Продуктивная вирусная инфекция. Этапы взаимодействия вирусов с чувствительной клеткой.

Продуктивный тип взаимодействия вируса с клеткой осуществляется в результате размножения, т.е. репродукции вируса (от англ. reproduce - воспроизводить). Репродукция вируса происходит в несколько стадий, различающихся у разных вирусов:

*адсорбция вирионов на клетке;

*проникновение вирусов в клетку;

*депротеинизация или `раздевание' вирусов и высвобождение вирусного генома;

*биосинтез компонентов вируса;

*формирование вирусной частицы;

*выход вирионов из клетки.

Вирусное инфицирование клетки начинается с адсорбции вируса на ее поверхности (рис.3). Адсорбция вируса обеспечивается взаимодействием его поверхностных белков со специфическими рецепторами чувствительных клеток. Соответствие клеточных рецепторов и поверхностных вирусных белков определяет тропизм вируса (греч. tropos - поворот, направление), то есть способность избирательно поражать определенные клетки. Вирусы, репродуцирующиеся в клетках печени, называются гепатотропными, в клетках нервной системы - нейротропными и т.д.

Проникновение вируса в клетку происходит либо путем виропексиса (рецепторного эндоцитоза), либо слияния оболочки вируса с клеточной мембраной (при наличии белка слияния), или в результате сочетания этих двух механизмов.

В процессе проникновения вириона в клетку при участии клеточных ферментов происходит его депротеинизация, в результате которой удаляются поверхностные структуры вируса, и высвобождается его внутренний компонент (сердцевина, нуклеокапсид, нуклеиновая кислота).

Биосинтез вирусных компонентов осуществляется в разных частях клетки, поэтому называется дизъюнктивным (от лат. disjunctus - разобщенный). Белки вируса синтезируются в результате транскрипции, т.е. `переписывания' информации с генома вируса на информационную РНК (иРНК) и последующей трансляции (считывание иРНК на рибосомах) с образованием белка вируса. Вирусная нуклеиновая кислота кодирует синтез структурных и неструктурных белков вируса. Структурные белки входят в состав вириона, а неструктурные - являются ферментами и обеспечивают репродукцию вируса. Одновременно с синтезом белка в клетке происходит и репликация (от лат. replicatio - повторение), т.е. синтез вирусных нуклеиновых кислот.

Формирование вирионов происходит путем самосборки: составные части вириона транспортируются в места сборки вируса в ядре или цитоплазме. Сборка компонентов вириона происходит за счет гидрофобных, ионных, водородных связей и стерического соответствия. В результате самосборки капсомеров, образовавшихся из вирусных полипептидов, и взаимодействия их с нуклеиновыми кислотами вируса образуются нуклеокапсиды. Суперкапсидная оболочка сложноорганизованных вирусов включает в себя кроме вирусспецифических белков еще компоненты мембраны клетки.

Выход вирионов из клетки реализуется двумя основными путями. Первый тип - взрывной: из погибающей клетки одновременно выходит большое количество вирионов. По взрывному типу выходят из клетки просто устроенные вирусы, не имеющие суперкапсида. Второй тип - почкование, присущ вирусам, имеющим суперкапсид. Сначала образовавшийся нуклеокапсид транспортируется к клеточным мембранам, в которые уже встроены вирусспецифические белки. Затем начинается выпячивание этих участков. Сформировавшаяся почка отделяется от клетки в виде сложно устроенного вируса. При этом клетка способна длительно сохранять жизнеспособность и продуцировать вирусное потомство.

26.Интегративная вирусная инфекция. Вирогения. Вирусная трансформация.

