Етапи репродукції. Принципи класифікації вірусів Репродукція вірусів (фази взаємодії із клітиною господаря). Типи взаємодії вірусу із клітиною. Розрізняють три типи взаємодії вірусу з клітиною: продуктивний, абортивний та інтегративний

Репродукція вірусів (від англ, reproduce. відтворювати) здійснюється в кілька стадій, що послідовно змінюють один одного:

· Адсорбція вірусу на клітині;

· Проникнення вірусу в клітину;

· «роздягання» вірусу;

· Біосинтез вірусних компонентів у клітині;

· Формування вірусів;

· Вихід вірусів з клітини

Адсорбція.

Взаємодія вірусу із клітиною починається з процесу адсорбції, тобто.

прикріплення вірусів до поверхні клітини Це високоспецифічний процес. Вірус адсорбується на певних ділянках клітинної мембрани, Так званих, рецепторах.

Клітинні рецептори можуть мати різну хімічну природу, являючи собою білки, вуглеводні компоненти білків та ліпідів, ліпіди. Число специфічних рецепторів поверхні однієї клітини коливається від 104 до 105. Отже, на клітині можуть адсорбуватися десятки і навіть сотні вірусних частинок.

Поверхневі структури вірусу, які «впізнають» специфічні клітинні рецептори і взаємодіють з ними, називаються білками прикріплення. Зазвичай цю функцію виконує один із поверхневих білків капсиду або суперкапсиду. Здатність вірусів вибірково вражати певні клітини органів прокуратури та тканин організму називають тропізмом вірусів (від грецьк. tropos . напрям).

Проникнення в клітину.

Існує два способи проникнення вірусів тварин у клітину: віропексис та злиття вірусної оболонки з клітинною мембраною. При віропексисі після адсорбції вірусів відбуваються інвагінація (вп'ячування) ділянки клітинної мембрани та утворення внутрішньоклітинної вакуолі, що містить вірусну частинку. Вакуоля з вірусом може транспортуватися в будь-якому напрямку до різних ділянок цитоплазми або ядра клітини. Процес злиття здійснюється одним із поверхневих вірусних білків капсидної або суперкапсидної оболонки. Очевидно, обидва механізми проникнення вірусу клітину не виключають, а доповнюють одне одного.

« Роздягання» вірусу

Процес «роздягання» полягає у видаленні захисних вірусних оболонок та

звільнення внутрішнього компонента вірусу, здатного спричинити інфекційний процес. «Роздягання» вірусів відбувається поступово, кілька етапів, у певних ділянках цитоплазми чи ядра клітини, навіщо клітина використовує набір спеціальних ферментів. У разі проникнення вірусу шляхом злиття вірусної оболонки з клітинною мембраною, процес проникнення вірусу в клітину поєднується з першим етапом його «роздягання». Кінцевими продуктами роздягання є серцевина, нуклеокапсид або нуклеїнова кислота вірусу.

Біосинтез компонентів вірусу.

Вірусна нуклеїнова кислота, що проникла в клітину, несе генетичну інформацію, яка успішно конкурує з генетичною інформацією клітини. Вона дезорганізує роботу клітинних систем, пригнічує власний метаболізм клітини та змушує її синтезувати нові вірусні білки та нуклеїнові кислоти, що йдуть на побудову вірусного потомства. Реалізація генетичної інформації вірусу здійснюється відповідно до добре відомих з біології процесів транскрипції (від лат.transcriptio . Переписування, тобто синтез інформаційних РНК, комплементарних матричним ДНК або РНК), трансляції (від лат. translatio . передача, тобто. синтез білків на рибосомах клітини за участю іРНК) та реплікації (від латів. replicatio. повторення, тобто синтез молекул нуклеїнової кислоти, гомологічних геномів). Оскільки генетичний апарат вірусів залишково різноманітний, то передача спадкової інформації щодо синтезу іРНК є різною. Основні схеми реалізації вірусної генетичної інформації можуть бути наступні:

Для синтезу іРНК одні віруси використовують клітинні ферменти, інші – власний набір ферментів (полімераз).

Вірусна нуклеїнова кислота кодує синтез двох класів білків: неструктурних білків-ферментів, які обслуговують процес репродукції вірусів на різних його етапах, та структурних білків, що увійдуть до складу вірусних частинок потомства. Синтез компонентів вірусу (білків та нуклеїнових кислот) роз'єднаний у часі та просторі, тобто протікає в різних структурах ядра та цитоплазми клітини. Ось чому цей унікальний спосіб розмноження вірусів називається дис'юнктивним (від латів disjunctus - роз'єднаний).

Формування (складання) вірусів.

Синтезовані вірусні нуклеїнові кислоти і білки мають здатність специфічно впізнавати один одного і при достатній їх концентрації мимоволі з'єднуються в результаті гідрофобних, іонних та водневих зв'язків.

Існують такі загальні принципискладання вірусів, що мають різну структуру:

· формування вірусів є багатоступеневим процесом і з утворенням проміжних форм;

· Складання просто влаштованих вірусів полягає у взаємодії молекул вірусних нуклеїнових кислот з капсидними білками та утворенні нуклеокапсидів (наприклад, віруси поліомієліту). У складно влаштованих вірусів спочатку формуються нуклеокапсиди, із якими взаємодіють білки суперкапсидних оболонок (наприклад, віруси грипу);

· Формування вірусів відбувається не у внутрішньоклітинній рідині, а на ядерних або цитоплазматичних мембранах клітини;

· Складно організовані віруси в процесі формування включають до свого складу компоненти клітини-господаря (ліпіди, вуглеводи).

Вихід вірусів із клітини.

Розрізняють два основні типи виходу вірусного потомства із клітини. Перший тип. вибуховий. характеризується одночасним виходом великого

кількість вірусів. У цьому клітина швидко гине. Такий спосіб виходу характерний для вірусів, які не мають суперкапсидної оболонки. Другий тип – брунькування. Він притаманний вірусам, які мають суперкапсидну оболонку. На заключному етапі складання нуклеокапсиди складно влаштованих вірусів фіксуються на клітинній плазматичній мембрані, модифікованій вірусними білками, і поступово випинають її. В результаті випинання утворюється "нирка", що містить нуклеокапсид. Потім "нирка" відокремлюється від клітини. Таким чином, зовнішня оболонка цих вірусів формується в процесі їхнього виходу з клітини. При такому механізмі клітина може тривалий час продукувати вірус, зберігаючи тією чи іншою мірою свої основні функції.

Час, необхідний реалізації повного циклу репродукції вірусів, варіює від 5-6 год (віруси грипу, натуральної віспи та інших.) до кількох діб (віруси кору, аденовіруси та інших.).

Віруси, що утворилися, здатні інфікувати нові клітини і проходити в них зазначений вище цикл репродукції.

Поживні середовища. Вимоги до поживних середовищ. Типи живильних середовищ.

Поживні середовища повинні містити в достатній кількості джерела вуглецю, азоту, неорганічні солі, у ряді випадків - ростові фактори (вітаміни, амінокислоти), бути вологими, щоб процес простої дифузії проходив без труднощів, прозорими (по можливості), щоб візуально або під мікроскопом можна було спостерігати зростання мікробів, стерильними, мати оптимальні концентрації водневих іонів (рН середовища) та окисно-відновний потенціал. Джерелом азоту для мікроорганізмів є білки, але більшість мікробів не здатні засвоювати нативний білок, тому використовуються продукти кислотного та ферментного розщеплення білка: пептон, казеїн.

Вихідними компонентами штучного живильного середовища є м'ясна вода, кислотний і ферментний гідролізат казеїну, згорнутої крові. До основи додають хлорид натрію, пептон.

М'ясна вода містить мінеральні речовини, вуглеводи, вітаміни. Для отримання м'ясної води нежирне м'ясо, очищене від сухожиль, подрібнюють на м'ясорубці, заливають подвійним об'ємом води, кип'ятять на вогні, фільтрують, доливають водопровідної води до початкового об'єму, розливають по пляшках істеризують.

Казеїн харчовий кислотний містить повноцінний набір амінокислот, що характеризується високою поживністю, є відходом молочної промисловості. Із казеїну готують перевар.

Пептон – продукт неповного перетравлення білка, містить альбумози, пептони та поліпептиди амінокислот у незначній кількості, їх склад залежить від глибини розщеплення білка. Пептон є порошком світло-жовтого кольору, добре розчиняється у воді, не згортається при нагріванні. Використовується як джерело азоту та вуглецю.

При приготуванні середовищ усі компоненти змішують воді, гріють або кип'ятять для розчинення агар-агару, прозорість надають шляхом фільтрування через ватно-марлеві або тканинні фільтри або освітлюють додаванням курячого білка або свіжої сироватки крові, встановлюють рН середовища за допомогою індикаторів колориметричним або електрометричним. .

Класифікація поживних середовищ

Поживні Транспортні Консервуючі

Природні Штучні

Синтетичні

Прості Спеціальні Диференційно-Елективні (Селективні)

діагностичні

Щільні Рідкі

Природні середовищає природні субстрати (молоко, кров, жовч, сироватка, картопля). Штучні містять суміш природних органічних речовин та продуктів їхнього кислотного або ферментативного розпаду. Синтетичні середовища складаються з буферної сольової основи та розчинів амінокислот, вуглеводів, пуринів, піримідинів, нуклеотидів, нуклеозидів, жирних кислот, вітамінів у точно встановлених дозуваннях. Як джерела азоту в них використовуються амінокислоти. Перевага цих середовищ у тому, що вони мають постійний склад, за ними можна визначити потреби мікробів у тих чи інших поживних речовинах.

Щільні живильні середовищаготують із рідких з додаванням ущільнювача. Як ущільнювач зазвичай застосовують агар-агар. Агар-агар – продукт, що отримується з морських водоростей, є жовтуватим порошком або пластинками, містить високомолекулярні полісахариди, не розщеплюється більшістю мікроорганізмів, не руйнується при автоклавуванні, поживну цінність середовищ не змінює, не пригнічує зростання мікробів. Для імунологічних та бактеріологічних полів використовується виморожений, освітлений агар, який при кип'ятінні або автоклавуванні суміші порошку з водою розплавляється при температурі 85-100 ° С, а при охолодженні до 45-48 ° С утворює гель.

Для приготування щільних поживних середовищ агар-агар додають у концентрації від 1,5 до 3%.

Прості середовища.

М'ясо-пептонний бульйон(МПБ) є білковою основою всіх середовищ. Існує кілька способів виготовлення МПБ:

а) на м'ясній воді із додаванням готового пептону – це так званий м'ясопептонний бульйон;

б) на переварах продуктів гідролізу вихідної сировини за допомогою ферментів (трипсину – бульйон Хоттінгера, пепсину – бульйон Мартена).

