Что такое вирусы и как с ними бороться

Сборка вирионов

Смотреть что такое «Сборка вирионов» в других словарях:

Вирус гепатита A — ? Вирус Гепатита А Научная классификация Царство: Вирусы Семейство: Picornaviridae … Википедия

Поксвирусы — Поксвирусы … Википедия

КАЛЬЦИВИРУСЫ — (Calcivirus), род вирусов семейства Picornaviridae. Содержат однонитчатую РНК с молекулярной массой 2,5—2,8×106 дальтон. Вирионы изометричны, без оболочки, их диаметр 30—40 нм с икосаэдральным типом симметрии. Сборка вирионов происходит … Ветеринарный энциклопедический словарь

ОРБИВИРУСЫ — (Orbivirus), род вирусов семейства Reoviridae, имеющих двунитчатую РНК с десятью линейными сегментами. Молекулярная масса 12 × 106 дальтон, симметрия кубическая, тип икосаэдральный, без внешнего капсида, капсомеров 32, диаметр сферического… … Ветеринарный энциклопедический словарь

РОТАВИРУСЫ — ротавирусы, Rotavirus, род вирусов семейства Reoviridae с двунитчатой РНК, без оболочки. Диаметр вириона 65 нм. Сборка вирионов происходит в цитоплазме. Вирусы обладают способностью к гемагглютинации. Род включает вирусы гастроэнтерита детей,… … Ветеринарный энциклопедический словарь

ТОГАВИРУСЫ — (Togaviridae), семейство вирусов, состоящее из родов Alphavirus, Flavivirus, Rubivirus и Pestivirus. Вирусы содержат однонитчатую РНК с молекулярной массой 3—4×106 дальтон, линейной формы, которая является инфекционной. Вирионы диаметром… … Ветеринарный энциклопедический словарь

Вирус SV40 — Simian virus 40 Научная классификация … Википедия

Ви́русы — (лат. virus яд) мельчайшие микроорганизмы, не имеющие клеточного строения, белоксинтезирующей системы и способные к воспроизведению лишь в клетках высокоорганизованных форм жизни. Они широко распространены в природе, поражают животных, растения и … Медицинская энциклопедия

ВИРУСЫ — (от лат. virus яд), неклеточные формы жизни, способные проникать в определённые живые клетки и размножаться только внутри этих клеток. Подобно всем др. организмам В. обладают собств. генетич. аппаратом, к рый кодирует синтез вирусных частиц из… … Биологический энциклопедический словарь

Сборка вирусных частиц

Перед репликацией вирусная нуклеиновая кислота освобождается от капсида и оболочки. Например, у бактериофага Т4 капсид остается снаружи клетки-хозяина; у других капсид или оболочка отделяются от нуклеиновой кислоты внутри клетки; в третьем случае они могут растворяться ферментами клетки-хозяина. У некоторых вирусов часть белков должна внедриться в заражаемую клетку в комплексе с нуклеиновой кислотой, поскольку многие из них представляют собой полимеразы, которые необходимы для репликации вируса. Когда геном вируса освободится от капсида или оболочки внутри клетки-хозяина, дальнейшие события могут развиваться двумя путями.

1. Вирус размножается, используя генетический аппарат клетки. Размножение вируса происходит в три этапа. Во-первых, вирусные нуклеиновые кислоты «заставляют» клетку синтезировать новые вирусные ферменты. Во-вторых, синтезируются в необходимом количестве вирусспецифические нуклеиновые кислоты и белки. И наконец, происходит сборка вирусных частиц. Перечисленные этапы перекрываются во времени и регулируются генетически; в результате образуется большое количество (иногда тысячи) вирусных частиц на клетку. В случае бактериофагов дочерние вирусные частицы выходят из клеток хозяина, разрушая их. Про такие клетки говорят, что они подверглись лизису (от греч. lysis — распад), а подобные вирусы называют литическими. Продуктивная инфекция не всегда приводит к лизису. Многие вирусы животных выходят из клетки, отпочковываясь от клеточной мембраны, а вирусы растений перемещаются по плазмодесмам и в конце концов по проводящим тканям в другие части растения.

2. Геном вируса встраивается в геном клетки-хозяина. Некоторые бактериофаги, например, имеют фрагменты ДНК, гомологичные участкам бактериального генома. Данные вирусы могут встраиваться в геном клеток путем рекомбинации, и в этом случае их называют умеренными фагами, поскольку лизиса клеток не происходит. Встроенный вирус называют профагом. Вирусы, участвующие в трансдукции, являются умеренными фагами. К умеренным вирусам относятся и некоторые вирусы животных, однако среди вирусов растений подобные случаи неизвестны.