Кроме продуктивного типа взаимодействия вируса и клетки возможно интегративное сосуществование или вирогения. Вирогения характеризуется интеграцией (встраиванием) нуклеиновой кислоты вируса в геном клетки, а также репликацией и функционированием вирусного генома как составной части генома клетки. Для интеграции с клеточным геномом необходимо возникновение кольцевой формы двунитевой ДНК вируса. Встроенная в состав хромосомы клетки вирусная ДНК называется провирусом. Провирус реплицируется в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток, т.е. состояние вирогении наследуется. Под влиянием некоторых физических или химических факторов провирус может переходить в автономное состояние с развитием продуктивного типа взаимодействия с клеткой. Дополнительная генетическая информация провируса при вирогении сообщает клетке новые свойства, что может быть причиной развития опухолей, аутоиммунных и хронических заболеваний. На способности вирусов к интеграции с геномом клетки основаны персистенция (от лат. persisto - постоянно пребывать, оставаться) вирусов в организме и развитие персистентных вирусных инфекций. Например, вирус гепатита В способен вызывать персистирующие поражения с развитием хронического гепатита и часто опухолей печени.

Культивировать вирусы можно только на биологических моделях: в организме лабораторных животных, в развивающихся куриных эмбрионах и культурах клеток.

Вирогения (от вирусы и греч. -geneia — создание, происхождение), форма сосуществования вируса с клеткой, при к-рой геном вируса включается в хромосому клетки. При В. не происходит автономной репродукции вируса, а его нуклеиновая к-та реплицируется совместно с ДНК клетки-хозяина. Вирусы, обусловливающие В., наз. умеренными. К ним относятся бактериофаги. вызывающие лизогению, а также онкогенные вирусы, под действием к-рых в заражённых клетках наблюдаются наследств, изменения (трансформация), проявляющиеся в их неограниченном росте и делении. В трансформированных клетках геном вируса содержится в виде вирусной ДНК — про-вируса.

Вирусная трансформация -специфические изменения, вызываемые в культивируемых in vitro клетках вирусами, обладающими онкогенной активностью.

27.Виды лабораторных животных, способы их заражения. Традиционными для микробиологии видами являются мыши, крысы, морские свинки, кролики, хомяки. Лабораторных животных заражают активным материалом или взвесью бактерий, приготовленной по оптическому стандарту. Заражение животных производится или естественным путем, т. е. через пищеварительный или дыхательный тракт при скармливании или ингаляции распыленного материала, или, чаще, искусственно, путем инъекций.

Существуют следующие способы искусственного заражения животных:

1) подкожный — исследуемый материал шприцем вводят непосредственно под кожу морским свинкам и кроликам в области бедра, мышам — в поясницу у корня хвоста;

2) внутрикожный — исследуемый материал вводится непосредственно в кожу;

3) внутримышечный — материал вводится в толщу мышцы;

4) внутрибрюшинный — материал вводится в брюшную полость;

5) внутривенный — материал вводится в кровяное русло через инъекцию его в вену;

6) субдуральный — материал вводится под твердую мозговую оболочку.

Путь заражения, как и выбор животного, играет большую роль. Аэробные микроорганизмы действуют на восприимчивое животное слабее всего при заражении через рот и под кожу, значительно сильнее при введении в брюшную полость и сильнее всего при введении прямо в кровеносную систему или под мозговые оболочки. Наоборот, внутривенное впрыскивание анаэробов не всегда дает эффект, а тот же материал, введенный под кожу или глубоко в мышцы, оказывает наиболее сильно выраженное действие.

Перед опытом животных взвешивают. Иногда для специальных целей в течение нескольких дней до опыта и в ходе опыта производится измерение температуры.

Место введения в организм исследуемого материала необходимо обработать: выстричь шерсть, протереть кожу спиртом и смазать йодом. При заражении подопытных животных нужно обеспечить соответствующую их фиксацию. Это достигается при помощи специальных приспособлений — различного типа досок, держателей или же животное держит помощник. Помощник берет кролика правой рукой за кожу спины, поднимает и закладывает его задние лапы себе подмышку левой руки. В таком положении кролик оказывается крепко зафиксированным. Можно фиксировать кролика и другим способом: сидя на стуле, взять его задние лапы, поднять, а голову и передние лапы зажать между ногами.

С морскими свинками поступают следующим образом. В одной руке зажимают задние лапы, а в другой — передние лапы и голову. Мышей для фиксации одной рукой берут за хвост, а другой захватывают за кожу в области верхней части шеи, поднимают и в таком положении держат в момент заражения.

При работе с мелкими животными (мыши) можно обойтись без особых приспособлений и без помощника.