среде.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, синтез вирусных нуклеиновых кислот и белков и сборка новых вирионов происходят в определенной последовательности (разобщены во времени) и в разных структурах клетки (разобщен в пространстве), в связи с чем способ репродукции вирусов и был назван дизъюнктивным (разобщенным). При абортивной вирусной инфекции процесс взаимодействия вируса с клеткой по тем или иным причинам прерывается до того, как произошло подавление клеточного генома. Очевидно, что в данном случае генетическая информация вируса реализована не будет и репродукции вируса не происходит, а клетка сохраняет свои функции неизменными.
При латентной вирусной инфекции в клетке одновременно функционируют оба генома, а при вирус-индуцированных трансформациях вирусный геном становится частью клеточного, функционирует и наследуется вместе с ним.
Вопрос 40. Культивирование вирусов в культурах тканей
1. Характеристики тканевых культур
2. Цитопатическое действие вирусов
1.Для культивирования вирусов используют ряд методов. Это культивирование в организме экспериментальных животных, развивающихся куриных вибрионах и культурах тканей (чаще - эмбриональные ткани или опухолевые клетки). Для выращивания клеток тканевых культур используют многокомпонентные питательные среды (среда 199, среда Игла и др.). Οʜᴎ содержат индикатор измерения рН среды и антибиотики для подавления возможного бактериального загрязнения.
Культуры тканей бывают переживающими, в которых жизнеспособность клеток удается сохранить лишь временно, и растущими, в которых клетки не только сохраняют жизнедеятельность, но и активно делятся.
В роллерных культурах клетки ткани фиксированы на плотной базе (стекло) - чаще в один слой (однослойные), а в суспензированных -взвешены в жидкой среде. По количеству пассажей, выдерживаемых растущей культурой тканей, среди них различают:
‣‣‣ первичные (первично-трипсинизированные) культуры тканей, которые выдерживают не более 5-10 пассажей;
‣‣‣ полуперевиваемые культуры тканей, которые поддерживаются не более чем в 100 генерациях;
‣‣‣ перевиваемые культуры тканей, которые поддерживаются в течение неопределенно длительного срока в многочисленных генерациях.
Чаще всего используются однослойные первично-перевиваемые и перевиваемые тканевые культуры.
2. О размножении вирусов в культуре ткани можно судить по ци-топатическому действию (ЦПД):
‣‣‣ деструкции клеток;
‣‣‣ изменению их морфологии;
‣‣‣ формированию многоядерных симпластов или синтиция в результате слияния клеток.
‣‣‣ в клетках культуры ткани при размножении вирусов могут образовываться включения - структуры, не свойственные нормальным клеткам.
Включения выявляются в окрашенных по Романовскому-Гимзе мазках из зараженных клеток. Οʜᴎ бывают эозинофильные и базофильные.
По локализации в клетке различают:
‣‣‣ цитоплазматические;
‣‣‣ ядерные;
‣‣‣ смешанные включения.
Характерные ядерные включения формируются в клетках, зараженных вирусами герпеса (тельца Каудри), цитомегалии и полиомы, аденовирусами, а цитоплазматические включения - вирусами оспы (тельца Гварниери и Пашена), бешенства (тельца Бабеша-Негри) и др.
О размножении вирусов в культуре ткани также можно судить по методу "бляшек" (негативных колоний). При культивировании вирусов в клеточном монослое под агаровым покрытием на месте пораженных клеток образуются зоны деструкции моно-сом - так называемые стерильные пятна, или бляшки. Это дает возможность не только определить число вирионов в 1 мл среды (считается, что одна бляшка является потомством одного вириона), но и дифференцировать вирусы между собой по феномену бляшкообразования.
Следующим методом, позволяющим судить о размножении вирусов (только гемагглютинирующих) в культуре ткани, можно считать реакцию гемадсорбции. При культивировании вирусов, обладающих гемагглютжирующей активностью, может происходить избыточный синтез гемагглютининов. Эти молекулы экспрессируются на поверхности клеток культуры ткани, и клетки культуры ткани приобретают способность адсорбировать на себе эритроциты - феномен гемадсорбции. Молекулы гемагглютинина накапливаются и в среде культивирования, это приводит к тому, что культуральная жидкость (в ней накапливаются новые вирионы) приобретет способность вызывать гемагглютинацию.
Наиболее распространенным методом оценки размножения вирусов в культуре ткани является метод "цветной пробы". При размножении в питательной среде с индикатором незараженных
клеток культуры ткани вследствие образования кислых продуктов метаболизма она изменяет свой цвет. При репродукции вируса нормальный метаболизм клеток нарушается, кислые продукты не образуются, среда сохраняет исходный цвет.
Вопрос 41. Механизмы противовирусной защиты макроорган изма
/. Неспецифические механизмы
2. Специфические механизмы
3. Интерфероны
1. Существование вирусов в 2 (внеклеточной и внутриклеточной) формах предопределяют и особенности иммунитета при вирусных инфекциях. В отношении внеклеточных вирусов действуют те же неспецифические и специфические механизмы антимикробной резистентности, что и в отношении бактерий. Клеточная ареактивность - один из неспецифических факторов защиты. Она обусловлена отсутствием на клетках рецепторов для вирусов, что делает их невосприимчивыми к вирусной инфекции. К этой же группе защитных факторов можно отнести лихорадочную реакцию, выделительные механизмы (чихание, кашель и др.). В защите от внеклеточного вируса участвуют:
‣‣‣ система комплемента;
‣‣‣ пропердиновая система;
‣‣‣ NK-клетки (естественные киллеры);
‣‣‣ вирусные ингибиторы.
Фагоцитарный механизм защиты малоэффективен в отношении внеклеточного вируса, но достаточно активен в отношении клеток, уже инфицированных вирусом. Экспрессия на поверхности таких вирусных белков делает их объектом макрофагально-го фагоцитоза. Поскольку вирусы представляют из себякомплекс антигенов, то при их попадании в организм развивается иммунный ответ и формируются специфические механизмы защиты - антитела и эффекторные клетки.
2. Антитела действуют только на внеклеточный вирус, препятствуя его взаимодействию с клетками организма и неэффективны против внутриклеточного вируса. Некоторые вирусы (вирус гриппа, аденовирусы) недоступны для циркулирующих в сыворотке крови антител и способны персистировать в организме человека достаточно долго, иногда пожизненно.
При вирусных инфекциях происходит продукция антител классов IgG и IgM, а также секреторных антител класса IgA. Последние обеспечивают местный иммунитет слизистых оболочек на входных воротах, что при развитии вирусных инфекций желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей может иметь определяющее значение. Антитела класса IgM появляются на 3-5-й день болезни и через несколько недель исчезают, в связи с этим их наличие в сыворотке обследуемого отражает острую или свежеперенесенную инфекцию. Иммуноглобулины G появляются позже и сохраняются дольше, чем иммуноглобулины М. Οʜᴎ обнаруживаются только через 1-2 недели после начала заболевания и циркулируют в крови в течение длительного времени, обеспечивая тем самым защиту от повторного заражения.
Еще более важную роль, чем гуморальный иммунитет, при всех вирусных инфекциях играет клеточный иммунитет, что связано с тем, что инфицированные вирусом клетки становятся мишенью для цитолитического действия Т-киллеров. Кроме всего прочего, особенностью взаимодействия вирусов с иммунной системой является способность некоторых из них (так называемые лимфотропные вирусы) поражать непосредственно сами клетки иммунной системы, что приводит к развитию иммунодефицитных состояний.
Все перечисленные" механизмы защиты (исключая фагоцитоз зараженных клеток) активны только в отношении внеклеточного вируса. Попав в клетку, вирионы становятся недоступными ни для антител, ни для комплемента͵ ни для иных механизмов защиты. Для защиты от внутриклеточного вируса в ходе эволюции клетки приобрели способность вырабатывать особый белок - интерферон.
3. Интерферон - это естественный белок, обладающий противовирусной активностью в отношении внутриклеточных форм вируса. Он нарушает трансляцию и-РНК на рибосомах клеток, инфицированных вирусом, что ведет к прекращению синтеза вирусного белка. Исходя из этого универсального механизма действия интерферон подавляет репродукцию любых вирусов, т. е. не обладает специфичностью, специфичность интерферонаиная. Она носит видовой характер, т. е. человеческий интерферон ингибирует репродукцию вирусов в клетках человека, мышиный - мыши и т. д.