Читайте также:  Коделак Нео инструкция по применению и цена

У ДНК-содержащих вирусов, например, вируса осповакцины, вызывающего болезнь скота, ДНК направляет синтез мРНК, которая в свою очередь служит матрицей для синтеза различных белков. ДНК может быть одно- или двухцепочечной. У большинства РНК-содержащих вирусов, например, вируса табачной мозаики, геном представлен одноцепочечной молекулой. На ней в клетке-хозяине образуется комплементарная цепь, которая служит матрицей для синтеза новых РНК. Они связываются с рибосомами клетки и функционируют как информационная РНК, обеспечивая синтез ферментов и белков вирусной оболочки.

Метаболическая активность вирусов может существенно изменять метаболизм клетки-хозяина. У одного вида Clostridium образование смертельных токсинов, вызывающих ботулизм, происходит только при активном и продолжительном участии специфических бактериофагов. Неинфицированные бактерии не образуют токсины. Еще более удивительно, что заражение другим бактериофагом вызывает у того же самого штамма бактерий образование токсинов, способствующих развитию газовой гангрены и многих других болезней. Совсем недавно считали, что ботулизм и газовая гангрена вызываются разными видами Clostridium , однако сейчас полагают, что одним, но инфицированным различными бактериофагами. Аналогично некоторые «новые» виды растений и грибов, как выяснилось позже, — это давно известные виды, которые под влиянием вирусной инфекции приобрели специфические особенности.

Разнообразие вирусов

Никто не знает, сколько существует вирусов, и почти всегда можно выделить новые их виды, исследуя новые группы организмов. Номенклатура вирусов в настоящее время усиленно разрабатывается; латинские двойные названия, принятые в современной систематике, к вирусам обычно не применяются. Бактериофаги обозначают буквами и цифрами, например, Т7 (Т означает «тип»). Вирусы растений обычно имеют «народные» названия, например, «ВТМ» — вирус табачной мозаики; вирусам животных иногда дают латинские названия, как бактериям. Основные типы вирусов обсуждаются ниже.

Одноцепочечные РНК-содержащие вирусы подразделяют на вирусы с позитивным (плюс-нитевые) и негативным (минус- нитевые) геномами. В первом случае РНК функционирует как матричная, во втором случае на ней образуется комплементарная цепь, которая служит матрицей для синтеза мРНК вируса. В свою очередь плюс-нитевые РНК-содержащие вирусы подразделяются на две группы в зависимости оттого, имеется ли у них оболочка. Например, вирус табачной мозаики не имеет оболочки. К безоболочечным РНК-содержащим вирусам с позитивным геномом относятся вирусы полиомиелита и ящура. Более того, к этому типу относится около одной трети вирусов, вызывающих респираторные заболевания человека.

К оболочечным РНК-содержащим вирусам с позитивным геномом относятся арбовирусы, переносимые членистоногими и вызывающие многие болезни, особенно в тропиках. Желтая лихорадка передается, например, от инфицированных обезьян к человеку с помощью москитов.

Минус-нитевые РНК-содержащие вирусы вызывают такие заболевания, как бешенство, корь, свинка, болезнь Ньюкасла домашних птиц и чума многих животных. Все перечисленные вирусы, кроме вируса бешенства, относятся к группе парамиксо вирусов и имеют сложное строение. Они покрыты оболочкой, имеют диаметр 300 нм и внутри аналогичны вирусу табачной мозаики, у которого вокруг РНК по спирали располагаются белковые субъединицы. Вирус гриппа относится к минус-нитевым РНК-содержащим вирусам; геном его представлен одноцепочечной РНК. К вирусам с двухцепочечной РНК относится вирус раневых опухолей растений (рис. 12-8), имеющий необычный процесс репликации и переносимый цикадками.

Рис. 12-8. А. Опухоли донника белого ( Melilotus alba), вызванные вирусом раневых опухолей. Б. Частицы вируса раневых опухолей (отменены стрелками) на электронной микрофотографии клетки растения-хозяина. В. Цикадка (Agallia constricta ) — переносчик вируса раневых опухолей. Электронная микрофотография эпидермальной клетки Agallia. Вверху слева видны многочисленные вирусные частицы, скопления которых напоминают соты. Внизу справа видны отдельные вирусные частицы. Вирус раневых опухолей, подобно многим вирусам растений, содержит двухцепочечную РНК

Двухцепочечные ДНК-содержащие вирусы вызывают папилломы (вирусы папилломы) и герпес (вирусы герпеса). Заражение вирусами герпеса приводит к появлению язв и гнойных пузырьков на слизистых оболочках (так называемых «весенних лихорадок»). Во многих случаях герпесвирусы вызывают заболевание половых органов, ветряную оспу, опоясывающий лишай, мононуклеоз, некоторые виды рака и летальные системные инфекции у новорожденных. Другая группа таких ДНК-содержащих вирусов — поксвирусы — включает более сложные и крупные вирусы, такие, как вирус осповакцины. Гепатит В вызывается вирусом, содержащим частично двухцепочечную ДНК, гепатит А вызывается РНК-содержащим вирусом.

