Вирусы

Страница 2

ельные клоны кишечной палочки. Циркуляция вирусов может быть горизонтальной (распространение среди популяции хозяев) и вертикальной (распространение то родителей потомству) . Таким образом, каждый вирус занимает определенную экологическую нишу в биосфере. 3. Классификация. а) Вирусы классифицируются по сердцевине: ДНК-содержащие и РНК-содержащие (ретро) вирусы. б) По структуре капсомеров. Изометрические (кубические) , спиральные, смешанные. в) По наличию или отсутствию дополнительной липопротеидной оболочки г) По клеткам-хозяинам Кроме этих классификаций есть еще много других. На пример, по типу переноса инфекции от одного организма к другому. 3. Бактериофаги. Открытие. Спустя 25 лет после открытия вируса, канадский ученый Феликс Д'Эрел, используя метод фильтрации, открыл новую группу вирусов, поражающих бактерии. Они так и были названы бактериофагами (или просто фагами) . Жизненный цикл бактериофагов. 1) Фаг приближается к бактерии, и хвостовые нити связываются с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки. 2) Хвостовые нити изгибаются и "заякоривают" шипы и базальную пластинку на поверхность клетки; хвостовой чехол сокращается, зачтавляя полый стержень входить в клетку; этому способствует фермент - лизоцим, который находится в базальной пластинке; таким образом ДНК вводится внутрь клетки. 3) ДНК фага кодирует синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат (рибосомы и т.п.) хозяина. 4) Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК хозяина, а фермент фага совсем расщепляет ее; ДНК фага починяет себе клеточный аппарат. 5) ДНК фага реплицируется и кодирует синтез новых белков. 6) Новые частицы фага, образующиеся в результате спонтанной самосборки белковой оболочки вокруг фаговой ДНК; под контролем ДНК фагов синтезируется лизоцим. 7) Лизис клетки, т.е. клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200-1000 новых фагов; фаги индуцируют другие клетки. Жизненный цикл фага составляет 30 минут. Лечение. Свойство бактериофагов разрушать бактерии используется для предупреждения и лечения бактериальных заболеваний. Через 10-15 минут после введения бактериофагов в организм возбудителя чумы, брюшного тифа, дизентерии, сальмонеллеза обезвреживаются. Но у этого метода есть серьезный недостаток. Бактерии более изменчивы (в плане защиты от фагов) чем бактериофаги, поэтому бактериальные клетки относительно быстро становятся нечувствительными к фагам. 4. Проблемы рака. Способность вирусов вызывать опухоли была установлена в начале 20 века. Онкогенное действие вирусов. К онкогенным (опухолеродным) относятся вирусы, способные превращать зараженную ими клетку в опухолевидную. Известные в настоящее время онкогенные вирусы принадлежат к 4 из 5 семейств ДНК-содержащих вирусов (герпес-вирусы, адено-вирусы) и к одному семейству РНК-содержащих вирусов (ретровирусов) . Механизм трансформирующего действия онкогенных вирусов на клетку. Каким же образом вирус превращает нормальную клетку в опухолевидную. На этот вопрос, исключительно важный не только для онкологии и вирусологии, но и для понимания важнейших аспектов биологии в настоящее время еще нет четкого и полного ответа. Можно представить себе два принципиально различных механизма воздействия опухолеродного вируса на клетку: 1) вирус или вирусный геном осуществляет запуск трансформированного процесса, но не участвует в его поддержании (гипотеза запуска) ; 2) для возникновения и поддержания трансформированного состояния клетки необходимо постоянное присутствие вирусного генома (гипотеза присутствия) . Если верна вторая гипотеза, то вирусный геном может действовать на клетку одним из двух общих механизмов: 1) вирусный геном включается в клеточный геном и занимает такое положение, при котором нарушается контроль клеточного деления; функционирование вирусного генома при этом не обязательно (гипотеза положения) ; 2) не вирусный геном а продукты его функционирования непосредственно отвечают за возникновение и поддержания трансформированного