Интерферон обладает и противоопухолевым действием, что является косвенным свидетельством роли вирусов в возникновении опухолей. Образование интерферона в клетке начинается уже через 2 ч после заражения вирусом, т. е. намного раньше, чем его репродукция, и опережает механизм антителообразования. Интерферон образуют любые клетки, но наиболее активными его продуцентами являются лейкоциты и лимфоциты. В настоящее время методами генной инженерии созданы бактерии (кишечные палочки), в геном которых введены гены (или их копии), ответственные за синтез интерферона в лейкоцитах. Полученный таким образом генно-инженерный интерферон широко используется для лечения и пассивной профилактики вирусных инфекций и некоторых видов опухолей. В последние годы разработан широкий круг препаратов - индукторов эндогенного интерферона. Их применение предпочтительнее, нежели введение экзогенного интерферона. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, интерферон является одним из важных факторов противовирусного иммунитета͵ но в отличие от антител или клеток-эффекторов он обеспечивает не белковый, а генетический гомеостаз.
Вопрос 42. Вирусные инфекции и методы их диагностики
1. Вирусные инфекции человека
2. Лабораторная диагностика вирусных инфекций
1.Сегодня вирусные инфекции составляют преобладающую часть инфекционной патологии человека. Самыми распространенными среди них остаются острые респираторные (ОРВИ) и другие вирусные инфекции, передаваемые воздушно-капельным путем, возбудители которых относятся к абсолютно различным семействам, чаще всего это РНК-содержащие вирусы (вирус гриппа А, В, С, вирус эпидемического паротита͵ вирусы парагриппа, кори, риновирусы и др.).
Не менее распространены и кишечные вирусные инфекционные заболевания, вызываемые вирусами, также относящимися к различным семействам РНК- и ДНК-содержащих вирусов (энтеровирусы, вирус гепатита А, ротавирусы, калициновирусы и др.).
Широко распространены во всем мире такие вирусные инфекционные заболевания, как вирусные гепатиты, особенно гепатит В, передаваемый трансмиссивным и половым путем. Их возбудители - вирусы гепатита А, В, С, D, E, G, ТТ - относятся к разным таксономическим группам (пикорнавирусов, гепаднавирусов и др.), имеют разные механизмы передачи, но все обладают тропизмом к клеткам печени.
Одна из самых известных вирусных инфекций - ВИЧ-инфекция (часто называемая СПИДом - синдромом приобретенного иммунодефицита͵ который является ее неизбежным исходом). Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) - возбудитель ВИЧ-инфекции - относится к семейству РНК-вирусов Retroviridae, роду лентивирусов.
Большинство из них - РНК-содержащие, входят в семейства -тога-, флави-, буньявирусов и являются возбудителями энцефалитов и геморрагических лихорадок. Возбудителями тяжелых форм геморрагических лихорадок (лихорадки Эбола, Марбург-ская лихорадка и др.) являются фило-, аденовирусы. Но трансмиссивный путь заражения при этих инфекционных заболеваниях не является единственным. Вышеназванные инфекции в основном представляют из себяэндемичные заболевания, но тяжелые вспышки некоторых из этих заболеваний (крымской геморрагической лихорадки, лихорадки западного Нила) имели место в Ростовской и Волгоградской областях летом 1999 ᴦ.
Кроме инфекционной патологии человека, доказана роль вирусов и в развитии некоторых опухолей животных и человека (онкогенные, или онковирусы). Среди известных вирусов, обладающих онкогенным действием, есть представители как ДНК-содержащих (из семейства паповавирусов, герпесвирусов, аденовирусов, поксвирусов), так и РНК-содержащих (из семейства ретрорвирусов, род пикорновирусов) вирусов.
2. Для лабораторной диагностики вирусных инфекций используются различные методы.
Вирусологическое исследование (световая микроскопия) позволяет обнаружить характерные вирусные включения, а электронная микроскопия - сами вирионы и по особенностям их строения диагностировать соответствующую инфекцию (к примеру, ро-тавирусную).
Вирусологическое исследование направлено на выделение вируса и его идентификацию. Для выделения вирусов используют заражение лабораторных животных, куриных эмбрионов или культуры тканей.
Первичную идентификацию выделенного вируса до уровня семейства можно провести с помощью:
‣‣‣ определения типа нуклеиновой кислоты (проба с бромдезоксиу-ридоном);
‣‣‣ особенностей ее строения (электронная микроскопия);
‣‣‣ размера вириона (фильтрование через мембранные фильтры с порами диаметром 50 и 100 нм);
‣‣‣ наличия суперкапсидной оболочки (проба с эфиром);
‣‣‣ гемагглютининов (реакция гемагглютинации);
‣‣‣ типа симметрии нуклеокапсида (электронная микроскопия).
Результаты оцениваются по заражению культуры ткани пробой, подвергнутой соответствующей обработке, и с последующим учетом результатов заражения методом цветной пробы фильтрования. Существенное значение для идентификации вирусов (до рода, вида, внутри вида) имеет также изучение их антигенного строения, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ проводится в реакции вирусо-нейтрализации с соответствующими иммунными сыворотками. Сущность этой реакции состоит в том, что после обработки гомологичными антителами вирус утрачивает свою биологическую активность (нейтрализуется) и клетка хозяина развивается аналогично тому, как и неинфицированная вирусом. Об этом судят по отсутствию цитопатического действия, цветной пробе, результатам реакции торможения гемагглютинации (РТГА), отсутствию изменений при заражении куриных эмбрионов, выживаемости чувствительных животных.
Вирусологическое исследование - это "золотой стандарт" вирусологии и должно проводиться в специализированной вирусологической лаборатории. Сегодня оно используется
практически только в условиях возникновения эпидемической вспышки того или иного вирусного инфекционного заболевания.
Для диагностики вирусных инфекций широкое применение нашли методы иммунодиагностики (серодиагностики и имму-ноиндикации). Οʜᴎ реализуются в самых разнообразных реакциях иммунитета :
‣‣‣ радиоизотопный иммунный анализ (РИА);
‣‣‣ иммуноферментный анализ (ИФА);
‣‣‣ реакция иммунофлюоресценции (РИФ);
‣‣‣ реакция связывания комплемента (РСК);
‣‣‣ реакция пассивной гемагглютинации (РПГА);
‣‣‣ реакции торможения гемагглютинации (РТГА) и др.
При использовании методов серодиагностики обязательным является исследование парных сывороток. При этом 4-кратное нарастание титра антител во второй сыворотке в большинстве случаев служит показателем протекающей или свежеперене-сенной инфекции. При исследовании одной сыворотки, взятой в острой стадии болезни, диагностическое значение имеет обнаружение антител класса IgM, свидетельствующее об острой инфекции.
Большим достижением современной вирусологии является внедрение в практику диагностики вирусных инфекций моле-кулярно-генетических методов (ДНК-зондирование, полимераз-ной цепной реакции - ПЦР). В первую очередь с их помощью выявляют персистирующие^ вирусы, находящиеся в клиническом материале, с трудом обнаруживаемые или не обнаруживаемые другими методами.
Вопрос 43. Профилактика и лечение вирусных инфекций
1. Методы профилактики вирусных инфекций
2. Противовирусные химиотерапевтические средства
1. Лля активной искусственной профилактики вирусных инфекций . в том числе плановой, широко используются живые вирусные вакцины. Οʜᴎ стимулируют резистентность в месте входных ворот инфекции, образование антител и клеток-эффекторов, а также синтез интерферона. Основные виды живых вирусных вакцин:
‣‣‣ гриппозная, коревая;
‣‣‣ полиомиелитная (Сейбина-Смородинцева-Чумакова);
‣‣‣ паротитная, против коревой краснухи;
‣‣‣ антирабическая, против желтой лихорадки;
‣‣‣ генно-инженерная вакцина против гепатита В - Энджерикс В. Цля профилактики вирусных инФекиий используются и убитые вакцины:
‣‣‣ против клещевого энцефалита;
‣‣‣ омской геморрагической лихорадки;
‣‣‣ полиомиелита (Солка);
‣‣‣ гепатита А (Харвикс 1440);
‣‣‣ антирабическая (ХДСВ, Пастер Мерье);
‣‣‣ а также химические - гриппозные.
