Структурно-функциональные особенности ВИРУСОВ и ПРОКАРИОТ

ВИРУСЫ

ВИРУСЫ (лат. Virus –яд)
Мельчайшие организмы – 20 (12)-400 (2000) нм
Фильтруются через бактериальные фильтры
Не имеют клеточного строения (акариоты)
Генетический материал – нуклеиновая кислота одного типа
Облигатные паразиты (живые – только в клетке-хозяине, где воспроизводятся)
Вне клетки хозяина (вирионы = вироспоры) – нет признаков жизни
Не содержат системы АТФ/АДФ
1892 –Ивановский Д.И.
Происхождение вирусов:
Гипотеза «беглой» НК
от свободноживущих форм
клеточного строения
результат
паразитического образа жизни:
простота строения
утрата приспособлений для
самостоятельного питания
усиление способности к
размножению
Генная гипотеза
НК служат матрицей
для НК
НК подвергаются мутациям
(возможность эволюционных
изменений)

Строение и химический состав вирионов
1
1.
Сердцевина : нуклеиновая кислота
(функции генетического аппарата)
2
2.
Капсид = белковая оболочка, состоит
из капсомеров=белковых субъединиц
(функции: защитная, каталитическая,
антигенные свойства,)
1
2
капсомер
30-90% от массы
капсомер
3
3. у крупных
Суперкапсид (пеплосома) –
поверхностная липидная
(липопротеиновая) оболочка
(из ЦПМ клетки-хозяина)
Вирус –
автономный нуклеопротеин
1
2
3

Головка
(нуклеокапсид)
воротничок
Полый
стержень, покрытый
сократительным
чехлом
Базальная
гексогональная
пластинка
↓
лизоцим
Хвостовые нити и
шипы отростков
Бактериофаг Т4 инфицирующий клетки Escherichia col

аденовирусы (ДНК)
больш.бактериофагов (ДНК)
больш. в. растений (РНК)
В. полиомиелита (РНК)
В. ящура (РНК)

Схематичное изображение расположения капсомеров в капсиде вирусов.
Спиральный тип симметрии имеет вирус гриппа - а.
Кубический тип симметрии у вирусов: герпеса - б, аденовируса - в, полиомиелита - г

Икосаэдрический
аденовирус
Палочковидный в. табачной мозаики
Шарообразный
облочечный в.
ВИЧ
(1) РНК-геном вируса, (2) нуклеокапсид, (3) капсид, (4) белковый матрикс, подстилающий (5) липидную мембрану, (6) gp120 — гликопротеин, с помощью которого происходит связывание вируса с клеточной мембраной, (7) gp41 — трансмембранный гликопротеин.
Цифрами 8—11 обозначены белки, входящие в состав вириона и необходимые вирусу на ранних стадиях инфекции: (8) — интеграза, (9) — обратная транскриптазаЦифрами 8—11 обозначены белки, входящие в состав вириона и необходимые вирусу на ранних стадиях инфекции: (8) — интеграза, (9) — обратная транскриптаза, (10) — Vif, Vpr, Nef и p7, (11) — протеаза.

Репродукция вирусов
Прикрепление или адсорбция вирионов на соотв. рецепторах
Поверхностного аппарата клетки (специфичность заражения вирусом клетки-хозяина).
Проникновение в клетку-хозяина.
«Шприцевая инъекция»
= «впрыскивание» НК
(бактериофаги)
1.
2.
лизирование кл. стенки
бактерии лизоцимом
базальной пластинки
вхождение полого
стержня в клетку
(сокращение
сократительного чехла)
проникновение в клетку
«голой» НК вируса
Через специфические
белки
(в. с суперкапсидом)
слияние липопротеидной
оболочки вируса и клеточ-
ной мембраны
образование вакуоли
с вирионами
Эндоцитоз =
виропексис
(простые мелкие в.)
поглощение клеткой
вируса эндоцитозом
образование эндосомы
слияние вакуоли с вирионами с лизосомой
разрушение капсида в лизосомах
поступление НК в цитозоль
Проникновение вируса в растения и грибы - при механическом повреждении клеточной стенки (для растений - членистоногими, растениями-паразитами, нематодами, грибами, прививками). Распространение по организму – у растений через плазмодесмы, у грибов – через поры септ, через соединение гиф при размножении).

3.
Синтез «ранних белков»-ферментов вируса
с матрицы НК вирусов, используя белок-синтезирующий аппарат
клетки-хозяина → инактивации ДНК клетки-хозяина
4.
Синтез новых НК вируса с матрицы НК вирусов
(РНК , ДНК, ДНК-копий РНК вирусов),
используя ферменты и нуклеотиды клетки-хозяина
5.
Синтез новых белков капсида вируса
синтез иРНК на матрице НК вирусов (РНК, ДНК,
рекомбинантных ДНК: ДНК-копия РНК вируса + ДНК клетки-хозяина),
трансляция на рибосомах клетки-хозяина
используя белок-синтезирующий аппарат клетки-хозяина
(ферменты, рибосомы, нуклеотиды)
РНК в.
РНК в.
ДНК-копия в.
1 цепь
ДНК-копия в.
2 цепь
Рекомбинантная
ДНК
иРНК
трансформ.
белки
ДНК в.
ДНК в.
иРНК
белки в.
иРНК
белки в.
рибосомы, ε клетки
рибосомы,ε
клетки
ретровирусы
ε – обратная транскриптаза

Результат взаимодействия вируса с клеткой.
6.
Самосборка новых вирусов.
7.
Цитодеструкция, лизис
клетки
(действие лизоцима)
Острые (продуктивные)
инфекции
Инфекционные
(вирулентные) вирусы
Персистирующие
вирусы
Носительство вируса
Прекращение репродукции
Возможное отпочковывание
вирионов
Латентные,
Хронические,
Абортивные инфекции
Интеграционные
(умеренные,симбиотические,
ретровирусы,
провирусы, профаги)
Интеграция ДНК вируса
(ДНК-копии РНК-вируса)
в ДНК клетки
Трансформация клетки
Злокачественные или др.
трансформации,
Вирогения (лизогения)
Бактерии с
рекомбинантной ДНК –
лизогенные

Клетка кишечной палочки,
инфицированная бактериофагами

Вирусы как возбудители болезней
Причины болезней,
возникающих в результате
взаимодействия
вирусов с организмом
Цитодеструкция клеток
Трансформация клеток
Иммунологическая реакция организма
на зараженную ткань
Нек. вирусные заболевания человека:
Грипп
ОРЗ
Оспа
Корь
Краснуха
Эндемический паротит
Полиомиелит
Желтая лихорадка
ВИЧ
Вирусные гепатиты