Главная страница
qrcode

прионы, вирусы. Принципы классификации вирусов, таксоны в царстве Vira. Уникальные свойства вирусов. Морфология и ультраструктура вирионов


Скачать 154.04 Kb.
НазваниеПринципы классификации вирусов, таксоны в царстве Vira. Уникальные свойства вирусов. Морфология и ультраструктура вирионов
Дата25.01.2020
Размер154.04 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаприоны, вирусы.docx
ТипДокументы
#158515
Каталог
A
V
С сокращающимся отростком
Двухцепочечная ДНК
B
IV
С длинным несокращающимся отростком
Двухцепочечная ДНК
C
III
С коротким несокращающимся отростком
Двухцепочечная ДНК
D
II
Без отростка, с капсомерами
Одноцепочечная ДНК
E
II
Без отростка и капсомеров
Одноцепочечная РНК
F
I
Нитевидные
Одноцепочечная ДНК

По характеру действия на бактерии различают вирулентные и умеренные фаги.

Важным свойством бактериофагов является их специфичность: фаги могут поражать определенный вид бактерий (моновалентные фаги) или же только избранные штаммы/варианты внутри вида (типовые фаги, например, фаги V. cholerae classica и El Tor), но некоторые не столь разборчивы и поражают бактерий разных видов и даже родов (поливалентные фаги). Тем не менее очень сложно судить о специфичности фагов в природных условиях, поскольку там действуют многочисленные методологические ограничения и популяционные закономерности, и порой один и тот же фаг можно принять как за «генералиста», так и за «специалиста».

Получение бактериофагов

Для выделения бактериофага исследуемый материал (воду, испражнения, гной, почву и др.) засевают в жидкую питательную среду, инкубируют в термостате, и через сутки помутневшую жидкость пропускают через бумажный, а затем через бактериальный фильтры, асбестовые пластины, керамические свечи. Полученный фильтрат исследуют на наличие бактериофага путем совместного посева с подходящей микробной культурой на плотные или в жидкие питательные среды. Если бактериофаг выделился, то после 18-часовой инкубации на поверхности агара вырастает сплошной газон культуры с прозрачными бляшками — зонами лизиса. В бульоне бактериофаг обусловливает просветление среды.

Для выделения чистой культуры бактериофага материал из отдельной бляшки переносят бактериологической иглой в суспензию молодой микробной культуры.

Материал из вновь возникшего стерильного пятна засевают вместе с фагочувствительными микробами в жидкую питательную среду. После 6–18 часов инкубации среду фильтруют и получают чистую культуру бактериофага.

Полученный препарат бактериофага должен иметь вид совершенно прозрачной жидкости желтого цвета. Он проходит контроль на стерильность, безвредность и литическую активность. Безвредность препарата проверяют путем введения животным. Например, брюшнотифозный и дизентерийный бактериофаги вводят подкожно трем мышам по 1 мл, либо внутривенно одному кролику 5 мл. За животными наблюдают в течение 3–4 суток. Литическую активность бактериофага определяют титрованием в жидкой питательной среде методом Аппельмана, на плотной питательной среде — методом Отто. За титр бактериофага при определении методом Аппельмана принимают то его наибольшее разведение, которое вызывает полный лизис тестовой культуры микроорганизмов.

После проведения контрольных исследований препарат разливают во флаконы нейтрального стекла. Помимо жидких препаратов бактериофага могут изготавливать и сухие. Для их получения фаголизат осаждают сернокислым аммонием, осадок отделяют от жидкой части, добавляют к нему стабилизатор (9 % глюконат кальция), смесь тщательно растирают и лиофилизируют.

    Диагностическое применение фагов. Количественные методы определения фагов (метод Грациа). Фагоидентификация и фаготипирование бактерий. Применение бактериофагов для профилактики и лечения инфекционных болезней.

    Применяемые на практике препараты бактериофагов представляют собой фильтрат бульонной культуры соответствующих микробов, лизированных фагом, содержащий живые частицы фага, а также растворённые антигены бактерий, освободившиеся из бактериальных клеток при их лизисе. Полученный препарат - жидкий бактериофаг должен иметь вид совершенно прозрачной жидкости жёлтого цвета большей или меньшей интенсивности.

