Классификация и некоторые свойства вирусов человека и животных

ЦАРСТВО VIRA
Семейство вирусов	Тип нуклеиновой кислоты	Наличие суперкапсида	Размер вириона, нм	Типовые представители
ДНК-ГЕНОМНЫЕ ВИРУСЫ
Группа I — двунитчатые ДНК вирусы
Adenoviridae	линейная, двунитчатая ДНК		7090	Аденовирусы млекопитающих и птиц
Herpesviridae	линейная, двунитчатая ДНК	+	220	Вирусы простого герпеса, цитомегалии, ветряной оспы, инфекционного мононуклеоза
Papovaviridae	двунитчатая, кольцевая ДНК		4555	Вирусы папилломы, полиомы
Poxviridae	двунитчатая ДНК с замкнутыми концами	+	130250	Вирус осповакцины, вирус натуральной оспы
Группа II — однонитчатые ДНК вирусы
Parvoviridae	линейная, однонитчатая ДНК		1826	Аденоассоциированный вирус
РНК-ГЕНОМНЫЕ ВИРУСЫ
Группа III — двунитчатые РНК вирусы
Reoviridae	двунитчатая РНК		6080		Реовирусы, ротавирусы
Группа IV — однонитчатые РНК вирусы (РНК+)
Astroviridae	однонитчатая +РНК		2830		Астровирус человека 1
Caliciviridae	однонитчатая +РНК		2030		Вирус гепатита Е, калицивирусы человека
Coronaviridae	однонитчатая +РНК	+	80130		Коронавирусы человека
ЦАРСТВО VIRA
Семейство вирусов	Тип нуклеиновой кислоты	Наличие суперкапсида	Размер вириона, нм			Типовые представители
Picornaviridae	однонитчатая +РНК		2030			Вирусы полиомиелита, Коксаки, ЭКХО, гепатита А, риновирусы
Togaviridae	однонитчатая +РНК	+	3090			Вирусы Синдбис, лошадиных энцефалитов, краснухи
Flaviviridae	однонитчатая +РНК	+	3090			Вирусы клещевого энцефалита, Желтой лихорадки, Денге, японского энцефалита, гепатита С, G
Группа V — однонитчатые РНК вирусы (РНК-)
Arenaviridae	фрагментированная, однонитчатая -РНК	+	50300			Вирусы Ласса, Мачупо
Bornaviridae	несегментированная, однонитчатая -РНК	+	80100			Вирус болезни Борна
Bunyaviridae	фрагментированная, однонитчатая, кольцевая -РНК	+	90100			Вирусы геморрагических лихорадок и энцефалитов
Orthomyxoviridae	однонитчатая, фрагментированная -РНК	+	80120			Вирусы гриппа
Paramyxoviridae	однонитчатая, линейная -РНК	+	150300			Вирусы парагриппа, кори, эпидпаротита, РС-вирус
Rhabdoviridae	несегментированная, однонитчатая -РНК	+	3090			Вирус бешенства, вирус везикулярного стоматита
Filoviridae	несегментированная, однонитчатая -РНК	+	2004000			Вирусы лихорадки Эбола, Марбург
Группа VI — обратно транскрибирующиеся вирусы
Hepadnaviridae	двунитчатая, кольцевая с однонитчатым участком ДНК	+	4550			Вирус гепатита В
Retroviridae	однонитчатая +РНК	+	80100			Вирусы рака, лейкоза, саркомы, ВИЧ

125. Формы существования вирусов. Морфология и биохимическая структура вирионов. Геном вирусов. Структура, свойства и функции нуклеиновых кислот, белков, липидов и углеводов вирионов. Прионы, роль в патологии.

Вирусы имеют кардинальные отличия от других прокариотических м\о:

1. Это доклеточные формы.

2. Имеют субмикроскопические р-ры 15250 и более нм.

3. Хар-ся одним типом НК: ДНК или РНК в качестве генома.

4. Вирусы не обладают собственными системами метаболизма и получения Е.

5. Имеют особый способ размножения – дизъюнктивную (разобщенную) репродукцию: в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты и белки вирусов, а затем происходит сборка их в вирусные частицы. Возможен второй путь – генетическая информация вируса интегрируется с геномом клетки и образуется провирус (например, у ретровирусов).

