Репродукция ( размножение ) вируса внутри клетки-хозяина

- освобождение НК вируса от капсида внутри клетки

- инактивация генома ( ДНК ) клетки и прекращение экспрессии генов ( синтеза клеточных белков )

- изменение обмена веществ клетки под действием генома вируса ( происходит переключение работы клеточных биохимических конвейеров на производство вирусного генома и белков )

- синтез ферментов ( РНК-зависимой РНК полимеразы или ДНК-зависимой РНК-полимеразы ) репликации вирусов на основе НК вируса и многократная репликация вирусного генома ( до 200 в одной клетке )

- синтез и-РНК на НК вируса , необходимой для синтеза белков капсида

- синтез белков капсида на рибосомах клетки с использованием всех её ресурсов

- самосборка новых вирионов – от 30 до200 в одной клетке ( при достижении необходимого количе –

чества обоих компонентов )

- весь процесс репродукции длится около 25 – 40 минут

- вновь образовавшиеся вирионы способны проникать в новые клетки ( в виде инертых частиц )

3. Выход вирионов из клетки-хозяина ( определяет тип вирусной инфекции ) – возможен тремя способами :

q Литический выход ( литическая инфекция ) от лат. lysis – разрушение , растворение

- вновь образующиеся вирионы все одновременно покидают клетку , растворяя клеточную мембрану

лизоцимом и вызывая её гибель

q Персистентный выход ( персистентная , стойкая инфекция )

- новые вирионы покидают клетку-хозяина постепенно ; клетка функционально изменяется , процес-

сы биосинтеза подавлены частично , клетка продолжает жить и делиться , производя новые вирусы

q Латентная инфекция

- геном ( НК ) вируса в клетке-хозяине не инактивирует клеточную ДНК , а встраивается ( интегрируется ) в клеточную ДНК , не проявляя никакой активности в течение многих месяцев и лет , переходя от родителей к потомкам через сперматозоид или яйцеклетку ( при делении клетки реплицируется в составе клеточной ДНК , передаваясь и наследуясь дочерними клетками ) ; если это фаги , тот их называют умеренными фагами , профагами или провирусами , а бактерии , содержащие профаг – лизогенными бактериями

- лизогенные бактерии обладают профагом бесконечно долгое время , приэтом не лизируясь ( не разрушаясь ; лизис с освобождением новых фагов происходит после воздействия на лизогенные бактерии какого –либо фактора , например УФ-излучения )

- при определённых условиях ( например , концерогенные т. е. приводящие к раку , факторы – асбестовая пыль , табачный дам , бензол , рентгеновские лучи и др. ) в некоторых из зараженных клеток латентный вирус активизируется , репродуцируется по обычной схеме и новые вирионы покидают клетку путём литической или персистентной инфекции ( вирусы СПИДа , полиомиелита , бешенства , онкологические или опухолеродные вирусы )

· Стратегия жизни вируса – безудержное размножение

v У рибовирусов ( РНК–содержащих ) синтез белка в клетке-хозяине может протекать двумя способами :

транскрипция трансляция

· РНК вируса ------------------®РНК (минус цепь ) ® и-РНК ( плюс-цепь ) -----------® вирусные белки

Фермент РНК-зависимая ® самосборка вирионов

РНК-полимераза ---------------транскрипция------------------------ -® РНК вируса

- Фермент РНК-зависимая РНК-полимераза закодирована в геноме вируса

- Сначала этот фермент строит комплементарную цепь РНК , т. н. минус-цепь ( она не кодирует белки в отличие вирусной РНК , кодирующей белки и поэтому называемой плюс-цепью ) ; затем по ней , как по матрице , в клетке синтезируется множество вирусных РНК

- У ретровирусов ( онковирусы , вирус СПИДа ):

Фермент ревертаза

Обратная транскрипция Фермент ДНК-зависимая РНК-полимераза Трансляция

· РНК вируса ----------------------------® ДНК ---------------------------------------------------® и-РНК-------------® вирусные белки

--------------------------- Транскрипция

Транскрипция

- обратная транскриптаза ( ревертаза ) представляет собой ДНК- полимеразу , которая сначала синтезирует одноцепочесчную нить ДНК , использукя в качестве матрицы одну из идентичных молекул вирусной РНК , а затем вторую , комплементарную цепь , образуя двухцепочечную ДНК

