Размножение и свойства вирусов.

1. Т.к. вирусы обладают собственным геномом, они способны к воспроизведению, но размножаются вирусы не так, как остальные организмы (отсутствует бинарное деление), а воспроизводятся за счет одной НК.

2. Размножение вирусов протекает внутри живой клетки-хозяина. Для них характерна особая форма размножения – дизъюнктивная (разобщенная) репродукция. Это означает, что нуклеиновые кислоты и белковые субъединицы синтезируются клеткой-хозяином раздельно в разных частях клетки, после чего осуществляется их самосборка.

3. Репродукция вирусов внутри клетки протекает в несколько стадий:

1) Адсорбция – прикрепление вирусов к поверхности клетки на определенных участках – рецепторах (их химическая природа бывает различной: липопротеиды, гликопротеиды, гликолипиды). Для взаимодействия с рецепторами у вирусов также имеются специальные поверхностные структуры (шиповидные выросты, ворсинки, нити), которые специфически узнают и взаимодействуют с рецепторами клетки. Соответствие рецепторов и поверхностных структур вируса определяет: а) чувствительность организма к данному вирусу; б) спектр клеток, которые поражаются данным вирусом. Т.о., у вирусов (в отличие от бактерий) существует свой определенный (постоянный и ограниченный) круг животных, растений, бактерий, которые они поражают.

2) Проникновение в клетку – вирусы проникают в клетку двумя способами: а) путем пиноцитоза – образуется пиноцитарная вакуоль; такой путь характерен для многих вирусов; б) путем слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной; характерно для пикорна- и герпесвирусов.

3) Дезинтеграция ("раздевание") – удаление защитных оболочек и освобождение НК. Вирусная частица распадается на НК и белки. В результате вирус не удается обнаружить в клетке никакими чувствительными методами, он как бы исчезает, растворяется. Это явление называется эклипс – "затмение".

4) Репликация вирусной НК и синтез вирусных белков – освободившаяся вирусная НК руководит всеми событиями в клетке: подавляет собственный метаболизм клетки-хозяина, "заставляет" клеточные ферменты синтезировать НК и белки, идущие на построение новых вирусных частиц. Для репликации (биосинтеза ДНК или РНК), транскрипции (биосинтез иРНК по матричной ДНК) и трансляции (биосинтез структурных и ферментных вирусных белков) используются: а) ферменты клетки-хозяина; б) вирионные ферменты; в) вирусиндуцированные ферменты.

5) Сборка (морфогенез) вириона – вирусные НК и белки специфически "узнают" друг друга и при достаточной концентрации происходит самосборка в результате образования гидрофобных, солевых и водородных связей.

6) Выход вириона из клетки – вирусные частицы выходят либо: а) одновременно через отверстия в мембране клетки; при этом клетка погибает (лизируется); характерно для простых вирусов; б) путем почкования; при этом формируется суперкапсид сложных вирусов, включающий химические компоненты клетки-хозяина; клетка не погибает и может долго продуцировать вирусы, сохраняя жизнеспособность.

Время репродукции вирусов составляет от 5-6 часов (вирус гриппа, натуральной оспы) до нескольких суток (вирус кори, аденовирусы).

4. Можно выделить несколько типов взаимодействия вируса с клеткой:

а) продуктивный тип – активная репродукция с выходом вируса из клетки;

б) абортивный тип – образование вирионов внезапно прерывается на стадии репликации НК, синтеза белков или морфоёгенеза;

в) вирогения – встраивание (интеграция) НК вируса в ДНК клетки и дальнейшая совместная их репликация, т.е. вирусный геном функционирует как составная часть клеточного генома (онкогенные вирусы, вирус гепатита В, аденовирусы, вирус герпеса). Встроенный вирус называется ДНК-провирус. В результате клетка приобретает ряд новых свойств (могут возникнуть аутоимунные хронические заболевания, опухоли). При действии различных физических факторов ДНК-провирус может быть вырезан из хромосомы, после чего он включается в обычный цикл репродукции.

5. Вирусы чувствительны к высоким температурам, к УФ лучам, к действию кислот и щелочей. Они повреждаются такими веществами, как марганцовокислый калий, формалин, сулема, спирт. Некоторые вирусы (возбудитель полиомиелита) не чувствительны к действию фенола, поэтому он не применяется в вирусологических лабораториях для дезинфекции. Некоторые красители (метиленовый синий и др.) оказывают губительное действие на ряд вирусов.

Вирусы хорошо переносят низкие температуры (оптимальная температура хранения -70° С). Долго сохраняются в замороженном состоянии (при -180° С). Замораживание и оттаивание не влияет на жизнеспособность вирусов. Большинство вирусов хорошо переносят высушивание (вирус ящура в высушенном виде хранится 6 месяцев при комнатной температуре), особенно высушивание под вакуумом из замороженного состояния. Этот метод называется лиофилизацией. Он широко используется для сохранения живых вирусных вакцин (исключение – вирус полиомиелита). Вирусы месяцами сохраняются жизнеспособными в 50 % растворе глицерина, поэтому его широко применяют для консервации. Вирусы переносят действие высокого давления (несколько тыс. атмосфер) без изменения жизнеспособности и устойчивы к действию протеолитических ферментов, поэтому трипсин очень часто используется для очистки вирусных вакцин (например, вируса оспенной вакцины) от балластных (белковых) веществ.

По отношению к эфиру и дезоксихолату все вирусы делятся на чувствительные и нечувствительные, что определяется наличием или отсутствием липидов в суперкапсиде.

В целом можно сказать, что вирусы значительно отличаются между собой по устойчивости к вредным воздействиям. Следует помнить, что в чистой культуре вируса всегда есть примесь тканевого белка. И большая устойчивость вируса может зависеть от вида примеси.

Факторы внешней среды (среда обитания) оказывают мощное влияние на вирусы и обусловливают изменчивость их признаков, передающихся по наследству.