    Для применения с лечебно-профилактическими целями фаги могут выпускаться в форме таблеток с кислотоустойчивой оболочкой. Таблетированный сухой фаг более стабилен при хранении и удобен при применении. Одна таблетка сухого бактериофага соответствует 20-25 мл жидкого препарата. Срок годности сухого и жидкого препарата - 1 год. Жидкий бактериофаг следует хранить при температуре + 2 +10 С, сухой- не выше +1°С, но его можно хранить в холодильнике и при отрицательной температуре.

    Принятый внутрь бактериофаг сохраняется в организме в течение 5-7 дней. Как правило, прием бактериофага не сопровождается какими-либо реакциями или осложнениями. Противопоказаний к приёму нет. Применяются в виде орошений, полосканий, примочек, тампонов, инъекций, а также вводят в полости - брюшную, плевральную, суставную и в мочевой пузырь.

    Фаги могут применяться в качестве диагностических препаратов для установления рода и вида бактерий, выделенных в ходе бактериологического исследования (эпидемиологическое маркирование). Диагностические фаги выпускаются как в жидкой, так и сухой форме в ампулах. На ампулах указан титр, ДРТ (доза рабочего титра) или тип. Перед началом работы сухой бактериофаг разводится. Применяют в реакции фаголизабельности (метод Отто) или фаготипирования.

    Метод титрования бактериофага по Грациа (на плотной питательной среде)

    Питательный агар разливают в чашки Петри и подсушивают в термостате. Готовят полужидкий питательный агар по 3–4 мл в пробирке и растапливают его на водяной бане. Делают десятикратные разведения исследуемого бактериофага в изотоническом растворе хлорида натрия. Затем 0,5 мл каждого разведения бактериофага смешивают с таким же объёмом суточной бульонной культуры чувствительных к бактериофагу бактерий и выливают эту смесь в пробирку с полужидким агаром температурой 45°C. Приготовленную смесь быстро выливают на поверхность первого слоя агара в чашке Петри, где она застывает в виде тонкого слоя. После застывания второго слоя агара чашки инкубируют при 37°C в течение суток. Смеси бактериофага, культуры и полужидкого агара делают из разведений фага 102–1010, в зависимости от предполагаемого титра фага.

    Не заражённые бактериофагом бактерии, размножаясь, образуют сплошной газон роста на поверхности питательного агара. Каждая инфицированная бактериофагом бактерия лизируется и освобождает потомство бактериофага, которое внедряется в интактные клетки бактерий, и весь цикл повторяется. В результате лизиса клеток на сплошном бактериальном газоне появляются «стерильные» пятна или негативные колонии бактериофага. Число этих пятен соответствует количеству фаговых частиц в засеянной смеси. Количество пятнообразующих единиц в 1 мл исходной суспензии бактериофага называется его титром.

    ФАГОИДЕНТИФИКАЦИЯ БАКТЕРИЙ ПО МЕТОДУ ФЮРТА. В расплавленный и остуженный МПА (45-500С) добавляют определенный бактериофаг и выливают в чашку Петри. Чашка с полученным агаром делится на несколько секторов, в каждый из которых засеваются неизвестные культуры, выделенные от больных. Там, где культура соответствует бактериофагу, наблюдается отсутствие роста (лизис) бактерий.

    ФАГОТИПИРОВАНИЕ БАКТЕРИЙ ПО МЕТОДУ ФИШЕРА. Испытуемую суточную бульонную культуру засевают на МПА, затем условно делят чашку на квадраты. В каждый квадрат наносят по одной капле различных фагов. После суточной инкубации в термостате отмечают квадраты, в которых отмечается лизис бактерий. Фаготип бактериальной культуры определяется типом лизирующего ее фага.
      Прионы: определение, свойства прионов, роль в патологии человека. Характеристика прионных болезней. Микробиологическая диагностика и профилактика прионных инфекций.
      ПРИОН–(частичная анаграмма от англ. Proteinaceous infectious particles –белковоподобная инфекционная частица;

      PrP–прионныйбелок (от англ. Prion protein);

      PrPc–неинфекционный клеточный белок («С» от англ. Cell –клетка)

      PrPSc–инфекционный прионныйбелок («Sc» -от англ. Scrapie –распространенная болезнь овец и коз);

      PRNP–ген, кодирующий синтез клеточного прионногобелка (PrPc) в организме человека, локализованный на хромосоме 20.


