Слайд 1Правила оформления тестового контроля
На отдельном листе бумаги написать:
Учебная дисциплина: Микробиология,
вирусология, иммунология.
Номер (или название) темы тестового контроля:
Тема 1, или
«Морфология и ультраструктура вирусов».
Группа: написать номер
Студент: написать фамилию и имя
Ответы на вопросы: написать номер вопроса и правильный вариант ответа. Например: 1D.
Под ответами: поставить дату (число, месяц, год) и личную подпись.
Слайд 2Модуль 2.
Тестовый контроль по теме №1:
Морфология и ультраструктура вирусов
Слайд 31. Вирусы впервые открыты:
A. Пастером Л.
B. Мечниковым И.
C. Кохом Р.
D. Ивановским Д.
E. Бейеринком М.
2. Первый
научный доклад и публикация (1892 г.) были посвящены вирусам, которые вызывают заболевания:
А. Людей
B. Животных
C. Растений
D. Грибов
Е. Бактерий
Слайд 43. Размеры вирусов определяются в нм с помощью:
A. Люминисцентной микроскопии
B.
Электронной микроскопией
C. Радиальной иммунодиффузии
D. Световой микроскопии
E. Фазово-контрастной микроскопии
4. Наиболее
крупным вирусом является:
A. Вирус полиомиелита
B. Вирус натуральной оспы
C. Вирус ящура
D. Вирус гриппа
E. Вирус кори
Слайд 55. Какие признаки положены в основу современной классификации вирусов?
A. Тип
нуклеиновой кислоты
B. Особенности структуры нуклеиновой кислоты
C. Сложность строения и размер
вирионов
D. Форма капсида (тип симметрии и др.)
E. Круг восприимчивых хозяев
6. К поздним стадиям взаимодействия вируса с клеткой относятся:
A. Адсорбция E. Сборка вирионов
B. Проникновение F. Выход вирусов
C. Раздевание
D. Синтез вирусных макромолекул
Слайд 67. Вирион сложноустроенных вирусов содержит:
A. Нуклеиновую кислоту
B. Капсид
C. Суперкапсид (пеплос)
D. Ядро
E. Митохондрии
8. Типы взаимодействия
вирусов с клеткой хозяина:
A. Продуктивный
B. Абортивный
C. Интегративный
D. Активный
E. Пассивный
Слайд 79. Специфический процесс репликации генома ретровирусов (онковирусы, ВИЧ) обусловлен наличием
в их вирионе фермента:
А. Эндонуклеазы
D. ДНК - полимеразы
В. Нейраминидазы Е. РНК -полимеразы
С. Обратной транскриптазы
10. Культивирование (выращивание) вирусов осуществляют на:
A. Твердых питательных средах
B. Жидких питательных средах
C. Лабораторных животных
D. Куриных эмбрионах
E. Культурах клеток
Слайд 8
Тема практического занятия: Вирусология. Морфология и ультраструктура вирусов. Культивирование вирусов.
С.И. Похил ©
Слайд 9ВИРУСОЛОГИЯ – НАУКА О МОРФОЛОГИИ,
ФИЗИОЛОГИИ, ГЕНЕТИКЕ, ЭКОЛОГИИ
И ЭВОЛЮЦИИ ВИРУСОВ.
МЕДИЦИНСКАЯ
ВИРУСОЛОГИЯ
ИЗУЧАЕТ ВИРУСЫ-ПАРАЗИТЫ
ЧЕЛОВЕКА, ИХ РОЛЬ В
РАЗВИТИИ ЗАБОЛЕВАНИЙ,
РАЗРАБАТЫВАЕТ
МЕТОДЫ
ДИАГНОСТИКИ,
СПОСОБЫ ТЕРАПИИ
И СПЕЦИФИЧЕСКОЙ ПРОФИЛАКТИКИ
ВИРУСНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ.
Слайд 10Virus (лат. – яд)
Вирусы открыты ботаником Д. И. Ивановским
(1864-1920 гг.). Начало науки вирусологии 12 февраля 1892 г.
Первая научная
работа о вирусах :
«О двух болезнях табака».
Слайд 11Ивановский Д.И. доказал, что возбудитель табачной мозаики проходит сквозь бактериальный
фильтр, который задерживал при фильтрации известные бактерии. Профильтрованный экстракт вызывает
заболевание у здоровых растений при многочисленных повторных переносах, тоесть - вы-зывает заболевание и размножает-ся как бактерии. Но, в отличие от бактерий, новый тип инфекционно-го агента не растет на питательных средах, а может жить и размножа-ться только в живых клетках.
Слайд 12Новый тип возбудителя был намного меньше известных бактерий, его не
удавалось увидеть (описать) с помощью светового микроскопа и подтвердить «триадай
Коха».
Датский ботаник
М. Бейеринк в 1898 г. повторил и дополнил эксперименты Д.И. Ивановского и ввел термин – вирус, так как ошибочно считал вирусы не живым началом, а ядовитыми веществами.
Слайд 131.Вирусы самостоятельная (отличная от бактерий и грибов) группа доклеточных прокарио-тических
форм микроорганиз-мов, относятся к отдельному царству живого Vira.
2. Вирусы
характеризуются малыми размерами, ввыраженным цитотро-пизмом, дизъюнктивным (разделен-ным) типом репликации, облигат-ным паразитизмом: они не имеют собственного аппарата синтеза биополимеров и энергообеспечения, поэтому не способны к самостоятель-ному росту и делению, но обладают кардинальными свойствами живого.
Слайд 14Основные признаки живого у вирусов:
1. Способность к размножению
(репродукции) в восприимчивых клетках животных, растений и бактерий.
2. Наследственность (передача
признаков потомству).
3. Изменчивость (способность к адаптации для выживания).