Для пассивной профилактики и и ммунотерапии предложены следующие антительные препараты:
‣‣‣ противогриппозный гамма-глобулин;
‣‣‣ антирабический гамма-глобулин;
‣‣‣ противокоревой гамма-глобулин для детей до 2 лет (в очагах) и для ослабленных детей старшего возраста;
‣‣‣ противогриппозная сыворотка с сульфаниламидами.
Универсальным средством пассивной профилактики вирусных инфекций являются интерферон и индукторы эндогенного интерферона.
2. Большинство известных химиотерапевтических препаратов не обладают противовирусной активностью, так как механизм действия большинства из них основан на подавлении микробного метаболизма, а у вирусов собственные метаболические системы отсутствуют.
Антибиотики и сульфаниламиды при вирусных инфекциях используют только с целью профилактики бактериальных осложнений. Тем не менее в настоящее время разрабатываются и применяются химиотерапевтические средства, обладающие противовирусной активностью.
Первая группа - аномальные нуклеозиды. По строению они близки к нуклеотидам вирусных нуклеиновых кислот, но, включенные в состав нуклеиновой кислоты, они не обеспечивают ее нормальное функционирование. К таким препаратам относятся азидотимидин - препарат, активный в отношении вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-инфекция). Недостаток этих препаратов - в высокой токсичности для клеток макроорганизма.
Вторая группа препаратов нарушает процессы абсорбции вирусов на клетках. Οʜᴎ менее токсичны, обладают высокой избирательностью и весьма перспективны. Это тиосемикарбозон и его производные, ацикловир (зовиракс) - герпетическая инфекция, ремантадин и его производные - грипп А и др.
Универсальным средством терапии, так же как и профилактики, вирусных инфекций является интерферон.
Вопрос 38. Нуклеиновые кислоты и белки - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Вопрос 38. Нуклеиновые кислоты и белки" 2017, 2018.
Нуклеопротеины комплексы нуклеиновых кислот с белками. К нуклеопротеинам относятся устойчивые комплексы нуклеиновых кислот с белками, длительное время существующие в клетке в составе органелл или структурных элементов клетки в отличие от разнообразных короткоживущих промежуточных комплексов белок-нуклеиновая кислота (комплексы нуклеиновых кислот с ферментами синтетазами и гидролазами при синтезе и деградации нуклеиновых кислот, комплексы нуклеиновых кислот с регуляторными белками и т. п.). В зависимости от типа входящих в состав нуклеопротеиновых комплексов нуклеиновых кислот различают рибонуклеопротеины и дезоксирибонуклеопротеины. Нуклеопротеины составляют существенную часть рибосом, хроматина, вирусов. В рибосомах рибонуклеиновая кислота (РНК) связывается со специфическими рибосомальными белками. Вирусы являются практически чистыми рибо- и дезоксирибонуклеопротеинами. В хроматине нуклеиновая кислота представлена дезоксирибонуклеиновой кислотой, связанной с разнообразными белками, среди которых можно выделить две основные группы – гистоны и негистоновые белки.
Устойчивость нуклеопротеиновых комплексов обеспечивается нековалентным взаимодействием. У различных нуклеопротеинов в обеспечение стабильности комплекса вносят вклад различные типы взаимодействий, при этом нуклеиново-белковые взаимодействия могут быть специфичными и неспецифичными. В случае специфичного взаимодействия определённый участок белка связан со специфичной (комплементарной участку) нуклеотидной последовательностью, в этом случае вклад водородных связей, образующихся между нуклеотидными и аминокислотными остатками благодаря пространственному взаимному соответствию фрагментов, максимален. В случае неспецифичного взаимодействия основной вклад в стабильность комплекса вносит электростатическое взаимодействие отрицательно заряженных фосфатных групп полианиона нуклеиновой кислоты с положительно заряженными аминокислотными остатками белка.
Примером специфичного взаимодействия могут служить нуклеопротеидные комплексы рРНК субъединицы рибосом; неспецифичное электростатическое взаимодействие характерно для хромосомных комплексов ДНК хроматина и комплексов ДНК- протамины головок сперматозоидов некоторых животных. Нуклеопротеиновый комплекс субчастица 50S рибосом бактерий. Коричневым показана рРНК, синим белки.
Наличие отрицательно заряженного фосфата в каждом нуклеотиде делает НК полианионами. Поэтому с белками они образуют солеподобные комплексы. Схематично это можно представить так: Начальный этап упаковки ДНК осуществляют гистоны, более высокие уровни обеспечиваются другими белками. В начале молекула ДНК обвивается вокруг гистонов, образуя нуклеосомы. Сформированная таким образом нуклеосомная нить напоминает бусы, которые складываются в суперспираль (хроматиновая фибрилла) и суперсуперспираль (хромонемма интерфазы). Благодаря гистонам и другим белкам в конечном итоге размеры ДНК уменьшаются в тысячи раз: длина ДНК достигает 6-9 см (10 -1), а размеры хромосом – всего несколько микрометров (10 -6). Этапы организации хроматина
В каждом живом организме присутствуют 2 типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая кислота (РНК) и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Молекулярная масса самой "маленькой" из известных нуклеиновых кислот - транспортной РНК (тРНК) составляет примерно 25 кД. ДНК - наиболее крупные полимерные молекулы; их молекулярная масса варьирует от до кД. ДНК и РНК состоят из мономерных единиц - нуклеотидов, поэтому нуклеиновые кислоты называют полинуклеотидами.
Каждый нуклеотид в свою очередь состоит из трех компонентов: азотистого основания, являющегося производным пурина или пиримидина, пентозы (рибозы или дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты. В состав нуклеиновых кислот входят два производных пурина - аденин и гуанин и три производных пиримидина - цитозин, урацил (в РНК) и тимин (в ДНК). Пурины: аденин и гуанин входят в состав ДНК и РНК, пиримидины: цитозин и тимин - в состав ДНК, цитозин и урацил - в состав РНК.
Свойства: несут отрицательный заряд проявляют кислотные свойства Номенклатура нуклеотидов: нуклеозид-5´-монофосфат, нуклеозид-5´-дифосфат, нуклеозид-5´-трифосфат. Строение АТФ Строение ЦТФ Нуклеотид = фосфорилированный нуклеозид = нуклеозид остатка H 3 PO 4
Образование названий нуклеозидов и нуклеотидов аденозин-5`-монофосфат или адениловая кислота или АМФ аденинаденозин гуанин цитозин урацил тимин гуанозин цитидин уридин тимидин В случае дезоксирибонуклеотидов к названию основания прибавляется «дезокси» основаниенуклеозид Кирюхин Д.О.
Известны также циклические нуклеотиды, в которых фосфорная кислота образует сложноэфирные связи одновременно с 5 и 3-атомами углерода рибозного цикла. Это аденозин-3,5-циклофосфат (цАМФ) и гуанозин-3,5- циклофосфат (цГМФ). Эти два нуклеотида не входят в состав НК, но играют роль передатчиков, вторичных посредников (мессенджеров) сигналов в клетке, стимулируя переход белков из неактивного состояния в активное, или наоборот.
Первичная структура нуклеиновых кислот - это порядок чередования нуклеотидов, связанных друг с другом в линейной последовательности 3",5"- фосфодиэфирной связью. В результате образуются полимеры с фосфатным остатком на 5"-конце и свободной -ОН- группой пентозы на 3"-конце.
Первичная структура нуклеиновых кислот Х = Н для ДНК, Х = ОН для РНК Связи в молекуле нуклеиновых кислот: 1 - 5"-фосфоэфирная (или сложноэфирная); 2 - N- гликозидная; 3 - 3",5"- фосфодиэфирная. Чтение последовательности производится от 5`-конца к 3`- концу.