      Нозологические формы прионных болезней человека:

      болезнь Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ)

      куру

      синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера (СГШШ)

      фатальная семейная инсомния (ФСИ)
      Остальное – см таблицу
Принципы классификации вирусов, таксоны в царстве Vira. Уникальные свойства вирусов. Морфология и ультраструктура вирионов.
Вирусы - ультрамикроскопические организмы, обладающие только одним типом нуклеиновых кислот, лишенные собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии и являющиеся абсолютными внутриклеточными паразитами (А.И. Коротяев).


•Ультрамикроскопические размеры (мелкие до 40 нм, средние 40-130 нм, крупные –более 130 нм)

•Содержат только один тип нуклеиновой кислоты (либо РНК, либо ДНК),

•Отсутствуют собственные белоксинтезирующие системы, автономный метаболизм,

•Не способны к росту и бинарному делению,

•Репродуцируются дизъюнктивным способом -разобщенность в пространстве и во времени синтеза вирусных компонентов,

•Облигатные внутриклеточные паразиты на молекулярно-генетическом уровне,

•Присуща изменчивость, что ведет к появлению новых инфекционных агентов.

Формы существования: Внеклеточная –вирион (НК, капсид, суперкапсид); Внутриклеточная –вирус (НК)




•Стабилизация внутренних структур вирусов

•Определяет инфекционные свойства вирусов (адсорбцию и проникновению внутрь клетки)

•Защитная

Особенности систематики вирусов

•Царство: Vira Vira

•Семейство: -dae Paramyxoviridаe

•Подсемейство: -nae Paramyxovirinae

•Род: -us Respirovirus, Rubulavirus

У большинства вирусов отсутствует видовое название!


•Тип нуклеиновой кислоты

•Наличие липопротеиновой оболочки

•Размер и морфология вирионов

•Стратегия вирусного генома

•Чувствительность к химическим агентам

•Антигенная структура

•Механизм заражения

•Тропизм

Морфология вирусов

Палочковидная (вирус табачной мозаики);

Пулевидная (вирус бешенства);

Сферическая (вирусы полиомиелита, ВИЧ);

Нитевидная (филовирусы);

Сперматозоидная (бактериофаги).

Строение вирионов

Белковые субъединицы, формирующие капсид(от лат. сapsa–вместилище)–капсомеры

Способ укладки капсомеров-тип симметрии

Типы симметрии вирусов
Кубический (икосаэдрический) -НК окружена капсомерами, образующими многогранник (адено-, пикорна-, герпесвирусы).

Спиральный -взаимодействие НК и белка осуществляется по оси вращения (коронавирусы, пара-, ортомиксовирусы)

Смешанный (комбинированный) -двойная симметрия характерна для бактериофагов: головка -кубический, отросток -спиральный тип симметрии

Характеристика вирусного генома:

Малая молекулярная масса,

На концах молекул есть повторы-прямой и инвертированный (маркеры вирусной ДНК)

За счет повторов вирусные ДНК способны замыкаться в кольцо, что обусловливает устойчивость к эндонуклеазам и способность встраиваться в клеточный геном


80% вирусов -это РНК-вирусы

РНК вирусов способна хранить генетическую информацию!

+РНК–являются матрицей для синтеза структурных белков (иРНК) и для репликации дочерних РНК

-РНК–кодируют только генетическую информацию и не выполняют функцию иРНК


1.Структурные

•капсидные

•геномные

•суперкапсидные

2.Функциональные (ферменты)

•Вирионные входят в состав вириона (проникновение в клетку и участие в репродукции)

•Вирусиндуцированные закодированы в вирусном геноме

    Этапы и типы взаимодействия вируса с клеткой
    Типы взаимодействия вирионов с клеткой

    1.Продуктивный - завершается образованием нового поколения вирионов и

    гибелью клетки –цитолитическая форма

    клетка остается жизнеспособной –нецитолитическая форма

    2. Абортивный– не сопровождается образованием нового поколения вирионов, т.к. процесс обрывается на одном из этапов

    Причины развития абортивной инфекции

    Заражение клеток дефектным вирусом

    Заражение в неразрешающихусловиях

    Заражение нечувствительных клеток

    3. Интегративный (вирогения) - нуклеиновая кислота вируса встраивается в геном клетки-хозяина и функционирует как его составная часть

    Встроенный в хромосому геном вируса называют провирусом.