Слайд 15ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ВИРУСОВ
ВИРИОН
ВИРУС
ПРОВИРУС
ВНЕКЛЕТОЧНАЯ (ПОКОЯЩАЯСЯ)
ФОРМА (СТАДИЯ) ВИРУСОВ,
ВЫПОЛНЯЮЩАЯ ФУНКЦИЮ
ПЕРЕНОСА
ГЕНОМА ИЗ ОДНОЙ
КЛЕТКИ В ДРУГУЮ
РЕПРОДУКТИВНАЯ ФОРМА
(ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ СТАДИЯ
РАЗВИТИЯ)
ФОРМА ИНТЕГРАЦИИ ГЕНОМА
ВИРУСА
С ГЕНОМОМ КЛЕТКИ-
ХОЗЯИНА, РЕПРОДУКЦИЯ ВИРУСА
НЕ ПРОИСХОДИТ, НО ОН СОХРАНЯЕТСЯ
И МОЖЕТ ВЫЗЫВАТЬ
ВИРУСИНДУЦИРУЕМЫЕ
ИЗМЕНЕНИЯ В КЛЕТКЕ
Слайд 16Вирусы – облигатные внутриклеточные
генетические паразиты. Для репродукции вирусы используют
синтетический и энергетический аппа-рат клетки-мишени :
- рибосомы;
- мембраны;
-
митохондрии;
- ферменты.
Слайд 17Геном среднего размера вируса в 106 раз
меньше размера клетки,
однако успешно конкурирует
с последним и навязывает зараженной клетке
реализацию
собственной генетической информации
с репликацией (размножением) вируса.
Когда вирус находится вне клетки, в нём
не происходит никаких метаболических процессов
(инертен) и только сохраняется его генетическая
информация (без ее изменения).
С интеграцией (встраиванием) генома
вируса в клеточный геном связаны такие
процессы как вирусная персистенция, латентные,
медленные инфекции, онкогенная
трансформация пораженных клеток и др.
Слайд 18Созревшая полноценная частица вируса – вирион.
Морфологию и структуру вирусов изучают
с помощью электронного микроскопа.
Размер вирусов измеряют в нм, применяя
методы электронной микроскопии, ультрафильтра-ции и ультрацентрифугирова-ния. Размеры вирусов колебля-тся в широких пределах : от 18-20 нм у парвовирусов (вирус В19 вызывает инфекционную эритему) до 350 нм у поксиви-русов (вирус натуральной оспы).
Слайд 20 Форма вирионов чрезвычайно разнообразная, но у некоторых вирусов
она может быть специфической
Сферическая – вирусы полиомиелита, ротавирусы, ВИЧ.
Палочковидная -
вирус везикулярного стоматита, табачной мозаики.
Пулевидная – вирус бешенства.
Плеоморфная (неправильной формы) – коронавирусы (возбудитель SARS).
Форма рыболовного крючка – вирус лихорадки Эбола.
Слайд 22СХЕМА СТРОЕНИЕЯ ВИРИОНА
ГЕНОМ (ДНК
ИЛИ РНК)
ГЕНОМ СВЯЗАН С
ВНУТРЕННИМИ
БЕЛКАМИ (КАПСИДОМ),
ОБРАЗУЯ
СЕРДЦЕВИНУ
ВИРИОНА,
ИЛИ
НУКЛЕОКАПСИД
БЕЛКОВАЯ ОБОЛОЧКА-
КАПСИД
ФОСФОЛИПОПРОТЕИДНАЯ
ОБОЛОЧКА -
СУПЕРКАПСИД
(ПЕПЛОС)
ГЛИКОПРОТЕИНОВЫЕ
МОЛЕКУЛЫ –
РЕЦЕПТОРЫ
Слайд 23Структура вирионов может быть простой и сложной
A – простого
строения вирион содержит только нуклеокапсид: нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК)
и белковую оболочку – капсид (лат. сapsa – футляр); простые вирусы именуются «голыми», так как они не имеют наружной оболочки.
B – сложного строения вирион кроме нуклеокапсида имеет наружную липопротеиновую (мембраноподобную) оболочку, приобретаемая вирусом в момент выхода из клетки хозяина- суперкапсид (пеплос). Такие вирусы называют «одетыми».
Слайд 24Геном вирусов
Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты, ДНК
или РНК, но не оба типа
одновременно. Например, вирусы оспы,
простого герпеса, Эпштейна-Барр — ДНК-
содержащие, а тогавирусы, пикорнавирусы —
РНК-содержащие. Геном вирусной частицы
гаплоидный, за исключением ретровирусов,
которые имеют диплоидный набор генов.
Наиболее простой вирусный геном содержит
6 генов (кодирует 3-4 белка), в геномах наиболее
сложных вирусов имеется нескольких сотен генов
(кодирует более 50 полипептидов).
Слайд 25Нуклеиновые кислоты представлены одно-
нитевыми молекулами РНК (исключая реовирусы, у
которых
геном образован двумя нитями РНК)
или двухнитевыми молекулами ДНК (исключая
парвовирусы, у которых геном образован одной
нитью ДНК). У вируса гепатита В нити двухнитевой
молекулы ДНК неодинаковы по длине.
Вирусные ДНК образуют циркулярные,
ковалентно-сцёпленные суперспирализованные
(например, у паповавирусов) или линейные
двухнитевые структуры (например, у герпес- и
аденовирусов).
Слайд 26Вирусные РНК представлены одно- или двухнитевыми молекулами. Однонитевые молекулы могут
быть сегментированными — от 2 сегментов у ареновирусов до 11
— у ротавирусов. Наличие сегментов ведёт к увеличению кодирующей ёмкости генома.
Вирусные РНК подразделяют на следующие
группы полярности: плюс-нити РНК (+РНК), минус-нити РНК (-РНК). У различных вирусов геном могут образовывать нити +РНК либо -РНК, а также двойные нити, одна из которых -РНК, другая (комплементарная ей) — +РНК.
Механизм репликации вирусов определяется
особенностями строения его генома, что имеет значение при подборе препаратов для противовирусной терапии.
Слайд 27Форма молекул вирионных нуклеиновых кислот:
ДНК
1. линейная 1-цепочечная;
2. линейная 2-цепочечная
не замкнутая;
3. линейная 2-цепочечная с замкнутыми концами;
4. кольцевые (цикличные) обычная
и суперспиральная;
5. кольцевая с недостроенным участком в одной цепи.