6. Вирусы не способны к прогрессивному росту и делению. Они образуются в виде зрелых форм (вирионов) путем самосборки из готовых, т.е. преформированных компонентов (белки, НК).

7. Вирус вне клетки – вирион, имеет нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК) и белковую оболочку, способен кристаллизоваться, обладает инфекционностью, т.е. благодаря адресным белкам, белкам прикрепления, ферментам проникает в клетку, где его называют «вирус», интегрированный с ДНК хозяина вирус называется провирус.

8. Чувствительны только к высоким температурам.

Вирусы существуют в трех формах:

1) вирион (вирусная частица) — образуется внутри кл., но местом нахождения является внекл. или внеш. ср. Это покоящаяся форма вируса;

2) внутрикл. (вегетативный) вирус;

3) геном вируса, интегрированный с ДНК кл.-хозяина (провирус).

Строение вирусов. По строению различают два типа вирусных частиц – простые и сложные. В составе простых вирионов есть ДНК или РНК и белки. У сложных в суперкапсиде содержатся липиды, полисахариды. Внутренняя структура простых и сложных вируосв сходна, сердцевина вируса – вирусный геном, который содержит от 3 до 100 и более генов.

Морфология и структура вирусов.

Простые вирусы имеют одну белковую оболочку – капсид, который состоит из капсомеров – белковых молекул, форма укладки которых определяет тип симметрии. Капсид представлен a-спиральными белками, способными к полимеризации.

Сложные вирусы имеют внешнюю оболочку – суперкапсид, расположенную поверх капсида. В состав суперкапсида входит внутренний белковый слой – М-белок, затем более объемный слой липидов и углеводов, извлеченных из клеточных мембран клетки хозяина. Вирусспецифические гликопротеиды проникают внутрь суперкапсида, образуя фигурные выпячивания (шипы, фибры), которые выполняют рецепторную функцию.

Различают 3 типа симметрии: 1) спиральный, когда капсомеры укладываются по спирали – винтообразная структура нуклеокапсида; 2) кубический (икосаэдрический), когда капсомеры укладываются по граням многогранника (12-20-гранника) – в основе лежит фигура икосаэдра (20-гранника). В зависимости от типа перегруппировки и числа субъединиц число капсомеров будет равным 30, 20, или 12. Вирионы со сложным капсидом, построенным более чем из 60 капсомеров, содержат группы из 5 субъединиц – пентамеры, или из 6 субъединиц – гексамеры; 3) смешанный тип симметрии (у бактериофагов).

Комплекс капсида и генома вируса называют нуклеокапсид. Сложные вирусы имеют суперкапсид (пеплос). Эта поверхностная оболочка вируса, состоит из липидов и белков клеточного происхождения.

Вирусные белки бывают: 1) структурные; 2) неструктурные.

Среди структурных различают: капсидные – входят в состав капсомеров и образуют футляр, защищающий нуклеиновую кислоту; суперкапсидные – это гликопротеиды, которые формируют шипы на поверхности суперкапсида и выполняют: адресную функцию – узнают чувствительную клетку и адсорбируются на ней; прикрепительные белки, которые взаимодействуют со специфическими рецепторами клетки; белки слияния – способствуют слиянию вирусной и клеточной мембран и приводят к образованию симпластов; геномные – обладают антигенными свойсвами, участвуют во взаимодействии с клеткой.

Среди неструктурных белков различают: предшественники вирусных белков (нестабильные); РНК- и ДНК-полимеразы – участвуют в репликации вирусного генома; регуляторные белки – участвуют в репродукции вируса.

Функции белков: обладают антигенными и иммуногенными свойствами; участвуют в распознавании клетки и взаимодействии с ней; защищают геном от нуклеаз; обеспечивают тип симметрии.

Липиды входят в состав суперкапсида и представляют смесь нейтральных фосфо- и гликолипидов, многие из них – продукты мембраны клеток хозяина.

Они обусловливают инфекционность, чувствительность или устойчивость к эфиру; стабилизируют вирусную частицу.

Углеводы входят в состав гликопротеидов суперкапсида. Углеводы и липиды – составная часть гемагглютинина, который вызывает склеивание эритроцитов и обладает антигенной специфичностью.

