Строение и химический состав вирусной частицы.
В вирусологии внутриклеточную форму существования вирусной частицы принято называть вирусом, внеклеточную – вирионом.
Размеры вирионов различных вирусов варьируют в широких пределах: от 15– 18 до 300– 400 нм. Они могут иметь разнообразную форму: палочковидную и цилиндрическую (вирус табачной мозаики и другие вирусы растений), нитевидную (вирусы растений и некоторые бактериальные вирусы), сферическую, напоминающую многогранники (аденовирусы, пикорнавирусы и др.), кубовидную (поксвирусы), сперматозоидную (большинство вирусов бактерий).
Вирионы в отличие от всех клеточных форм живых существ содержат только один тип нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК. Из нескольких сотен (около 500) известных в настоящее время вирусов человека и животных, РНК – геном содержит около 80% вирусов. Способность РНК хранить наследственную информацию является уникальной особенностью вируса.
Генетический материал вирусов крайне разнообразен. Различают ДНК- и РНК-содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Исключением являются ретровирусы, имеющие диплоидный геном (РНК-двунитевые вирусы). Геном вирусов содержит от шести до нескольких сотен генов и представлен различными видами НК: двунитевыми, однонитевыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными.
Среди РНК-содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную (геномную) функцию и функцию информационной РНК (иРНК). Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус-нить РНК) геномом. Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию.
Геном вирусов способен включаться в геном клетки в виде провируса, проявляя се-бя генетическим паразитом клетки. Нуклеиновые кислоты некоторых вирусов, например, вирусов герпеса, могут находиться в цитоплазме инфицированных клеток, напоминая плазмиды.
Вирион состоит из центрально расположенной нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), плотно упакованной в одну или две оболочки.
Первая оболочка, в которую заключена нуклеиновая кислота - белковая. Она получила название – капсид (от греч.капса - ящик). Капсид состоит из повторяющихся белковых субъединиц - капсомеров, хорошо видных в электронном микроскопе. Просто устроенные вирусы состоят из НК и капсида. По морфологической структуре капсид представляет собой нуклеокап–сид, а по химическим свойствам может быть охарактеризован как нуклео–протеид. Нуклеиновая кислота вирусов может находить–ся внутри капсида как в свободном виде, так и в соединении с вну–тренним белком.
В отличие от просто устроенных вирусов многие сложноорганизованные вирионы имеют внешнюю оболочку (суперкапсид). Эта наружная оболочка кроме белков может содержать липиды и углеводы, в том числе "захваченные" и из клетки хозяина, в которой воспроизводились вирусные частицы. В суперкапсиде могут присутствовать вирусоспецифические углеводсодержащие белки - гликопротеиды, образующие на оболочке выступы-шипы. Как видите, вирус очень надёжно защищает свою наследственную информацию от неблагоприятных внешних условий. Т.о., сложно устроенные вирусы состоят из НК, капсида и липопротеиновой оболочки – супепкапсида.
Вирусные капсиды имеют удивительно упорядоченную организацию, в основе которой лежат принципы спиральной, кубической или сложной (комбинированной) симметрии. Капсиды состоят из структурных белковых субъединиц. Структурные асимметричные субъединицы объединены в симметричные группы, названные морфологическими субъединицами, или капсомерами, которые видны в электронном микроскопе.
Капсид и суперкапсид выполняют следующие функции:
защищают вирионы от воздействия окружающей среды,
обусловливают избирательное взаимодействие (адсорбцию) с определенными клетками хозяина,
обусловливают антигенные и иммуногенные свойства вирионов.
Наряду с белками капсида имеются еще так называемые внутренние белки, представляющие собой основные гистонодоподобные белки. Внут-ренние структуры вирусов называют сердцевиной. У аденовирусов сердцевина состоит из гистоноподобных белков, связанных с ДНК, у реовирусов – из белков внутреннегокапсида. Они находятся внутри капсида и связаны с вирусной нуклеиновой кислотой. По-видимому, внутренние белки могут образовывать рибо- или дезоксирибонуклеопротеид, покрывающий вирусную нулеиновую кислоту.
Вирусные внутренние белки и нуклеопротеид обладают видовой спе-цифичностью, наделяя вирус антигенными свойствами.