М'ясо-пептонний агар(МПА) – отримують шляхи додавання до МПБ arap-arapa (l,5-3%). Якщо МПА розподілено по діагоналі пробірки чи флакона – це скошений агар. Для отримання пробірки для застигання середовища залишають у похилому положенні. Якщо середовище розподілене у пробірці вертикально висотою 5-7 см, це агар стовпчиком. МПА, застиглий у чашках Петрі як пластинки – пластинчастий агар. Якщо середовище має вертикальний шар висотою 2-3 см і діагональний шар такої ж величини, це напівскошений агар.

Спеціальні живильні середовища – середовища, у яких створюються умови вирощування тих бактерій, які ростуть на простих середовищах. Кров'яний агар або кров'яний бульйон – отримують шляхом додавання до живильного середовища 5-10% підігрітої стерильної дефібринованої крові барана, кролика коня, людини. Середовище використовується для виділення стрептококів, пневмококів та інших бактерій, а також вивчення гемолітичної активності. Сироватковий бульйон або сироватковий агар отримують шляхом додавання до простих середовищ 15-20% кінської або бичачої сироватки. Середовище застосовується для виділення пневмококів, менінгококів. Жовчний бульйон або жовчний агар отримують шляхом додавання до живильного середовища медичної жовчі без консерванту, або свіжоодержаної від великої рогатої худоби. Середовище застосовується виділення черевнотифозних, паратифозних і дизентерийных паличок. Спеціальні середовища для культивування анаеробних бактерій: середовище Кітта-Тароцці складається з живильного бульйону, глюкози та шматочків печінки або м'ясного фаршу для адсорбції кисню.

Желатин- Тваринний білок, продукт часткового гідролізу колагену. Має вигляд безбарвних або світло-жовтих платівок без запаху та смаку. У холодній воді набухає, сильно поглинаючи воду. При температурі 30 ° С розчиняється, при охолодженні до 20-22 ° С перетворюється на гель (студень). Використовується в мікробіології вивчення протеолітичних ферментів.

Диференціально-діагностичні середовищадозволяють відрізнити один вид мікроба від іншого. Принцип побудови диференціально-діагностичних середовищ ґрунтується на різній біохімічній активності бактерій. До складу диференціально-діагностичних середовищ входить основне живильне середовище, що забезпечує розмноження бактерій, певний хімічний субстрат, різне відношення до якого є діагностичною ознакою, індикатор, зміна кольору якого свідчить про розкладання субстрату та утворення кислих продуктів.

Агар Ендо– щільне середовище, що застосовується для виділення та первинної ідентифікації ентеробактерій. До складу її входять, крім поживної основи, лактоза та основний фуксин, знебарвлений сульфітом та фосфатом натрію. Правильно приготоване середовище безбарвне або має трохи рожевий відтінок. Колонії бактерій (кишкова паличка), що ферментують лактозу, забарвлюються на ній у червоний колір; бактерії, що не ферментують лактозу (сальмонели), залишаються безбарвними.

Середовище Левіна(лактозоеозинметиленовий агар) – середовище виділення энтеробактерий. Колонії лактозоферментуючих бактерій забарвлені у темно-синій або чорний колір, колонії лактозонегативних бактерій виростають під колір середовища (світло-фіолетового кольору).

Середовища Гісса- Набір певних вуглеводів для вивчення ферментативної активності бактерій та їх диференціації за цими ознаками.

Елективні живильні середовищамістять додаткові речовини, що затримують зростання грампозитивних бактерій. Селективні живильні середовища стимулюють зростання одних мікробів та пригнічують зростання інших. Селективні умови одержують шляхом додавання в середовище хімічних речовин. Так як у цих середовищах патогенні бактерії розмножуються та накопичуються, їх називають також середовищами збагачення.

Середа Плоскірєва– щільне живильне середовище, що містить солі жовчних кислот, діамантовий зелений, лактозу та індикатор. Це середовище є не тільки селективним, тому що пригнічує ріст багатьох мікробів і сприяє кращому зростанню збудників черевного тифу, паратифів, дизентерії, але і диференційно-діагностичної, так як лактозонегативні бактерії (шигели) утворюють на ній безбарвні колонії, а лактозопозитивні - лактозопозитивні - .

Селенітове середовище- є кращим середовищем збагачена для сальмонел та дизентерійних мікробів Зонне. Селеніт натрію, що міститься в середовищі, стимулює зростання цих бактерій та пригнічує зростання супутньої флори.

Середовище Мюллераслужить для накопичення сальмонел. До живильного середовища додають крейду, розчин Люголя та гіпосульфіт натрію. При взаємодії цих речовин утворюється тетратіонат натрію, який пригнічує ріст кишкових паличок, але створює сприятливі умови для розмноження сальмонел.

Вісмут-сульфіт агар(Серед Вільсона-Блера) - містить солі вісмуту, діамантову зелень. Сальмонели ростуть на цьому середовищі у вигляді колоній чорнота кольору. Інші види бактерій на середовищі зростання не дають.

Жовтково-сольовий агар (ЖСА)-Середовище для виділення стафілококів, містить до 10% хлориду натрію, що пригнічує більшість бактерій, що містяться в матеріалі. Крім того, це середовище є і диференційно-діагностичним, так як присутність яєчного жовтка дозволяє виявити фермент лецитиназу (лецитовітелаз), який утворюють патогенні стафілококи. Лецитиназа розщеплює лецитин на фосфорхоліни та нерозчинні у воді жирні кислоти, тому середовище навколо лецитиназопозитивних колоній каламутніє і з'являється опалесцентна зона у вигляді «райдужного віночка».

Телуритові середовища(Сироватково-телуритовий агар, кров'яно-телуритовий агар) – селективні середовища виділення дифтерійних бактерій, містять телурит калію. Безбарвна сіль телуру, що міститься в живильному середовищі, відновлюється дифтерійними бактеріями до металу, що забарвлює колонії в чорний колір.

Лужний агарелективний для холерних вібріонів, лужна реакція середовища (рН 9,0) не перешкоджає зростанню холерних вібріонів, але гальмує зростання інших мікроорганізмів.

Консервуючі середовища– середовища, що містять добавки, що запобігають розмноженню та загибелі мікробів, що сприяє збереженню їх життєздатності. Консервуючі середовища застосовуються коли немає можливості швидкого посіву на живильні середовища. Для бактерій найбільш уживані консерванти:

а) гліцеринова суміш, що складається з 0,5 л хімічно чистого
гліцерину та 1,0 л фізіологічного розчину.

б) боратна суміш

в) фосфатно-буферна суміш

Для тривалого збереження свіжовиділених та виробничих культур застосовують напіврідкий голодний агар, у цьому середовищі при зниженій життєдіяльності мікробів продукти обміну накопичуються незначно, що сприяє гарному збереженнюкультур.

Спеціальні середовища.

У бактеріології широко застосовуються сухі живильні середовища промислового виробництва, які є гігроскопічні порошки, що містять всі компоненти середовища, крім води. Для їх приготування використовуються триптичні перетравлення дешевих нехарчових продуктів (рибні відходи, м'ясо-кісткове борошно, технічний казеїн). Вони зручні при транспортуванні, можуть довго зберігатися, позбавляють лабораторії від величезного процесу приготування середовищ, наближають до вирішення питання стандартизації середовищ. Медична промисловість виробляє сухі середовища Ендо, Левіна, Плоскірєва, вісмутсульфіт агар, живильний агар, вуглеводи з індикатором ВР та інші.

Термостати

Для культивування мікроорганізмів використовують термостати.

Термостат – це апарат, у якому підтримують постійну температуру. Прилад складається з нагрівача, камери, подвійних стінок, між якими циркулює повітря чи вода. Температура регулюється терморегулятором. Оптимальна температура розмноження більшості мікроорганізмів 37°С.

11. Умови успішної антибіотикотерапії. Негативні сторони антибіотикотерапії. Дія антибіотиків на мікроби, залежно від дози препарату. Методи визначення чутливості мікробів до антибіотиків.

Раціональна антибіотикотерапія

Лікар завжди повинен пам'ятати, що призначати антибіотики слід лише за інфекцій бактеріальної етіології. Вибір антибіотиків повинен ґрунтуватися на знанні їх природної активності щодо передбачуваних або встановлених збудників захворювання, а також локальних та регіональних даних про резистентність мікроорганізмів. Слід призначати лише препарати з доведеною клінічною ефективністю при інфекціях даної локалізації, звертаючи при цьому увагу на форму випуску, профіль безпеки, можливість міжлікових взаємодій та ін.

Забезпечити високу ефективність лікування може лише своєчасний початок антибактеріальної терапії. Не менш важливими є адекватне дозування, оптимальна тривалість курсу антибактеріальної терапії та своєчасна оцінка ефективності стартового антибіотика (через 48-72 години від початку лікування). Істотну роль відіграє оптимальне співвідношення вартість/ефективність. При виборі препарату та проведенні антибактеріальної терапії обов'язково враховуються особливості пацієнта (вік, маса тіла, фізіологічні стани (вагітність, період лактації), імунодефіцитні стани, супутні захворювання, поведінкові стереотипи та ін.) та перебіг захворювання (локалізація, клінічні прояви, тяжкість та ін.) .).

Негативні сторони антибіотикотерапії

• Дисбактеріоз: антибіотики вбивають корисну та патогенну мікрофлору. Виразність дисбактеріозу залежить від дози, тривалості, типу ліків та віку людини. Як правило, після основної хвороби маленьким дітям доводиться відновлювати мікрофлору. Як цього уникнути? Паралельно з антибіотиками (2-3 рази на день) та 2 тижні після лікування пити пробіотики (еубіотики) – бактерії для мікрофлори кишечника. Тоді дисбактеріозу нічого очікувати чи його прояви зменшаться.
• Небезпечно пити жінкам у першому триместрі вагітності. Але якщо є хвороба, що загрожує життю матері та дитині, лікар обирає найменше зло. Не рекомендується приймати жінкам, що годують груддю.
• Індивідуальна непереносимість, алергія чи побічні ефекти. Про це необхідно повідомити лікаря перед призначенням антибіотика або після призначення, якщо побічні явища з'явилися вперше, і лікар змінить ліки.

Важлива умова раціональної антибіотикотерапії - правильний вибір препарату та призначення достатніх доз, здатних надати згубну дію на
мікроорганізм. Призначення препарату у малих дозах може сприяти розвитку резистентності бактерій.

Визначення чутливості до антибіотиків

А) шляхом дисків.

На поверхню живильного агару засівають газоном випробувану культуру (стафілокок, кишкова паличка). Чашки прочиняють і підсушують при кімнатній температурі 10-15 хвилин. Потім диски накладають пінцетом на відстані 2 см один від одного і від країв чашки. Чашки поміщають у термостат для інкубації на 18-20 годин, перевернутими догори дном, після чого враховують результат. Чашки поміщають догори дном на темну матову поверхню, облік проводять у відбитому світлі. За допомогою лінійки та вимірювача визначають діаметр зон затримки зростання навколо дисків, включаючи діаметр дисків. Оцінку результатів проводять за таблицями, які містять прикордонні значення діаметрів зон затримки зростання для стійких, помірно стійких та чутливих мікроорганізмів.