Для краткого изображения последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах пользуются однобуквенным кодом. При этом запись осуществляют слева направо таким образом, что первый нуклеотид имеет свободный 5"-фосфатный конец, а последний -ОН группу в положении 3" рибозы или дезоксирибозы. Так, первичная структура ДНК может быть записана следующим образом: CGTAAGTTCG... Если в изображаемом фрагменте ДНК нет Т, то перед началом записи ставится приставка д- (дезокси). Иногда полинуклеотидная цепь имеет противоположное направление, в этих случаях направление цепей обязательно указывается от 5"- к 3"- или от 3"- к 5"-концу. Первичную структуру РНК можно представить таким образом: САUUAGGUAA...
Вторичная структура ДНК представлена двойной спиралью, в которой две полинуклеотидные цепи расположены антипараллельно и удерживаются относительно друг друга за счет взаимодействия между комплементарными азотистыми основаниями. Полинуклеотидные цепи молекулы ДНК неидентичны, но комплементарны друг другу.
Все основания цепей ДНК расположены внутри двойной спирали, а пентозофосфатный остов - снаружи. Полинуклеотидные цепи удерживаются относительно друг друга за счёт водородных связей между комплементарными пуриновыми и пиримидиновыми азотистыми основаниями А и Т (две связи) и между G и С (три связи). При таком сочетании каждая пара содержит по три кольца, поэтому общий размер этих пар оснований одинаков по всей длине молекулы. Водородные связи при других сочетаниях оснований в паре возможны, но они значительно слабее. Комплементарые основания уложены в стопку в сердцевине спирали. Между основаниями двухцепочечной молекулы в стопке возникают гидрофобные взаимодействия (стекинг- взаимодействия), стабилизирующие двойную спираль.
Наибольшее перекрывание наименьшее перекрывание Комплементарные основания обращены внутрь молекулы, лежат в одной плоскости, которая практически перпендикулярна оси спирали. В результате образуется стопка оснований, между которыми возникают гидрофобные взаимодействия, обеспечивающие основной вклад в стабилизацию структуры спирали.
Существует несколько форм правозакрученной двойной спирали ДНК. В клетке ДНК чаще всего находится в В- форме, в которой на один виток спирали приходится до 10 пар нуклеотидов. В А- форме на 1 виток приходится 11 пар нуклеотидов, а в С- форме – 9,3 пар нуклеотидов. Цепи ДНК образуют 2 желоба - малую и большую борозды. Считается, что в А-форме ДНК принимает участие в процессах транскрипции, а в В- форме – в процессах репликации. Кроме правозакрученной спирали существует одна левая спираль ДНК - (Z -форма), в которой на один виток приходится 12 пар нуклеотидов.
Третичная структура ДНК формируется при ее взаимодействии с белками. Каждая молекула ДНК упакована в отдельную хромосому, в составе которой разнообразные белки связываются с отдельными участками ДНК и обеспечивают суперспирализацию и компактизацию молекулы. Общая длина ДНК гаплоидного набора из 23 хромосом человека составляет 3,5 × 10 9 пар нуклеотидов. Хромосомы образуют компактные структуры только в фаз уделения. В период покоя комплексы ДНК с белками равномерно распределены по объему ядра, образуя хроматин. Белки хроматина делят на две группы: гистоны и негистоновые белки.
Гистоны - это небольшие белки с высоким содержанием положительно заряженных аминокислот лизина и аргинина. Они взаимодействуют с отрицательно заряженными фосфатными группами ДНК длиной около 146 нуклеотидных пар, образуя нуклеосомы. Между нуклеосомами находится участок ДНК, включающий около 30 нуклеотидных пар, - линкерный участок, к которому также присоединяется молекула гистона. Негистоновые белки представлены множеством ферментов и белков, участвующих в синтезе ДНК и РНК, регуляции этих процессов, а также структурных белков, обеспечивающих компактизацию ДНК.
Вторичная структура РНК формируется в результате спирализации отдельных участков одноцепочечной РНК. В спирализованных участках или шпильках комплементарные пары азотистых оснований А и U, G и С соединяются водородными связями. Длина спирализованных участков невелика, содержит от 20 до 30 нуклеотидных пар. Эти участки чередуются с неспирализованными участками молекулы. Третичная структура РНК формируется за счет образования дополнительных водородных связей между нуклеотидами, полинуклеотидной цепью и белками, стабилизируется ионами Мg 2+ и обеспечивает дополнительную компактизацию и стабилизацию пространственной структуры молекулы.
Минорные основания входят в состав 10% от всех нуклеотидов. Обнаружено до 50 разновидностей. Встречаются в т-РНК, р-РНК и митохондриальной ДНК. Минорные основания выполняют 2 функции: они делают НК устойчивыми к действию нуклеаз и поддерживают определённую третичную структуру молекулы, так как не могут участвовать в образовании комплементарных пар, и препятствуют спирализации определённых участков в полинуклеотидной последовательности тРНК.
Типы клеточной РНК в зависимости от функций. Вид РНКРазмер в нуклеотидах Функции 1Гетерогенный ядерные РНК (гяРНК) Проматричные РНК, которые в дальнейшем превратятся в матричные РНК 2Информационные или матричные РНК (иРНК или мРНК) Являются матрицами для синтеза белков 3Транспортные РНК (тРНК) 70-90Поставляют аминокислоты в ходе синтеза белков 4Рибосомальные РНК (рРНК) Несколько классов с размерами от 100 до Являются строительными блоками рибосом 5Малые ядерные РНК (мяРНК) Участвуют в упаковке рибопротеиновых частиц, сплайсинге и т.д.
Транспортные РНК (тРНК) являются молекулами-адапторами, у которых к 3"-концу присоединяется аминокислота, а участок антикодона - к мРНК. Семейство тРНК включает более 30 различных по первичной структуре молекул, состоящих примерно из 80 нуклеотидов. Особенностью тРНК является содержание 10-20% модифицированных или минорных нуклеотидов. Вторичная структура тРНК описывается как структура клеверного листа, где наряду с 70% спирализованных участков имеются одноцепочечные фрагменты, не участвующие в образовании водородных связей между нуклеотидными остатками. К ним, в частности, относят участок, ответственный за связывание с аминокислотой на 3"-конце молекулы и антикодон - специфический триплет нуклеотидов, взаимодействующий комплементарно с кодоном мРНК. На долю тРНК приходится около 15% всей РНК клетки.
Рибосомные РНК (рРНК) составляют около 80% всей РНК клетки и входят в состав рибосом. В цитоплазматические рибосомы эукариот входит 4 типа рРНК с разной константой седиментации (КС) - скоростью оседания в ультрацентрифуге (различают рРНК - 5S, 5,8S, 28S и 18S (S - коэффициент седиментации)). рРНК образуют комплексы с белками, которые называют рибосомами. Каждая рибосома состоит из двух субъединиц - малой (40S) и большой (60S). Комплекс большой и малой субъединиц рибосомы образует компактную частицу и имеет КС 80S. Матричные РНК (мРНК), или информационные, составляют 2-4% всей РНК клетки. Они чрезвычайно разнообразны по первичной структуре, и их количество столь же велико, как и число белков в организме, так как каждая молекула мРНК является матрицей в синтезе соответствующего белка.
Отличия между РНК и ДНК: количество цепей: в РНК одна цепь, в ДНК две цепи, размеры: ДНК намного крупнее, локализация в клетке: ДНК находится в ядре, почти все РНК – вне ядра, вид моносахарида: в ДНК – дезоксирибоза, в РНК – рибоза, азотистые основания: в ДНК имеется тимин, в РНК – урацил. функция: ДНК отвечает за хранение наследственной информации, РНК – за ее реализацию.
2. Энергетическая. Макроэргические молекулы (макроэрги) биологические молекулы, которые способны накапливать и передавать энергию в ходе реакции. При гидролизе одной из связей высвобождается более 20 к Дж/моль в отличие от простой связи, энергия которой составляет около 13 к Дж/моль. Все нуклеозидтрифосфаты и нуклеозиддифосфаты (АТФ, ГДФ и их аналоги) содержат одну или две фосфоангидридные связи, энергия каждой из них составляет 32 к Дж/моль.
Наличие макроэргических связей в нуклеотидах позволяет им являться активаторами и переносчиками мономеров в клетке: УТФ - уридин трифосфорная кислота используется для синтеза гликогена, ЦТФ - цитидинтрифосфорная кислота - для синтеза липидов, ГТФ гуанозинтрифосфат - для движения рибосом в ходе трансляции (биосинтез белка) и передачи гормонального сигнала (G-белок).