РНК
1. линейная 1-цепочечная цельная;
2. линейная 2- цепочечная сегментириванная;
3. линейная 1- цепочечная сегментированная;
4. кольцевая сегментрированная;
5 двойная 1-цепочечня.
Слайд 28Вирусный капсид
Капсид – белковая оболочка, которая
образована небольшими,
повторяющимися белковыми субъединицами– капсомерами (составляющих одну или несколько полимерных макромолекул).
Капсомеры организованы в симметричные
конструкции, тип которых постоянен также, как и число самих капсомеров у каждого вида вируса (у аденовирусов капсомеров 252, у вируса полиомиелита - 60, у вируса табачной мозаики – 2130).
Повторение субъединиц в капсидах облегчает
их сборку и уменьшает количество генетической информации, необходимой для их синтеза.
Слайд 29Основные типы симметрии вирусных капсидов
Спиральный тип симметрии (вирусы мозаичной
болезни табака, бешенства и др.)
Кубический, икосаэд-рический, квазисфери-ческий тип симметрии
(пикорнавиусы, аденовирусы и др.)
Смешаный тип симметрии имеют бактериофаги (головка - икосаэдр, отросток – спираль).
Слайд 30Суперкапсид (пеплос)
Наружная оболочка сложноустроенных вирусов, представляет собой липидный слой
со встроенными белками, гликопротеидами.
Имеется не у всех вирусов
(только у
сложноустроенных).
Генетически суперкапсид не принадлежит вирусу - происходит из мембраны клетки-хозяина.
Формируется суперкапсид при выходе
вирусной частицы из инфицированной клетки
(наиболее часто почкованием).
Слайд 31Суперкапсид снаружи усеян вирусспецифическими белками, которые по своему виду напоминают
шипы (спикули) или булавы.
На внутренней поверхности суперкапсида у многих семейств
вирусов имеется гидрофобный матриксный белок, который стабилизирует оболочку. Липопротеиновая оболочка вирусов является фрагментом цитоплазматической мембраны или мембран внутренних органелл клеток хозяина и формируется при ввыходе вируса из клетки путем почкования.
Слайд 32Структура сложноустроенного вируса
Слайд 33Химический состав вирусов
В 1935 г. У. Стенли
получил вирус
табачной
мозаики в кристаллическом
виде, изучил его химичес-
кий состав и обнаружил,
что простые вирусы состоят в основном
из нуклеиновой кислоты и
белка. В 1946 г. ученый
получил за эту работу
Нобелевскую премию по
химии.
Слайд 34Химический состав вирусов состоит из: нуклеиновой кислоты, белкков, липидов, гликолипидов,
гликопротеидов.
Вирусы всегда содержат один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или
РНК), которая составляет от 1 % до 40 % массы вириона.
Вирусные геномы содержат информацию, достаточную для синтеза лишь нескольких белков. Масса геномов вирусов достигает от (0,7 –1,5) МД (у парвовирусов) до (150-200) МД (у вируса натуральной оспы), что в 1 млн. раз меньше, чем в клетки, а длинна - до 0,093 мм. Число нуклеотидных пар колеблется от 3150 (вирус гепатита В) до 230000 (вирус натуральной оспы).
Слайд 35 Белки вирусов составляют от 70 до 90%
массы их вирионов и разделяются на структурные и неструктурные.
Структурные
– это белки, которые входят в состав зрелых внеклеточных вирионов (суперкапсидные, капсидные, серцевинные) . Они выполняют ряд важных функций: защищают нуклеиновую кислоту от внешнего повреждения, взаимодействуют с мембранами чувствительных клеток и обеспечивают проникновение вируса в клетку, имеют РНК- и ДНК-полимеразную активность и др.
Неструктурные (функциональные) белки не входят в состав зрелых вирионов, однако образуются во время их репродукции. Эти белки обеспечивают регуляцию экспрессии вирусного генома, являются предшественниками вирусных белков, способны подавлять клеточный биосинтез.
Слайд 36В зависимости от расположения в вирионе, белки
разделяются на суперкапсидные,
капсидные,
матриксные, белки сердцевины - ассоции-
руемые с нуклеиновой кислотой.
Липиды
содержатся в сложных вирусах и
составляют 15-35 % их массы, они входят в состав
суперкапсидной оболочки, образовывая ее двойной
липидный слой. Липиды стабилизируют вирусную
оболочку, обеспечивают защиту внутренних слоев
вирионов от гидрофильных веществ внешней среды,
принимают участие в депротеинизации вирионов.
Липопротеиды - комплекс липидов клеточной мембраны и
вирусных суперкапсидных белков, каторые они приобретают
при выделении из клетки во время репродукции.
Слайд 37 Молекулы углеводов вирусов входят в
состав гликопротеинов, гликолипидов (в
основном
суперкапсида), достигая 3,5-9 %
массы вириона. Они играют важную роль,
обеспечивая защиту соответствующих
молекул от действия клеточных протеаз,
выполняют функцию специфических
рецепторов связывания (адсорбции) у
вирусов. Состав липидов и углеводов
определяется клеткой хозяина, но модифи-
цируется структурными белками вируса.
Слайд 38Ферменты вирусов
По происхождению вирусные ферменты
делятся на три группы:
1. вирионные-
входят в состав вирионов (например: ДНК-, РНК-полимеразы многих вирусов, обратная
транскриптаза ретровирусов; экзо- и эндонуклеазы; АТФ-аза; нейраминидаза и др.).
2. вирусиндуцированные - ферменты, структура которых закодирована в геноме вируса, а синтез происходит на рибосомах клетки-хозяина (например: РНК-полимераза пикорна-, тога-, орто- и парамиксовирусов; ДНК – полимераза покс- и герпесвирусов);
3. клеточные, модифицированные вирусом - это ферменты клетки-хозяина, которые не являются вирусспецифическими, но которые участвуют в репродукции вируса.