Различают вирионные и вирусиндуцированные ферменты вирусов. К вирионным относят ферменты транскрипции и репликации (ДНК и РНК-полимеразы); обратную транскриптазу (у ретровирусов), АТФ-азы, эндо- и экзонуклеазы, нейраминидазы.

К вирусиндуцированным относятся ферменты, о которых имеется только информация в вирусном геноме, а появляются они в клетке. Это РНК-полимеразы тога-, орто-, пикорна- и парамиксовирусов; и ДНК-полимеразы у покс- и герпесвирусов.

Нуклеиновые кислоты обеспечивают наследственные признаки; являются хранителями генетической информации; необходимы для репродукции вирусов, многие из них могут вызывать инфекционный процесс самостоятельно, достаточно их проникновения в клетку.

Вирусная ДНК. Молекулярная масса равна 1,10⁶-1,10⁸ дальтон. ДНК может быть одно- или двунитчатой, фрагментированной и сверхспирализованной, линейной или кольцевой, содержит несколько сотен генов. В каждой нити ДНК есть нуклеотидные последовательности, а на концах есть прямые или инвертированные (повернутые на 180^о) повторы, которые являются маркерами для отличия вирусной ДНК от клеточной. Эти повторы обеспечивают способность ДНК замыкаться в кольцо для последующих репликации, транскрибирования и встраивания в клеточный геном. Генетическая информация инфекционной ДНК транслируется на мРНК в клетке с помощью полимераз.

Вирусная РНК может быть одно- и двунитчатой, линейной, кольцевой, фрагментированной. У РНК-содержащих вирусов генетическая информация закодирована в РНК таким же кодом, как в ДНК всех других вирусов и клеточных организмов. Вирусные РНК по своему химическому составу не отличаются от РНК клеточного происхождения, но характеризуются разной структурой.

Наряду с типичной для всех РНК однонитевой формой у ряда вирусов имеется двунитевая РНК. В составе однонитевых РНК имеются спиральные участки типа двойной спирали ДНК, образующиеся вследствие спаривания комлементарных азотистых оснований. Вирусы с однонитчатой РНК делятся на 2 группы: (+)РНК (положительный геном) и (-)РНК (отрицательный геном). Вирусная (+)РНК инфекционная и обладает функциями информационной РНК. Она может передовать генетическую информацию на рибосомы, как иРНК. Вирусы с отрицательным геномом не обладают инфекциозностью, т.к. нить (-)РНК выполняет только наследственную функцию и не обладает функцией иРНК. В зараженной клетке на матрице вирусной геномной РНК с помощью фермента транскриптазы осуществляется синтез РНК-комплементарной геному.

Нити (+)РНК вирусов в отличие от (-)РНК имеют специальные концы в виде «шапочки» для специфического узнавания рибосом.

Патогенность вирусов обусловлена совокупностью их свойств: способностью проникать в макроорганизм, связываться с клеточными мембранами и проникать в клетку, управлять метаболизмом и белоксинтезирующей функцией клетки, обеспечивать транскрипцию и репликацию собственного генома и осуществлять весь цикл репродукции вирусов. Все эти свойства зависят от генома вирусов и наличия соответствующих структурных белков и ферментов. Репродукция вирусов приводит к развитию патологии: цитопатогенному (разрушающему) действию, развитию воспаления, повреждению различных клеток и тканей.

Кроме типичных вирусов известны необычные инфекционные частицы – прионы и вироиды.

Прионы – белковые инфекционные частицы, которые имеют вид фибрилл размером 10-20х100-200 нм, массу 30 кД, не содержат нуклеиновой кислоты, устойчивы к нагреванию, к действию протеаз, ультрафиолетовых лучей, ультразвука и ионизирующей радиации. Прионы возникают как продукты мутации собственного гена или попадают в организм при употреблении мяса животных, содержащего прионы. Прионы накапливаются в пораженном органе, не вызывая цитопатогенного действия (ЦПД), иммунного ответа и воспалительных реакций. Они могут блокировать или активировать гены человека или животного.

Вироиды – это небольшие молекулы кольцевой суперспирализованной РНК, не содержащие белка, вызывающие заболевания у растений, возможно и у млекопитающих.