9. Вирусы. Ультраструктура и химический состав. Принципы классификации. Функции отдельных ультраструктур вириона.

Вирусы (Vira) – микроорганизмы, имеющие ультрамикроскопические размеры (нм), не имеющие клеточного строения и состоящие из нуклеиновой кислоты, упакованной в белковую оболочку – капсид (некоторые могут иметь внешнюю оболочку – суперкапсид).

Вирусы не имеют собственных метаболических систем. Неспособны к росту и бинарному делению. Абсолютные внутриклеточные паразиты.

По типу нуклеиновой кислоты вирусы подразделяются на РНКовые (ортомиксовирусы, парамиксовирусы, рабдовирусы, пикорнавирусы, ретровирусы) и ДНКовые (поксвирусы, герпесвирусы, аденовирусы, паповавирусы).

Внеклеточная форма существования называется вирионом. Могут иметь палочковидную, цилиндрическую, нитевидную, сферическую, кубовидную и др. формы.

Нуклеиновая кислота вируса может быть двунитчатой и однонитчатой, непрерывной и фрагментированной, линейной и кольцевой.

Капсид состоит из структурных белковых субъединиц, уложенных в виде спирали вокруг осей симметрии (палочко- и нитевидые) либо по осям симметрии икосаэдра (сферические). Структурные вирусные белки (капсид) обеспечивают защиту нуклеиновой кислоты, а также адсорбцию вируса на поверхности клетки хозяина.

Во внешней оболочке сложных вирионов обнаружены липиды и углеводы. Липиды идентичны липидам оболочки клеток хозяина, а углеводы входят в состав вирусных гемагглютининов (антигены).

10. Бактериофаги. Природа и особенности взаимодействия с бактериальной клеткой. Наличие лизогении.

Бактериофаги – «пожиратели бактерий», вирусы бактерий. Большинство имеет сперматозоидную форму. Состоят из головки, содержащей нуклеиновую кислоту, и отростка. Большинство фагов являются ДНКовыми.

Процесс взаимодействия фага с клеткой протекает по типу продуктивной инфекции и обычно заканчивается лизисом бактериальной культуры. Но возможна и абортивная инфекция, при которой фаговое потомство не образуется, а бактериальные клетки сохраняют свою жизнедеятельность. Наконец, нередко наблюдается лизогенизация бактериальных клеток фагом, в результате чего возникает состояние лизогении, характеризующееся интеграцией генома фага в геном бактериальной клетки.

Стадии взаимодействия вирулентного фага с бактериальной клеткой:

1. Адсорбция. Происходит на рецепторах клеточной стенки. Некоторые – на половых ворсинках. На процесс влияют условия среды: pH, t˚, наличие кофакторов адсорбции.

2. Проникновение. Проникновение НК в клетку, белки остаются снаружи.

3. Биосинтез фаговой НК и белков капсида.

4. Морфогенез фага. Сборка зрелых вирионов.

5. Выход фаговых частиц из клетки. Также происходит лизис бактерий.

Умеренные фаги при взаимодействие с бактериальной клеткой переходят в неинфекционную форму – профаг – геном вируса, ассоциированный с бактериальной хромососой. Профаг воспроизводится как часть бактериальной ДНК и вместе с ней реплицируется. Это явление называется лизогенией.

11. Особенности катаболизма у разных групп микробов. Виды энергетического обмена. Классификация микробов в зависимости от особенностей энергообмена.

Для синтеза структурных компонентов микробной клетки и поддержания процессов жизнедеятельности наряду с питательными веществами требуется достаточное количество энергии. Эта потребность удовлетворяется за счёт биологического окисления, в результате которого происходит синтез макроэргических соединений – молекул АТФ, представляющих собой универсальный источник энергии.

Классификация микробов:

1. Аэробы – для получения энергии нуждаются в свободном доступе кислорода

   • строгие – не могут жить и размножаться в отсутствие молекулярного кислорода

2. Анаэробы – получают энергию без доступа кислорода путём расщепления питательных веществ

• облигатные (строгие) – не переносят присутствия даже следов кислорода, который для них является ядом (напр., патогенные клостридии)

• факультативные – могут расти и размножаться как в присутствии кислорода воздуха, так и без него

Молекулы АТФ образуются двумя метаболическими путями:

1. Субстратное фосфорилирование

   • Гликолитический путь – присущ облигатным и факультативным анаэробам, бродильный метаболизм

     • Молочнокислое брожение (роды Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium)

     • Муравьинокислое брожение (сем. Enterobacteriaceae)

     • Маслянокислое брожение (род Clostridium)

   • Гексозомонофосфатный путь – характерен для большинства микроорганизмов

   • Кетодезоксифосфоглюконатный путь – в основном у аэробов (род Pseudomonas), окислительный метаболизм

2. Окислительное фосфорилирование – аэробы и факультативные анаэробы