Вирусы инфекционные агенты с простой, неклеточной структурой. Известно множество вирусных заболеваний человека, каждый год открываются новые заболевания, подобно атипичной пневмонии или птичьему гриппу



Pdf көрінісі
Дата07.09.2018
өлшемі123.15 Kb.
#84708

 

8.  Вирусы. 



 

Вирусы  –  инфекционные  агенты  с  простой,  неклеточной  структурой.  Известно 

множество вирусных заболеваний человека, каждый год открываются новые заболевания, 

подобно атипичной пневмонии или птичьему гриппу.   

Первыми  вирусными  эпидемиями,  описанными  в  истории,  возможно,  являются 

эпидемии кори и ветрянки в Римской Империи в 165-180 гг. и 251-266 гг. В Новом Свете 

ветрянка  занесенная  европейцами  истребила  до  трети  Астеков  в  1520г.    Миссионеры  и 

исследователи  в  16-17  веках    распространили  инфекционные  заболевания  в  Южной  и 

Северной  Америке,  уничтожение  коренного  населения  проложило  дорогу  освоению 

континента.  

История изучения вирусов. 

Первые  знания  о  вирусных  заболеваниях  люди  получили  задолго  до  открытия 

вирусов.  В  начале  18в.  в  Англии  стало  известно  о  процедурах  вариоляции  (ранней 

практики  оспопрививания)  принятых  в  Османской  Империи.  Позже  Эдуард  Дженнер 

разработал  метод  вакцинации,  его  внимание  привлекло  популярное  среди  населения 

мнение о том, что люди, переболевшие оспой коров, не заболевают натуральной оспой.  

До  19  в.  термин  вирусы  использовался  для  обозначения  всех  патогенов.  В  1884г. 

коллега  Пастера  и  изобретатель  автоклава  Чарльз  Чемберлен  создал  фарфоровые 

фильтры,  задерживающие  бактериальный  клетки.  Российский  исследователь  Дмитрий 

Ивановский  использовал  фильтры 

для  изучения  вытяжки,  полученной 

из  растений,  зараженных  табачной 

мозаикой.  Фильтрат  не  содержал 

бактериальных  клеток,  но  заражал 

растения. 

В 

1892г. 



Ивановский 

опубликовал 

работу 

 

о 



существовании 

инфекционных 

агентах,  меньших  размеров  нежели 

бактерии (вирус табачной мозаики --

ВТМ).  

 

 



 

В  1900г.  Уолтер  Рид  установил  причину  желтой  лихорадки  на  Кубе  –  вирус 



переносимый  москитами.  В  1915г.  Фредерик  Творт  обнаружил  бактериальные  вирусы. 

Феликс  д’Эреллле  описал  лизис  бактерий,  вызывающих  дизентерию  и  назвал  вирусы  – 

бактериофагами.   

 

8.1. Строение и жизненный цикл вирусов. 



Общие свойства вирусов. 

Вирусная частица – вирион, содержит одну или несколько молекул ДНК или РНК 

и  покрыта  белковой  оболочкой  (внеклеточная  форма).  Внутриклеточная  форма  – 

реплицирующаяся нуклеиновая кислота. 

 

 

Строение вирусов. 



Размер  вирусных  частиц  10-400  нм  в  диаметре.  Наименьшие  вирусы  немного 

больше  рибосом,  наибольшие  (поксвирусы)  сравнимы  по  размерам  с  небольшими 

бактериями  и  видимы в  световой  микроскоп. Все  вирионы  имеют нуклеокапсидное  ядро 

(нуклеиновая кислота), снаружи – белковый капсид.  

Спиралевидные  капсиды  образуют  полую  трубку  (ВТМ)  длиной  300  нм  и 

диаметром 15-18нм. Вирус гриппа заключен в тонкую и гибкую оболочку. 

 


 

 



 

 

 



Структура вируса табачной мозаики. 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

Вирус гриппа – оболочечный со спиральным капсидом.  



Вирус  имеет  сегментированный  геном  из  7  или  8  молекул  РНК,  каждая  покрыта 

капсидными белками. Вирусы – плеоморфны, Электронная микрофотография (350,000). 