3. Регуляторная. Мононуклеотиды - аллостерические эффекторы многих ключевых ферментов, цАМФ и цГМФ являются посредниками в передаче гормонального сигнала при действии многих гормонов на клетку (аденилатциклазная система), они активируют протеинкиназы. Таким образом, нуклеотиды и нуклеиновые кислоты выполняют решающие функции по поддержанию гомеостаза организма.
Белки в отличие от нуклеиновых кислот 1. участвуют в образовании плазматический мембраны 2. входят в состав хромосом 3. являются ускорителями химических реакций 4. осуществляют транспортную функцию 5. выполняют защитную функцию 6. переносят наследственную информацию из ядра к рибосомам
Ответы:
135 ! тРНК тоже выполняет транспортную функцию в биосинтезе белка. И в 6 эту функцию выполняет тРНК
Похожие вопросы
- Найдите объем куба,если площадь его грани равна:1)16 см квадратных;2)144 дм квадратных;3)400 м квадратныхпомогите пожалуйста решить задание!спасибо.
- задание номер 223 1. Напиши пословицы, вставляя, где необходимо, ь (пользуйся алгоритмом №3). 2. Подчеркни главные члены в третьем предложении и укажи, какими частями речи они выражены. 3. Выпиши, если есть, краткие имена прилагательные, которые не заканчиваются на шипящий. ---1. Не родись ни хорош?, ни пригож?, а родись счастлив. ---2. Не всякий в дело гож?, кто лицом пригож?. ---3. Всякий дом хозяином хорош?. Алгоритм №3 1. Посмотри, глагол ли это: а) глагол ---> ь б) нет --- тогда 2. Посмотри, не краткое ли это имя прилагательное (каков?): а) краткое имя прилагательное ----> ь(зачеркнут); б) нет - значит, это имя существительное; тогда 3. Посмотри, относится ли оно к 3-му склонению: а) да---->ь б) нет--->ь (зачеркнут) Образец применения алгоритма: (несколько) неудач? 1. Проверяем, не глогол ли это. - - Нет. 2. Тогда проверяем, не краткое ли это имя прилагательное. - - Нет. 3. Значит, это имя существительное. Проверим, не 3-го ли оно склонения (для этого поставим его в начальной форме): неудача, - - Нет, оно не 3-го склонения, значит, пишется без ь: (несколько) неудач.
- Что подарил Герасим Татьяне
- Помогитееее! CH2=CH2+HCl-?-CH3-CH2Cl2
- Помогите, пожалуйста! Какую природу имеют силы, возникающие при взаимодействии тел?
- яка маса алюмінієвого бруска якщо його розміри 4см*2,5см*0,8см
- на одной чаше весов-6 одинаковых по массе цыплят и 3 одинаковых по массе утенка.на другой чаше весов-3 таких цыпленка и 5 таких же утят.весы в равновесии найти массу цыпленка и утенка
- правільно склала речення з однорідними, і на грамотность єслі не сложно: 1. мені тато допомагав робити домашнє завдання, а саме: українську мову, українську літературу, хімію 2.Сьогодні в мене за планом піти в школу, на тренування, та в музей. 3.Сьогодні ввечері я малював, допомагав з прибиранням мамі, та грався з братом. 4.За ці два роки, я побував у багатьох містах України, у Одессі, Львові, Тернополі, Києві, та Чернігові, мені дуже сподобалося. 5. У сьомому з української мови, ми вивчили багато нового матеріалу: форми дієслова, доконаний і недоконаний вид дієслова, активні і пасивні дієприкметники, тощо.
1. Функции вирусных нуклеиновых кислот
2. Вирусные белки
3. Процессы взаимодействия вируса с клеткой макроорганизма
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:
На капсидные;
Белки суперкапсидной оболочки;
Геномные.
Белки капсидной оболочки у нуклеокапсидных вирусов выполняют защитную функцию - защищают вирусную нуклеиновую кислоту от неблагоприятных воздействий - и рецептор-ную (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 гемагглю-тининов (вызывают агглютинацию эритроцитов) или нейрами-нидазы (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;
Антигенными свойствами;
Путями передачи;
Кругом восприимчивых хозяев.
Вирусы - возбудители болезней человека относятся к 6 ДНК- содержащим семействам (поксвирусы, герпесвирусы, гепаднави-русы, аденовирусы, паповавирусы, парвовирусы) и 13 семействам РНК-содержащих вирусов (реовирусы, тогавирусы, флавирусы, коронавирусы, парамиксовирусы, ортомиксовирусы, рабдовирусы, бунъявирусы, аренавирусы, ретровирусы, пикорнавиру-сы, калицивирусы, филовирусы).
3. Взаимодействие вируса с клеткой - это сложный процесс, результаты которого могут быть различны. По этому признаку (конечный результат) можно выделить 4 типа взаимодействия вирусов и клеток:
%/ продуктивная вирусная инфекция - это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором происходит репродукция вирусов, а клетка погибает (для бактериофагов такой тип взаимодействия с клеткой называют литическим). Продуктивная вирусная инфекция лежит в основе острых вирусных заболеваний, а также в основе условных латентных инфекций, при которых погибают не все клетки пораженного органа, а только часть, а остальные неповрежденные клетки этого органа компенсируют его функции, вследствие чего заболевание некоторое время не проявляется, пока не наступит декомпенсация;
абортивная вирусная инфекция - это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором репродукция вирусов не происходит, а клетка избавляется от вируса, функции ее при этом не нарушаются, поскольку это происходит только в процессе репродукции вируса;
латентная вирусная инфекция - это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором происходит репродукция и вирусов, и клеточных компонентов, но клетка не погибает; при этом клеточные синтезы преобладают, и поэтому клетка достаточно длительно сохраняет свои функции - этот механизм лежит в основе безусловных латентных вирусных инфекций;
вирус-индуцированные трансформации - это такой тип взаимодействия вируса с клеткой, при котором клетки, пораженные вирусом, приобретают новые, ранее не присущие им свойства. Геном вируса или его часть встраивается в геном клетки, и вирусные гены превращаются в группу клеточных генов. Этот интегрированный в хромосому клетки-хозяина вирусный геном называется провирусом, а такое состояние клеток обозначается как вирогения.
При любом из указанных типов взаимодействия вирусов и клеток можно выделить процессы, направленные на то, чтобы доставить вирусную нуклеиновую кислоту в клетку, обеспечить условия и механизмы ее репликации и реализации содержащейся в ней генетической информации.
Вопрос 39. Особенности репродукции вирусов
1. Периоды осуществления продуктивной вирусной инфекции
2. Репликация вируса
3. Трансляция
1.Продуктивная вирусная инфекция осуществляется в 3 периода :
начальный период включает стадии адсорбции вируса на клетке, проникновения в клетку, дезинтеграции (депротеинизации) или "раздевания" вируса. Вирусная нуклеиновая кислота была доставлена в соответствующие клеточные структуры и под действием лизосомальных ферментов клетки освобождается от защитных белковых оболочек. В итоге формируется уникальная биологическая структура: инфицированная клетка содержит 2 генома (собственный и вирусный) и 1 синтетический аппарат (клеточный);
После этого начинается вторая группа процессов репродукции вируса, включающая средний и заключительный периоды, во время которых происходят репрессия клеточного и экспрессия вирусного генома. Репрессию клеточного генома обеспечивают низкомолекулярные регуляторные белки типа гистонов, синтезируемые в любой клетке. При вирусной инфекции этот процесс усиливается, теперь клетка представляет собой структуру, в которой генетический аппарат представлен вирусным геномом, а синтетический аппарат - синтетическими системами клетки.
2. Дальнейшее течение событий в клетке направлено на репликацию вирусной нуклеиновой кислоты (синтез генетического материала для новых вирионов) и реализацию содержащейся в ней генетической информации (синтез белковых компонентов для новых вирионов). У ДНК-содержащих вирусов, как в прокариотиче-ских, так и в эукариотических клетках, репликация вирусной ДНК происходит при участии клеточной ДНК-зависимой ДНК-полимеразы. При этом у однонитевых ДНК-содержащих вирусов сначала образуется комплементарная нить - так называемая репликативная форма, которая служит матрицей для дочерних молекул ДНК.