состояния клетки (гипотеза функционирования) . В основе современных представлений о механизме вирусного канцерогенеза лежит понятие онкогена. Онкоген - специфический ген опухолеродного вируса, продукция которого непосредственно отвечает за превращение нормальной клетки в трансформированную из-за поддержание трансформированного фенотипа. Для того, чтобы трансформация имела стойкий характер, вирусный онкоген должен закрепится в клетке и постоянно функционировать с образованием специфической иРНК и соответствующего "онкогенного" белка. Таким образом онкогенное действие вирусов можно рассматривать как следствие хронической вирусной инфекции. Если инфекции клетки опухолеродным вирусом не будет хронической, трансформационные изменения под влиянием онкогена будут носить временный характер и исчезнут как только прекратится инфекционный процесс. Онкогенность герпесвирусов. Онкогенные вирусы этой группы привлекают в настоящее время большое внимание как возбудители ряда злокачественных опухолевых заболеваний человека и животных. Для онкогенных герпес-вирусов характерна способность вызывать лимфоидные опухоли; так вирус Эпштейна-Барра, являюшийся возбудителем инфекционного мононуклеоза, он же является возбудителем лимфомы Беркитта у негров в Африке и назофарингеального рака и китайцев в Юго-Восточной Азии и рака шейки матки. Онкогенность аденовирусов. Многие аденовирусы человека и животных в экспериментальных условиях проявляют онкогенную активность. Особенно четко эта активность проявляется при заражении новорожденных сирийских хомячков, у которых спустя несколько недель на месте инъекции появляются саркомы, не содержащие инфекционного вируса. Аденовирусы представляют большой интерес как одна из лучших моделей для изучения вирусного канцерогенеза. Онкогенность ретровирусов. В этой группе известны вирусы саркомы кур, мышей, кошек и обезьян. У человека примером ретровирусного канцерогенеза является острый Т-клеточный лейкоз. Эндемичные районы заболевания - юг Японии, Западная Индия, Центральная Африка. Изучения данного вопроса требует дальнейших больших усилий. 5. Трансдукция. Трансдукция (от лат. transductio - перемещение) передача генетического материала от одной клетки к другой, что приводит к изменению наследственных свойств. Явление трансдукции было открыто американским ученым Д. Ледербергом и Н. Циндером в 1952 году. Особые бактериальные вирусы - умеренные фаги - в процессе вегетативного размножения способны случайно захватывать и переносить в другие клетки любые участки ДНК, разрушенных ими клеток. Длина переносимого отрезка ДНК определяется размером белковой оболочки фаговой частицы и обычно не превышает 1-2 % бактериального генома. Переносимый отрезок может содержать несколько генов. Поскольку вероятность успешной трансдукции зависит от расстояния между генами в молекуле ДНК, образующих хромосому бактерии, явления трансдукции широко используется при составлении генетических карт хромосом бактерий. Генетический материал фага в таких частицах отсутствует. Поэтому при вводе ДНК в клетку они не осуществляют все функции фага: размножение, разрушение клетки. Внесенный фрагмент может существовать в клетке в виде дополнительного генетического элемента, обладающего функциональной активностью. Такой фрагмент не способен воспроизводится при каждом делении клетки, поэтому он передается в одну из дочерних клеток. За исключением этой клетки свойство всего остального потомства не изменяются. В дальнейшем фрагмент может быть либо разрушен, либо внесен в хромосому бактерии, заменив в ней гомологичный участок ДНК. В последнем случае новые признаки, приобретенные клеткой - трансдуктантом, будут свойственны всему потомству клетки. Существует группа бактериофагов, способных переносить лишь определенные гены, расположенные рядом с местом вхождения генома фага в хромосому бактерии при разрушении (лизогенизации) . Молекулярный механизм трансдукции в настоящее изучен недостаточно. 6. Вирусы животных, растений и человека. Вирусы растений. О том, что ра