Б) методом серійного розведення.

Цей метод є кількісним, оскільки дозволяє визначити мінімальну інгібуючу концентрацію, тобто. найменшу концентрацію антибіотика, що інгібує зростання досліджуваної культури. Дослідження починають з приготування основного розчину, з якого готують всі наступні розведення в бульйоні (обсязі 1 мл), після чого до кожного розведення додають 0,1 мл досліджуваної бактеріальної суспензії, що містить 10 6 -10 7 бактеріальних клітин в 1 мл. Для контролю використовують посів культури на бульйон без антибіотика. Посіви інкубують при 37°З 18-20 годин. У контролі з'явиться зростання (пробірка стане каламутною). Пробірки з прозорим живильним середовищем вказують на затримку зростання випробуваної культури, а остання пробірка з прозорим живильним середовищем містить найменшу інгібуючу дозу антибіотика, що визначає ступінь чутливості випробуваної культури до антибіотика.

Віруси відтворюють собі подібні частинки в такій величезній кількості і настільки своєрідним способом, що це стали називати репродукцією, тому що тут копіюються молекули нуклеїнових кислот і, згідно з укладеною в них генетичною інформацією, синтезуються вірусні білки.

При великому розмаїтті механізмів репродукції вірусів загальним всім видів є:

1. джерелом мономерів для синтезу нуклеїнових кислот є нуклеотиди клітини;
2. джерелом мономерів для синтезу вірусних білків є амінокислоти (аміноацил тРНК) клітини;
3. синтез білків всіх вірусів складає клітинних рибосомах;
4. джерело енергії для біосинтетичних процесів при репродукції всіх вірусів - аденазинтрифосфорна кислота (АТФ), що виробляється в мітохондріях клітини;
5. дис'юнктивний (роз'єднаний у часі та у просторі) біосинтез структурних компонентів вірусів. Так, нуклеїнова кислота вірусу може реплікуватися, наприклад, в ядрі клітини, вірусний білок синтезується в цитоплазмі, а складання цілісних віріонів або нуклеокапсид може відбуватися на внутрішній поверхні цитоплазматичної мембрани. Нарешті, складний ліпопротеїновий суперкапсид може набуватись вірусами в процесі брунькування;
6. реплікацію нуклеїнових кислот вірусів здійснюють ферменти - полімерази (ДНК-полімерази та РНК-синтетази), які можуть бути клітинними полімеразами, присутніми в клітині до її зараження вірусом, або вірусспецифічними, що з'являються після зараження клітини вірусом, так як біосинтез самих вірусів чи вони перебувають у віріоні вірусу;
7. точність копіювання молекул нуклеїнових кислот при їх реплікації забезпечується матричним механізмом та принципом комплементарності.

Взаємодія вірусу з клітиною господаря – складний та багатостадійний процес. В результаті такої взаємодії можуть розвиватися три основні форми клітинної інфекції: продуктивна, абортивна та інтегративна.

Продуктивна формачастіше носить літичний характер, тобто закінчується загибеллю та лізисом інфікованої клітини, що відбувається після повного складання дочірньої популяції інфікованих вірусних частинок. Загибель клітини можуть викликати такі фактори: раннє пригнічення синтезу клітинних білків, накопичення вірусних компонентів, що пошкоджують клітину; пошкодження лізосом та вивільнення їх ферментів у цитоплазму. Така форма інфекції спостерігається у багатьох вірусів.

Абортивна формане завершується утворенням інфекційних вірусних частинок або вони утворюються у значно меншій кількості, ніж при продуктивній інфекції. Абортивна інфекція може виникати за таких обставин: зараження чутливих клітин дефектним вірусом, зараження чутливих клітин у нерозв'язних умовах, тобто при різкій змініумов, у яких відбувається інфекційний процес, зараження нечутливих клітин стандартним вірусом. Через війну клітина чи гине без продукції інфекційного вірусу, чи інфекція переривається певному етапі.

Дефектним називається такий вірус, який здатний проявити всі генетичні функції, необхідні освіти інфекційного потомства. Існують дефектні віруси та дефектні вірусні частки. Дефектними називають такі віруси, які репродукуються лише в присутності вірусу-помічника, наприклад, аденоасоційований вірус (родина парвовірусів), що дає потомство тільки в присутності аденовірусу - помічника. Дефектні вірусні частинки позбавлені частини генетичного матеріалу(Від 10 до 90% геному). Дефектні частинки інтерферують при репродукції з вірусними інфекційними частинками і тому їх називають дефектними інтерферуючими частинками (ДІЛ). Потрапляючи у клітину разом із інфекційними вірусними частинками, вони конкурують із нею чинники репродукції і перешкоджають утворенню інфекційного потомства. Велика кількість ДІЧ проявляється при серійному пасивуванні вірусу з високою множинністю зараження.

Інтегративна формане призводить до загибелі клітки. Нуклеїнова кислота вірусу, вбудована в геном клітини-господаря, функціонує як складова клітинного геному. Клітина може зберегти нормальні функції і при її розподілі вірусні послідовності можуть переходити до генома дочірніх клітин. Інтеграція може призвести до неопластичної трансформації клітин. Такі клітини набувають здатності до необмеженого поділу.

Інтегративна форма інфекції можлива для кількох сімейств: ретровірусів, аденовірусів, вірусів герпесу, паповавірусів та ін.

Процес репродукції вірусів можна умовно розділений на дві фази. Перша фаза охоплює події, які ведуть до адсорбції та проникнення вірусу в клітину, звільнення його внутрішнього компонента та модифікації вірусу таким чином, що він здатний викликати інфекцію. Відповідно, перша фаза включає три стадії.

I. Адсорбція вірусу на клітинах.

ІІ. Проникнення у клітини.

ІІІ. Роздягання вірусу у клітині.

Ці стадії спрямовані на те, щоб вірус був доставлений до відповідних клітинних структур і його внутрішній компонент був звільнений від захисних оболонок. Як тільки цієї мети досягнуто, починається друга фаза репродукції, протягом якої відбувається експресія вірусного геному. Ця фаза включає п'ять стадій:

I. Транскрипція.

ІІ. Трансляція іРНК.

ІІІ. Реплікація геному.

IV. Складання вірусних компонентів.

V. Вихід вірусу із клітини.

Перша фаза репродукції. I. Адсорбція віріонів на поверхні клітини. Прикріплення вірусних частинок до поверхні клітини-господаря – перша стадія інфекційного процесу. Початковий контакт вірусу з клітиною відбувається внаслідок випадкового зіткнення на кшталт броунівського руху.

В основі адсорбції лежать два механізми.

Перший - неспецифічний. Визначається силами електростатичної взаємодії, що виникають між різнозарядженими групами, розташованими на поверхні клітини та вірусу. У цьому процесі беруть участь заряджені позитивно амінні групи вірусного білка та кислі фосфатні, сульфатні та карбоксильні групи клітинної поверхні, що мають негативний заряд.

Другий – специфічний. Специфічність зв'язку між вірусом та клітиною обумовлена ​​комплементарними клітинними та вірусними рецепторами.

Процес адсорбції можливий за наявності відповідних рецепторів на поверхні клітини і «дізнаються» їх субстанцій на поверхні вірусу. Впізнавання клітинних рецепторів вірусними білками (рецепторами), що веде до прикріплення вірусної частки до клітини, є високоспецифічним процесом. Білки на поверхні вірусу, які впізнають специфічні угруповання на плазматичній мембрані клітини та зумовлюють прикріплення до них вірусної частки, називаються білками (рецепторами). Рецептори можуть мати різну хімічну природу та являти собою білки, вуглеводний компонент білків та ліпідів. Рецепторами для вірусів грипу та параміксовірусів є сіалова кислота у складі глікопротеїдів та гліколіпідів, для рабдо- та реовірусів – також вуглеводний компонент у складі білків та ліпідів, для пікорну – та аденовірусів – білки, для деяких вірусів – ліпіди. Специфічні клітинні рецептори грають роль у прикріпленні вірусної частинки до клітинної поверхні. Вони визначають подальшу долю вірусної частки, її внутрішньоклітинний транспорт та доставку до певних ділянок цитоплазми та ядра, де вірус здатний ініціювати інфекційний процес. Вірус може прикріпитися до неспецифічних рецепторів і навіть проникнути в клітину, проте тільки прикріплення до специфічного рецептора призведе до виникнення інфекції.

Прикріплення вірусної частинки до клітинної поверхні спочатку відбувається шляхом утворення одиничного зв'язку вірусної частки з рецептором. Однак таке прикріплення неміцне, і вірусна частка може легко відірватися від поверхні клітин (оборотна адсорбція). Для того, щоб настала незворотна адсорбція, повинні з'явитися множинні зв'язки між вірусною часткою і багатьма молекулами рецепторів, тобто має відбутися стабільне мультивалентне прикріплення. Кількість молекул клітинних рецепторів у ділянках адсорбції може сягати 3000.

Кількість специфічних рецепторів на поверхні клітини коливається між 104 і КР на одну клітину. Рецептори ряду вірусів можуть бути представлені лише в обмеженому наборі клітин-господарів, і цим може визначатися чутливість організму до даному вірусу. Наприклад, віруси поліомієліту адсорбуються лише на клітинах приматів. Рецептори для інших вірусів, навпаки, широко представлені на поверхні клітин різних видів, як, наприклад, рецептори для ортоміксо-і ларамиксовірусів, що являють собою сіалілсодержащіе сполуки, мають відносно широкий діапазон клітин, на яких може відбуватися адсорбція вірусних частинок. Рецепторами для ряду тогавірусів мають клітини широкого кола господарів: ці віруси можуть адсорбуватися та інфікувати клітини як хребетних, так і безхребетних. Вірусні ДНК і РНК мають здатність заражати ширше коло господарів, ніж віруси. Максимальна швидкість адсорбції вірусу спостерігається лише при певному співвідношенні концентрації вірусу та клітин, вплив pH, температури, іонного складу середовища.

Адсорбція вірусу на клітинах відбувається у широкому діапазоні температур. Вона протікає нормально у присутності катіонів і пригнічується речовинами, що несуть високий негативний заряд (сульфатовані полісахариди, гепарин). Для низки оболонкових вірусів відома зворотна закономірність.