Читайте также:  Полинейропатия что это, причины и симптомы, методы лечения и реабилитация после полинейропатии

Две группы ДНК-содержащих вирусов — каулимовирусы и 1«минивирусы — поражают растения. Молекулярные свойства геминивирусов необычны; они представлены двумя вирионами, имеющими структуру несовершенных икосаэдров. В каждом вирионе заключена одноцепочечная молекула ДНК, причем для развития инфекции необходимы обе молекулы. Золотая мозаика бобов вызывается геминивирусами, которые переносятся белокрылками. Другая болезнь — полосатость кукурузы — вызывается вирусом, который распространяется цикадками.

Вирус мозаики цветной капусты переносится тлями; он относится к группе каулимовирусов, содержащих двухцепочечную ДНК. Частицы этих вирусов имеют икосаэдрическую форму. Разрывы в молекуле ДНК препятствуют образованию двойной спирали по всей ее длине. Каулимовирусы интенсивно изучаются, поскольку они могут быть переносчиками желаемых генов в растения.

Вирусные болезни растений

Более тысячи известных заболеваний растений вызываются вирусами, относящимися примерно к 100 различным типам (рис. 12-8). Вирусные болезни растений, как правило, распространяются с помощью беспозвоночных — насекомых или нематод. Сосущие насекомые, такие, как тли и цикадки, переносят вирус вместе с соком, который извлекают из флоэмы или клеток эпидермиса. Некоторые вирусы размножаются в переносчике так же хорошо, как и в клетках инфицированного растения.

Некрозы характеризуются появлением участков мертвых тканей; в случае мозаичных болезней листья или другие части растения покрываются пятнами; оба эти широко распространенные заболевания вызываются вирусами. При мозаичной болезни на листьях или других зеленых частях растения появляются светло-зеленые и желтые маленькие крапинки или большие полосы. Иногда все инфицированное растение может быть более светлым, чем здоровое. Желтые пятна или окаймление листьев некоторых сельскохозяйственных культур вызываются вирусами, пестрая окраска цветов —тоже результат вирусной инфекции, передающейся от поколения к поколению (рис. 12-9).

Рис. 12-9. Пестрые цветки тюльпана. Подобная окраска вызвана вирусом

Вирусы мозаики преимущественно поражают ткани паренхимы, уменьшая или сводя к нулю количество хлоропластов. Другие накапливаются в богатом сахарами соке флоэмы и могут приводить к гибели ее клеток. Вирусные болезни в значительной степени снижают продуктивность зерновых культур во всем мире, причем они поражают огромное число видов. Безвирусные растения можно получать с помощью культуры ткани; при этом кончик меристематической ткани, не содержащий вируса, отделяют от родительского растения и культивируют in vitro , где он дает начало новому растению. Данный метод позволил увеличить урожай картофеля и ревеня.

Недавно сделано интересное открытие, касающееся вируса некротической мозаики риса, который при заражении растения подавляет его рост. С. К. Гхош из Индийского центрального института научных исследований в 1982 г. обнаружил, что другие растения (например, джут — источник грубых волокон для мешков и канатов) лучше растут, когда поражены вирусом, чем в здоровом состоянии. Этому явлению еще нет объяснения. Данный пример свидетельствует о сложной природе взаимодействия между вирусом и растением, но логично предположить, что в будущем подобные случаи будут выгодно использованы в экономическом отношении.

Вирусы растений, как правило, содержат РНК, за исключением каулимовирусов и геминивирусов (см. с. 179). В большинстве случаев капсид вирусов растений состоит из одного типа белка (комовирусов — из двух). Наиболее характерной особенностью PHК-содержащих вирусов растений можно считать часто фрагментированный геном. Препараты некоторых вирусов содержат несколько идентичных внешне типов вирусных частиц. Каждая частица имеет свой фрагмент РНК. Геном многих вирусов представлен двумя — четырьмя фрагментами РНК различного размера, каждый из которых заключен в отдельный капсид, так что вирусные частицы могут быть гетерогенными по форме и плотности. Пути взаимодействия фрагментов РНК, обеспечивающие инфекционность, неодинаковы у различных групп вирусов. У плюс-нитевых РНК-содержащих вирусов репликация происходит в два этапа: сначала на матрице исходной РНК образуется минус-нить; а затем на вновь образованной матрице синтезируется плюс-нить (мРНК).