- Двухцепочечная ДНК может встраиваться в хромосому клетки-хозяина ( этот процесс называется интеграцией ) ; вирусный геном , в форме интегрированной ДНК называется провирусом ( становиться частью генетического материала клетки и реплицируется вместе с клеточной ДНК , передаваясь дочерним клеткам

- В скрырой ( латентной ) форме провирус может пребывать бесконечно долгое время , переходя от родителей к потомкам через гаметы

- Концерогенные факторы могут активировать провирус в отдельных клетках , что приводит к злокачественной трансформации ( раку ) или СПИДу

q Раковые клетки отличаются от нормальных тремя главными особенностями :

1. они быстрее деляться , затрачивая очень большое количество Энергиии АТФ

2. они частично делифференцируются ( утрачивают часть признаков ) и становяться похожими на зародышевые клетки

3. Теряют способность к сцеплению с соседними клетками , поэтому могут отделяться от них , перемещаться в другие части тела и давать начало новым опухолям , т. е. метастазироваться

Происхождение вирусов

· Точного ответа на вопрос о происхождении вирусов нет ( на сей счёт существуют несколько гипотез)

· Поскольку вирусы не содержат рибосом , ни АТФ и не могут существовать вне клеток , считают , что они возникли позднее клеток

· Наиболее правдоподобной является гипотеза о том , что вирусы и фаги произошли из « беглой » нуклеиновой кислоты ( обособившиеся генетические элементы ) , которая приобрела способность реплицироваться , независимо от той клетки , из которой она возникла с использованием ( паразитическим ) других клеток , т. е. их происхождение связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение ( вирусы не следует рассматривать как примитивных предшественников клеточных организмов )

· Вирусы быстро эволюционируют ( мутации НК и перестройка белкового слоя , возможность обмена фрагментами НК ) , что приводит к возникновению новых форм ( иммунитет , сформировавшийся к одному вирусу оказывается не эффективным к изменённому )

Строение бактериофага

Значение вирусов

· Патогенное действие , т. е. способность вызывать различные заболевания человека , животных и растений

q у человека к вирусным заболеваниям относятся : оспа , бешенство , жёлтая лихорадка , энцефалиты , инфекционные гепатиты , корь , краснуха , грипп , простуда , герпес , бородавки , свинка ( паротит ) , полиомиелит , сонная болезнь , злокачественные опухоли , ( рак ) , СПИД ( насчитывается не менее 500 различных болезней , возбуждаемых вирусами ) ; вирусы , способные вызывать опухоли , называются опухолеродными или онкогенными ( таким свойством обладают и ДНК-содержащие , и РНК-содержащие вирусы )

q у животных : ящур и оспа крупного рогатого скота , рожистое воспаление свиней , чума птиц , миксоматоз кроликов , чумка собак

q у растений : мозаика и скручивание листьев ( табака , турнепса ) , карликовая кустистость , бронзовость томатов , пёстролистность некоторых сортов тюльпанов ( болезни , вызываемые фитовирусами уносят до половины урожая , растения при этом не гибнут , но плодовитость их резко снижается )

v самый эффективный метод борьбы с фитовирусами – получение безвирусных растений ( верхушки молодых побегов свободны от вирусов , они заражаются уже потом ; у растения срезают верхушку побега и выращивают её в пробирке в стерильной питательной среде , а когда сформируются корни и листья , пересаживают в грунт ; такое растение становиться родоначальником безвирусного сорта

· Вирусы – биологические мутагены , т. е. факторы изменения генетической информации других организмов , вызывающие разрывы хромосом , порядок расположения генов , изменения их структуры

· Способны переносить генетическую информацию ( гены ) от одних организмов к другим горизонтально ( между клетками организмов разных видов или классов ) , когда половая гибридизация исключена , оказывая влияние на эволюцию организмов , в которых они паразитируют

· Вирусы , вызывающие болезни насекомых и животных , используют для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства и грызунами ( кролики в Австралии )

· Экспериментальная модель в генетике , молекулярной биологии , биохимии , проблем иммунитета

· Бактериофаги используются для распознавания бактерий и ранней диагностики бактериальных болезней

· Бактериофаги используются для профилактики и уничтожения определённых микроорганизмов , возбудителей инфекционных болезней человека и животных –холеры , дизентерии , брюшного тифа и др.

· Вред , приносимый вирусами во много раз превышает их пользу