Процес адсорбції складається з двох швидко наступних один за одним періодів: оборотного та незворотного. Період конвертованого прикріплення може закінчитися десорбцією. При тривалому контакті вірусу з клітиною ніякі дії не дозволяють звільнити адсорбований вірус, настає стадія незворотної адсорбції. Вірус ящуру, наприклад, адсорбується клітинами культури нирки свиней при 2-4 і 37 °С, проте при низькій температурі адсорбція вірусу оборотна та інфікування клітин не відбувається, оскільки вірус знаходиться на поверхні клітин і легко може бути десорбований розчином версена без порушення цілісності клітин , тоді як при 37 ° С через 80-90 хв наставала повна необоротна адсорбція вірусу. Кількість адсорбованого вірусу та кількість інфікованих клітин в основному залежать від множинності зараження та тривалості адсорбції.

Адсорбовані вірусні частинки можуть мати різну долю: більша частина їх елююється, при цьому вони ушкоджуються, тому що втрачають здатність до реадсорбції іншими клітинами та не інфікують їх; інша частина вірусних частинок проникає в клітину та піддається дезінтеграції; невелика частина інфекційних вірусних частинок, пов'язаних із клітиною, залишається інтактною.

Прикріплювальні білки можуть перебувати у складі унікальних органел, таких як структури відростка у Т-бактеріофагів або фібри у аденовірусів, які добре видно в електронному мікроскопі; можуть формувати морфологічно менш виражені, але не менш унікальні структури білкових субодиниць на поверхні вірусних мембран, як, наприклад, шипи у оболонкових вірусів, корону у коронавірусів.

Просто організовані віруси тварин містять прикріплювальні білки у складі капсиду. У складно організованих вірусів ці білки входять до складу суперкапсиду і представлені багатьма молекулами. Наприклад, у вірусу лісу Семлики (α-вірус) є 240 молекул глікопротеїду в одному віріоні, у вірусу грипу - 300-450 гемаглютинуючих субодиниць, у аденовірусу - 12 фібрів.

Спектр чутливості клітин до вірусів значною мірою визначається наявністю відповідних рецепторів. Прикріплення вірусу до клітини - неодмінна, але недостатня умова для інфікування, що визначається проходженням наступних стадій репродукції вірусу.

ІІ. Проникнення вірусу в клітину. В даний час відомо два механізми проникнення вірусу в клітину: шляхом рецепторного ендоцитозу та шляхом злиття вірусної та клітинної мембран. Обидва ці механізми не виключають, а доповнюють один одного.

Рецепторний ендоцитоз відбувається у спеціалізованих ділянках плазматичної мембрани, де є спеціальні ямки, на дні яких є спеціальні рецептори. Ямки забезпечують швидку інвагінацію та утворення внутрішньоклітинних вакуолей (за 1 хв утворюється понад 2 тис. вакуолей), що зливаються з цитоплазматичними вакуолями, утворюючи рецептосоми, а вони можуть зливатися з лізосомами. Ендоцитоз забезпечує внутрішньоклітинний транспорт віріона у складі вакуолі, звільняючи вірусну частинку у відповідних внутрішньоклітинних ділянках. Так, наприклад, ядерні віруси потрапляють у ядро, а реовіруси – у лізосоми. Більшість вірусів тварин проникає у клітину шляхом ендоцитозу.

Злиття вірусних та клітинних мембран. У оболонкових вірусів злиття обумовлено точковою взаємодією вірусного білка шляхом злиття з ліпідами клітинної мембрани, в результаті вірусна ліпопротеїдна оболонка інтегрує клітинну мембрану.

У безоболонкових вірусів один із поверхневих білків також взаємодіє з ліпідами клітинних мембран, в результаті внутрішній компонент проходить через мембрану і всередину клітини проникає лише нуклеопротеїд віріону. При даному способі проникнення функціонально активний вірусний нуклеопротеїд звільняється з віріону в період його проходження всередину клітини через плазматичну мембрану, тобто одночасно відбувається проникнення та роздягання віріону. Білком злиття у вірусів є один із поверхневих білків, так, у параміксовірусів це білок (F-білок), у вірусу грипу функцію білка злиття виконує мала гемаглютинуюча субодиниця (НА2).

Більшість вірусів викликає злиття мембран за низького значення pH - від 5,0 до 5,75.

ІІІ. Роздягання - депротеїнізація вірусу. Вірусні частинки, що проникли в клітину, повинні роздягнутися для того, щоб викликати інфекційний процес. Сенс роздягання полягає у видаленні вірусних захисних оболонок, які перешкоджають експресії вірусного геному. Внаслідок роздягання звільняється внутрішній компонент вірусу, який здатний викликати інфекційний процес. Роздягання супроводжується рядом характерних особливостей: в результаті розпаду вірусної частки зникає інфекційна активність, у ряді випадків з'являється чутливість до нуклеазів, виникає стійкість до дії антитіл, що нейтралізує, втрачається фоточутливість при використанні ряду препаратів.

Кінцевими продуктами роздягання є серцевини, нуклеокапсиди чи нуклеїнові кислоти. Для ряду вірусів було показано, що продуктом роздягання є не голі нуклеїнові кислоти, а пов'язані з внутрішнім вірусним білком. Наприклад, кінцевий продукт роздягання пікорнавірусів – РНК, ковалентно пов'язана з білком VPg, кінцевий продукт роздягання аденовірусів, вірусу поліноми та SV40 – ДНК, ковалентно пов'язана з одним із внутрішніх вірусних білків.

У ряді випадків здатність вірусів викликати інфекційний процес визначається можливістю їх роздягання у клітині даної системи. Тим самим ця стадія є однією з тих, що обмежують інфекцію.

Роздягання ряду вірусів відбувається у спеціалізованих ділянках усередині клітини (лізосомах, структурах апарату Гольджі, навколоядерному просторі, ядерних порах на ядерній мембрані). При злитті вірусної та клітинної мембран проникнення в клітину поєднується з роздяганням.

Роздягання та внутрішньоклітинний транспорт – взаємопов'язані процеси: при порушенні правильного внутрішньоклітинного транспорту до місць роздягання вірусна частка потрапляє у лізосому та руйнується лізосомальними ферментами.

Роздягання вірусної частки здійснюється поступово внаслідок серії послідовних реакцій. Наприклад, у процесі роздягання пікорнавіруси проходять ряд стадій з утворенням проміжних субвірусних частинок розмірами від 156S до 12S. Роздягання аденовірусів відбувається в цитоплазмі та ядерних порах і має принаймні три стадії: 1) утворення субвірусних частинок із більшою щільністю, ніж віріони; 2) утворення серцевини, в яких відсутні 3 вірусні білки; 3) утворення ДНК-білкового комплексу із термінальним білком.

Віруси віспи роздягаються у дві стадії: на першій - ферменти господаря видаляють зовнішнє покриття, а на другій - для звільнення вірусної ДНК із серцевини потрібна участь продуктів вірусних генів («роздягаючий фермент»), синтезованих після зараження.

Друга фаза репродукції. I. Транскрипція. Це переписування інформації з ДНК РНК за законами генетичного коду. Здійснюється за допомогою спеціального ферменту (РНК-полімерази), який пов'язує нуклеотиди шляхом утворення 3'-5'-фосфодіефірних містків. При ініціації транскрипції РНК-полімераза зв'язується зі спеціальним ділянкою ДНК (промотором), подвоєні спіралі ДНК роз'єднуються і функціонують як матриці, до яких приєднуються комплементарні нуклеотиди завдяки спаровування комплементарних основ (аденін з тиміном, ураніл з аданіном . Таким чином відбувається поступове подовження (елонгація) ланцюга НІК. Термінація (припинення зростання) ланцюга ЦПК відбувається на специфічних ділянках ДНК, які називаються термінаторами. При цьому беруть участь і спеціальні білки.

Стратегія вірусного геному щодо синтезу іРНК у різних вірусів різна. У ДНК-вірусів іРНК синтезується на матриці однієї з ниток ДНК. Формула перенесення генетичної інформації у них така сама, як і в клітині:

ДНК → (транскрипція) → РНК → (трансляція) → білок.

ДНК-віруси, репродукція яких відбувається в ядрі, використовують для транскрипції клітинну полімеразу. До цих вірусів належать папова-, аденовіруси, віруси герпесу. ДНК-віруси, репродукція яких відбувається в цитоплазмі, не можуть використовувати клітинні ферменти, що знаходяться в ядрі. Транскрипція їхнього геному здійснюється вірусспецифічним ферментом - ДНК-полімеразою, яка проникає в клітину у складі віріона. До цих вірусів відносяться віруси віспи та іридовіруси.

РНК → білок.

До цієї групи вірусів відносяться пикорна-, тога-, коронавіруси. Вони немає необхідності в акті транскрипції для синтезу вірусспецифічних білків. Тому транскрипцію як самостійний процес цих вірусів не виділяють.

Б. У вірусів, геном яких не може виконувати функцію іРНК (мінус-ниткові віруси). У клітині синтезується комплементарна генома РНК, яка і є інформаційною. Передача генетичної інформації цих вірусів здійснюється за формулою:

РНК → РНК → білок.

У цих вірусів транскрипція виділено як самостійний процес у інфекційному циклі. До них відносяться дві групи вірусів тварин:

• віруси, геном яких представлений односпіральною РНК: ортоміксо-, параміксо-, рабдо-, буньявіруси;
• віруси, геном яких представлений двоспіральною РНК. Серед вірусів тварин до них відносяться реовіруси.

У клітині немає ферменту, що може полімеризувати нуклеотиди на матриці РНК. Цю функцію виконує вірусспецифічний фермент - РНК-залежна PHK-полімераза, або транскриптаза, яка знаходиться у складі віріонів і разом із ними проникає в клітину.

В. Серед РНК-вірусів тварин є сімейство ретровірусів, які мають унікальний шлях передачі генетичної інформації. РНК цих вірусів переписується на ДНК, ДНК інтегрує з клітинним геномом і в його складі переписується на РНК, яка має інформаційні функції. Шлях передачі генетичної інформації в цьому випадку здійснюється за складнішою формулою: РНК → ДНК → PHК → білок

У цих вірусів є унікальний вірусспецифічний фермент, який переписує РНК на кДНК. Цей процес називається зворотною транскрипцією, а фермент – зворотна транскриптаза, або ревертаза. Той самий фермент синтезує нитку ДНК на матриці ДНК. Двоспіральна ДНК після замикання в кільце інтегрує з клітинним геномом і транскрипцію інтегрованої ДНК у складі клітинних геномів здійснює клітинна ДНК-залежна РНК-полімераза.

Транскрипція вірусного геному суворо регулюється протягом інфекційного циклу. Регуляція здійснюється як клітинними, і вірусспецифічними механізмами. У деяких вірусів, в основному ДНК-содержащих, існує три періоди транскрипції: надранній, ранній та пізній. До них відносяться віруси віспи, герпесу, папова-, адено - та іридовіруси. В результаті надранньої та ранньої транскрипції вибірково зчитуються надранні та ранні гени з утворенням надранніх або ранніх іРНК. При пізній транскрипції зчитується інша частина вірусного геному - пізні гени з утворенням пізніх та PHК. Кількість пізніх генів зазвичай перевищує кількість ранніх генів. Багато надранніх генів є генами для неструктурних білків (ферментів і регуляторів транскрипції) та реплікації вірусного геному. Навпаки, пізні гени зазвичай є генами структурних білків. Зазвичай за пізньої транскрипції зчитується весь геном, але з переважанням транскрипції пізніх генів.