  


 

Икосаэдрические  капсиды  –  наиболее  рациональное  использование  объема,  лишь 



несколько 

генов 


необходимо 

для 


кодирования 

капсидных 

субъединиц, 

самоорганизующихся  в  капсидную  структуру.  Механизм  сборки  капсидов  до  конца  не 

понятен, предполагается, что он проходит без участия ферментов.   

 

 



Икосаэдрические капсиды:  

а) Парвовирус собак, 12 капсомеров;  

б)  Модель  полиомавируса  (72  капсомера,  вызывает  редкое  димиелинизирующее 

заболевание ЦНС);  

в) Аденовирус (х171 000);  

г) Модель аденовируса.  

 

 


 

 



Структура  икосаэдрического  капсида,  сформированного  из  одного  типа 

протомеров. Протомеры формируют пентоны и гексоны.  



 

Вирусы  со  сложной  структурой  –  поксвирусы  и  бактериофаги.  Один  из  самых 



больших  –  вирус  коровьей  оспы  (на  рисунке).  Некоторые  бактериофаги  имеют 

икосаэдрическую головку и спиральный хвост.    

 

Оболочечные вирусы. 



Многие вирусы животных имеют оболочку – фрагмент  мембраны клетки хозяина, 

также  оболочка  может  состоять  из  пептидов,  кодируемых  геномом  вируса.  Один  из 

наиболее  изученных  –  вирус  гриппа,  шипы  на  поверхности  вируса  (10нм),  могут 

содержать  фермент  нейраминидазу, которая служит для  выхода зрелых вирусных частиц 

из  клетки-хозяина,  также 

встречаются 

гемагглютинины, 

прикрепляющие  вирусы  к 

эритроцитам. 

Внутри 


капсида 

могут 


располагаться 

вирусные 

ферменты, например вирус 

гриппа 


несет 

РНК-


зависимую 

РНК 


полимеразу.  

 

 



 

Вирусный геном. 



В  геноме  различных  вирусов  встречается    ДНК  и  РНК  в  одно  и  двухцепочечном 

виде.  Наименьшие  геномы  составляют  4  000  нуклеотидов,  у  некоторых  фагов  достигает 

200 000 нуклеотидов и кодирует до 100 белков. ДНК-вирусы могут быть линейными или 

кольцевыми,  некоторые  могут  переходить  из  одной  формы  в  другую.  РНК-вирусы 

(большинство имеют одиночную нить). Если последовательность РНК идентична иРНК – 

положительная  последовательность  РНК  (может  сразу  после  попадания  в  клетку 

использоваться  для  синтеза  белка).  Отрицательная  РНК  –  комплементарна  иРНК. 

Некоторые РНК-вирусы имеют сегментированные геномы, часто фрагменты кодируют по 

одному белку, встречаются вирусы с геномом, распределенным по нескольким вирусным 

частицам.  

 

 


 

Типы вирусных геномов. 



Тип НК  

Структура НК  

Пример  

ДНК  


 

 

Одиночная  



Линейная  

Парвовирусы  

 

Кольцевая  



X174, M13, fd-фаги  

 

Линейная  



Вирус  герпеса,  цитомегаловирус,  вирус 

Эпштейна-Барр,  аденовирус,  некоторые 

фаги 

Двойная  



Линейная 

с 

одиночными 



разрывами  

Т5 колифаги  

 

Двойная 


с 

замкнутыми 

концами  

Вирус ветряной оспы  

 

Кольцевая  



Полиомавирус, паппиломавирус  

РНК  


 

 

Одиночная  



Линейная, положительная  

Пикорнавирусы  (полио,  риновирусы), 

вирусы растений, фаги  

 

Линейная, отрицательная  



Рабдовирусы, паромиксовирусы (корь)  

 

Линейная, 



сегментированная, 

положительная  

Вирус мозаики костра  

 

Линейная, 



диплоидная 

(2 


копии), положительная  

Ретровирусы  (вирус  саркомы  Рауса, 

ВИЧ)  

 

Линейная, 



сегментированная, 

отрицательная  

Парамиксовирусы, 

ортомиксовирусы 

(грипп)  

Двойная 


Линейная, сегментированная   Реовирусы, 

некоторые 

вирусы 

насекомых и растений  



 

Классификация вирусов. 

Современная  «Балтиморская»  система  классификации  вирусов  основана  на 

особенностях вирусного генетическом материала. 



 

 



 

Репродукция вирусов. 