3. Реализация генетической информации вируса, содержащейся в ДНК, происходит следующим образом: при участии ДНК-зависимой РНК-полимеразы синтезируются и-РНК, которые поступают на рибосомы клетки, где и синтезируются вирусспе-цифические белки. У двунитевых ДНК-содержащих вирусов, геном которых транскрибируется в цитоплазме клетки хозяина, это собственный геномный белок. Вирусы, геномы которых транскрибируются в ядре клетки, используют содержащуюся там клеточную ДНК-зависимую РНК-полимеразу.
У РНК-содержащих вирусов процессы репликации их генома, транскрипции и трансляции генетической информации осуществляются иными путями. Репликация вирусных РНК, как минус-, так и плюс-нитей, осуществляется через репликативную форму РНК (комплементарную исходной), синтез которой обеспечивает РНК-зависимая РНК-полимераза - это геномный белок, который есть у всех РНК-содержащих вирусов. Репликативная форма РНК минус-нитевых вирусов (плюс-нить) служит не только матрицей для синтеза дочерних молекул вирусной РНК (минус-нитей), но и выполняет функции и-РНК, т. е. идет на рибосомы и обеспечивает синтез вирусных белков (трансляцию).
У плюс-нитевых РНК-содержащих вирусов функцию трансляции выполняют ее копии, синтез которых осуществляется через репликативную форму (минус-нить) при участии вирусных РНК-зависимых РНК-полимераз.
У некоторых РНК-содержащих вирусов (реовирусы) имеется совершенно уникальный механизм транскрипции. Он обеспечивается специфическим вирусным ферментом - ревертазой (обратной транскриптазой) и называется обратной транскрипцией. Суть ее состоит в том, что вначале на матрице вирусной РНК при участии обратной транскрипции образуется транскрипт, представляющий собой одну нить ДНК. На нем с помощью клеточной ДНК-зависимой ДНК-полимеразы синтезируется,вторая нить и формируется двунитевой ДНК-транскрипт. С него обычным путем через образование и-РНК происходит реализация информации вирусного генома.
Результатом описанных процессов репликации, транскрипции и трансляции является образование дочерних молекул вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков, закодированных в геноме вируса.
После этого наступает третий, заключительный период взаимодействия вируса и клетки. Из структурных компонентов (нуклеиновых кислот и белков) на мембранах цитоплазматического ретикулума клетки собираются новые вирионы. Клетка, геном которой был репрессирован (подавлен), обычно гибнет. Вновь сформировавшиеся вирионы пассивно (в результате гибели клетки) или активно (путем почкования) покидают клетку и оказываются в окружающей ее среде.
Таким образом, синтез вирусных нуклеиновых кислот и белков и сборка новых вирионов происходят в определенной последовательности (разобщены во времени) и в разных структурах клетки (разобщен в пространстве), в связи с чем способ репродукции вирусов и был назван дизъюнктивным (разобщенным). При абортивной вирусной инфекции процесс взаимодействия вируса с клеткой по тем или иным причинам прерывается до того, как произошло подавление клеточного генома. Очевидно, что в этом случае генетическая информация вируса реализована не будет и репродукции вируса не происходит, а клетка сохраняет свои функции неизменными.
При латентной вирусной инфекции в клетке одновременно функционируют оба генома, а при вирус-индуцированных трансформациях вирусный геном становится частью клеточного, функционирует и наследуется вместе с ним.
Вопрос 40. Культивирование вирусов в культурах тканей
1. Характеристики тканевых культур
2. Цитопатическое действие вирусов
1.Для культивирования вирусов используют ряд методов. Это культивирование в организме экспериментальных животных, развивающихся куриных вибрионах и культурах тканей (чаще - эмбриональные ткани или опухолевые клетки). Для выращивания клеток тканевых культур используют многокомпонентные питательные среды (среда 199, среда Игла и др.). Они содержат индикатор измерения рН среды и антибиотики для подавления возможного бактериального загрязнения.
Культуры тканей могут быть переживающими, в которых жизнеспособность клеток удается сохранить лишь временно, и растущими, в которых клетки не только сохраняют жизнедеятельность, но и активно делятся.
В роллерных культурах клетки ткани фиксированы на плотной основе (стекло) - чаще в один слой (однослойные), а в суспензированных -взвешены в жидкой среде. По количеству пассажей, выдерживаемых растущей культурой тканей, среди них различают:
первичные (первично-трипсинизированные) культуры тканей, которые выдерживают не более 5-10 пассажей;
полуперевиваемые культуры тканей, которые поддерживаются не более чем в 100 генерациях;
перевиваемые культуры тканей, которые поддерживаются в течение неопределенно длительного срока в многочисленных генерациях.
Чаще всего используются однослойные первично-перевиваемые и перевиваемые тканевые культуры.
2. О размножении вирусов в культуре ткани можно судить по ци-топатическому действию (ЦПД):
Деструкции клеток;
Изменению их морфологии;
Формированию многоядерных симпластов или синтиция в результате слияния клеток.
В клетках культуры ткани при размножении вирусов могут образовываться включения - структуры, не свойственные нормальным клеткам.
Включения выявляются в окрашенных по Романовскому-Гимзе мазках из зараженных клеток. Они бывают эозинофильные и базофильные.
По локализации в клетке различают:
Цитоплазматические;
Ядерные;
Смешанные включения.
Характерные ядерные включения формируются в клетках, зараженных вирусами герпеса (тельца Каудри), цитомегалии и полиомы, аденовирусами, а цитоплазматические включения - вирусами оспы (тельца Гварниери и Пашена), бешенства (тельца Бабеша-Негри) и др.
О размножении вирусов в культуре ткани также можно судить по методу "бляшек" (негативных колоний). При культивировании вирусов в клеточном монослое под агаровым покрытием на месте пораженных клеток образуются зоны деструкции моно-сом - так называемые стерильные пятна, или бляшки. Это дает возможность не только определить число вирионов в 1 мл среды (считается, что одна бляшка является потомством одного вириона), но и дифференцировать вирусы между собой по феномену бляшкообразования.
Следующим методом, позволяющим судить о размножении вирусов (только гемагглютинирующих) в культуре ткани, можно считать реакцию гемадсорбции. При культивировании вирусов, обладающих гемагглютжирующей активностью, может происходить избыточный синтез гемагглютининов. Эти молекулы экспрессируются на поверхности клеток культуры ткани, и клетки культуры ткани приобретают способность адсорбировать на себе эритроциты - феномен гемадсорбции. Молекулы гемагглютинина накапливаются и в среде культивирования, это приводит к тому, что культуральная жидкость (в ней накапливаются новые вирионы) приобретет способность вызывать гемагглютинацию.
Наиболее распространенным методом оценки размножения вирусов в культуре ткани является метод "цветной пробы". При размножении в питательной среде с индикатором незараженных
клеток культуры ткани вследствие образования кислых продуктов метаболизма она изменяет свой цвет. При репродукции вируса нормальный метаболизм клеток нарушается, кислые продукты не образуются, среда сохраняет исходный цвет.
Вопрос 41. Механизмы противовирусной защиты макроорган изма
/. Неспецифические механизмы
2. Специфические механизмы
3. Интерфероны
1. Существование вирусов в 2 (внеклеточной и внутриклеточной) формах предопределяют и особенности иммунитета при вирусных инфекциях. В отношении внеклеточных вирусов действуют те же неспецифические и специфические механизмы антимикробной резистентности, что и в отношении бактерий. Клеточная ареактивность - один из неспецифических факторов защиты. Она обусловлена отсутствием на клетках рецепторов для вирусов, что делает их невосприимчивыми к вирусной инфекции. К этой же группе защитных факторов можно отнести лихорадочную реакцию, выделительные механизмы (чихание, кашель и др.). В защите от внеклеточного вируса участвуют:
Система комплемента;
Пропердиновая система;
NK-клетки (естественные киллеры);
Вирусные ингибиторы.