Слайд 39 По функциональному значению вирусные
ферменты можно подразделить на две
группы:
1. ферменты, участвующие в процессе реплика-ции и транскрипции вирусной нуклеиновой
кислоты (ДНК- полимераза, РНК-полимераза, обратная транскриптаза ретровирусов и др.);
2. ферменты, участвующие в проникновении вирусного генома в клетку-хозяина и выходу образовавшихся вирионов (например: лизоцим, нейраминидаза, АТФ-аза и др.).
Слайд 40Международным Комитетом по Таксономии Вирусов (МКТВ) (International Committee on Taxonomy
of Viruses, ICTV) в 1966 г. приняты основы принципов действующей
сегодня системы таксонов вирусов:
1. Царство (Regnum)
2. Отдел (Division)
3. Класс (Classis)
4. Порядок (Order)
5. Семейство (Family)
6. Род (Genus)
7. Вид (Species)
До настоящего времени используется иерархическая система таксонов вирусов не выше порядка.
Слайд 41 На начало 2014 года МКТВ представил 7 порядков,
103 семейства, 23 подсемейства, около 450 родов и более
2650 видов классифицированных вирусов (всего описано около 4000 различных вирусов).
МКТВ постепенно внедряет в науку и практику международную бинарную номенклатуру (наименование) вирусов, подобно названиям
других живых существ: название рода + видовой эпитет. Окончание наименования:
порядка – virales;
семейства – viridae;
подсемейства – virinae;
рода – virus;
вид – virus.
Слайд 42На современном развитии вирусологии одновременно из унифицированными бинарными наименованиями вирусов,
внедряемыми МКТВ, продолжают широко фигурировать «английские тривиальные названия».
Например: Human adenovirus
(НАdV), серотип 12 в соответствии с правилами МКТВ;
Herpes Simplex Virus тип 1 (HSV -1) – не по правилам МКТВ.
Слайд 43В основу классификации положены следующие основные свойства вирусов:
1. Тип нуклеиновой
кислоты. В соответствии с этим все вирусы позвоночных подразделяют на
два подтипа - ДНК- и РНК содержащие.
2. Количество и структурные особенности нитей ДНК и РНК: позитивная (+) или негативная (-) РНК; одинарная или двойная ДНК; линейная, кольцевая или сегментированная.
3. Наличие второй липопротеидной оболочки: простые вирусы без второй оболочки; сложные вирусы с наличием суперкапсида.
4. Чувствительность вирионов к органичес-ким растворителям (эфиру, хлороформу).
Слайд 445. Тип укладки (симметрии) капсомеров в белковой оболочке вирионов: кубический,
спиральный, смешанный.
6. Количество капсомеров в вирионах: для каждого семейства,
рода вирусов количество определенно и постоянно.
7. Диаметр (размер) вирионов в нанометрах: размер вирионов у разных вирусов определенный и постоянный.
8. Организм-хозяин для репродукции вирусов: вирусы позвоночных (человека, животных и птиц), растений, насекомых, простейших, бактерий.
9. Способность агглютинировать эритроциты: с гемагглютинирующими свойствами и без таких свойств.
Слайд 46Классификация вирусов (РНК-содержащие )
Слайд 47Классификация вирусов (РНК- содержащие)
Слайд 48Классификация вирусов (РНК- содержащие)
Слайд 49Классификация вирусов (РНК- содержащие)
Слайд 50Классификация вирусов (ДНК- содержащие)
Слайд 51ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВИРУСОВ С КЛЕТКОЙ
АДСОРБЦИЯ ВИРИОНА
НА ЦПМ КЛЕТКИ
ПРОНИКНОВЕНИЕ
ВИРИОНА В КЛЕТКУ
ДЕПРОТЕИНИЗАЦИЯ
ВИРИОНА
ПОДГОТОВКА
ВИРУСНОГО ГЕНОМА К
ТРАНСКРИПЦИИ И ТРАНСЛЯЦИИ
РЕПЛИКАЦИЯ ВИРУСНОГО
ГЕНОМА
СИНТЕЗ ВИРУСНЫХ
БЕЛКОВ
СБОРКА ВИРИОНОВ
ВЫДЕЛЕНИЕ ВИРИОНОВ
ИЗ КЛЕТКИ
РАЗЛИЧНЫЕ СТАДИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИРУСОВ
С КЛЕТКОЙ ПРОИСХОДЯТ В РАЗНЫХ КОМПАРТМЕНТАХ-
РАЗОБЩЕННЫЙ ТИП РЕПЛИКАЦИИ
Слайд 52К ранним стадиям взаимодействия
вируса с клеткой принадлежат: адсорбция
вирусов
на поверхности клетки, их проникно-
вение (пенетрация) внутрь клетки и «разде-
вание»
(депротеинизация) вириона.
Поздние стадии репродукции вирусов
(стратегии вирусного генома) включают:
синтез вирусных нуклеиновых кислот,
синтез ранних (регуляторных) и поздних (регу-
ляторных и структурных) белков, сборку
вирионов и выход вирусных частиц из
клетки.
Слайд 53Адсорбция вирусов на клетки
Прикрепление вирусов к поверхности клетки обеспечи-
вается
двумя механизмами: неспецифическим и
специфическим. Неспецифический определяется
силами электростатического взаимодействия,
что
возникает между химическими группами на поверхности
вирусов и клеток, которые несут разные заряды.
Специфический механизм (обратимая и необратимая
адсорбция) предопределяется комплементарними
вирусными и клеточными специфическими рецепторами.
Число рецепторов на участках адсорбции может достигать
3000. Они могут иметь белковую, углеводную, липидную
природу. Например, рецептором для вирусов гриппа
является сиаловая кислота, ацетилхолиновый рецептор –
для вируса бешенства, СD3 рецептор для вируса герпеса,
СD4 - рецептор для ВИЧ.
Слайд 54ВАРИАНТЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ ВИРИОНА В КЛЕТКУ
РЕЦЕПТОРНЫЙ
ЭНДОЦИТОЗ
(виропексис)
СЛИЯНИЕ ОБОЛОЧЕК
ВИРИОНА И КЛЕТКИ
При
проникновении вируса в клетку способом эндоцитоза
определяющую роль играет клеточный поверхностный
белок клатрин, а при способе слияния оболочек вирусный
белок слияния (F- от fusion - слияние).