Читайте также:  Вакцинация при выезде за границу какие прививки делать - Медикаменты - Медицина и здоровье - Жизнь в

Сборку вирусных частиц впервые засняли на видео

Garman et al. / PNAS, 2019

Американские ученые впервые сняли на видео процесс сборки вирусной частицы. Они обнаружили, что центром сборки обязательно становится вирусная РНК, потом вокруг нее медленно строится «ядро» капсида, а после этого уже присоединяются остальные белки. Им удалось также объяснить, откуда берутся «многоголовые» частицы и капсиды-«переростки», которые иногда встречаются среди вирусов. Работа опубликована в журнале Proceeding of National Academy of Sciences.

Один из возможных способов бороться с патогенными вирусами — блокировать их сборку; так они не смогут выходить из клеток и расселяться по организму. Но для этого необходимо разобраться с тем, как именно эта сборка происходит. Строение капсидов — белковых структур, внутри которых заключены молекулы нуклеиновых кислот вируса — мы уже неплохо себе представляем, а вот как именно из молекулярного раствора возникает упорядоченная симметричная конструкция, все еще неясно.

Рис Гарман (Rees Garmann) и его коллеги из Гарвардского университета изучали динамику сборки вирусного капсида. Их модельным объектом был маленький РНК-содержащий вирус, который заражает клетки кишечной палочки — бактериофаг MS2. Чтобы его рассмотреть, исследователи использовали интерферометрическую рассеивающую микроскопию: суть ее в том, что прибор собирает свет, который рассеивают объект и фон.

Исследователи зафиксировали отдельные молекулы вирусных РНК на подложке и ввели в раствор вирусные белки. Под микроскопом они обнаружили растущие темные пятна. Ученые поставили параллельный эксперимент под трансмиссионным электронным микроскопом, в котором можно было рассмотреть не только размер, но и структуру поверхности частицы. Оказалось, что это действительно капсиды. Их сборку удалось заснять на видео, в среднем она заняла около 300 секунд.

Строение капсида (А), дизайн эксперимента (В), вид в микроскоп (С) и динамика построения капсида (D).

Garman et al. / PNAS, 2019

Поэтому авторы работы предположили, что для построения вирусной частицы необходимо сначала некоторое белковое ядро, на которое потом садятся остальные молекулы. Вероятно, разница во времени объясняется именно этим: в некоторых частицах оно случайно образуется раньше, а в других — позже. После того, как частица начала расти — то есть ядро сформировалось — рост идет необратимо. Такой вывод исследователи сделали из того, что размеры частиц растут, но никогда не уменьшаются.

Затем ученые повторили свои эксперименты, изменяя концентрацию белков. Они обнаружили, что чем больше белков в растворе, тем быстрее образуются ядра капсида. Время, которое уходит на рост частицы, тоже снижается, но медленнее, чем время образования ядра. Это наблюдение позволило им объяснить аномальные формы капсидов, которые иногда встречаются у разных вирусов.

Если белков не очень много, скорость образования ядра ниже, чем скорость роста, и формируются обычные замкнутые капсиды. Если белков становится больше, то ядра образуются с той же скоростью, что и растет капсид, и получаются «двуглавые» структуры. Если увеличивать концентрацию белков дальше, то возникают «многоголовые монстры», поскольку ядра образуются в больших количествах на еще недоросших капсидах.

Соотношение фаз нуклеации (образования ядра) и роста в зависимости от концентрации белков (А) и образующиеся при этом структуры (В).

Ссылка на основную публикацию
Что такое аффект, или почему мы не всегда можем остановиться — T; P
Аффект: виды, стадии, признаки С психологической и психиатрической точки зрения эмоциональная сфера человека – явление не всегда контролируемое. Одним из...
Что показывает флюорография легких заболевания ОГК, как часто можно делать
Флюорография График работы флюорографа С понедельника по пятницу – с 8.00 до 13.00 Технологический перерыв – с 10.30 до 11.00...
Что показывает электроэнцефалография (ЭЭГ) головного мозга
Что такое ЭЭГ и зачем она нужна Ученые любят искать первое упоминание своей науки. К примеру, я видел статью, где...
Что такое бак посев спермы на флору, для чего нужен и сколько стоит
Посев эякулята с идентификацией микроорганизмов, в т.ч. кандида, методом времяпролетной МАСС-спектрометрии (MALDI-TOF) и определением чувствительности к расширенному спектру антибиотиков и...
Adblock detector