Классификация и структура вирусов. Культивирование и репродукция вирусов. Методы изучения вирусов

1.

Классификация и структура вирусов.
Культивирование и репродукция вирусов.
Методы изучения вирусов.

2.

Вирусы относятся к царству Vira.
Это мельчайшие микробы («фильтрующиеся агенты»), не
имеющие клеточного строения, белоксинтезирующей
системы, содержащие один тип нуклеиновой кислоты
(только ДНК или РНК).
Вирусы, являясь облигатными внутриклеточными
паразитами, размножаются в цитоплазме или ядре клетки.
Они являются автономными генетическими структурами и
отличаются особым, разобщенным, способом
размножения: в клетке отдельно синтезируются
нуклеиновые кислоты вирусов и их белки, затем
происходит их сборка в вирусные частицы.
Сформированная вирусная частица называется вирионом.

3.

Форма вирионов может быть различной:
палочковидной (вирус табачной мозаики),
пулевидной (вирус бешенства),
сферической (вирусы полиомиелита,
ВИЧ),
нитевидной (филовирусы),
в виде сперматозойда (многие
бактериофаги).

4.

Размеры вирусов определяют с помощью
электронной микроскопии, методом
ультрафильтрации через фильтры с известным
диаметром пор, методом ультрацентрифугирования.
Наиболее мелкими вирусами являются парвовирусы
(18 нм) и вирус полиомиелита (около 20 нм),
наиболее крупным- вирус натуральной оспы ( около
350 нм).
парвовирус
Вирус натуральной оспы

5.

6.

Вирусы
ПРОСТЫЕ
(вирусы полиомиелита)
СЛОЖНЫЕ
(вирусы гриппа, кори)
У просто устроенных вирусов нуклеиновая кислота связана с белковой
оболчкой- капсидом, который состоит из субъединиц- капсомеров.
Нуклеиновая кислота и капсид составляют нуклеокапсид.
У сложно устроенных вирусов нуклеокапсид окружен дополнительной
оболочкой- суперкапсидом, или пеплосом.
Вирионы имеют спиральный, икосаэдрический (кубический) или
смешанный тип симметрии капсида.
Капсид и суперкапсид защищают вирионы от воздействия окружающей
среды, обусловливают избирательную адсорбцию вируса на
определенных клетках.
Внутренние структуры вирусов называются сердцевиной.

7.

Физиология вирусов
Вирусы- облигатные внутриклеточные
паразиты.
В клетке вирус может воспроизводиться в
виде многочисленных вирионов или
находиться в интегрированном состоянии
с хромосомой клетки, или быть в
цитоплазме клетки в виде кольцевых
нуклеиновых кислот, напоминающих
плазмиды бактерий.

8.

Культивирование и индикация вирусов.
Вирусы культивируют на биологических моделях: в организме
лабораторных животных, в развивающихся куриных эмбрионах
и культурах клеток (тканей).
Развивающиеся 5 — 12-дневные куриные эмбрионы заражают
путем введения исследуемого материала в различные полости
и ткани зародыша. Индикацию вирусов осуществляют на
основании специфических поражений оболочек и тела
эмбриона (оспины, кровоизлияния), а также с помощью РГА.
Методику культивирования вирусов в развивающихся
эмбрионах птиц широко используют при промышленном
выращивании некоторых вирусов.

9.

Аллантоисная
полость
Воздушн
ый мешок
Амниотическая
полость
Белок
Подскорлупная
оболочка
Скорлупа
Желточный мешок
Рис. Строение куриного эмбриона и способы его заражения:
1- в амнион; 2 — в аллантоисную полость; 3 — в желточный мешок

10.

Наиболее часто для культивирования вирусов применяют
культуру клеток (тканей). Клетки, полученные из
различных органов и тканей человека, животных, птиц и
других биологических объектов, способны размножаться вне
организма на искусственных питательных средах в
специальной лабораторной посуде («матрасы», флаконы,
пробирки) при добавлении в среду факторов роста.