Слайд 55«Раздевание»- депротеинизация вирусов
Внутри клетки-хозяина защитные оболочки
вируса (которые тормозят его
репликацию)
капсид и суперкапсид разрушаются под
действием клеточных и вирусных
ферментов,
геном и внутренние белки вируса
освобождаются. Происходит «раздевание» в
специализированных участок - лизосомах,
аппарате Гольджи.
Слайд 56Стадия синтеза вирусных макромолекул
Реализация генетической информации вирусов
по синтезу вирусных макромолекул (нуклеиновых кислот, белков) осуществляется в
соответствии с процессами: транскрипции – синтеза информационных РНК (и-РНК), или матричных РНК (м-РНК); трансляции – синтеза белка на рибосомах клетки с участием и-РНК; репликации – синтеза молекул нуклеиновой кислоты, гомологичных/идентичных геному вируса. Механизм репликации (образование вирусных геномов, которые являются точной копией предшественника) зависит от особенностей нуклеиновой кислоты. У разных видов вирусов он неодинаковый. Выделяют 6 основных классов репликации геномов вирусов.
Слайд 57Транскрипция генома вирусов
Транскрипция ДНК-вирусов и вирусов с двунит-
чатой РНК
происходит в ядре клетки, а однонит-
чатых РНК-вирусов происходит в цитоплазме
У
двухнитчастых ДНК-содержащих вирусов
(герепесвирусы, аденовирусы, вирусы натуральной
оспы) сначала происходит деспирилизация ДНК и
расхождение ее нитей. На одной из них по принци-
пу комплементарности синтезируется новая нить
ДНК, на второй - информационная (матричная)
РНК (и-РНК или м-РНК). Этот процесс длится, пока
в клетках не образуется достаточное количество
нуклеиновых кислот.
Слайд 58 У однонитчастых ДНК-геномных вирусов
процесс происходит при условии
образования промежуточной двунитчатой формы ДНК.
У двунитчатых РНК-вирусов (реовирусы) их
геномная РНК транскрибируется непосредственно в м-РНК.
Среди четырех групп однонитчатых РНК-
вирусов особым процессов транскрипции характеризуются группы вирусов с плюс-нитями РНК (+РНК) и минус-нитями РНК (-РНК). +РНК - одиночные цепочки, имеющие характерные окончания («шапочки») для распознавания рибосом, а -РНК – нити не имеют таких распозна-вательной последовательности (10-15) нуклеотидов.
Слайд 59Поэтому молекулы +РНК способны непосредственно транслировать генетическую информацию на рибосомах
заражённой вирусом клетки, то есть выполнять функции м-РНК для синтеза
структурных белков и репликации вирусной РНК.
А -РНК – нити не способны транслировать генетическую информацию непосредственно на рибосомах, то есть они не могут функциониро-вать как м-РНК. Для –РНК-вирусов необходима промежуточная транскрипция в +РНК форму.
Слайд 60Существенно отличается от предыдущих
групп РНК содержащих вирусов механизм
репликации
ретровирусов (онковирусы, ВИЧ).
Их процесс репродукции тесно связан с репродук-
цией
ДНК клетки хозяина. Сначала на РНК содержа-
щем геноме вируса происходит синтез гомологич-
ных нитей ДНК с помощью РНК-зависимой ДНК-
полимеразы (обратной транскриптазы).
Двойные нити ДНК вируса в дальнейшем интегри-
руются в геном клетки-хозяина. В таком состоянии
вирус (провирус) длительное время сохраняется в
клетке. Позже эта нить ДНК служит матрицей для
образования вирусной РНК.
Слайд 61Дэвид Балтимор (англ. David Baltimore; род. 7 марта 1938, Нью-Йорк) — американский биохимик, молекулярный биолог и вирусолог.
В 1971году предложил классифи-кацию вирусов в
зависимости от типа геномной нуклеиновой кислоты и способа её репликации.
Нобелевская премия по физиологии и медицине за 1975 г. За открытия, касающиеся взаимодействия между онкогенными вирусами и генетическим материалом клетки.
Слайд 62Классы (типы) нуклеиновых кислот геномов
вирусов и их репликация по
Д. Балтимору
Слайд 63Трансляция – синтез вирусных белков
Синтез вирусных белков осуществляется в
клеточных рибосомах с участием м-РНК. На стадии трансляции происходит
считывание генетической информации с
м-РНК и перевод ее в последовательность аминокислот белков. Молекулы м-РНК продвигаются в рибосомах в соответствии с последовательностью триплетного кода, который распознают транспортные РНК
(т-РНК). Последние несут на специальных участках аминокислоты.
Слайд 64Репликация копий вирусных геномных ДНК и РНК
Репликацию ДНК-вирусов осуществляют
клеточные и вирусные белки ДНК-полимеразы (как правило в ядре, за
исключением геномной ДНК поксвирусов, которая реплицируется в цитоплазме) а репликацию РНК-вирусов осуществляют вирусспецифические РНК-полимеразы (как привило в цитоплазме, за исключением вирусов с минус-РНК-нитями, которые реплицируются в двух местах: в ядре и цитоплазме).
Слайд 65Самосборка вирионов
Самосборка вирусных частиц (геном +
капсид) осуществляется вирусными
ферментами. В основе лежит возможность специфического распознавания нуклеиновых кислот и
вирусных белков при достижении их определенной концентрации. Подсчитано, что для образования одной вирусной частицы необходимо около 10 тысяч молекул белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот. Простые вирионы складываются на мембранах эндоплазматичного ретикулуму. У сложных вирусов он начинается в аналогичных участках, а заканчивается на цитоплазматической мембране клетки.