Фактором регулювання транскрипції у ядерних вірусів є транспорт транскриптів з ядра в цитоплазму, до місця функціонування іРНК - полісомів.

Продуктом надранньої транскрипції вірусів герпесу є α-білки. Функція одного або декількох з них необхідна для транскрипції наступної групи генів, що кодують білки. У свою чергу β-білки включають транскрипцію останньої групи пізніх генів, що кодують γ-білки. Такий тип регуляції отримав назву "каскадний".

ІІ. Трансляція. Его - процес перекладу генетичної інформації, що міститься в іРНК на специфічну послідовність амінокислот у синтезованих вірусспецифічних білках. Синтез білка в клітині відбувається внаслідок трансляції іРНК на рибосомах. У рибосомах йде злиття потоку інформації (іРНК) з потоком амінокислот, які приносять транспортні РНК (тРНК). У клітці існує велика кількість різноманітних тРНК. Для кожної амінокислоти має бути своя тРНК.

Молекула тРНК є односпіральною РНК зі складною структурою у вигляді кленового листа.

Зв'язування конкретної тРНК та амінокислоти здійснює фермент аміноацилсинтетазу. Один кінець тРНК пов'язується з амінокислотою, а інший – з нуклеотидами іРНК, яким вони є комплементарними. Три нуклеотиди на іРНК кодують одну амінокислоту і називаються «триплет» або «кодон», а комплементарні кодони три нуклеотиди на тРНК називаються «антикодоном».

Процес транскрипції складається із трьох фаз: ініціації елонгації, термінації.

Ініціаціятрансляції - найбільш відповідальний етап у процесі трансляції, заснований на впізнанні рибосомою іРНК та зв'язуванні з її особливими ділянками. Рибосома дізнається іРНК завдяки «шапочці» (кеп) на 5'-кінці і ковзає до 3'-кінця, поки не досягне ініціаторного кодону, з якого починається трансляція. В еукаріотичній клітині ініціаторними кодонами є кодони АУГ (аденін, урацил, гуанін), що кодують метіонін. З метіоніну починається синтез усіх поліпептидних ланцюгів. Специфічне впізнавання рибосомою вірусної та РНК здійснюється за рахунок вірусспецифічних ініціаторних факторів.

Спочатку з іРНК зв'язується мала рибосомальна субодиниця. До комплексу іРНК з малою рибосомальною субодиницею приєднуються інші компоненти, необхідні початку трансляції. Це кілька молекул білка, які називаються «ініціаторні фактори». Їх принаймні три в прокаріотичній клітині і більше дев'яти в еукаріотичній клітині. Ініціаторні фактори визначають впізнавання рибосомою специфічних іРНК. В результаті формується комплекс, необхідний для ініціації трансляції, який називається ініціаторним комплексом. До ініціаторного комплексу входять: іРНК; мала рибосомальна субодиниця; аміноацил-тРНК, що несе ініціаторну амінокислоту; ініціаторні фактори; кілька молекул ГТФ (гуанозінтріфосфат).

У рибосомі здійснюється злиття потоку інформації з потоком амінокислот. Входження аміноацил-тРНК в А-центр великої рибосомальної субодиниці є наслідком впізнавання, а її антикодон взаємодіє з кодоном іРНК, що знаходиться в малій рибосомальній субодиниці. При просуванні іРНК на один кодон тРНК перекидається в пептидильний центр (П-центр) і її амінокислота приєднується до ініціаторної амінокислоти з утворенням першого пептидного зв'язку. Вільна від амінокислоти тРНК виходить із рибосоми і може знову функціонувати у транспорті специфічних амінокислот. На її місце з A-центру до П-центру перекидається нова тРНК, і утворюється новий пептидний зв'язок. В A-центрі з'являється вакантний кодон іРНК, до якого негайно приєднується відповідна тРНК, і відбувається приєднання нових амінокислот до поліпептидного ланцюга, що росте.

Елонгаціятрансляції – процес подовження, нарощування поліпептидного ланцюга, заснований на приєднанні нових амінокислот за допомогою пептидного зв'язку. Відбувається постійне протягування нитки іРНК через рибосому і декодування закладеної в ній генетичної інформації. Часто іРНК функціонує одночасно на декількох рибосомах, кожна з яких синтезує ту саму поліпептидну нитку, що кодується даною іРНК.

Термінаціятрансляції відбувається у той момент, коли рибосома доходить до термінуючого кодону у складі іРНК (УАА, УГА, УАГ). Трансляція припиняється, і поліпептидний ланцюг звільняється з полірибосоми. Після закінчення трансляції полірибосоми розпадаються на субодиниці, які можуть увійти до складу нових полірибосом.

Кожна та PHК функціонує на кількох рибосомах. Групу рибосом, що працюють на одній молекулі іРНК, називають полірибосомою або полісомою. Полісоми можуть складатися від 4-6 до 20 і більше рибосом.

Вірусспецифічні полісоми можуть бути як вільними, так і пов'язаними з мембранами. Внутрішні білки зазвичай синтезуються на вільних полісомах, глікопротеїди завжди синтезуються на полісомах, пов'язаних із мембранами.

Оскільки геном вірусу тварин представлений молекулою, що кодує більш ніж один білок, віруси поставлені перед необхідністю синтезу або довгої іРНК, що кодує один гігантський поліпептид-попередник, який потім повинен бути нарізаний у специфічних точках на функціонально активні білки, або коротких моноцистронних іРНК, кодує один білок. Таким чином, існують два способи формування вірусних білків:

перший - іРНК транслюється в гігантський поліпептид-попередник, який після синтезу нарізається послідовно на зрілі функціонально активні білки;

другий - іРНК транслюється із заснуванням зрілих білків чи білків, які лише трохи модифікуються після синтезу.

Перший спосіб трансляції характерний для РНК-плюс-ниткових вірусів - пікорнавірусів і тогавірусів. Їхня іРНК транслюється в гігантський поліпептидний ланцюг, так званий поліпротеїд, який сповзає у вигляді безперервної стрічки з рибосомного «конвеєра» і нарізається на індивідуальні білки потрібного розміру. Нарізування вірусних білків - багатоступінчастий процес, який здійснюється як вірусспецифічними, так і клітинними протеазами.

Другий спосіб формування білків характерний для ДНК-вірусів і більшості РНК-вірусів. При цьому способі синтезуються короткі моноцистронні іРНК внаслідок вибіркової транскрипції однієї ділянки геному (гену). Однак, ці віруси широко використовують механізм посттрансляційного нарізання білка.

В еукаріотичній клітині багато білків, у тому числі вірусні, піддаються посттрансляційним модифікаціям, зрілі функціонально активні білки часто неідентичні їх знову синтезованим попередникам. Широко поширені такі посттрансляційні ковалентні модифікації, як глікозилювання, ацилювання, метилювання, сульфування (утворення дисульфідних зв'язків), протеолітичне нарізування та, нарешті, фосфорилювання. В результаті замість 20 генетично закодованих амінокислот із різних клітин різних органів еукаріотів виділено близько 140 дериватів амінокислот.

Глікозилювання. У складі складно влаштованих PHК - і ДНК-вірусів є білки, що містять ковалентно приєднані бічні ланцюжки вуглеводів, - глікопротеїди. Глікопротеїди розташовані у складі вірусних оболонок та знаходяться на поверхні вірусних частинок.

Глікозилювання поліпептидів - складний багатоступінчастий процес, перші етапи якого починаються вже в процесі синтезу поліпептидів, і перший вуглеводний залишок приєднується до поліпептидного ланцюга, що ще не зійшов з рибосоми. Наступні етапи глікозилювання відбуваються шляхом послідовного приєднання вуглеводних залишків до вуглеводного ланцюжка у процесі транспортування поліпептиду до плазматичної мембрани. Вуглеводні залишки приєднуються по одному, і тільки при ініціації синтезу олігосахаридного ланцюга переноситься блок. Остаточне формування вуглеводного ланцюжка може завершуватися на плазматичній мембрані перед збиранням вірусної частки.

Глікозилювання впливає на транспорт, більше, транспорт нерозривно пов'язаний для глікопротеїдів зі стадійним глікозилюванням. Переконливим доказом цього є вплив на вірусну репродукцію інгібіторів глікозилювання; вони повністю пригнічують транспорт поліпептидів, не порушуючи та не інгібуючи їх синтезу.

При пригніченні глікозилювання відповідними інгібіторами (аналоги цукрів типу 2-дезоксиглкжози, антибіотик тунікаміцин) блокується складання віріонів міксо-, рабдо-, α-вірусів або утворюються неінфекційні віріони вірусів герпесу та онковірусів.

Сульфування. Деякі білки складно влаштованих РНК - і ДНК-вірусів сульфуються після трансляції. Найчастіше сульфування піддаються глікопротеїди, при цьому сульфатна група зв'язується з вуглеводними залишками глікопротеїду.

Ацилювання. Ряд глікопротеїдів складно влаштованих РНК-вірусів (НА2 вірусу грипу, білок G вірусу везикулярного стоматиту, білок HN вірусу ньюкаслської хвороби та ін) містять ковалентно пов'язані 1-2 молекули жирних кислот.

Нарізування. Багато вірусні білки, і в першу чергу глікопротеїди, набувають функціональної активності лише після того, як відбудеться їхнє нарізування в специфічних точках протеолітичними ферментами. Нарізання відбувається або з утворенням двох функціональних білкових субодиниць (наприклад, велика і мала субодиниці гемаглютиніну вірусу грипу, два глікопротеїди (Е2 і ЕЗ) вірусу лісу Семлики), або з утворенням одного функціонально активного білка та неактивного ферменту, наприклад білки F і H. Нарізування зазвичай здійснюється клітинними ферментами. У багатьох складно влаштованих вірусів тварин, що мають глікопротеїди, нарізування необхідне для формування активних прикріплювальних білків та білків злиття і, отже, для набуття вірусами здатності інфікувати клітину. Лише після нарізування цих білків вірусна частка набуває інфекційної активності. Таким чином, можна говорити про протеолітичну активацію низки вірусів, що здійснюється за допомогою клітинних ферментів.

Фосфорилювання. Фосфопротеїди містяться практично у складі всіх вірусів тварин - РНК - і ДНК-містять, просто і складно влаштованих. У складі більшості вірусів виявлено протеїнкінази, проте фосфорилювання може здійснюватися як вірусними, так і клітинними ферментами. Зазвичай фосфорилируются білки, пов'язані з вірусним геномом і здійснюють регулюючу роль його експресії. З процесом фосфорилування пов'язаний механізм активної дії інтерферону.