 


10 

 

Многие  вирусы  также  культивируются  на  клеточных  культурах  или  монослое 



клеток.  Бактериальные  и  архейные  вирусы  воспроизводят,  выращивая  молодые  колонии 

бактерий. Вирусы растений выращивают на целых растениях или клеточных культурах. 

 

Схема выделения вирусов. 



 

Происхождение вирусов. 

Происхождение  вирусов  остается  неясным.  Существует  2  основных  гипотезы. 

Первая  выдвигает  предположение  о  том,  сто  наиболее  сложные  вирусы  (поксвирусы, 

вирусы  герпеса)  произошли  от  небольших  прокариотических  клеток,  которые  вели 

паразитический  образ  жизни.  Упрощение  этих  паразитических  клеток  (ретроградная 

эволюция) привело к возникновению вирусов. Однако вирусы радикально отличаются от 

прокариот и не известны более сложные вирусы – промежуточные эволюционные формы. 

Другая гипотеза – участки НК приобретшие частичную обособленность от клетки в 

результате ряда мутаций. НК ретровирусов и многие другие вирусы схожи с плазмидами и 

транспозонами. Малые РНК (вироиды) очень схожи с транспозонами. 

Возможно  формирование  вирусов  шло  по  обоим  направлениям.  Различия  между 

вирусами также крайне велики, вероятно независимое происхождение различных вирусов 

в ходе эволюции.  

 

8.2. Вирусы прокариот. 



Вирусы  бактерий  –  бактериофаги,  вирусы  археев  открыты  недавно  и  изучены 

плохо. E. сoli может инфицироваться более чем 20 бактериофагами, фаги могут нарушать 

производственные  процессы,  основанные  на  использовании  бактерий.  Фаги  археев 

отличаются  от  бактериальных.  Фаги  бактерий  представлены  всеми  типами  нуклеиновых 

кислот, вирусы археев – только одноцепочечной ДНК.  

 

 



11 

 

Некоторые вирусы архебактерий способны к росту вне клетки хозяина.  



 

Рост вирусов археев вне клеток хозяина (a-d). 

 

Синтез белка и НК. 



ДНК-вирусы  используют  обычные  механизмы  для  синтеза  НК  и  белков.  Т4 

бактериофаг:  через  2  минуты  после  попадания  РНК  полимераза  синтезирует  раннюю 

иРНК,  используются  для  синтеза  белков.  Репликация  ДНК  инициируется  в  нескольких 

точках и идет в обе стороны.  

 Фаг  контролирует  экспрессию  своих  генов,  регулируя  активность  РНК 

полимеразы  E.  coli.  Вирус  использует  обычную  РНК  полимеразу  хозяина,  затем  она 

ингибируется.  

 

Поток генетической информации у ДНК-содержащих вирусов. 



 

12 

 

РНК  фаги.  Содержат  обычно  положительные  РНК  цепи,  синтезирует  РН- 



репликазу,  которая  синтезирует  промежуточную  молекулу  РНК  +/-  (репликативная 

форма).  Далее  репликаза  синтезирует  тысячи  копий  +РНК,  часть  из  которых 

функционирует как иРНК.  

Также  обнаружено  несколько  дцРНК-фагов.  Пример  фаг  ф6  (патоген  растений), 

под  капсидной  оболочкой  содержатся  3  фрагмента  НК  и  РНК-зависимая  РНК- 

полимераза. Используя белки оболочки, вирус прикрепляется и проникает внутрь клетки. 

Внутри  РНК-полимераза  работает  как  транскриптаза,  синтезируя  вирусную  иРНК  на 

матрице  каждого  из  сегментов.  Также  происходит  репликация  +РНК  цепи.  +РНК  цепи 

заключенные в новый капсид, служат матрицами для синтеза –РНК. 

 

 



Поток генетической информации  у +РНК вирусов. 

 

 



13 

 

ДНК  фаги.  Известно  много  дцДНК  и  несколько  оцДНК  фагов.  Воспроизведение 



кольцевых  оцДНК-фагов  требует  синтеза  двухцепочечной  репликативной  формы  ДНК  с 

помощью  полимеразы  клетки. После сборки вирионов происходит  лизис клетки и выход 

вирионов. 

 

Поток генетической информации у оцДНК вирусов. 



 

Лизогенный и лизирующий циклы. 