Слайд 66ВЫХОД ВИРИОННОГО ПОТОМСТВА ИЗ КЛЕТКИ
ПУТЕМ
«ПОЧКОВАНИЯ»
С СОХРАНЕНИЕМ
ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ
КЛЕТКИ-ХОЗЯИНА
ПУТЕМ
РАЗРУШЕНИЯ
(ЛИЗИСА, «взрыва»)
КЛЕТКИ-ХОЗЯИНА
Слайд 67Особенность репродукции вирусов.
Вирусам присущий дизъюнктивный (разорванный) способ репродукции. Последний
заключается в том, что синтез генома и белков вируса разорван
в пространстве и времени: нуклеиновые кислоты реплицируются в ядре и цитоплазме клетки, белки - в цитоплазме, а сбор целых вирионов может происходить на внутренней поверхности цитоплазматической мембраны. Репродукция вирусов - уникальная система воссоздания чужеродной информации в клетках эукариотов и обеспечивает абсолютное подчинение клеточных структур потребностям вирусов.
Слайд 68Примеры схем циклов репродукции РНК– и ДНК-вирусов
Слайд 69Схема цикла репродукции РНК-вируса
Слайд 72Схема цикла репродукции РНК-вируса
Слайд 74ФОРМЫ ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ КЛЕТКИ
ПРОДУКТИВНАЯ - вирус функционирует в клетке
автономно,
его репродукция происходит независимо от
репродукции клеточного генетического аппарата, при
этом
образуется новое поколение вирулентных вирусов.
АБОРТИВНАЯ – процесс репродукции вируса преры-
вается на определенном этапе, «созревание» полноценных
вирионов не происходит, но могут образовываться дефек-
тные вирусные частицы, которые потеряли часть своего
генома (дефектные интерферирующие частицы, интегрированные
геномы, вирусы-спутники и псевдовирионы).
ИНТЕГРАТИВНАЯ – геном вируса встраивается в
геном клетки и существует там в виде провируса. В резу-
льтате могут меняться наследственные свойства клетки –
вирогения (процесс характерен для РНК и ДНК содержа-
щих онковирусов, ВИЧ).
Слайд 75Бактериофаги (фаги) (от др.-греч. φᾰγω —
"пожираю") — вирусы, избирательно поражающие
бактериальные клетки. Чаще всего бактериофаги
размножаются внутри бактерий и вызывают
их
лизис. Бактериофаг был открыт
канадским микробиологом
Феликсом д'Эрелем в 1917 году,
он же выдвинул предположе-
ние, что бактериофаги имеют
корпускулярную природу.
Однако только после изобрете-
ния электронного микроскопа
удалось увидеть и изучить
ультраструктуру фагов.
Слайд 76Основные структырные элементы бактериофага
У бактериофагов смешанный тип симметрии:
головка имеет
вид кубического (икосаэдр) капсида
от нее отходит длинный (спиральная симметрия) трубчатый
отросток – «хвост»
Слайд 77Морфологические типы бактериофагов
В зависимости от наличия и характера основных
структурных компонентов – головки и отростка – бактериофаги подразделяются на
морфологические типы, в пределах которых, в свою очередь, возможны различные варианты, что делает мир бактериофагов очень разнообразным.
Бактериофаг может иметь только один из
основных структурных компонентов (головку или отросток). Такие бактериофаги иногда называют простыми.
1. Нитчатые бактериофаги не имеют головки и представлены только отростком – это I морфологический тип бактериофагов.
Слайд 782. Бактериофаги, имеющие только головку, без отростка, составляют II морфологический
тип.
Б. Бактериофаги, имеющие и головку и отросток,
иногда называют
сложными.
1. Отросток у бактериофагов может быть: рудиментным, коротким и без чехла – такие бактериофаги относятся к III морфологическому типу.
2. Отросток у бактериофагов может быть длинным и с чехлом.
а. Если отросток при этом не может сокращаться, то такие бактериофаги относятся к IV морфологи-ческому типу.
б. Бактериофаги, обладающие сократительным от-ростком, относятся к V морфологическому типу.
Слайд 80Стадии взаимодействия бактериофага с клеткой бактерии:
1. адсорбция;
2. присоединение;
3. сокращение хвостика;
4.
прокалывание клеточной стенки;
5. инъекция ДНК;
6. репродукция/редукция бактериофагов.
Репродукция – размножение в
клетке фагов, лизис клетки и выход фагов наружу. Редукция – встраи-вание генома бактериофага в геном клетки (профаг), жизнеспособность клетки сохраняется и профаг разм-
ножается синхронно с клеткой.
Слайд 81Типы взаимодействия бактериофагов с клетками бактерий
Слайд 82 Бактериофагов делят на вирулентные,
вызывающие лизис клетки с
образованием новых частиц, и умеренные (симбиотические), которые адсорбируются клеткой и
проникают в неё, но лизиса не вызывают, а остаются в геноме клетки в латентной (скрытой) неинфекционной форме (профаг). Культуры, содержащие латентный фаг, называются лизогенными. Лизогения передаётся потомству бактерии. Воздействуя на лизогенную культуру ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, перекисью водорода и некоторыми другими веществами, можно значительно увеличить количество клеток, освобождающих фаг (т. н. индукция бактериофагов).
Слайд 83Лизогения широко распространена среди всех видов бактерий и актиномицетов. В
ряде случаев многие свойства лизогенной культуры (токсичность, подвижность бактерий, устойчивость
к лекарственным препаратам и др.) зависят от наличия в ней определённых профагов. У возбудителя дифтерии (Сorynebacterium diphtheria) способность продуцировать экзотоксин связана с наличием профага (лизогенией культуры умеренным бактериофагом). Практическое применение бактериофагов в медицине
Бактериофаги в медицине применяют для:
диагностики заболеваний – фагодиагностика;
лечения заболеваний – фаготерапия;
профилактики заболеваний - фагопрофилактика;
в лабораторной практике для идентификации и типировании возбудителей инфекционных заболеваний – фаготипирование.
Слайд 84Фагодиагностика - заключается в выделении
фага из организма
больного, что косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих микроорганизмов.
Например, обнаружение фагов бактерий Klebsiella rhinoscleromatis (возбудитель заболевания – склеромы) в отделяемом носа при наличии соответствующих признаков болезни подтверждает ее этиологию.
