Взаимодействие вируса с чувствительной клеткой.
Типы взаимодействия вируса с клеткой (формы инфекции):
Ø продуктивный – репродукция вируса с образованием новых вирионов и гибелью клетки;
Ø абортивный – нарушение репродукции вируса на одном из этапов;
Ø интегративный (вирогения) – встраивание вирусной нуклеиновой кислоты в клеточный геном в виде провируса.
Клетка может быть поражена только одним вирусом – это явление получило название феномена интерференции.
Стадии взаимодействия вируса с клеткой:
1. Адсорбция вируса на рецепторах чувствительной клетки с помощью прикрепительных белков капсида/гликопротеиновых шипиков суперкапсида – происходит в две фазы:
Ø неспецифическая – электростатическое межмолекулярное притяжение (обратима);
Ø специфическая – комплементарное связывание рецепторов чувствительной клетки и вируса, обусловленное структурной гомологией (необратима).
2. Проникновение вируса в клетку – может происходить несколькими путями:
Ø рецепторный эндоцитоз (виропексис) – впячивание ЦПМ внутрь клетки с захватом вируса и образованием эндосомы с последующим слиянием оболочек вируса и вакуоли;
Ø слияние ЦПМ клетки и оболочки вируса (только сложноустроенные вирусы);
Ø впрыскиванием нуклеиновой кислоты (бактериофаги).
3. Раздевание (депротеинизация) вириона – освобождение нуклеиновой кислоты вируса, начинается сразу же после прикрепления вируса к рецептору клетки и продолжается в эндосоме, а также в цитоплазме клетки.
|
|
|
4. Эклипс-фаза (фаза затемнения) – репликация нуклеиновой кислоты и синтез вирусных белков, протекает в три стадии:
Ø синтез «ранних» белков – ферментов репликации;
Ø транскрипция, трансляция и репликация нуклеиновой кислоты;
Ø синтез «поздних» белков (капсидных).
Репликация нуклеиновой кислоты, как правило, происходит в ядре, а синтез белков – на рибосомах в цитоплазме, поэтому репродукцию вирусов называют дизъюнктивной/разобщенной.
5. Сборка вириона – вирусные белки и нуклеиновая кислота узнают друг друга и самопроизвольно соединяются, происходит сборка нуклеокапсида на мембранах эндоплазматической сети и аппарате Гольджи.
6. Выход вируса из клетки следующими путями:
Ø лизиса (взрыва) клетки (простоустроенные вирусы);
Ø почкованием (экзоцитозом) с захватом части ЦПМ, из которой образуется суперкапсид сложноорганизованных вирусов;
Ø просачиванием через поры ЦПМ клетки без ее гибели (только очень мелкие вирусы).
Наряду с полноценными вирионами в процессе репродукции формируются необычные по структуре и функции вирусные частицы:
Псевдовирионы – это вирионы, содержащие помимо собственной нуклеиновой кислоты и фрагменты нуклеиновой кислоты клетки-хозяина/другого вируса.
|
|
|
Вирусы-мутанты – это вирионы, по структуре и фенотипу отличающиеся от родительского (дикого штамма), но имеющие его генетическую основу. Известно 4 класса вирусов-мутантов:
Ø вирусы с условно-дефектными геномами – имеют мутантные геномы, дефектные при определенных условиях (изменение температуры, смена хозяина и др.);
Ø дефектные интерферирующие частицы (ДИ-частицы) – вирионы, у которых отсутствует часть геномной РНК/ДНК, но сохранены структурные белки;
Ø интеграционные вирусы с дефектным геномом – мутантные вирионы, геномы которых встроены в хромосому клетки-хозяина, потерявшие способность превращаться в полноценный вирус.
Ø вирусы-спутники (сателлиты) – для репродукции необходим вирус-помощник (например, вирус гепатита D репродуцируется только в присутствии вируса гепатита В).
Вирусы-рекомбинанты – это вирусы с геномом, частично замещенным или добавленным участком ДНК другого вируса (обогащают генетический фонд вирусов).
Классификация и морфология бактериофагов.
Бактериофаги – это вирусы бактерий.