Фосфорилювання білків відіграє регулюючу роль у транскрипції та трансляції вірусних і PHК, специфічному впізнанні вірусних іРНК рибосомою, білок-нуклеїновому та білок-білковому впізнанні на стадії складання вірусних частинок.

ІІІ. Реплікація. Це - синтез молекул нуклеїнової кислоти, гомологічних геному.

Різні віруси мають різні типи вірусного геному. Так, у ДНК-вірусів розрізняють: двоспіральну лінійну ДНК (адено-, герпес-, поксвіруси;), двоспіральну кільцеву ДНК (паповавіруси); односпіральна лінійна ДНК (парвовіруси). У РНК-вірусів розрізняють: двоспіральну сегментовану РНК (реовіруси); односпіральну плюсРНК (пікорна-, кальці-, тога-, флаві-, коронавіруси); односпіральну мінусРНК (ортоміксо-, параміксо-, рабдо-, філо-, бунья - віруси); односпіральну плюсРНК-матрицю для синтезу ДНК-провірусу (ретровіруси). Особливості механізму реплікації вірусів залежить від типу вірусного геному.

Реплікація вірусів у двоспіральній ДНК подібна до реплікації клітинної ДНК. Реплікація відбувається на розплетених ділянках ДНК і йде одночасно на обох нитках від 5'-кінця до 3'-кінця. Реплікацію здійснюють ДНК-полімерази. Кожна знов синтезована молекула ДНК складається з однієї батьківської та однієї знов синтезованої нитки.

При реплікації вірусів з односпіральною ДНК відбувається утворення двоспіральних форм, які є проміжними реплікативними формами, на мінус-нитках яких синтезуються дочірні плюс-нитки ДНК.

У вірусів, геном яких представлений односпіральною РНК, її реплікація відбувається за наступною схемою: на віріонній РНК синтезується комплементарна їй РНК (утворюється реплікативна форма РНК), потім на комплементарній РНК синтезується комплементарна їй, але ідентична вихідна вірусна РНК.

У клітинах немає ферментів, здатних здійснювати реплікацію РНК, тому ферменти, що у реплікації, завжди вирусспецифические.

Реплікація двоспіральних вірусних РНК відбувається так: на мінус-нитки геномної двоспіральної РНК синтезуються односпіральні плюс-нитки, які є і PH До і матрицею для синтезу мінус-ниток, в результаті утворюються двоспіральні вірусні РНК.

Реплікація односпіральної РНК ретровірусів відбувається за участю ферменту зворотної транскриптази. Спочатку на вірусної РНКсинтезується комплементарна їй мінус-нитка ДНК, а потім (після руйнування РНК) на ній синтезується плюс-нитка ДНК. Двоспіральна ДНК інтегрує у хромосому клітини. Вірусспецифічна ДНК, вбудована в клітинний геном, транскрибується з утворенням вірусної РНК, яка спочатку виконує функції іРНК, спрямовуючи синтез вірусспецифічних білків, а потім з'єднується з ними, формуючи нове покоління віріонів.

Синтез РНК може здійснюватися за одним із двох механізмів: 1) консервативним, при якому полінуклеотидні ланцюги, що входять до складу реплікативної форми РНК, зберігаються (консервуються) і не переходять в односпіральну форму; 2) освіта плюс-ниток може відбуватися асиметричним напівконсервативним шляхом, коли знову будується плюс-нитка витісняє раніше синтезовану плюс-нитку з реплікативної форми РНК.

IV. Складання вірусних частинок. Синтез компонентів (нуклеїнових кислот та білків) вірусних частинок у клітині роз'єднаний і може протікати у різних структурах ядра та цитоплазми. Як тільки їхня концентрація досягне певного рівня, починається складання віріонів. При такому дис'юнктивному способі репродукції утворення вірусних частинок можливе лише при специфічному впізнанні вірусних нуклеїнових кислот і білків і мимовільного їх з'єднання один з одним, тобто вірусні компоненти здатні до самоскладання в результаті гідрофобних, іонних водневих зв'язків і стеричного відповідності.

Різноманітність структури вірусів відбивається на способі формування та виході з клітини. У просто влаштованих вірусів формуються провіріони, які потім у результаті модифікацій білків перетворюються на віріони. У складно влаштованих вірусів складання здійснюється багатоступінчасто – спочатку формуються нуклеокапсиди, або серцевини, з якими взаємодіють білки зовнішніх оболонок. Складання нуклеотидів, серцевини, провіріонів і віріонів відбувається у спеціальних структурах клітини («фабриках»).

Розрізняють дві стратегії, що використовуються вірусами при складанні, дозріванні та виході із зараженої клітини. Перша полягає у складанні та дозріванні віріонів усередині клітини (пікорна-, адено-, реовіруси та ін). Друга полягає у поєднанні завершальної стадії складання віріону з виходом його із зараженої клітини. Вона зазвичай використовується вірусами, мають оболонку (тога-, ретро-, герпесвіруси та інших.). Утворення зрілих віріонів у оболонкових вірусів здійснюється під час брунькування їх нуклеопротеїдів через модифіковані ділянки цитоплазматичних або ядерних (герпесвіруси) мембран, в яких клітинні білки замінені на вірусспецифічні. Під час цього процесу віріон, що знову утворився, відбруньковується від клітини.

Дозрівання ретровірусів відбувається після відгалужування від плазматичної мембрани клітини.

Число інфікованих вірусних частинок, що утворюються в одній клітині, залежить від типу вірусу, виду клітин, і їх кількість варіює дуже широко. Вважають, що частку вірусспецифічних продуктів припадає від 0,1 до 5 % маси клітини тварини, але в бактеріофаги - до 40 % маси клітини господаря. В інфікованих клітинах вірусні нуклеїнові кислоти та вірусспецифічні білки синтезуються значно більшій кількості, Чим включаються у віріони.

V. Вихід вірусних частинок із клітини. Існує два способи виходу вірусного потомства з клітини: шляхом вибуху та брунькування. Вихід з клітини шляхом вибуху пов'язаний з деструкцією клітини, порушенням її цілісності, в результаті чого зрілі вірусні частинки, що знаходяться всередині клітини, виявляються в навколишньому середовищі. Такий спосіб виходу з клітини властивий вірусам, які не містять ліпопротеїдної оболонки (пікорна-, рео-, парво-, папова-, аденовіруси). Однак деякі з цих вірусів можуть транспортуватися на поверхню клітини до загибелі клітини.

Вихід із клітини шляхом брунькування властивий вірусам, що містять ліпопротеїдну мембрану, яка є дериватом клітинних мембран. При цьому способі клітина може тривалий час зберігати життєздатність та продукувати вірусне потомство, поки не станеться повне виснаження її ресурсів.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Репродукція вірусів Взаємодія із господарем. Культивування.

Віруси не розмножуються бінарним поділом. У 50-х роках ХХ ст. було встановлено, що розмноження вірусів відбувається шляхом репродукції (англ. reproduce- Відтворювати, робити копію), тобто. шляхом відтворення їх нуклеїнових кислот та синтезу білків з подальшим складанням віріонів. Ці процеси відбуваються у різних частинах клітини господаря (наприклад, в ядрі та цитоплазмі). Такий роз'єднаний спосіб репродукції отримав назву диз'юнктивного. Репродукція вірусів характеризується послідовною зміною окремих стадій:

1) Адсорбція. Проникнення вірусної частки у клітину починається з її адсорбції на клітинній поверхні завдяки взаємодії клітинних та вірусних рецепторів. Рецептори (Лат. receptor– приймаючий) – чутливі спеціальні освіти, які сприймають роздратування, це молекули чи молекулярні комплекси лежить на поверхні клітин, здатні розпізнавати специфічні хімічні угруповання, молекули чи інші клітини і пов'язувати їх. У складних віріонів рецептори розташовуються на зовнішній оболонці у вигляді виростів шиповидних або ворсинок, у простих віріонів - на поверхні капсиду.

2) Проникнення віріона у клітину господаря. Шляхи впровадження вірусів у чутливі до них клітини неоднакові. Багато віріонів можуть проникати в клітину шляхом піноцитозу (грец. pino– пити, випивати), коли піноцитарна вакуоль, що утворюється, втягує віріон усередину клітини. Інші віріони можуть потрапляти у клітину прямим шляхом через її оболонку.

3) Дезінтеграція(або "роздягання") віріона - звільнення ПК від зовнішньої оболонки та капсиду. Після проникнення віріона в клітину капсид зазнає змін, набуває чутливості до клітинних протеаз, руйнується, звільняючи ПК. У деяких бактеріофагів у клітину проникає вільна ПК. Фітопатогенні віруси проникають через пошкодження клітинної стінки, після чого адсорбуються на внутрішніх клітинних рецепторах і вивільняється НК.

4) Синтез вірусних білків та реплікація НК. Синтез вірусоспецифічних білків відбувається за участю інформаційних РНК (у одних вірусів вони входять до складу віріонів, а в інших синтезуються у заражених клітинах на матриці віріонної РНК або ДНК). Відбувається реплікація вірусних ПК.

5) Складання, або морфогенез віріона. Формування віріонів можливе лише за умови строго впорядкованого з'єднання вірусних структурних поліпептидів та їх НК, що забезпечується самозбиранням білкових молекул навколо НК.

6) Вихід віріона із клітки господаря.З клітини вірусні частки виходять одночасно (при руйнуванні клітин) чи поступово (без руйнації клітин).

Репродукція вірусу у клітині відбувається у кілька фаз:

· Перша фаза – адсорбція вірусу на поверхні клітини, чутливої ​​до цього вірусу.

· Друга фаза – проникнення вірусу в клітину господаря шляхом віропексису.

· Третя фаза – «роздягання» віріонів, звільнення нуклеїнової кислоти вірусу від суперкапсиду та капсиду. У ряду вірусів проникнення нуклеїнової кислоти у клітину відбувається шляхом злиття оболонки віріону та клітини-господаря. В цьому випадку друга та третя фази об'єднуються в одну.

Адсорбція віріонів на клітині. Механізм адсорбції віріону на сприйнятливій клітині ґрунтується на взаємодії його рецепторів з комплементарними рецепторами клітини. Рецептори клітини та віріона є специфічними структурами, що розташовані на їх поверхні. Міксовіруси та аденовіруси адсорбуються на мукопротеїнових рецепторах, а пікорнавіруси та арбовіруси – на ліпопротеїнових рецепторах. Нейрамінідаза у віріону міксовірусів руйнує мукогфотеїнові рецептори та відщеплює N-ацетилнейрамінову кислоту від олігосахариду, що містить галактозамін та галактозу. Їх взаємодії цьому етапі оборотні, оскільки у яких впливають температура, сольові компоненти і реакція середовища. Адсорбції віріону на клітині перешкоджають сульфатовані полісахариди та гепарин, що несуть негативний заряд, але їх інгібуюча дія знімається полікартіонами (ДЕАЕ-декстран, екмолін, протамннсулъфат), які нейтралізують негативний заряд сульфатованих поліса.

