ViVi

Морфология вирусов.

Особенности классификации. Бактериофаги.

Вирусы - это мельчайшие микроорганизмы, для которых характерны внутриклеточный паразитизм, особое строение и своеобразный способ воспроизведения себе подобных.

Основные признаки Основные признаки вирусоввирусов

Отсутствие клеточной стенкиОтсутствие клеточной стенки - - это неклеточные формы это неклеточные формы

существованиясуществования;; Мелкие размерыМелкие размеры - - изучаются с помощью электронного изучаются с помощью электронного

микроскопу, размерымикроскопу, размеры от от 20 до 350 нм.20 до 350 нм. Наличие у вирусов лишь одной из двух нуклеиновых Наличие у вирусов лишь одной из двух нуклеиновых

кислот кислот (ДНК или РНК).(ДНК или РНК). Отсутствие собственных белоксинтезирующих системОтсутствие собственных белоксинтезирующих систем.. Уровень паразитизма определяется какУровень паразитизма определяется как генетический генетический

паразитизм.паразитизм. Вирусы не растут, и размножение в них происходит Вирусы не растут, и размножение в них происходит

путем дизъюнктивной репродукциипутем дизъюнктивной репродукции - - в клетке отдельно в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты вирусов и белки, а синтезируются нуклеиновые кислоты вирусов и белки, а потом происходит их сборка в вирусные частички.потом происходит их сборка в вирусные частички.

Внеклеточная форма существования - Внеклеточная форма существования - вирионвирион

Формы вирионов: палочковидные

(вирус табачной мозаики),

пулевидные (вирус бешенства),

сферические (вирусы полиомиелита, ВИЧ),

в виде сперматозоида (большинство бактериофагов).

Структура вирионаСтруктура вириона Центральную частичку вириона занимает Центральную частичку вириона занимает

нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), которая выполняет функции генома.которая выполняет функции генома.

Нуклеиновую кислоту вирусов окружает Нуклеиновую кислоту вирусов окружает белковый капсид:белковый капсид: Если капсомеры ассоциируются с геномом и Если капсомеры ассоциируются с геномом и

образовывают спиралевидную винтообразную образовывают спиралевидную винтообразную структуру, то такой тип составления структуру, то такой тип составления называется называется спиральным типом симметрии, а типом симметрии, а структура – нуклеокапсидом;структура – нуклеокапсидом;

Если капсомеры образовывают полое Если капсомеры образовывают полое изометрическое тело, в центре которого изометрическое тело, в центре которого находится геном, то такой тип составления находится геном, то такой тип составления называется называется кубическим типом симметрии. типом симметрии.

Капсид и суперкапсид защищают вирионы от Капсид и суперкапсид защищают вирионы от влияния окружающей среды (физических и влияния окружающей среды (физических и химических факторов), от ферментов нуклеаз, химических факторов), от ферментов нуклеаз, обуславливают избирательное взаимодействие обуславливают избирательное взаимодействие (адсорбцию) с клетками, определяют антигенные (адсорбцию) с клетками, определяют антигенные

и иммуногенные свойства вирионови иммуногенные свойства вирионов. .

Внутренние структуры вирусов Внутренние структуры вирусов называются сердцевиной.называются сердцевиной.

Просто устроенные (без оболочки) и Просто устроенные (без оболочки) и сложно устроенные (с оболочкой) вирусысложно устроенные (с оболочкой) вирусы

Простые, или безоболочечные,

вирусы состоят из нуклеиновой

кислоты и белковой оболочки -

капсида (от лат. сарsа - футляр). Капсид состоит из

морфологических субъединиц -

капсомеров, что повторяются.

Нуклеиновая кислота и капсид

взаимодействуют один с одним,

образовывая нуклеокапсид.

Сложные, или оболочечные, вирусы

снаружи капсида окружены липопротеиновой

оболочкой (суперкапсидом, или пеплосом). Эта оболочка является производной

структурой от мембран вирус-инфицированной

клетки. На оболочке вируса расположенны

гликопротеиновые ости (пепломери). Под

оболочкой некоторых вирусов находится

матриксный М-белок.

ТИП СИМЕТРИИКапсид или нуклеокапсид могут иметь спиральный, икосаэдрический(кубический)

или сложный тип симметрии.

Икосаэдрический тип симметрии

обусловленный образованием изометрично

полого тела, в центре которого находится

геном (например, у вирусов гепатита А,

герпеса, полиомиелита).

Спиральний тип симметрии

обусловленный винтообразной

структурой нуклеокапсида (например,

у вируса гриппа).

Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат или ДНК, или РНК.

Поэтому различают ДНК-содержащие и РНК- содержащие вирусы.

У РНК- содержащих вирусов различают вирусы с "плюс"-нить РНК- геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК).

У РНК- содержащих вирусов з «минус»-нить – геномом РНК выполняет только наследственную функцию.

В основу классификации вирусов положенные следующие категории:

тип нуклеиновой кислоти (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две),

особенности воспроизведения вирусного генома;

размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии;

наличие суперкапсида;

место размножения в клетке;

антигенные свойства и др.

Прионы и вироидыПрионы и вироиды Прионы белковые

инфекционные частички- агенты белковой природы, имеют вид фибрилл.