Бактериофаг  λ,  паразит  E.  coli  и  классический  объект  вирусологических 

исследований –  один  из  фагов,  способных  к  литическому  и  лизогенному  жизненному 

циклу. В его ДНК есть регуляторный участок, содержащий два промотора, направленных 

в  разные  стороны.  Этот  участок  очень  мал,  и  поместиться  на  нём  может  только  одна 

молекула  хозяйской  РНК-полимеразы.  Она  пойдёт  либо  в  одном,  либо  в  другом 

направлении,  и  продукт  первого  же  гена,  который  она  прочитает,  закрепит  сделанный 

выбор:  альтернативный  промотор  будет  заблокирован,  и  вирусу  придётся  следовать 

выбранному  пути,  до  тех  пор пока  условия  внешней  среды  не  заставят  его  пересмотреть 

своё решение.  

 


14 

 

 



 

15 

 

 



Схема  «принятия  решения»  бактерией.  В  зависимости  от  направления  движения 

РНК-полимеразы,  реализуется  тот  или  иной  вариант  жизненного  цикла.  Продвижение 

РНК-полимеразы  вызывает  синтез  репрессора  (b)  либо  активатора  (с),  последующие 

молекулы фермента могут двигаться только в одном, выбранном изначально направлении.   

 

8.3. Вирусы эукариот.  



Из  6  000  известных  вирусов,  большая  часть  поражает  эукариотические  клетки. 

Классификация  вирусов  разработана  международным  комитетом  по  таксономии  вирусов 

(ICTV)  по  признакам  структуры  генома,  способа  репликации,  морфологии  и 

генетического сходства.    

 

 

Воспроизведение вирусов эукариот. 



Адсорбция:  Контакт  вируса  и  клетки  хозяина,  для  прикрепления  используются 

рецепторы на поверхности мембраны клетки и вируса, так проявляется видовая и тканевая 

специфичность (вирус поражает клетки, имеющие определенные антигены).  


16 

 

Проникновение в клетку. Вирусы проникают через мембрану в клетку сразу после 



прикрепления.  Механизмы  различаются  у  оболочечных  и  безоболочечных  вирусов. 

Разработано 2 модели: 

 

Слияние 


оболочки 

с 

мембраной, 



(парамиксовирусы, 

ретровирусы), 

в 

образующуюся  пору  входит  капсид.  Полимераза  вируса,  ассоциированная  с 



оболочкой запускает транскрипцию вирусной РНК. 

 

Эндоцитоз (главным образом безоболочечных вирусов).   



 

 

Проникновение оболочечных (а и b) и безоболочесных (с) вирусов.  



 

 

 



 

17 

 

Репликация и транскрипция. 



«Ранние гены» направлены на синтез вирусной ДНК или РНК. Некоторые вирусы 

ингибируют  синтез  белков  клетки,  другие  стимулируют  синтез  макромолекул. 

Парвовирусы инфицируют животных, включая человека, длина их генома (оцДНК) около 

4  400  п.н.,  кодирует  синтез  3  пептидов,  все  –  компоненты  капсида.  Вирусная  ДНК 

реплицируется  в  S  фазу  клеточного  цикла,  одновременно  с  ДНК  хозяина.      Используя 

самокомплементарную  последовательность  на  концах  молекулы  ДНК,  парвовирус 

формирует праймер для запуска работы ДНК-полимеразы хозяина. 

 

 



Герпесовирусы  представляют  группу  икосаэдрических  оболочечных  вирусов  с 

линейной  дцДНК,  длиной  около  160  000  п.н.,  кодирующей  от  50  до  100  генов.  После 

внедрения  ДНК  превращается  в  кольцо  и  РНК-полимераза  хозяина  транскрибирует  её  с 

образованием иРНК.  

Поксвирусы  имеют  дцДНК,  которая  кодирует  более  200  генов.  Проникая  по 

механизму  рецептор-зависимого  эндоцитоза  в  клетку,  вирус  синтезирует  иРНК  с 

помощью собственной ДНК-зависимой РНК-полимеразы.  

Гепаднавирусы  (гепатита  В).  Геном 

гепаднавирусов, полная, но разорванная цепь 

несет 


обратную 

транскриптазу, 

вторая 

неполная  цепь  с  пробелом  несет  РНК 



фрагмент. 