Проникнення віріона у клітину. Процес проникнення віріонів у клітину у міксовірусів здійснюється ферментом нейрамінідазою, який входить у безпосередній контакт із мукопротеїдами клітини. Наукові факти, накопичені за останні роки, показують, що РНК і ДНК віріонів не відокремлюються від їх зовнішньої оболонки, тобто віріони цілком проникають у чутливу клітину шляхом віропексису або піноцитозу. Це доведено щодо вірусів віспи, вісповакцини та інших вірусів тварин. Що стосується фагів, то вони заражають клітини своєю нуклеїновою кислотою. Механізм зараження заснований на тому, що віріони, що містяться у вакуолях клітини, гідролізуються ферментами (протеаз, ліпаз). При цьому звільняється ДНК від зовнішньої оболонки фага та проникає у клітину.

В експерименті клітини заражають нуклеїновою кислотою, виділеною від деяких вірусів, і викликають один цикл репродукції "віріонів. Але в природних умовах передача інфекції за допомогою інфекційної кислоти не відбувається.

Синтез вірусних структурних компонентів. p align="justify"> Процеси синтезу компонентів РНК-вірусів відбуваються після проникнення нуклеопротеїдів (віріонів) в клітину, де утворюються вірусні полісоми шляхом комплексування вірусної РНК з рибосомами. Потім синтезуються ранні білки: репресори клітинного метаболізму та РНК-полімерази, що транслюються з батьківською молекулою вірусної РНК. У цитоплазмі дрібних вірусів або в ядрі (віруси грипу) утворюється двонитчаста вірусна РНК шляхом комплексування батьківської «плюс»-це-нирки із знову синтезованою та комплементарною їй «мінус»-це-ниркою. З'єднання цих ниток нуклеїнової кислоти обумовлює утворення однонитчастої структури РНК, яка називається реплікативною формою (РФ), яка стійка до РНК-ази і необхідна для репродукції всіх РНК-вірусів. Синтез вірусної РНК здійснюється реплекативним комплексом, у якому беруть участь фермент РНК-полімерази, полісоми, реплікативна форма РНК. Існують два типи РНК-полімераз: РНК-полімераза I каталізує утворення реплікативної форми на матриці «плюс»-це-нирки; РНК-полімераза II бере участь у синтезі вірусної однониткової РНК на матриці реплікативної форми. Синтез нуклеїнової кислоти у дрібних вірусів здійснюється у цитоплазмі. У вірусу грипу в ядрі синтезуються РНК та внутрішній білок. РНК виходить з ядра і надходить в цитоплазму, де з рибосомами синтезує вірусний білок, і утворюється рибонуклеопротеїд входить в хімічний складвіріона.

Синтез компонентів ДНК-вірусів Після проникнення віріонів у клітину в ній пригнічується синтез нуклеїнових кислот та клітинних білків. У ядрі на матриці ДНК-вірусу синтезується і-РНК, яка несе інформацію для синтезу білків. Механізм синтезу вірусних білків складає клітинних рибосомах, і джерелом їх побудови є амінокислотний фонд клітини. Активізація амінокислот відбувається ферментами, за допомогою і-РНК переносяться в рибосоми (полісоми), де вони знаходяться в синтезованій молекулі білка.

Таким чином, у зараженій клітині синтез нуклеїнової кислоти і білків віріону відбувається у складі складного реплікативно-транскриптивного комплексу, який, очевидно, регулюється певною системою контрольного механізму.

Формування віріона здійснюється за участю структурних компонентів клітини. Віруси поліомієліту, герпесу і осповакцини формуються в цитоплазмі, а аденовірусів - в "ядрі. Синтез вірусної РНК і утворення нуклеокапсиду (S-анти-гена) відбувається в ядрі, а гемагглютцнина (V-антигену) - в цитоплазмі з ядра в цитоплазму, де здійснюється формування оболонки віріона.S-антиген покривається вірусними білками, і до складу віріона включаються гемагглютинини і нейрамінідазу.Так відбувається формування потомства вірусу грипу.

Вихід вірусів із клітини. Віріони звільняються із клітин двома способами. Перший спосіб - після повного дозрівання віріонів усередині клітини останні округляються, у них утворюються вакуолі, руйнується клітинна оболонка; віріони виходять одночасно і повністю із клітини (рікорнавіруси). Цей спосіб називається літичним. Другий спосіб - віріони звільняються в міру дозрівання їх на цитоплазматичної мембрані протягом 2-6 годин (арбовіруси, і міксовіруси). Звільненню міксовірусів із клітини, мабуть, сприяє нейрамінідазу, яка руйнує клітинну оболонку. При цьому способі 75-90% віріонів спонтанно виходять в культуральне середовище і клітини гинуть поступово).

Взаємодія вірусу з клітиною господаря - це складний багатоступінчастий процес, який починається з адсорбції вірусних частинок на рецепторах клітини господаря і продовжується після їхнього проникнення всередину клітини. Внаслідок такої взаємодії розвивається або продуктивна, або абортивна, або інтегративна форма клітинної інфекції. При п р.о дуктивної формі відбувається розмноження, точніше репродукція (лат. reproduce-відтворювати) вірусу, при абортивній – її порушення на одному з етапів, при інтегративній – інтеграція вірусної нуклеїнової кислоти у клітинний геном.

РЕПРОДУКЦІЯ ВІРУСІВ

Як зазначалося вище, віруси є формою, що самореплікується, нездатною до бінарного поділу, на відміну від мікроорганізмів з клітинною організацією. У 50-х роках було встановлено, що розмноження, або репродукція, вірусів відбувається шляхом реплікації їх нуклеїнової кислоти та біосинтезу білків з подальшим самозбиранням віріону. Цей процес відбувається у різних частинах клітини - ядрі або цитоплазмі, внаслідок чого отримав назву диз'юнктивного, тобто роз'єднаного розмноження.

Вірусна репродукція є унікальною формою вираження чужорідної (вірусної) інформації в клітинах людини та тварин, комах, рослин та бактерій, яка полягає у підпорядкуванні клітинних матрично-генетичних механізмів вірусної інформації.

1-я стадія - адсорбція - характеризується прикріпленням віріона до клітинних рецепторів, що є гліко-протеїнами клітинної мембрани, що містить нейрамінову кислоту. Такі рецептори є у ряду клітин, зокрема еритроцитів, на яких адсорбуються багато вірусів. Для орто- та параміксовірусів специфічними рецепторами є гліколіпіди, що містять сіалову кислоту (гангліозиди), для інших – білки або ліпіди клітинної мембрани.

Рецепторами вірусів є звані «прикріплювальні» білки, які у складі капсидів простих віріонів і суперкапсидов складних віріонів. Вони можуть мати форму ниток (фібри у аденовірусів) або шипів (гліко-протеїнові утворення на зовнішній оболонці орто-і параміксо-, рабдо-, арено- та буньявірусів).

Перший етап адсорбції визначається неспецифічними силами міжмолекулярного тяжіння, другий – специфічною структурною гомологією чи комплементарністю рецепторів чутливих клітин та вірусів.

2-я стадія – проникнення вірусу в клітину господаря відбувається шляхом віропексису та злиття мембран. Віропексис є не що інше, як окремий випадок рецепторного ендоцитозу, який полягає в інвагінації ділянки плазматичної мембрани, де є поглиблення, покриті рецепторами зовні, на яких адсорбується вірус (рис. 5.3). Потім відбувається утворення вакуолі довкола вірусу, у складі якої він знаходиться у цитоплазмі клітини господаря. Описаний спосіб проникнення вірусних частинок характерний для аденовірусів, вірусу грипу та ін.

Проникнення вірусної частки у клітину господаря може статися шляхом злиття мембран (рис. 5.4). В цьому випадку вірусна оболонка зливається з плазматичною мембраною клітини хазяїна, внаслідок чого внутрішні структури («серцевина») віріону виявляються в цитоплазмі зараженої клітини, а при злитті з ядерною мембраною – у клітинному ядрі.

3-я стадія – «роздягання» віріонів – полягає в їх депротеїнізації та звільненні від суперкапсиду та капсиду, що перешкоджають реплікації вірусної нуклеїнової кислоти. «Роздягання» віріона починається відразу ж після його прикріплення до клітинних рецепторів і продовжується в ендоцитарній вакуолі та її злитті з лізосомами за участю протеолітичних ферментів, а також у ядерних порах та навколоядерному просторі при злитті з ядерною мембраною.

4-та стадія полягає у транскрипції та реплікації вірусних геномів. Транскрипція вірусного геному двониткових ДНК-вірусів відбувається, так само як і клітинного геному, по тріаді ДНК->- іРНК->- білок (рис. 5.5, а). Відмінності стосуються лише походження ферменту ДНК-залежної РНК-полімерази, необхідної для цього процесу. У вірусів, геном яких транскрибується у цитоплазмі клітини господаря (наприклад, вірус віспи), є власна вірусспецифічна РНК-полімераза. Віруси, геноми яких транскрибуються в ядрі (папова-і аденовіруси, віруси герпесу), використовують клітинну РНК-полімеразу II або III, що міститься там.

1. Віруси з негативним геномом (мінус-ниткові, рис. 5.5 б), до яких належать орто-, параміксо-і рабдовіруси (див. табл. 5.1), мають у своєму складі вірусспецифічну РНК-полімеразу або транскриптазу. Вони синтезують РНК на матриці геномної РНК. Подібний фермент відсутній у нормальних клітинах, але синтезується клітинами, зараженими вірусами.

Він знаходиться у складі як однониткових, так і двониткових РНК-вірусів.

2. У вірусів з позитивним геномом до яких відносяться пикорна-, тогавіруси та ін, функцію іРНК виконує сам геном, який транслює інформацію, що міститься в ньому, на рибосоми клітини господаря.

3. Осібно стоїть група РНК-містять ретровірусів, у складі яких є зворотна транскриптаза, або ревертаза. Унікальність цього ферменту полягає у його здатності переписувати інформацію з РНК на ДНК. Цей процес називається зворотною транскрипцією

Як зазначалося вище, кількість генів у вірусному геномі дуже обмежена. Тому збільшення кількості вірусної інформації існує своєрідний трансляційний механізм, що функціонує через иРНК, який передає значно більше інформації, ніж записано у вірусній нуклеїновій кислоті. Це досягається різними шляхами, наприклад при транскрипції інформації з ділянок ДНК, що переписуються, на «РНК шляхом сплайсингу (вирізання безглуздих кодонів і зшивання кінців), а також при зчитуванні антикодонами гРНК однієї і тієї ж молекули іРНК з різних нуклеотидів. При цьому утворюються нові триплети, що збільшують кількість інформації, що транслюється.

