– токсоплазма – имеет форму полулуний. Это заболевание распространено среди всех млекопитающих. Заражение человека происходит от животных. Токсоплазмы могут проникать через плаценту и поражать нервную систему и глаза плода.

6.К реснитчатым паразитическим простейшим относится возбудитель балантидиаза – равнореснитчатая инфузория Balantidium coli. Тело ее покрыто многочисленными ресничками, при помощи которых инфузория передвигается.

Вклетке имеется два ядра. Балантидиаз – тяжелая форма колита с поражением толстого кишечника. Источник заражения – свиньи, у которых балантидий паразитирует в кишечнике.

7.Простейших исследуют в живом виде в нативных препаратахили применяют методы окраски. Для изучения живых простейших используются методы фазово-контрастной микроскопии. В нативных мазках нужно обращать внимание на форму, особенности движения, наличие и характер включений. Высушенные и фиксированные мазки можно окрашивать метиленовым синим, по Граму, Романовскому-Гимзе. Широко применяется окраска по Романовско- му-Гимзе: цитоплазма окрашивается в синий цвет, а ядро в красный.

Вмазках, приготовленных их соскоба кожных элементов, лейшмании расположены в фагоцитах или вне клеток в виде овальных, округлых или удлиненных телец с серо-голубой цитоплазмой и красно-фиолетовым ядром.

ЗАНЯТИЕ №5.

ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ И ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВИРУСОВ И БАКТЕРИОФАГОВ. ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ БАКТЕРИОФАГОВ. ЛЕЧЕБНОПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ БАКТЕРИОФАГОВ.

Задачи для самоподготовки с алгоритмами решения.

Задача 1. ОХАРАКТЕРИЗОВАТЬ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИИ ВИРУСОВ.

Для этого надо знать:

1.Вирусы – это мельчайшие микроорганизмы, не имеющие клеточного

строения (неклеточные формы жизни). Они объединены в отдельное царство Vira. Размеры вирусов выражаются в нанометрах(нм); 1 нм = 10-3 мкм. Из-за малых размеров вирусы не видны в световой микроскоп и способны проходить через бактериальные фильтры.

2.Вирусы были открыты в1892 г. Д.И. Ивановским. Он обнаружил фильтрующийся через бактериальные фильтры агент, вызывающий мозаичную болезнь листьев табака. Он впервые экспериментально воспроизвел инфекционное заболевание "табачной мозаики", смазывая листья здоровых растений кашицей, изготовленной из тканей больных растений, а также ему удалось заразить здоровые растения фильтратом из тканей больных растений. Было доказано наличие заразного начала в фильтрате тканей растений. При этом в фильтрате микроскопически не обнаруживались какие-либо микроорганизмы. Т.к. заразное начало обладало способностью проходить через бактериальные фильтры

29

(т.е. фильтроваться), Ивановский дал ему название"фильтрующийся вирус" (virus – яд).

Позднее (1898 г., 1901 г.) были обнаружены такие же фильтрующиеся агенты, которые вызывали ящур у животных, желтую лихорадку у человека. Так, в течение десятилетия были открыты необычные возбудители инфекционных заболеваний растений, животных и человека.

В настоящее время известно более 600 возбудителей различных вирусных инфекций у человека: оспы, бешенства, гриппа, паротита, кори, полиомиелита, клещевого энцефалита, геморрагической лихорадки, СПИДа и др. Показана определенная роль вирусов в возникновении злокачественных опухолей.

3.Вирусы – это облигатные внутриклеточные паразиты. Для проявления жизнедеятельности им нужна полноценная живая клетка. Они способны проникать в клетку, и лишь в ней вирусы могут размножаться, используя готовый обмен веществ. С этим связана невозможность культивирования вирусов на искусственных питательных средах

4.Т.к. вирусы не видны в световой микроскоп и не растут на искусственных питательных средах, их изучение затруднено. Выяснение структуры и свойств вирусов стало возможным после изобретения электронного микроскопа

ииспользования новейших методов исследования, таких как градиентное центрифугирование, хроматография, иммуноэлектрофорез.

5.Вирусы как бы стоят между живой и неживой природой. До проникновения в клетку они ведут себя как молекулы гигантских размеров и выглядят как кристаллы различной формы. В клетке вирусы становятся живыми существами, способными репродуцироваться и передавать свои свойства по наследству. В связи с этим выделяют две формы существования вирусов: а) внеклеточная форма – вирион; это уже сформированная вирусная частица; б) внутриклеточная форма или вегетативная репродуцирующаяся форма.

6.Вирионы имеют размеры от 15-18 нм (вирус полиомиелита) до 300-400 нм (вирус натуральной оспы). Размеры вирионов определяют с помощью электронной микроскопии, методом ультрафильтрации через фильтры с известным диаметром пор и методом ультрацентрифугирования. Строение и химический состав изучены при помощи электронной микроскопии.