Фагоцитарный механизм защиты малоэффективен в отношении внеклеточного вируса, но достаточно активен в отношении клеток, уже инфицированных вирусом. Экспрессия на поверхности таких вирусных белков делает их объектом макрофагально-го фагоцитоза. Поскольку вирусы представляют собой комплекс антигенов, то при их попадании в организм развивается иммунный ответ и формируются специфические механизмы защиты - антитела и эффекторные клетки.
2. Антитела действуют только на внеклеточный вирус, препятствуя его взаимодействию с клетками организма и неэффективны против внутриклеточного вируса. Некоторые вирусы (вирус гриппа, аденовирусы) недоступны для циркулирующих в сыворотке крови антител и способны персистировать в организме человека достаточно долго, иногда пожизненно.
При вирусных инфекциях происходит продукция антител классов IgG и IgM, а также секреторных антител класса IgA. Последние обеспечивают местный иммунитет слизистых оболочек на входных воротах, что при развитии вирусных инфекций желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей может иметь определяющее значение. Антитела класса IgM появляются на 3-5-й день болезни и через несколько недель исчезают, поэтому их наличие в сыворотке обследуемого отражает острую или свежеперенесенную инфекцию. Иммуноглобулины G появляются позже и сохраняются дольше, чем иммуноглобулины М. Они обнаруживаются только через 1-2 недели после начала заболевания и циркулируют в крови в течение длительного времени, обеспечивая тем самым защиту от повторного заражения.
Еще более важную роль, чем гуморальный иммунитет, при всех вирусных инфекциях играет клеточный иммунитет, что связано с тем, что инфицированные вирусом клетки становятся мишенью для цитолитического действия Т-киллеров. Кроме всего прочего, особенностью взаимодействия вирусов с иммунной системой является способность некоторых из них (так называемые лимфотропные вирусы) поражать непосредственно сами клетки иммунной системы, что приводит к развитию иммунодефицитных состояний.
Все перечисленные" механизмы защиты (исключая фагоцитоз зараженных клеток) активны только в отношении внеклеточного вируса. Попав в клетку, вирионы становятся недоступными ни для антител, ни для комплемента, ни для иных механизмов защиты. Для защиты от внутриклеточного вируса в ходе эволюции клетки приобрели способность вырабатывать особый белок - интерферон.
3. Интерферон - это естественный белок, обладающий противовирусной активностью в отношении внутриклеточных форм вируса. Он нарушает трансляцию и-РНК на рибосомах клеток, инфицированных вирусом, что ведет к прекращению синтеза вирусного белка. Исходя из этого универсального механизма действия интерферон подавляет репродукцию любых вирусов, т. е. не обладает специфичностью, специфичность интерферонаиная. Она носит видовой характер, т. е. человеческий интерферон ингибирует репродукцию вирусов в клетках человека, мышиный - мыши и т. д.
Интерферон обладает и противоопухолевым действием, что является косвенным свидетельством роли вирусов в возникновении опухолей. Образование интерферона в клетке начинается уже через 2 ч после заражения вирусом, т. е. намного раньше, чем его репродукция, и опережает механизм антителообразования. Интерферон образуют любые клетки, но наиболее активными его продуцентами являются лейкоциты и лимфоциты. В настоящее время методами генной инженерии созданы бактерии (кишечные палочки), в геном которых введены гены (или их копии), ответственные за синтез интерферона в лейкоцитах. Полученный таким образом генно-инженерный интерферон широко используется для лечения и пассивной профилактики вирусных инфекций и некоторых видов опухолей. В последние годы разработан широкий круг препаратов - индукторов эндогенного интерферона. Их применение предпочтительнее, нежели введение экзогенного интерферона. Таким образом, интерферон является одним из важных факторов противовирусного иммунитета, но в отличие от антител или клеток-эффекторов он обеспечивает не белковый, а генетический гомеостаз.
Вопрос 42. Вирусные инфекции и методы их диагностики
1. Вирусные инфекции человека
2. Лабораторная диагностика вирусных инфекций
1.В настоящее время вирусные инфекции составляют преобладающую часть инфекционной патологии человека. Самыми распространенными среди них остаются острые респираторные (ОРВИ) и другие вирусные инфекции, передаваемые воздушно-капельным путем, возбудители которых относятся к абсолютно различным семействам, чаще всего это РНК-содержащие вирусы (вирус гриппа А, В, С, вирус эпидемического паротита, вирусы парагриппа, кори, риновирусы и др.).
Не менее распространены и кишечные вирусные инфекционные заболевания, вызываемые вирусами, также относящимися к различным семействам РНК- и ДНК-содержащих вирусов (энтеровирусы, вирус гепатита А, ротавирусы, калициновирусы и др.).
Широко распространены во всем мире такие вирусные инфекционные заболевания, как вирусные гепатиты, особенно гепатит В, передаваемый трансмиссивным и половым путем. Их возбудители - вирусы гепатита А, В, С, D, E, G, ТТ - относятся к разным таксономическим группам (пикорнавирусов, гепаднавирусов и др.), имеют разные механизмы передачи, но все обладают тропизмом к клеткам печени.
Одна из самых известных вирусных инфекций - ВИЧ-инфекция (часто называемая СПИДом - синдромом приобретенного иммунодефицита, который является ее неизбежным исходом). Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) - возбудитель ВИЧ-инфекции - относится к семейству РНК-вирусов Retroviridae, роду лентивирусов.
Большинство из них - РНК-содержащие, входят в семейства -тога-, флави-, буньявирусов и являются возбудителями энцефалитов и геморрагических лихорадок. Возбудителями тяжелых форм геморрагических лихорадок (лихорадки Эбола, Марбург-ская лихорадка и др.) являются фило-, аденовирусы. Но трансмиссивный путь заражения при этих инфекционных заболеваниях не является единственным. Вышеназванные инфекции в основном представляют собой эндемичные заболевания, но тяжелые вспышки некоторых из этих заболеваний (крымской геморрагической лихорадки, лихорадки западного Нила) имели место в Ростовской и Волгоградской областях летом 1999 г.
Кроме инфекционной патологии человека, доказана роль вирусов и в развитии некоторых опухолей животных и человека (онкогенные, или онковирусы). Среди известных вирусов, обладающих онкогенным действием, есть представители как ДНК-содержащих (из семейства паповавирусов, герпесвирусов, аденовирусов, поксвирусов), так и РНК-содержащих (из семейства ретрорвирусов, род пикорновирусов) вирусов.
2. Для лабораторной диагностики вирусных инфекций используются различные методы.
Вирусологическое исследование (световая микроскопия) позволяет обнаружить характерные вирусные включения, а электронная микроскопия - сами вирионы и по особенностям их строения диагностировать соответствующую инфекцию (например, ро-тавирусную).
Вирусологическое исследование направлено на выделение вируса и его идентификацию. Для выделения вирусов используют заражение лабораторных животных, куриных эмбрионов или культуры тканей.
Первичную идентификацию выделенного вируса до уровня семейства можно провести с помощью:
Определения типа нуклеиновой кислоты (проба с бромдезоксиу-ридоном);
Особенностей ее строения (электронная микроскопия);
Размера вириона (фильтрование через мембранные фильтры с порами диаметром 50 и 100 нм);
Наличия суперкапсидной оболочки (проба с эфиром);
Гемагглютининов (реакция гемагглютинации);
Типа симметрии нуклеокапсида (электронная микроскопия).
Результаты оцениваются по заражению культуры ткани пробой, подвергнутой соответствующей обработке, и с последующим учетом результатов заражения методом цветной пробы фильтрования. Существенное значение для идентификации вирусов (до рода, вида, внутри вида) имеет также изучение их антигенного строения, которое проводится в реакции вирусо-нейтрализации с соответствующими иммунными сыворотками. Сущность этой реакции состоит в том, что после обработки гомологичными антителами вирус утрачивает свою биологическую активность (нейтрализуется) и клетка хозяина развивается так же, как и неинфицированная вирусом. Об этом судят по отсутствию цитопатического действия, цветной пробе, результатам реакции торможения гемагглютинации (РТГА), отсутствию изменений при заражении куриных эмбрионов, выживаемости чувствительных животных.