Регуляція транскрипції здійснюється клітинними та вірусспецифічними механізмами. Вона полягає у послідовному зчитуванні інформації з про «ранніх» і «пізніх» генів. По-перше, закодована інформація для синтезу вірусспецифічних ферментів транскрипції та реплікації, по-друге - для синтезу капсидних білків.

Вірусспецифічна інформація транслюється на рибосоми клітини господаря, які попередньо звільняються від клітинних білків і збираються в вірусспецифічні полісоми г-еплілацпл піруїніл геномів полягає в синтезі молекул ДНК або РНК, які накопичуються у фондах цих нуклеїнових кислот, що використовуються.

Реплікація вірусної ДНК відбувається на обох нитках за участю клітинної ДНК-полімерази. У однониткових вірусів спочатку утворюється друга нитка (реплікативна форма).

Реплікація вірусних РНК відбувається лише за участю того самого вірус-специфічного ферменту, який каталізує транскрипцію вірусного геному. У плюс-ниткових вірусів реплікація РНК практично не відрізняється від їхньої транскрипції. У мінус-ниткових вірусів реплікація відрізняється від транскрипції довжиною дочірніх молекул РНК, що утворилися. При реплікації вони повністю відповідають за своєю довжиною материнської нитки, а транскрипції утворюються укорочені молекули иРНК.

У ретровірусів реплікація, як і транскрипція ДНК, відбувається у складі клітинного геному з участю клітинної ДНК-полимеразы.

5-та стадія - складання віріона - полягає насамперед у освіті нуклеокапсидів. Оскільки синтез вірусних нуклеїнових кислот і білків у клітині відбувається у різних структурах клітини, необхідне транспортування складових частинвіріона в одне місце збирання. При цьому вірусні білки і нуклеїнові кислоти мають здатність впізнавати і мимоволі з'єднуватися один з одним. В основі самоскладання простих віріонів лежить здатність вірусних поліпептидів з'єднуватися в капсомери, які, розташовуючись навколо осей симетрії, утворюють багатогранник. В інших випадках поліпептиди у вигляді спіралі оточують вірусну нуклеїнову кислоту.

Багато прості віріони збираються на реплікативних комплексах-мембранах ендоплазматичного ретикулума. "У складних віріонів складання нуклеокапсиду починається на реплікативних комплексах, а потім триває на плазматичній мембрані, з зовнішньої сторони якої розташовуються суперкапсидние глікопротеїди слікоктемія. через клітинну мембрану, утворюючи нирку, як це має місце у орто- і параміксовірусів, рабдовірусів, після відділення нирки, що містить нуклеокапсид і суперкапсидні білки, утворюються вільні віріони або через клітинну плазматичну мембрану проходять у позаклітинний простір у вакуолю ендоплазматичної мережі.При цьому мембранні ліпіди обволікають нирку, витісняючи з неї білки. Багато ДНК-віруси, наприклад вірус герпесу, збираються в ядрі клітини на її мембрані, де утворюються нуклеокапсиди. овуються в перинуклеарний простір, набуваючи зовнішньої оболонки. Подальше формування віріону відбувається в мембранах цитоплазматичного ретикулуму та в апараті гольджі, куди вірус транспортується на поверхню клітини.

6-та стадія - вихід вірусних частинок із клітини - відбувається двома шляхами. Прості віруси, позбавлені суперкапсиду, наприклад, пікорнавіруси, аденовіруси та ін, викликають деструкцію клітини і потрапляють у позаклітинний простір. Інші віруси, що мають ліпопротеїдну зовнішню оболонку, виходять із клітини шляхом брунькування, внаслідок чого протягом тривалого часу вона зберігає свою життєздатність. Такий шлях характерний для вірусу грипу та ін.

Етапи репродукції вірусу

Параміксовіруси за допомогою глікопротеїнових рецепторів адсорбуються на чутливих клітинах господаря. Проникнення віріону у клітини відбувається шляхом рецепторного ендоцитозу або при злитті вірусної оболонки з цитоплазматичною мембраною. Реплікація вірусної РНК відбувається у цитоплазмі інфікованих клітин. При формуванні віріонів відбувається модифікація окремих ділянок цитоплазматичної мембрани клітини-господаря за рахунок вбудовування в неї із зовнішнього боку вірусних глікопротеїнів, а з внутрішньої – мембранного білка. До модифікованих ділянок клітинної мембрани актиновими нитками цитоскелета транспортуються вірусні нуклеокапсиди. Вихід вірусних частинок здійснюється шляхом брунькування. У цитоплазмі інфікованих клітин утворюються ацидофільні включення.

Антигенна структура та антигенна варіабельність

Антигенна структура вірусу вивчена слабо. Морфологічна схожість з вірусом кору людини дала можливість припустити аналогічність їхнього антигенного складу. Основні антигени вірусу кору - гемаглютинін, білок F та нуклеокапсидний білок NP. AT до гемаглютиніну та F-протеїну виявляють цитотоксичну дію, спрямовану проти інфікованих клітин.

Антигенна варіабельність. Вірус чуми в імунобіологічному відношенні однорідний, водночас за походженням та деякими біологічними особливостями його штами поділяють на дві підгрупи: класичні та варіантні. Класичні штами високопатогенні і виявляють сувору видову специфічність.

Гемагглютинуючі та гемадсорбуючі властивості

Вірусна оболонка складається з трьох білків: гемаглютиніну (Н), білка злиття (F) та матриксного (М). Також у серологічних реакціях у вірусу виявлено комплементзв'язуючий, преципітуючий, нейтралізуючий та гемагглютинуючий антигени. У зв'язку з цим вірус здатний нерегулярно аглютинувати еритроцити курчати та морської свинки. Феномен гемаглютинації у вірусу вважають неспецифічним.

Вважається, що рецепторами для адсорбції вірусу є сіалові кислоти, що є на мембрані макрофагів. У той же час встановлено, що вірус чуми м'ясоїдних позбавлений нейрамінідазної активності. Тому зв'язування гемаглютиніну з сіаловими кислотами мембрани має досить слабкий, лабільний характер, що знижує для вірусу небезпеку "застрягти" на поверхні клітини.

Особливості культивування у різних живих системах

Перші досліди з культивування вірусу чуми м'ясоїдних в експлантатах тканини проводив Mitscheriich в 1938 р. Пізніше його розмножували в есплантатах селезінки, мезентеріальних лімфовузлів, легень і тестикул 10-14-денних цуценят. Автори провели 19 пасажів, при цьому титр вірусу в експлантатах селезінки досяг 2?104 ВД/р. Вірус чуми м'ясоїдних активно розмножується у первинних культурах клітин нирки собак, тхорів, легких собак та тхорів; у первинній культурі клітин нирки щенят 3-4 денного віку. У цих культурах середі 199 з додаванням 20% сироватки телят вірус утворює бляшки під агаровим покриттям. У клітинах HeLa та лінії клітин печінки людини вірус не викликав ЦПЕ.

До вірусу чуми чутливі й різні культури клітин після його адаптації пасеруванням у них. У 1959 році вперше був виділений вірус від хворих на чуму собак шляхом культивування в трипсинізованих шматочків легень або нирок. У наступні роки він був також виділений в первинній культурі нирок собаки, ВРХ, вівці, мавпи, фібробластів ембріонів курей і перепелів та ін. До вірусу чутливі лінії клітин Hela і Vero. При розмноженні деякі штами вірусу викликають ЦПД, яке характеризується зернистістю та округленням клітин з подальшим руйнуванням моношару та утворенням багатоядерних клітин та синцитій. Для виділення та підтримки в лабораторних умовах вірусу використовують молодих цуценят. Однак значно чутливіші від тхорзофретки. Матеріалами при виділенні вірусу в культурі клітин є селезінка, печінка, нирка.

Вірус розмножується в ембріонах курей при інфікуванні на хоріоналантоїсну оболонку (ХАО), в алантоїсну порожнину та жовтковий мішок. Цей метод успішно використовують і визначення титру вірусу на ембріонах 8-9 -добового віку. Вірус титрують на ХАО. При розмноженні вірусу у заражених ембріонів з'являються зміни головним чином на хоріон-алантоїсній оболонці у вигляді набряклості та утворення світло-сірих вузликів величиною з просяне зерно або тяжею світло-сірого кольору.

При порівняльному вивченні репродукції 3-х штамів вірусу чуми м'ясоїдних на різних клітинних системах встановлено, що у 1-го з них (шт. Рокборн) було виражене цитопатичне дійство, 2-й штам накопичувався в титрі 3,5-5,0 lg ТЦ /wi та шт. Акбар-37 накопичувався в титрі 5,0-6,5 lg ТЦД50/мл (17). Штами, адаптовані до курячих ембріонів, добре розвиваються в культурі фібробластів курячих ембріонів, що перевиваються лініях клітин HeLa ("безсмертні" клітини, що не мають межі Хейфліка), Нер (клітини раку гортані) та ін. Максимальне накопичення адаптованих штамів у культурі -9-й день. Вірус репродукується у культурі альвеолярних макрофагів легких собак. Через 2-6 днів у ній формуються характерні круглі багатоядерні гігантські клітини, які через 1-2 тижні зникають із заснуванням синцитію. Адаптований до клітин Vero (клітини нирки африкаської зеленої мавпи) шт. Green вірус чуми м'ясоїдних здатний утворювати бляшки в клітинах Нер-2, BS-C-1 і HeLa, але не в клітинах Vero та культурі клітин нирки собак. Адаптований до курячих ембріонів чи культури клітин, вірус може розмножуватися у багатьох клітинних системах (собак, ВРХ, мавп, людини). Вірус чуми м'ясоїдних викликає цитопатичний ефект і титри його вищі в ролерних культурах, ніж у стаціонарних.

Запропоновано метод великомасштабного культивування вірусу чуми м'ясоїдних на мікроносіях Gelaspker M (Lachema, Bruc) (діаметр 150-200 мкм), для чого клітини курячих ембріонів або Vero вирощують у вигляді псевдосуспензійної культури. При цьому біологічне накопичення вірусу більш ніж у 10 разів перевищувало при використанні стаціонарних культур.

Розроблено метод диференціації патогенних та атенуйованих штамів вірусу чуми м'ясоїдних in vitro. МонАТ реагують з нуклеокапсидним АГ атенуйованого шт. Onderstepoort, який культивується в клітинах Vero і не реагує з патогенними шт. А75/17 і СН84, що культивуються в первинних культурах клітин собак. Однак після кількох пасажів у клітинах Vero штами набували епігон, що реагує з монАТ, одночасно втрачали патогенність для собак.

Шт. Д84-1 ВЧС, адаптований до культури фібробластів КЕ, викликає виражені ЦПІ у культурі клітин та незначне бляшкоутворення на ХАО. Шт. Д84-1 генетично стабільний і нейровірулентний для мишенят.