В 

клетке 



хозяина 

пробел 


закрывается,  образуя  полную  кольцевую 

молекулу. 

Белок 

вируса 


имеет 

три 


активности: 

ДНК-полимераза, 

обратная 

транскриптаза, РНКаза.  



18 

 

Воспроизведение  РНК-вирусов  более  разнообразно,  нежели  ДНК-вирусов. 



Выделяют 4 основных стратегии воспроизведения РНК-вирусов. Общим является наличие 

РНК-зависимой РНК-полимеразы (транскриптаза) или реплицирования РНК (репликаза).  

Пикорнавирусы  оц+РНК  вирусы.  Используют  свою  РНК  в  качестве  иРНК, 

синтезируя  на  рибосомах  хозяина  РНК-зависимую  РНК-полимеразу.  Синтез  оц-РНК 

(репликативной формы) далее синтез оц+РНК.  

Оц-РНК вирусы должны доставить в клетку хотя бы одну копию РНК полимеразы. 

Пример ортомиксовирусы (вирус гриппа А).  

 

 



 

 


19 

 

Другие  проблемы  возникают  у  дцРНК-вирусов,  двойная  структура  не  позволяет 



сразу  же  запускать  трансляцию.  Кроме  того  внедрение  дуплекса  запускает  защитные 

механизмы  клетки,  которые  могут  прервать  инфекционный  процесс.  Вирус  не  только 

вносит  собственную  РНК-полимеразу,  но  заключает  геном  в  субвирусные  частицы,  в 

которых  осуществляется  синтез  иРНК.  После  выхода  из  частиц,  иРНК  транслируется  на 

рибосомах клетки.    

Ретровирусы (ВИЧ) имеют оцРНК, однако отличаются от других вирусов тем, что 

синтезируют  ДНК  перед  транскрибцией  иРНК.  РНК-зависимая  ДНК-полимераза  (ОТ) 

копирует +РНК, формируя –ДНК цепь. Далее синтезируется дцДНК – провирусная ДНК, 

которая  интегрируется  с  геномом  хозяина,  затем  иРНК  синтезируется  полимеразой 

хозяина.  

иРНК  вирусов  в  отличие  от  эукаротических  транслируют  несколько  белков. 

Возможен  синтез  полипротеина,  у  вирусов  с  сегментированными  геномами  каждым 

сегмент кодирует протеин. Другой механизм синтез субгеномных иРНК. 

 

Сборка капсидов и выход вирионов. 



Предполагается,  что  процесс  самосборки  капсидов  происходит  с  уменьшением 

свободной энергии, нуклеиновая кислота в финале сборки попадает в готовый прокапсид. 

Некоторые  оболочечные  вирусы  используют  мембрану  клетки  для  создания  оболочки. 

Выход безоболочечных вирусов чаще сопровождается гибелью клеток. Некоторые вирусы 

меняют  актиновые  филаменты  цитоскелета  клетки.  Вирус  коровьей  оспы  образует 

длинный актиновый хвост и использует его для передвижения в цитоплазме.  

 

Выход вируса гриппа «почкованием». 



 

20 

 

Цитопатические эффекты вирусов. 



 

Ингибирование синтеза РНК, ДНК и белков.  

 

Повреждение эндосом с выходом гидролаз. 



 

Изменение  антигенов  мембраны  клетки,  атака  собственной  иммунной  системы, 

возможен синцитий. 

 

Токсический эффект вирусных белков. 



 

Формирование включений, разрушение структур. 

 

Хромосомные нарушения. 



 

Злокачественная трансформация. 

 

Персистирующие, латентные инфекции. 



Острые  инфекции  (грипп)  развиваются  быстро,  персистирующие  инфекции  могут 

длиться  годами.  Хронические  инфекции  –  слабые  клинические  симптомы,  вирусы 

обнаруживаются  (гепатит  В,  ВИЧ).  Латентные  инфекции  –  репродукция  вирусов 

останавливается,  симптомов  и  вирусных  частиц  не  обнаруживается  (вирус  герпеса, 

цитомегаловирус,  Эппштейна-Барр  вирус,  вызывающий  мононуклеоз).  Причины  – 

изменение  антигенов  вирусов,  процессы  уменьшения  вирулентности,  делеции  вызывают 

образование дефектных интерферирующих частиц, затрудняющих репродукцию вируса.  