Фаготерапия - лечение фагами некоторых инфекци-
онных заболеваний, вызванных, например, шигеллами, сальмонеллами, стафилококком, протеем. Бактериофаги с целью терапии применяют местно путем аппликации на раневую или ожоговую поверхность, введением в полости (брюшную, плевральную, суставную, мочевой пузырь), через рот, а также ректально. Соответственно способу применения препараты бактериофагов выпускают в различных лекарственных формах – жидком виде, в таблетках, мазях, свечах, аэрозолях.
Слайд 85 Фагопрофилактика - предупреждения
некоторых заболеваний (например, дизентерии, сальмонеллеза,
брюшного тифа и др.) в эпидемичес-ком очаге путем применения бактериофагов
лицам с высоким риском заражения.
Фаготипирование - разделение микробов
одного и того же вида на различные фаготипы по лизису штаммов микробов типоспецифическими фагами, что важно в эпидемиологической практике, например, при выявлении источника инфекции. Существуют типовые фаги в отношении сальмонелл тифа (96 типов), паратифа В (11 типов), сальмонелл тифимуриум (Бреслау) (13 типов), холерного вибриона (5 типов) , стафилококков (22 типа).
Слайд 86 Определение фагочувствительности
является одним из методов дополнительного
определения вида и типа микроорганизма, вызвавшего заболевание. В основе ее
лежит специфичность действия фага на определенные возбудители. Например, лизис выделенной у больного культуры с помощью специфического фага используют для дифференциации возбудителей чумы от сходных с ним возбудителей псевдотуберкулеза грызунов, холерного вибриона—от других вибрионов, возбудителя гонореи — от сходных микробов, возбудителя склеромы — от палочки Klebsiella pneumoniae. На основании лизиса специфическим фагом определяют родовую и видовую принадлежность шигелл, сальмонелл, бруцелл, холерных вибрионов, которые не агглютинируются специфическими иммунными сыворотками.
Слайд 87 Инфекционную активность бактериофагов
определяют с помощью титрования.
Титрование в
жидкой среде – метод Аппельмана:
делают серию разведений бактериофага в жидкой
среде,
после чего вносят культуру чувствительных к
данному фагу бактерий. Титр фага – наибольшее его
разведение, где происходит лизис бактерий. Более
точным является метод титрования в агаровых
слоях по Грациа. Принцип метода состоит в том,
что при оптимальном соотношении каждая фаговая
частица, размножаясь на бактериях, дает потомство,
которое лизирует все бактерии, находящееся на оп-
ределенном участке плотной среды; указанный про-
цесс проявляется в образовании негативных колоний.
Слайд 88Грациа метод (A. Gratia, 1936 г., совр. бельг. микробиолог; син. двухслойный метод,
метод агаровых слоев) — метод титрования фага, заключающийся в определении количества
активных фаговых частиц в 1 мл субстрата путем внесения образца в полужидкий агар (0,7 %), содержащий чувствительную к фагу культуру, с последующим наслоением смеси на плотный агар (1,5 %) в чашке Петри, термостатированием и подсчетом количества негативных колоний.
Количество колониеобразующих
единиц (КОЕ) фага в 1 мл суспен-
зии называют титром фага.
Слайд 89Методы диагностики вирусных инфекций
Методы лабораторной диагностики вирусных
инфекций имеют
свою специфику, учитывая
особенности биологии вирусов. В медицине
используются методы лабораторной
диагностики
вирусных инфекций:
вирусоскопический;
вирусологический;
серологический (или
иммунологический);
молекулрно-
генетический.
Слайд 90Вирусоскопический метод - заключается в
обнаружении вируса в исследуемом материале
под
микроскопом. Чаще используют электронный
микроскоп, реже – люминесцентный, световая
микроскопия из-за очень малых размеров вирусов
применяется очень редко. С помощью электронного
микроскопа удается определить морфологические
особенности вириона, что имеет диагностическое
значение. А с помощью свето-
вого микроскопа можно вы-
явить внутриклеточные
включения, которые образу-
ются в пораженных клетках
при некоторых инфекциях.
Слайд 91Вирусологический метод - заключается в
заражении исследуемым материалом
чувствительной биологической модели (лабораторные животные, куриные эмбрионы или культуры клеток),
индикации (выявлении) вируса и его последующей идентификации (определении вида). Вирусологический метод по-прежнему остаётся “золотым стандартом” диагностики вирусных инфекций человека, поскольку характеризуется высокой чувствительностью (85-100 %) и специфичностью (100 %), позволяет получить чистую культуру вируса для дальнейшего изучения, в частности испытания чувствительности к противовирусным препаратам. Из-за длительности выполнения исследования (2-14 суток) не пригоден для диагностики неотложных состояний (например, при вирусном энцефалите или сепсисе).
Слайд 92 Серологический (иммунологический)
методов – заключается в выявлении
специфических вирусных антигенов (Аг) в клиническом материале от пациента и/или
в определении титра противовирусных антител в сыворотке крови больного в динамике болезни с помощью разнообразных серологических (иммунологических) реакций (ИФА, РИФ, РНИФ, РПГА, РТГА, РСК и др.). При использовании методов серодиагностики обязательным является исследование «парных сывороток» (отобраных с интервалом 10-14 суток). При этом четырехкратное нарастание титра антител во второй сыворотке в большинстве случаев служит показателем протекающей или недавноперенесенной инфекции. При исследовании одной сыворотки, взятой в острой стадии болезни, диагностическое значение имеют антитела класса Ig М, свидетельствующее об острой инфекции.
Слайд 93 Молекулрно-генетический метод –
заключается в непосредственном выявлении
геномов возбудителей вирусных инфекций в образцах клинического материала от пациента.
Первоначально классическим методом выявления вирусного генома считался высокоспецифичный метод гибридизации нуклеиновых кислот (ДНК/ДНК-гибридизация, ДНК/РНК –гибридизация), но в настоящее время все шире используется для выявления геномов вирусов полимеразная цепная реакция (ПЦР). С помощью молекулярно-генетических методов удается диагностировать персистирующие вирусные инфекции, которые с трудом или вообще не удается обнаружить другими методами.