Вирусологическое исследование - это "золотой стандарт" вирусологии и должно проводиться в специализированной вирусологической лаборатории. В настоящее время оно используется
практически только в условиях возникновения эпидемической вспышки того или иного вирусного инфекционного заболевания.
Для диагностики вирусных инфекций широкое применение нашли методы иммунодиагностики (серодиагностики и имму-ноиндикации). Они реализуются в самых разнообразных реакциях иммунитета :
Радиоизотопный иммунный анализ (РИА);
Иммуноферментный анализ (ИФА);
Реакция иммунофлюоресценции (РИФ);
Реакция связывания комплемента (РСК);
Реакция пассивной гемагглютинации (РПГА);
Реакции торможения гемагглютинации (РТГА) и др.
При использовании методов серодиагностики обязательным является исследование парных сывороток. При этом 4-кратное нарастание титра антител во второй сыворотке в большинстве случаев служит показателем протекающей или свежеперене-сенной инфекции. При исследовании одной сыворотки, взятой в острой стадии болезни, диагностическое значение имеет обнаружение антител класса IgM, свидетельствующее об острой инфекции.
Большим достижением современной вирусологии является внедрение в практику диагностики вирусных инфекций моле-кулярно-генетических методов (ДНК-зондирование, полимераз-ной цепной реакции - ПЦР). В первую очередь с их помощью выявляют персистирующие^ вирусы, находящиеся в клиническом материале, с трудом обнаруживаемые или не обнаруживаемые другими методами.
Вопрос 43. Профилактика и лечение вирусных инфекций
1. Методы профилактики вирусных инфекций
2. Противовирусные химиотерапевтические средства
1. Лля активной искусственной профилактики вирусных инфекций . в том числе плановой, широко используются живые вирусные вакцины. Они стимулируют резистентность в месте входных ворот инфекции, образование антител и клеток-эффекторов, а также синтез интерферона. Основные виды живых вирусных вакцин:
Гриппозная, коревая;
Полиомиелитная (Сейбина-Смородинцева-Чумакова);
Паротитная, против коревой краснухи;
Антирабическая, против желтой лихорадки;
Генно-инженерная вакцина против гепатита В - Энджерикс В. Цля профилактики вирусных инФекиий используются и убитые вакцины:
Против клещевого энцефалита;
Омской геморрагической лихорадки;
Полиомиелита (Солка);
Гепатита А (Харвикс 1440);
Антирабическая (ХДСВ, Пастер Мерье);
А также химические - гриппозные.
Для пассивной профилактики и и ммунотерапии предложены следующие антительные препараты:
Противогриппозный гамма-глобулин;
Антирабический гамма-глобулин;
Противокоревой гамма-глобулин для детей до 2 лет (в очагах) и для ослабленных детей старшего возраста;
Противогриппозная сыворотка с сульфаниламидами.
Универсальным средством пассивной профилактики вирусных инфекций являются интерферон и индукторы эндогенного интерферона.
2. Большинство известных химиотерапевтических препаратов не обладают противовирусной активностью, так как механизм действия большинства из них основан на подавлении микробного метаболизма, а у вирусов собственные метаболические системы отсутствуют.
Антибиотики и сульфаниламиды при вирусных инфекциях используют только с целью профилактики бактериальных осложнений. Тем не менее в настоящее время разрабатываются и применяются химиотерапевтические средства, обладающие противовирусной активностью.
Первая группа - аномальные нуклеозиды. По строению они близки к нуклеотидам вирусных нуклеиновых кислот, но, включенные в состав нуклеиновой кислоты, они не обеспечивают ее нормальное функционирование. К таким препаратам относятся азидотимидин - препарат, активный в отношении вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-инфекция). Недостаток этих препаратов - в высокой токсичности для клеток макроорганизма.
Вторая группа препаратов нарушает процессы абсорбции вирусов на клетках. Они менее токсичны, обладают высокой избирательностью и весьма перспективны. Это тиосемикарбозон и его производные, ацикловир (зовиракс) - герпетическая инфекция, ремантадин и его производные - грипп А и др.
Универсальным средством терапии, так же как и профилактики, вирусных инфекций является интерферон.
Вопрос 44. Бактериофаги
1. Понятие о бактериофагах
2. Классификация бактериофагов
3. Диагностическая и терапевтическая роль фагов
1. Бактериофаги (фаги) - это вирусы, поражающие бактериальные клетки (в качестве клетки-хозяина). Вирионы фагов состоят из головки, содержащей нуклеиновую кислоту вируса, и более или менее выраженного отростка. Нуклеокапсид головки фага имеет кубический тип симметрии, а отросток - спиральный тип, т. е. бактериофаги имеют смешанный тип симметрии нук-леокапсида.
Большинство фагов содержат кольцевую двунитчатую ДНК, и лишь некоторые - РНК или однонитчатую ДНК. Фаги, как и другие вирусы, обладают антигенными свойствами и содержат группоспецифические (по ним делятся на серотипы) и типо-специфические антигены. Сыворотки, содержащие антитела к этим антигенам (антифаговые сыворотки), нейтрализуют лити-ческую активность фагов. Взаимодействие бактериофага с клеткой происходит в соответствии с основными типами взаимодействия, характерными для всех вирусов, - продуктивная (литическая), абортивная вирусная и латентная (лизогения, вирогения) инфекция, а также вирус-индуцированная трансформация.
По характеру взаимодействия фага с клеткой все бактериофаги делятся:
На вирулентные (литические), вызывающие продуктивную инфекцию и лизис бактериальной клетки;
умеренные, вызывающие латентную инфекцию и ассоциацию генома вируса с бактериальной хромосомой. Умеренные фаги, в отличие от вирулентности, не вызывают гибели бактериальных клеток и при взаимодействии с ней переходят в неинфекционную форму фага, называемую профагом. Профаг - геном фага, ассоциированный с бактериальной хромосомой. Профаг, ставший частью хромосомы клетки, при ее размножении реплицируется синхронно с геномом бактерии, не вызывая ее лизиса, и передается по наследству от клетки к клетке в неограниченном числе поколений. Бактериальные клетки, содержащие в своей хромосоме профаг, называются лизогенными. Профаг в лизогенных бактериях самопроизвольно или под влиянием различных индуцированных агентов может переходить в вегетативный фаг. В результате такого превращения бактериальная клетка лизируется и продуцирует новые фаговые частицы. В ходе лизогенизации бактериальные клетки могут дополнительно приобретать новые признаки, детерминируемые геномом вируса. Такое явление - изменение свойств микроорганизмов под влиянием профага - называется фаговой, или лизогенной, конверсией (проявление вирус-инду-цироанной трансформации).
Умеренные фаги, неспособные ни при каких условиях переходить из профага в вегетативный фаг (образовывать зрелые фаговые частицы), называются дефектными, чаще это происходит в результате нарушения стадии сборки вирусных частиц. Некоторые умеренные фаги называются трансдуцирующими, поскольку с их помощью осуществляется один из механизмов генетической рекомбинации у бактерий - трансдукции. Такие фаги могут использоваться, в частности, в генной инженерии в качестве векторов для получения рекомбинантных ДНК и/или приготовлении рекомбинантных (генно-инженерных) вакцин.
2. Специфичность фагов послужила основанием для их наименования по видовым и родовым названиям чувствительных к ним бактерий. Так, например, фаги, лизирующие стрептококки, называются стрептококковыми, лизирующие холерные вибрионы -холерные, стафилококки - стафилококковыми. По признаку специфичности выделяют поливалентные бактериофаги, лизирующие культуры одного семейства или рода бактерий, моновалентные (монофаги) - лизирующие культуры только одного вида бактерий, а также отличающиеся наиболее высокой специфичностью - типовые бактериофаги, способные вызывать лизис только определенных типов (вариантов) бактериальной культуры внутри вида бактерий.
Наборы таких типоспецифических фагов используются для дифференцировки бактерий внутри вида - это метод фаготи-пирования бактерий. С помощью этого метода можно установить источник и пути передачи инфекционного заболевания, т. е. провести его эпидемиологический анализ, поскольку он позволяет сравнивать фаготипы (фаговары) чистых культур бактерий, выделенных в ходе бактериологического исследования от больного и от окружающих его лиц - возможных бактерионосителей.