    ЭТАПЫ.

    1.Адсорбция - пусковой механизм, связанный со взаимодействием специфических рецепторов вируса и хозяина. Эффективность проникновения вируса связана большим количеством рецепторов.

    2.Проникновение - путем слияния суперкапсида с мембраной клетки или путем эндоцитоза (пиноцитоза).

    3.Освобождение нуклеиновых кислот - “раздевание” нуклеокапсида и активация нуклеиновой кислоты.

    4.Реализация генетической информации. Т. е. синтез нуклеиновых кислот и вирусных белков - подчинение систем клетки хозяина и их работа на воспроизводство вируса.

    5.Морфогенез вирусных частиц. Ассоциация реплицированных копий вирусной нуклеиновой кислоты с капсидным белком.

    6.Выход вирусных частиц из клетки, приобретения суперкапсида оболочечными вирусами.


    1. В клетках про- и эукариот (кроме клеток растений) отсутствуют ферменты транскрипции-репликации вирусного РНК-генома. Вирус должен иметь свои ферменты в составе вириона или в закодированном виде в геноме.

    2. В цитоплазме клеток нет ферментов для транскрипции ДНК вируса. Следовательно, клеточную ДНК-зависимую РНК-полимеразу могут использовать только ядерные ДНК-содержащие вирусы.

    3. В клетках эукариот белоксинтезирующий аппарат приспособлен для трансляции моноцистронных РНК (не распознает внутренние участки инициации). Вирусы должны синтезировать или отдельные мРНК для каждого гена, или мРНК нескольких генов и кодирующий полипротеин, разрезаемый на отдельные белки.

    4. В клетках прокариот возможна множественная внутренняя инициация трансляции на полицистронных матрицах. Для вирусов прокариот ограничение 3 снимается. Выработка интерферона. Ликополисахариды, липопротеиды нейтрализуют антирецепторы.

      Методы культивирования вирусов. Классификация и характеристика клеточных культур. Методы индикации вирусов в зависимости от типа биологической модели: цитопатическое действие (ЦПД), реакции гемагглютинации (РГА), гемадсорбции (РГАд), бляшкообразование, цветная проба.
      Культивирование вирусов в организме чувствительных животных

      Животные: взрослые или новорожденные (белые мыши, хомяки, кролики, обезьяны и др);

      Способы заражения: подкожно, внутримышечно, интраназально, интрацеребрально и т. д.)

      Культивирование вирусов в организме чувствительных животных

      Методы индикации:

      Клиническая картина

      Патоморфологические изменения в органах и тканях,

      Реакция гемагглютинации (РГА) с суспензией органов.

      Недостатки: видовая невосприимчивость животных ко многим вирусам человека, контаминация животных посторонними микробами, экономические и этические.

      Культивирование вирусов на куриных эмбрионах

      Куриные эмбрионы 5-12 дневные;

      Заражают в различные полости и ткани зародыша.

      Культивирование вирусов на куриных эмбрионах

      Методы индикации:

      Гибель эмбриона

      Специфические поражения оболочек и тела эмбриона (бляшки, оспины, кровоизлияния)

      Реакция гемагглютинации (РГА).

      Недостатки: многие вирусы не размножаются в эмбрионах птиц.

      Культивирование вирусов в культурах клеток

      Для приготовления культур клеток используют:

      1.Эмбриональные ткани человека и животного;

      2.Клетки злокачественных образований;

      3.Нормальные ткани человека, обезьян и др. животных.

      Условия выращивания клеточных культур:

      Соблюдение правил асептики;

      Использование лабораторной посуды из нейтрального стекла или специальных реакторов;

      Использование сложных питательных сред (среда 199, Игла), содержащих минеральные соли, аминокислоты, витамины, глюкозу, сыворотку крови животных и человека, буферные растворы для поддержания рН;

      Добавление антибиотиков к питательной среде;

      Соблюдение оптимальной температуры (36-38,5оС) роста клеток.