Слайд 94Этиотропная терапия вирусных инфекций
Специфическая (использование иммуноглобулинов, вакцин)
Неспецифическая (достигается с
помощью интерферонов, их индукторов и иммуномодуляторов)
Химиотерапия (применение химиопрепаратов, подавляющие
репродукцию вирусов)
Слайд 95Специфическая иммунотерапия
Вакцина против бешенства,
кори, паротита, краснухи,
полиомиелита, герпеса
и т. д.
Инактивированная вакцина
против вируса гриппа (инфлувак, ваксигрипп, флюарикс
и др.)
Пассивная
Вакцины
Препараты
иммуноглобулинов
IgG
Нормальный иммуноглобулин человека – содержит IgG из крови не менее 1000 здоровых доноров
Антитела, в препарате, нейтрализуют вирусы и препятствуют присоединению вирусов к клеткам
В/в, для лечения и профилактики гриппа, гепатита, кори, краснухи, полиомиелита, бешенства, желтой лихорадки и др.
Иммуноглобулины человеческие:
цитомегаловирусный (против
TORCH-инфекций), против
герпеса простого.
Активная
Слайд 96
Диуцифон – стиму-
ляция ИЛ-2;
Левамизол, Тактивин,
Тимозин – нормализа-
ция функции Т-лим-
фоцитов.
ИФ лейкоцитар-
ный человеческий
α-ИФ (реаферон,
роферон, интрон,
виферон)
β-ИФ (авонекс,
бетасерон)
γ-ИФ (гамма-
ферон,
иммуно-
ферон)
Тилорон (амиксин)
Амизон
Дибазол
Теофиллин
Изопринозин
(инозиплекс)
Циклоферон
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОТИВОВИРУСНЫХ СРЕДСТВ ШИРОКОГО НЕСПЕЦИФИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
Иммуномодуляторы
Интерфероны
Интерфероногены
(индукторы ИФ)
Слайд 97Этапы репродукции вирусов – «мишени» действия основных противовирусных средств
Адсорбция
вируса
Адгезия
вируса
«Раздевание»
вируса в клетке хозяина
Синтез НК
вируса из
генетического
материала
клетки-хозяина
Синтез
«ранних» вирусных
белков
Синтез
«поздних» вирусных
белков
Структурные
белки
Белки-
ферменты
Сборка
дочерних популяций
Выход
новых вирусов из клетки хозяина
«прилипание» вируса к клетке-хозяина
проникновение вируса
внутрь клетки-хозяина
высвобождение вирусного генома
1. Прямые вирулоциды (оксолин, бонафтон и др.)
2. Адамантамины (ремантадин)
3. Аналоги нуклеозидов
(ацикловир, зидовудин,
индинавир и др.)
4. Интерфероны и индукторы ИФ
Основные группы
противовирусных средств
1
2
3
4
Слайд 98НАПРАВЛЕННОСТЬ ДЕЙСТВИЯ ПРОТИВОВИРУСНЫХ СРЕДСТВ (I)
Ингибиторы
адгезии, пенетрации
и депротеинизации
(«раздевания»)
вирусов
Ингибиторы
синтеза
нуклеиновых кислот
будущего
вируса
Ингибиторы
синтеза белков
структурных и
ферментных
будущего
вируса
Прямые
вирулоциды
=
убивают вирусы
вне
клеток
Ремантадин
(римантадин,
альгирем)
[взаимодействуют с
белком
М2 вируса гриппа, что
блокирует
образование
ионных каналов
в липидной
оболочке и вход
протонов
внутрь вирионов и
последующее его
«раздевание»]
Аналоги нуклеозидов
(пуринов и
пиримидинов),
которые
встраиваются
в
синтезируемую
вирусную
нуклеиновую
кислоту –
«ложная» ДНК/РНК
вируса
(летальный для
вируса синтез)
Препараты
интерферонов
Оксолин
Госиптол
Риолоксол
Бонафтон
Хелепин и др.
Слайд 99НАПРАВЛЕННОСТЬ ДЕЙСТВИЯ ПРОТИВОВИРУСНЫХ СРЕДСТВ (II)
Ингибиторы
герпевирусной
ДНК-полимеразы
Избирательно
активируемые
тимидинкиназой,
блокируют
ДНК-полимеразу
Ингибиторы
обратной
транскриптазы
ретровирусов,
включая ВИЧ:
Ингибиторы
протеаз
молекул
полипротеинов
(«ранних» белков)
Видарабин
Цитарабин
Индоксуридин
(офтан)
Ацикловир
(зовиракс)
Фамцикловир
(фамвир)
Ганцикловир
(цимевен)
Зидовудин
(азидотимидин)
Диданозин,
Ламивудин
Ставудин
Индинавир
(криксиван)
Ритонавир
(норвир)
Саквинавир
(фортоваза)
.
Ингибиторы
нейраминазы
Зинамивир
(реленца)
Оселтамивир
(тамифлю)
Слайд 100Интерфероны (система ИФ – важнейших факторов неспецифической резистентности организма человека)
– низкомолекулярные индуцибельные белки-цитомены, выполняющие в организме контрольно-регуляторную функцию
Природа
Функции
α-ИФ
Синтезируют
В-лимфоциты
периферической
крови
β-ИФ
Образуют
фибробласты
γ-ИФ
Продукт стимулированных
Т-лимфоцитов, NK-клеток, макрофагов
Препараты ИФ:
природные
рекомбинантные
ПротивоВИРУСНАЯ
ПротивоОПУХОЛЕВАЯ
ИммуноМОДУЛИРУЮЩАЯ
РадиоПРОТЕКТОРНАЯ
п/вирусные ЛС
п/опухолевые ЛС
иммунотропные ЛС
NB! Основное
биологическое
предназначение
ИФ –
индукция
(вызывание)
АНТИВИРУСНОГО
состояния клетки
Направление
на сохранение
клеточного
гомеостаза