11.

Репродукция вирусов
Продуктивный тип: в зараженных клетках образуется новое
поколение вирионов.
Репродукция проходит несколько стадий:
1) адсорбция вириона на клетке;
2) проникновение вириона в клетку;
3) «раздевание» и высвобождение вирусного генома
(депротеинизация вируса),
4) репликация вирусной нуклеиновой кислоты;
5) синтез вирусных белков на рибосомах клетки;
6) формирование вириона — «сборка»;
7) выход вириона из клетки. У различных вирусов эти стадии
отличаются.
Полный цикл репродукции вирусов завершается через 5 —6 ч
(вирус гриппа) или через несколько суток (вирус кори).

12.

Продуктивный тип
Рис. Стадии репродукции вирусов:
1 — адсорбция вириона на клетке; 2 — проникновение вириона в клетку путем
виропексиса (2а — вирус внутри вакуоли клетки); 3 — ««раздевание»» вирус
(депротеинизация); 4 — репликация вирусной нуклеиновой кислоты в ядре ( а ) или
цитоплазме ( б ) клетки; 5 — синтез вирусных белков на рибосомах клетки, 6 —
формирование вириона; 7 — выход вириона из клетки

13.

Интегративный тип взаимодействия — взаимное
сосуществование вируса и клетки (вирогения).
Вирогения характеризуется интеграцией (встраиванием)
нуклеиновой кислоты вируса в геном клетки, а также
репликацией и функционированием вирусного генома
как составной части генома клетки.
Интегративный тип взаимодействия характерен для
умеренных бактериофагов, онкогенных вирусов и
некоторых инфекционных вирусов (гепатита В, ВИЧ и
др.).
Встроенная в состав хромосомы клетки ДНК вируса
называется провирусом. Провирус реплицируется в
составе хромосомы и переходит в геном дочерних
клеток, т.e. состояние вирогении наследуется.

14.

Абортивный тип характеризуюется
прерыванием инфекционного процесса в
клетке, поэтому новые вирионы не
образуются.

15.

Вирусы бактерий (бактериофаги)
Бактериофаги — вирусы бактерий, специфически
проникающие и бактериальные клетки и поражающие
их. Бактериофаги выявлены у большинства бактерий.

16.

Строение бактериофага

17.

Вирулентные бактериофаги, попав в
бактерию, реплицируются в ней, формируя 200
— 300 фаговых частиц, и вызывают гибель
(лизис) бактериальной клетки. Это
продуктивный тип взаимодействия
бактериофага с клеткой бактерии.

18.

Взаимодействие бактериофага
и стенки бактерии
а — прикрепление бактериофага; б — проникновение ДНК бактериофага
рикрепление
а
Адсорбция-инъекция
б
Рис. 3.7. Начальная стадия взаимодействия бактериофага с оболочкой
бактерии:

19.

Умеренные бактериофаги после проникновения в
бактерию не разрушают ее, так как ДНК фага
встраивается в хромосому бактерий и передается по
наследству. Это интегративный тип взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой.
Встроенная в хромосому бактерии ДНК бактериофага
называется профагом, а бактерия — лизогенной.
Такое сосуществование бактерии и умеренного
бактериофага получило название лизогения.

20.

По специфичности взаимодействия с
клетками различают следующие
бактериофаги:
поливалентные, взаимодействующие с
родственными видами бактерий;
моновалентные, вступающие в контакт с
бактериями одного вида;
типовые, взаимодействующие с
отдельными вариантами бактерий данного
вида (фаговарами).

21.

Бактериофаги применяют в лабораторной
диагностике для идентификации бактерий с целью
выявления источника инфекции.
Бактериофаги применяют для лечения и
профилактики некоторых инфекционных
заболеваний.
Бактериофаги используют также в генной
инженерии для получения рекомбинантных ДНК.

22.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!