Номенклатура бактериофагов основана на видовом наименовании хозяина (стафилококковый, стрептококковый, сальмонеллезный, дизентерийный бактериофаги, коли-бактериофаг и т.п.).
|
|
|
Классификация бактериофагов:
A. По типу нуклеиновой кислоты:
Ø ДНК-содержащие;
Ø РНК-содержащие.
B. По характеру взаимодействия с бактериями:
Ø вирулентные;
Ø умеренные (с полноценным/дефектным геномами).
C. По специфичности взаимодействия:
Ø видовые (моновалентные) – лизируют бактерии одного вида;
Ø поливалентные – лизируют бактерии разных видов;
Ø типовые (Т-фаги) – лизируют бактерий разных типов/вариантов (делят бактерии в пределах вида на фаговары).
D. По морфологии:
Ø однонитевые РНК/ДНК-содержащие с аналогом отростка;
Ø Т-нечетные фаги (двунитевые ДНК-содержащие):
· с коротким отростком;
· с длинным отростком, но несокращающимся чехлом;
Ø Т-четные фаги (двунитевые ДНК-содержащие) с длинны отростком и сокращающимся чехлом;
Ø без отростков.
Строение бактериофага на примере Т-четного фага:
Состоит из головки с кубическим типом симметрии размером 65-100 нм и хвоста длиной более 100 нм – полого стержня со спиральным типом симметрии, покрытым сокращающимся чехлом. Место соединения головки с хвостом называется воротничком. Хвост заканчивается базальной пластинкой с 6 шипиками и 6 фибриллами, о также ферментом лизоцимом (участвует в проникновении бактериофага в клетку).
|
|
|
Репродукция бактериофагов.
По характеру взаимодействия с бактериальной клеткой выделяют:
Вирулентные бактериофаги – взаимодействие с бактериальной клеткой заканчивается образованием фагового потомства и лизисом бактерий – продуктивный тип взаимодействия, который осуществляется по схеме:
Ø адсорбция бактериофага на бактериальной клетке с помощью шипиков базальной мембраны;
Ø проникновение в клетку (через дефект в клеточной стенке, образовавшийся с помощью лизоцима, сокращением чехла стержень проникает в клетку, нуклеиновая кислота деспирализируется и в виде нити впрыскивается в цитоплазму клетки); стадия депротеинизации отсутствует;
Ø эклипс-фаза;
Ø сборка фаговых частиц;
Ø лизис клетки.
Умеренные бактериофаги – это фаги, нуклеиновая кислота которых после проникновения в бактериальную клетку интегрируется в геном хозяина и реплицируется синхронно с ним – интегративный тип взаимодействия.
Дефектные бактериофаги – умеренные бактериофаги, утратившие часть своего генома и неспособные к образованию зрелых частиц, осуществляют перенос генов (трансдукцию).
Профаг – фаговая ДНК, интегрированная в геномом хозяина. Бактериальные клетки, содержащие бактериофаг в виде профага, называются лизогенными. Иногда профаг спонтанно или под воздействием мутагенов переходит в состояние вирулентного фага, и начинается продуктивный тип взаимодействия.
Лизогения – процесс встраивания умеренного бактериофага в геном клетки-хозяина в виде профага.
Лизогенная (фаговая) конверсия – это приобретение бактериями новых свойств в результате внедрения в их геном ДНК умеренного бактериофага (например, у дифтерийной палочки синтез токсина детерминируется умеренным бактериофагом).
Практическое применение бактериофагов:
1. Фагодиагностика (фагоиндикация) – выделение бактериофагов из организма больного и объектов внешней среды (косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих бактерий).
2. Фагоидентификация – установления вида (фагодифференцировка) и типа (фаготипирование) бактерий (важно для эпидемиологического анализа заболевания – установление источника и путей распространения заболевания).
3. Фагопрофилактика – применения бактериофагов с целью предупреждения заболеваний в эпидемическом очаге (например, дизентерийный, сальмонеллезный и стафилококковый бактериофаги).
4. Фаготерапия – применение бактериофагов с целью лечения инфекционных заболеваний (например, пиобактериофаг, брюшнотифозный и холерный бактериофаги).
5. Научные исследования.
6. Генная инженерия – использование бактериофагов в качестве векторов.
Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 151; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!