      Типы клеточных культур

      Однослойные культуры клеток–клетки прикрепляются и размножаются в виде монослоя на поверхности химически нейтрального стекла;

      Суспензионные культуры клеток – клетки размножаются во всем объеме питательной среды;

      Органные культуры – цельные кусочки органов и тканей.

      Однослойные клеточные культуры: по числу генераций различают:

      Первичные культуры – способны размножаться только в первых генерациях, т.е. выдерживают не более 5-10 пассажей после выделения из тканей.

      Перевиваемые или стабильные культуры – способны размножаться в лабораторных условиях десятки лет.

      Полуперевиваемые культуры – выдерживают 40-50 пассажей.

      Культивирование вирусов в культурах клеток
      Методы индикации:

      Цитопатогенного действия (ЦПД),

      Образование внутриклеточных включений,

      Реакция гемадсорбции,

      Реакция гемагглютинации,

      Цветная реакция,

      Бляшкообразование.
        Бактериофаги- вирусы бактерий. Морфология, ультраструктура и свойства фагов
        Размеры бактериофагов колеблются от 20 нм до 200 нм. Как все вирусы, содержат ДНК, или РНК, и белковый капсид. Чаще всего встречаются и лучше изучены бактериофаги, имеющие форму сперматозоида или головастика. Состоят они из головки, хвостового отростка, батальной пластинки с короткими шинами и хвостовыми нитями. Внутри головки располагается спирально скрученная пить ДНК, покрытая белковым капсидом. Хвостовой отросток - что полый цилиндрический стержень, окруженный сократительным чехлом. Базальная пластинка и нити осуществляют процесс адсорбции бактериофага на бактериальной клетке. Существуют бактериофаги, имеющие другое строение: с короткими отростком, с отростком без сократительного чехла, без отростка, нитевидной формы.

        Основными компонентами фагов являются белки и нуклеиновые кислоты.

        Нуклеиновая кислота находится в головке. Внутри головки фагов обнаружено также небольшое количество белка (около 3%).

        Таким образом, по химическому составу фаги являются нуклеопротеидами. В зависимости от типа своей нуклеиновой кислоты фаги делятся на ДНК-овые и РНК-овые. Количество белка и нуклеиновой кислоты у разных фагов разное. У некоторых фагов содержание их почти одинаковое и каждый из этих компонентов составляет около 50%. У других фагов соотношение между этими основными компонентами может быть различно.

        Кроме указанных основных компонентов, фаги содержат в небольших количествах углеводы и некоторые преимущественно нейтральные жиры.

        Умеренные и вирулентные бактериофаги на начальных этапах взаимодействия с бактериальной клеткой имеют одинаковый цикл.
        Адсорбция бактериофага на фагоспецифических рецепторах клетки.
      1. Инъекция фаговой нуклеиновой кислоты в клетку хозяина.
      2. Совместная репликация фаговой и бактериальной нуклеиновой кислоты.
      3. Деление клетки.
      4. Далее бактериофаг может развиваться по двум моделям: лизогенный либо литический путь.
        Умеренные бактериофаги после деления клетки находятся в состоянии профага (Лизогенный путь).

        Вирулентные бактериофаги развиваются по Литической модели:
        Нуклеиновая кислота фага направляет синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат бактерии. Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага «подчиняет» себе клеточный аппарат синтеза белка.
      5. Нуклеиновая кислота фага реплицируется и направляет синтез новых белков оболочки. Образуются новые частицы фага в результате спонтанной самосборки белковой оболочки (капсид) вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.
        Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200—1000 новых фагов; фаги инфицируют другие бактерии.
        Классификация фагов по морфологии, типу взаимодействия с бактериальной клеткой, специфичности и практическому применению. Принципы получения препаратов бактериофагов.
        Таблица 1. Классификация бактериофагов по морфологическим признакам
        Группа по Бредли
        Группа по Тихоненко
        Морфология
        Тип нуклеиновой кислоты

перейти в каталог файлов


связь с админом