 

Вирусы и рак. 



Неоплазия  (аномальный  клеточный  рост)  приводит  к  образованию  опухоли. 

Доброкачественные опухоли не способны к метастазированию. Злокачественные опухоли 

образуют  вторичные  опухоли.  Канцерогенез  –  сложный  процесс,  который  может  быть 

инициирован  мутагенами,  однако  для  его  проявления  требуются  еще  одно  событие 

(другой  химический  канцероген  или  вирус).  Возможно,  от  30  до  60%  опухолей 

вызываются неправильным питанием и курением.  

Онкогены  привносятся  в  геном  вирусами,  либо  находятся  в  виде  протоонкогенов. 

Вирусы  которые  приводят  к  развитию  рака  –  онковирусы.  Все  известные  дцДНК 

онковирусы человека запускают злокачественную трансформацию по одному механизму. 

Вирусы кодируют белок, связывающий и блокирующий клеточные супрессоры опухолей 

(Rb и р53). Rb необходим для поддержания нормального клеточного цикла, р53 тормозит 

клеточный  цикл  и  запускает  апоптоз  в  ответ  на  повреждение  ДНК.  Это  способствует 



21 

 

пролиферации  опухолей.  Ретровирусы  переносят  протоонкогены  либо  встраиваясь  в 



геном  вблизи протоонкогенов.  

На  сегодняшний  день  известно  о  влиянии  вирусов  на  8  типов  злокачественных 

заболеваний человека. 

 

Вирус 



Эппштейна-Барр 

(герпесвирус) 

вызывает 

лимфому 


Баркетта 

и 

назофарингиальную карциному. 



 

Вирус гепатита В ассоциирован с гепатоцеллюлярной карциномой. 

 

Вирус гепатита С вызывает цирроз печени, приводящий к раку печени. 



 

Герпесвирус8 человека и ВИЧ ассоциированы с саркомой Капоши. 

 

Паппиломавирус вызывает рак шеи. 



 

Т-клеточный лимфотропный вирус I  и II ассоциированы с Т-клеточной лейкемией. 

 

Вирусы растений. 



Строение  капсидов  вирусов  растений  аналогично  вирусам  животных  и  бактерий. 

Почти  все  они  РНК-вирусы,  лишь  небольшая  часть  –  ДНК-вирусы.  Внедрение  в  клетку 

происходит  при  механическом  повреждении  клеточной  стенки  насекомыми.  Насекомые 

также  могут  переносить  вирусы  между  растениями,  и  даже  быть  промежуточными 

хозяевами  некоторых  вирусов.  Большинство  РНК-вирусов  растений  +оцРНК,  после 

подготовки  (ВТМ),  происходит  трансляция  РНК.    Сборка  ВТМ  из  компонентов  и  РНК 

показана на рисунке. 

 

 



 

 


22 

 

Вирусы грибов и простейших. 



Большинство  миковирусов  выделено  из  Penicillium  и  Aspergillus.  Они  содержат 

дцРНК  и  сферические  полиэдрические  капсиды  от  25  до  50  нм  в  диаметре.  Известно  о 

возникновении  заболеваний  грибов,  но  не  обнаружено  цитопатических  или  токсических 

эффектов. 

Обнаружены 

также 


вирусы 

(линейная 

дцДНК) 

инфицирующие 



фотосинтезирующих простейших. Гигантский Мимивирус (400 нм и 800 000 п.н.) дцДНК 

обнаружен у Acanthamoeba polyphaga.  

 

 

Амеба, инфицированная гигантскими вирусными частицами мимивируса. 



 

Вирусы насекомых. 

Насекомые  переносят  вирусы  желтой  лихорадки,  болезни  Западного  Нила, 

нескольких  типов  энцефалитов.  В  качестве  основных  хозяев  насекомых  используют 

Baculoviridae, Reoviridae, Iridoviridae, Polydnaviridae.  

Многие  инфекции  насекомых  связаны  с  образованием  телец  включений.  Личинки 

заражаются,  поедая  листья  контаминированные  тельцами  включений.  В  тканях  личинок 

их концентрация доходит до 10

10

 на личинку.    



23 

 

 



Инфицирование  вирусами  личинок  насекомых,  для  сравнения  на  правой 

фотографии представлена здоровая и зараженные личинки. 

 

8.4.  Невирусные инфекционные частицы.  



