Слайд 1
ГБОУ ВПО ТГМУ МИНЗДРАВА РОССИИ
Кафедра микробиологии и вирусологии
Морфо -
структурная организация и физиология вирусов, особенности их репродукции, методы культивирования
и индикации.
д.м.н., проф. Шаркова В. А.
Слайд 2Ивановсский Дмитрий Иосифович (28.10 (09.11).1864, с. Низы, ныне Ленинградской области ‑ 20.04.1920,
Ростов-на-Дону) - русский физиолог растений и микробиолог, основоположник вирусологии
Открыл (1892 г.)
новый тип патогенов, названных позднее вирусами (М. Бейеринк, 1899 г.)
Слайд 3Рождение вирусологии:
научное описание инфекционных заболеваний растений, животных и человека
Д.И. Ивановский
Ф.
Лёффлер
В. Рид
1892
растения:
вирус табачной мозаики
1897
животные:
вирус ящура
1901
люди:
вирус жёлтой лихорадки
Слайд 4Академик АМН СССР
Л.А. Зильбер
(1894-1966)
Слайд 6Три концепции
происхождения вирусов:
вирусы – потомки бактерий или других одноклеточных организмов,
появившиеся в результате дегенеративной эволюции;
вирусы – потомки древних доклеточных форм
жизни, перешедшие к паразитическому способу существования;
вирусы – дериваты клеточных генетических автономных структур, сохранивших зависимость от клеток
Слайд 7Вирусы (от лат. virus - яд)
– облигатные внутриклеточные паразиты, у
которых имеется самостоятельный геном и отсутствует собственный обмен веществ, и
поступление энергии происходит за счет обмена веществ клетки-хозяина
Слайд 8Вирусы относятся к неклеточным формам жизни, являясь автономными генетическими, способными
к эволюции, структурами
Слайд 9
Вирусы существуют
в двух формах:
- вирион – внеклеточная форма – включает
в себя все составные (капсид, нуклеиновую кислоту, структурные белки)
- вирус – внутриклеточная форма – представлен одной молекулой нуклеиновой кислоты
Слайд 10МКТВ выделяет следующие таксономические уровни при классификации вирусов:
Царство (Regnum)
Отдел (Division)
Класс
(Classis)
Порядок, или отряд (Order)
Семейство (Family)
Род (Genus)
Вид (Specie)
Слайд 11
По морфологии выделяют вирусы:
палочковидные (возбудитель лихорадки Эбола)
пулевидные
(вирус бешенства)
сферические (герпесвирусы)
овальные (вирус оспы)
бактериофаги (имеют сложную
форму)
Слайд 12Параметры, используемые при классификации вирусов
1.1-2. Размер и форма вириона:
Характерный размер вириона
~ 100 нм.
Anellovirus ~30 нм
Poxviridae ~ 200 × 400 нм
Filoviridae
~50 × 800 нм
Слайд 13
1.4. Симметрия капсида и его структура:
Капсид (capsa -футляр) – белковая
оболочка, закрывающая или упаковывающая вирусный геном
капсид образуют капсомеры, организованные в
1 или 2 слоя по двум типам симметрии:
- кубический
- спиральный
Слайд 14
Капсомер – морфологическая единица капсида, выявляемая с помощью электронной
микроскопии (~ 0.14 нм).
Число капсомеров строго специфично для каждого вида
и зависит от размеров и морфологии вирионов
Капсомеры образуют молекулы белка - протомеры
Слайд 15
Нуклеокапсид – комплекс капсида и вирусного генома
Функции капсида
защита
вирусного генома
адсорбция вириона к клетке
проникновение в клетку путем
взаимодействия с клеточными рецепторами
Слайд 16
У сложноорганизованных вирусов капсид окружен дополнительной липопротеиновой оболочкой –
суперкапсидом
Он представлен липидным бислоем и суперкуасидными белками (пепломерами) – «шипики»
Слайд 17
Это «одетые вирусы»
(вирус гриппа)
Голые – вирусы, не
имеющие суперкапсид
(Папилломавирус – Human
papillomavirus (ДНК вирус,
0,045-0,055 мкм)
Слайд 18Параметры, используемые при классификации вирусов
1.4. Симметрия капсида и его структура:
Вирусы
оболочечные
безоболочечные
Retroviridae
Adenoviridae
Слайд 19
РНК вирусов представлены одно- или двунитевыми молекулами.
М. б.
септированными (от 2х до 11 у ротовирусов), что ведет к
увеличению кодирующей емкости генома.
Вирусные РНК подразделяются на:
+РНК
- РНК однонитевые и
двойные нити (-РНК и +РНК).
- Линейные или кольцевые.
Слайд 20
+РНК – позитивный геном – способны непосредственно транслировать генетическую
информацию на рибосомах зараженной клетки, т.е. выполнять функцию мРНК.
Слайд 21
-РНК – негативный геном – не способны транслировать генетическую
информацию непосредственно на рибосомах, т.е. не могут функционировать как мРНК.
Такие
РНК служат матрицей для образования иРНК, т.е. при репликации первоначально синтезируется матрица (+РНК) для синтеза -РНК
Слайд 22
ДНК вирусов образуют линейную или кольцевую форму.
Транскрипция ДНК вирусов
в матричную РНК (синтез мРНК) осуществляется в ядре зараженной клетки
и регулируется ее ферментными системами
Слайд 25Нет ферментов, участвующих в метаболических реакциях
Слайд 26
Процесс репродукции
происходит в разных частях клетки (ядре или цитоплазме)
– дизъюнктивный (разобщенный) тип репродукции
Слайд 27
стадии репродукции
1 – адсорбция вирионов на клетке
2 –
проникновение вирусов в клетку
3 – «раздевание» и высвобождение вирусного генома
(депротеинезация вируса)
4 – биосинтез компонентов вируса
5 – формирование вирусов («сборка»)
6 – выход вирионов из клетки
Слайд 28
ВИЧ инфицирует лимфоциты –клетки иммунной системы (стадия адсорбции)
Слайд 29Рецепторный эндоцитоз вириона вируса гриппа А:
2. Формирование эндосомы
Слайд 30
Herpes simplex. Вирусные частицы покидают ядро инфицированной клетки (х
40000)
Слайд 32ЭМ-фотография клеточной линии MDCK через 10 ч после инокуляции вирусом гриппа А
7.
Почкование дочерних вирионов
Слайд 33
типы взаимодействия вируса с клеткой
продуктивный (чаще литического
характера) – в зараженных кл-ках образуется новое поколение вирионов
Гибель
кл-ки вызывают факторы:
раннее подавление синтеза клеточных белков
накопление токсических и повреждающих клетку вирусных компонентов
повреждение лизосом и высвобождение их ферментов в цитоплазму
Слайд 34
типы взаимодействия вируса с клеткой
абортивный – прерывание
инфекционного процесса в клетке, новые вирионы не образуются
причины:
при
взаимодействии вируса с покоящейся клеткой
при инфицировании вириона с измененными дефектными свойствами
Слайд 35
Дефектные вирусы (1) и дефектные вирионы (2)
1 - самостоятельный
вид, функционально неполноценны (для репликации необходим вирус-помощник)
2 - при образовании
больших дочерних популяций
Слайд 36
типы взаимодействия вируса с клеткой
интегративный (вирогения) –
интеграция (встраивание) вирусного ДНК в виде провируса в хромосому клетки
и их совместное существование
Пример:
лизогения бактерий
вирусная трансформация клеток
обеспечивает латентное инфицирование, персистирующее инфицирование (продукция в. идет постепенно, после завершения острой фазы)
Слайд 37
типы взаимодействия вируса с клеткой
интерференция вирусов –
при инфицировании кл-ки двумя вирусами, когда один вирус подавляет репродукцию
другого
за счет индукции ИНФ
за счет повреждения рецепторного аппарата
за счет повреждения метаболизма кл-ки
Слайд 38
культивирование вирусов
«золотой стандарт»
сложность
риск инфицирования
материал
исследования (в зависимости от клинических проявлений)
образцы отбирают с учетом
ритма циркуляции возбудителя
Слайд 39
материал исследования (в зависимости от клинических проявлений)
образцы
отбирают с учетом ритма циркуляции возбудителя
при траспортировке помещать в
р-р Хенкса, на льду сохраняют до 5 сут, при более длительной – при -50 град.
Слайд 41
Биологический метод
Организм чувтвительных животных:
белые мыши, хомяки, кролики, обезъяны
и др.
способ заражения зависит от тропности вируса
Куриные эмбрионы.
В середине 30-х годов
австралийский вирусолог Ф. Вернет «открыл» новое для вирусологии экспериментальное животное — куриные эмбрионы (7-12 дневные, инкубирование при t 37 град.)
t-рный режим и длительность инкубации зав. от биологических св-в вируса
Слайд 43В зависимости от техники приготовления
Слайд 44По числу жизнеспособных генераций
Слайд 45
методы индикации
цитопатическое действие
цветная проба
метод бляшек
РГА и РГАдс
Слайд 46ПЕРЕВИВАЕМАЯ ЛИНИЯ КЛЕТОК ПОЧКИ ЭМБРИОНА ТЕЛЯТ
MDBK клеточные культуры на 7-й
день после заражения
Слайд 47
Не инфицированы
ЛИНИЯ КЛЕТОК ПОЧКИ СИРИЙСКОГО ХОМЯЧКА – BHK-21
Слайд 48 ЛИНИЯ КЛЕТОК ПОЧКИ ЭМБРИОНА СВИНЬИ (СПЭВ)
КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК СПЭВ, ИНФИЦИРОВАННЫЕ
ВИРУСОМ H5N1
( 8 ЧАСОВ ПОСЛЕ ЗАРАЖЕНИЯ)
18 ЧАСОВ ПОСЛЕ
ЗАРАЖЕНИЯ)
24 ЧАСА ПОСЛЕ ЗАРАЖЕНИЯ
Слайд 49КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК СПЭВ, ИНФИЦИРОВАННЫЕ ВИРУСОМ H5N1
(48 ЧАСОВ ПОСЛЕ ЗАРАЖЕНИЯ)
Слайд 50Закономерности,
установленные Г.К. Хёрстом (1941)
Титрование вируса →
Титрование антисыворотки →
Слайд 52
Полимеразная цепная реакция ПЦР
ПЦР позволяет
обнаружить МКО в исследуемом материале по наличию в нем ДНК
микроба (без его выделения в чистую культуру), а точнее – специфичного гена.
выделяют t С
Материал → ДНК → две нити ДНК + праймеры →
денатурация
↓tС
→ две копии гена, амплификация
ДНК – полимераза + нуклеотиды
Амплификация – процесс накопления генов.