Форма вирионов может быть различна: палочковидная (вирус табачной мозаики), пулевидная (вирус бешенства), сферическая (вирус полиомиелита), кубоидальная (вирус натуральной оспы), в виде сперматозоида (многие бактериофаги).

Вирионы состоят из одного типа нуклеиновой кислоты(ДНК или РНК) и белков, т.е. представляет собой комплексы этих двух типов органических -со единений (нуклеопротеиды). В центре находится ДНК или РНК, которая окружена одной или двумя оболочками.

7.Простые вирусы имеют одну белковую оболочку– капсид, который построен из повторяющихся морфологических субъединиц- капсомеров, уложенных в строго упорядоченную структуру по типу спиральной, кубической или смешанной симметрии. Нуклеиновая кислота и капсид вместе называются

нуклеокапсидом.

30

8. Сложные вирусы имеют две оболочки: капсид и суперкапсид, который кроме белков содержит также липиды и углеводы и формируется во время выхода вируса из клетки-хозяина, т.е. суперкапсид – производное мембранных структур клетки-хозяина.

9. ДНК или РНК участвуют в хранении и передаче наследственной -ин формации, определяют инфекционные свойства вирусов.

Белки вирусов обладают видовой специфичностью, определяют их антигенные и иммуногенные свойства. Выполняют следующие функции:

а) белки капсида защищают нуклеиновую кислоту, участвуют в адсорбции вируса на поверхности клетки-хозяина; устойчивы к действию протеолитических ферментов (ферментов, расщепляющих белки); обладают способностью к самосборке;

б) внутренние гистоноподобные белки находятся в комплексе с нуклеиновой кислотой и стабилизируют ее структуру;

в) вирионные ферменты участвуют в проникновении вирусной НК в клетку (лизоцим, АТФаза и т.д.), в репликации и транскрипции(ДНК- и РНКполимеразы).

Кроме собственных ферментов вируса выделяют группувирусиндуцированных ферментов (РНК-зависимые ДНК-полимеразы). Информация об их структуре хранится в геноме вируса, а синтез протекает на рибосомах клеткихозяина.

В процессе взаимодействия с вирусом модифицируется группа ферментов клетки-хозяина (клеточные ферменты), которые участвуют в синтезе вирусных компонентов.

Липиды и углеводы сложных вирусов образуют комплексы с белками– липопротеиды и гликопротеиды. В составе суперкапсида они защищают вирусы от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Гликопротеиды – вирусные антигены – гемагглютинины, которые вызывают реакцию агглютинации эритроцитов.

10.Вирусы имеют уникальный геном, т.к. содержат либо ДНК, либо РНК. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Нуклеиновые кислоты могут быть одноили двунитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди РНК-содержащих вирусов различают вирусы с положительным геномом (имеют плюс-нить РНК). РНК этих вирусов одновременно выполняет наследственную функцию и функцию иРНК. Имеются также вирусы с отрицательным геномом (имеют минус-нить РНК). РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию.

Геном вирусов может встраиваться в геном клетки-хозяина(в ее ДНК) в виде провируса, являясь при этом генетическим паразитом клетки. Нуклеиновые кислоты некоторых вирусов (например, вирус герпеса) могут находиться в цитоплазме клетки хозяина, напоминая плазмиды.

11.В основу классификации вирусов положены следующие принципы: тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома; размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии, наличие суперкапси-

31

да;	чувствительность	к	эфиру, дезоксихолату; место размножения в
клетке; антигенные свойства.
	В вирусологии используют		следующие таксономические категории: се-

мейство (название оканчивается на viridae), подсемейство (название оканчивается на virinae), род (название оканчивается на virus). По типу нуклеиновой кислоты вирусы делятся на 2 группы: ДНК-вирусы и РНК-вирусы. Названия родов и подсемейств сформулированы не для всех вирусов. Вид вируса не получил бинарного названия как у бактерий. Например, вирус бешенства – РНКвирус, относится к семейству Rhabdoviridae, роду Lyssavirus.

12. Кроме обычных вирусов известны прионы – белковые частицы, обладающие инфекционностью (имеют вид фибрилл, 10-20 5 100-200 нм) и вироиды

– небольшие молекулы кольцевой, суперспирализованной РНК, не содержащие белка, вызывающие заболевания у растений.

Задача 2. ОХАРАКТЕРИЗОВАТЬ РАЗМНОЖЕНИЕ И СВОЙСТВА ВИРУСОВ.

Для этого надо знать:

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

32

вирусная НК руководит всеми событиями :в подавляетклетке 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 клет-

ки;

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

ввирусологических лабораториях для дезинфекции. Некоторые красители (метиленовый синий и др.) оказывают губительное действие на ряд вирусов.

Вирусы хорошо переносят низкие температуры(оптимальная температу-

ра 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 жиз-

33