размером 10.20x100.200 нм. являются одновременно

индукторами и продуктами автономного гена человека или животного и вызывают в них энцефалопатии в условиях медленной вирусной инфекции (болезни Крейтцфельдта-Якоба и др.).

Другими агентами, близкими к вирусам, являются вироиды - небольшие молекулы с кольцевой, суперспирализованной РНК, не содержащие белок,

вызывают заболевания у растений.

Бактериофаги, или просто фаги – это вирусы, паразитирующие в бактериальных клетках, репродуцирующие в них і вызывающие их растворение (лизис).

Большинство фагов под электронным микроскопом имеют форму головастика или сперматозоида, но могут быть

нитевидной или кубической формы, размером от 20 до 800 нм.

Морфологические типы Морфологические типы фаговфагов

Схема строения фаговой Схема строения фаговой частичкичастички

икосаэдрическая головка икосаэдрическая головка размером 65—100 нм;размером 65—100 нм;

В головке содержится В головке содержится нуклеиновая кислота - ДНК, реже нуклеиновая кислота - ДНК, реже РНК, которая окружена белковым РНК, которая окружена белковым капсидом.капсидом.

хвостовой отросток длиной 100 хвостовой отросток длиной 100 нм. нм.

Внутри хвостового отростка есть Внутри хвостового отростка есть пустой цилиндрический стрежень, пустой цилиндрический стрежень, который соединяется отверстием с который соединяется отверстием с головкой, извне - чехол, способен головкой, извне - чехол, способен сокращаться.сокращаться.

Хвостовой отросток заканчивается Хвостовой отросток заканчивается шестиугольной базальной шестиугольной базальной пластиной с короткими шипами, пластиной с короткими шипами, от которых отходят нитевидные от которых отходят нитевидные структуры - фибриллы. структуры - фибриллы.

Схема размножения фагаСхема размножения фага

CCтадии взаимодействия фага с тадии взаимодействия фага с бактериальной клеткойбактериальной клеткой

1стадии – адсорбции - фаг приближается к бактерии, хвостовые нити связываются со специфичными рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки.

2 стадия – инъекции – введение ДНК в клетку. Хвостовые нити сгибаются, что приводит шипы и базальную пластинку в контакт с поверхностью клетки; хвостовой чехол сокращается, вводя стержень в клетку; этому помагает фермент лизоцим, находящийся в базальной мембране.

ДНК фага кодирует синтез ферментов фага, используя для этого аппарат хозяина.

3 стадия латентный период. Фаг инактивирует ДНК хозяина, а фермент фага расщепляет ее; ДНК фага подчиняет себе клеточный аппарат, останавливая синтез бактериальной ДНК. ДНК фага реплицируется и кодирует синтез новых частиц.

Продолжительность латентного периода и количество фаговых частиц зависит от:

1. вида фага, 2. вида бактерии, 3. условий среды.

Стадии взаимодействия фага с Стадии взаимодействия фага с бактериальной клеткойбактериальной клеткой

4 стадия – созревания или заключительная. Состоит в соединении фаговой ДНК с белком оболочки и образованирем зрелых инфекционных фаговых частиц. Під контролем ДНК фагів синтезується лізоцим, который приводит к размягчению клеточнгой стенки, и как результат новые фаги высвобождаются из клетки.

Явление фагоносительства получило название Явление фагоносительства получило название лизогении.лизогении.

В лизогенной клетке фаг находится не в виде В лизогенной клетке фаг находится не в виде зрелых частиц, а в другой, неинфекционной для зрелых частиц, а в другой, неинфекционной для клетки форме. Такую форму назвали клетки форме. Такую форму назвали профагом..

В зависимости от взаимоотношений фага и В зависимости от взаимоотношений фага и микроорганизма-хозяина фаги делят на две микроорганизма-хозяина фаги делят на две группы - группы - вирулентные и и умеренные. . Вирулентные фаги вызывают лизис клетки. фаги вызывают лизис клетки. Умеренные фаги могут находится в фаги могут находится в

лизогенных клетках в виде профага.лизогенных клетках в виде профага.

ЛизогенияЛизогения взаимодействие между бактериофагом и взаимодействие между бактериофагом и

клеткой - хозяином, при котором внутри клеткой - хозяином, при котором внутри бактериальной клетки существует бактериальной клетки существует скрытая, неразрушенная форма фагаскрытая, неразрушенная форма фага(профаг (профаг (prophage)). (prophage)).

При определенных условиях (например, во время облучения бактерии) фаг может перейти в свою активную форму, которая способна воссоздавать сама себя и которая в конечном итоге разрушает бактериальную клетку.

Практическое Практическое применение фаговприменение фагов

Практическое применение фагов обусловлено их строгой специфичностью.

Фаги используют для терапии и профилактики инфекционных заболеваний, а также при лабораторной диагностике для определения вида или штамма микроорганизмов.

Препараты бактериофагов выпускают в виде жидкости и в виде таблеток.

Бактериофаг стафилококковый жидкий

Пиобактериофаг поливалентный

Бактериофаг сальмонеллезный табл

Бактериофаг колипротейный жидкий