Вироиды и вирусоиды – инфекционные агенты, состоящие из РНК. 

Вироиды 


вызывают 

более  20  болезней  растений, 

представляют 

замкнутые 

кольцевые  фрагменты  оцРНК 

длиной  250-370  нуклеотидов. 

Локализуются 

в 

ядре 



или 

цитоплазме, 

не 

кодируют 



белковых продуктов и не могут 

реплицировать 

себя. 

Воспроизведение  происходит  с 



помощью  ДНК-зависимой  РНК 

полимеразы  клетки  хозяина. 

Синтез 

РНК 


на 

матрице 


вироидной  РНК  приводит  к 

образованию  комплементарной 

оцРНК, которая в свою очередь 

используется 

для 

синтеза 


вироидной РНК. 

 

Сравнение 



размеров 

бактерии,  вирусов  и  вироида  (х 

40 000) .  


24 

 

Механизмы  патогенности  вироидов  не  выяснены,  предполагается,  что  болезнь 



вызывается  ответом  эукариотической  клетки  (РНК-сайленсинг),  в  норме  необходимым 

для  защиты  от  дцРНК  вирусов.  Вироид  гибридизуется  с  участками  иРНК  хозяина, 

заставляя  защиту  клетки  атаковать  полученный  гибрид,  в  результате  происходит 

остановка экспресии генома клетки. 

Вирусоиды  –  похожи  на  вироиды,  кодируют  один  или  несколько  продуктов. 

Вирусоид  гепатита  D  человека  длиной  1  700  нуклеотидов,  упаковывается  под  оболочку 

вируса гепатита В человека. 

 

 



Прионы 

– 

протеиновые 



инфекционные 

частицы 


вызывают 

ряд 


нейродегенеративных заболеваний.  

Одно  из  прионных  заболеваний  –  губчатая  энцефалопатия  (коровье  бешенство), 

болезнь  куру,  фатальная  семейная  бессоница,  болезнь  Крейцфельда-Якоба,  синдром 

Герштманна-Штраусслера-Шейнкера.  Исход  –  прогрессирующая  дегенерация  головного 

мозга и смерть. Вспышка коровьего бешенства в Соединенном Королевстве и Франции в 

90-х  унесла  жизни  более  90  человек.  Заражение  происходило  с  употреблением 

зараженного  мяса.  Куру  обнаружена  в  одном  из  племен  Новой  Гвинеи,  и  связанна  с 

каннибалистическими обычаями, в настоящее время болезнь полностью уничтожена.  

Прионные  заболевания  животных  и  человека  относят  к  «конформационным» 

болезням, вызванным нарушением процессов формирования пространственной структуры 

некоторых белков, приводящим к изменениям клеточной физиологии. При амилоидных и 

прионных  заболеваниях  происходит  вне-  или  внутриклеточное  накопление  белковых 

агрегатов  фибриллярной  структуры,  состоящих  из  растворимых  в  норме  клеточных 

белков. 


Первое  обнаруженное    прионное  заболевание  –  «скрэйпи»  овец.  Агент, 

вызывающий скрэйпи, получил  название  «прион»  (prion  –proteinacious  infectious particle). 

Этот  агент  представляет  собой  белок,  названный  PrP  (Prion  Protein).  PrP  является 


25 

 

мембранным  белком,  который  в  основном  экспрессируется  в  клетках  центральной 



нервной системы и лимфоретикулярной ткани. Нормальная форма белка PrP обозначается 

PrPC.  Патологическая  форма  этого  белка,  обуславливающая  инфекционность,  была 

названа  PrPSc  (форма  PrP,  связанная  со  scrapie).  PrPSc  неотличим  от  PrPC  по 

аминокислотной последовательности, но имеет другую конформацию. 

Для прионов отмечено штаммовое разнообразие.  

 

 



 

Нормальная  молекула  приона  (1)  перемещается  на  поверхностную  мембрану,  где 

участвует  в  передаче  нервного  импульса.  Если  такая  молекула  встречается  в  клетке  с 

"неправильным"  раскрученным  прионом  (2),  она  приобретает  ее  конфигурацию. 

Постепенно  накапливаясь,  аномальные  прионы  формируют  на  поверхности  нейрона 

фибриллы и бляшки (3).  

 

 


26 

 

 



 



Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет