ВИРУСЫ Картинки с wikipedia.org

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1)Вирусы – особая форма жизни 2)Состав и общие свойства вирусов 3)Распространенность и роль в биосфере 4)Примеры некоторых наиболее распространенных вирусов человека

Вирусы сильно отличаются от других форм жизни; они способны воспроизводиться только внутри других клеток – облигатные паразиты.

Д.И. Ивановский обнаружил в 1892 г., что мозаичная болезнь табака вызывается агентом, проходящим через фильтр, непроницаемый для бактерий Ивановский Дмитрий Иосифович ( )

Простой состав: нуклеиновая кислота и белок Белковая капсула - капсид Могут также включать липидную оболочку Размер: нм

Геномы вирусов ДНК РНК двуцепочечная одноцепочечная двуцепочечная одноцепочечная «+» одноцепочечная «-» Геномы вирусов могут быть линейные, кольцевые, состоять из нескольких фрагментов

Особенности организации генома вирусов Геном вирусов включает: - Структурные гены, которые кодируют белки. Занимают примерно 95 % вирусной хромосомы. Белки вирусов можно разделить на несколько групп: структурные, ферменты, регуляторы. - Регуляторные последовательности, которые не кодируют белки: промоторы, операторы и терминаторы. - Прочие некодирующие участки (сайты), в том числе: - участок attP, обеспечивающий интеграцию вирусной хромосомы в хромосому клетки– хозяина; - участки cos – липкие концевые участки линейных вирусных хромосом, обеспечивающие замыкание линейной хромосомы в кольцевую форму. Гены, кодирующие рРНК и тРНК, в геноме вирусов обычно отсутствуют. Однако в геноме крупного фага Т4 имеются гены, кодирующие несколько тРНК. Геном вирусов отличается высокой плотности упаковки информации. У фага φ Х174 в пределах одного гена может располагаться еще один ген. Ген В находится в пределах гена А, а ген Е – в пределах гена D:

Хозяева вирусов: Все про- и эукариоты, даже другие вирусы. Самая многочисленная биологическая форма! Бактериофаги, инфицирующие прокариотическую клетку

Распространенность : самые многочисленные среди живых организмов выявлено 250 млн частиц бактериофагов на миллилитр морской воды р Вирусы (овал), бактерии (прямоугольник) и простейшее (круг) в морской воде (Patel et al. 2007)

Роль в эволюции жизни 1% генома человека – ретровирусы 40% генома человека (вирус-подобные элементы и транспозоны) Горизонтальный перенос генов – ненаследственный перенос генетического материала между организмами

ГЕРПЕСВИРУСЫ Вирусы позвоночных. Геном двуцепочечная ДНК, длиной около 150 тпн, кодирует около 80 белков Капсид построен из множества одинаковых, геометрически правильных, белковых структур капсомер, образующих икосаэдр. Вирус в клетках может находиться в латентной форме бесконечно длительное время без клинических проявлений. При ухудшении состояния организма (простуда, стресс, утомление и т. п.) вирус активируется При заражении вирус проникает в ядро и интегрируется в геном хозяина

Вирус гепатита В Вирион (вирус вне клетки-хозяина) состоит из нуклеопротеида, капсида и суперкапсида. Капсид икосаэдр размером 28 нм, внутри которого заключена ДНК вируса (нуклеопротеид). Суперкапсид представляет собой липидную мембрану, в которую встроены молекулы белка наружной оболочки.. Геном - частично двуцепочечная кольцевая ДНК (3200 н). В геноме вируса найдено 4 гена, которые частично перекрываются, отсюда малый генома. В мире от 3 до 6 % людей инфицировано вирусом гепатита B. Носительство вируса не обязательно проявляется клинически, но носитель вируса может заражать других людей. Геном вируса полностью или частично может интегрироваться в геном клетки печени - гепатоцита. При этом могут повреждаться гены гепатоцита, что приводит к раку печени.

Ретровирусы Семейство РНК-вирусов позвоночных, куда относится ВИЧ После инфицирования - синтез вирусного ДНК-генома с использованием РНК вириона в качестве матрицы в цитоплазме. Механизм обратной транскрипции: 1) обратная транскриптаза синтезирует одну нить ДНК на матрице вирусной РНК, 2) на матрице синтезированной нити ДНК тот же фермент достраивает вторую, комплементарную ей нить 3) Двунитевая молекула ДНК проникает через ядерную оболочку, интегрируется в хромосомную ДНК клетки и служит матрицей для синтеза новых молекул вирусной РНК. 4)Вирусные РНК выходят из клеточного ядра и в цитоплазме клетки упаковываются в вирусные частицы, способные инфицировать новые клетки. иллюстрация Russel Kightley/Science photo library

Вирион ретровируса Вирионы сферической формы размером нм, покрыты внешней липопротеиновой оболочкой, имеющей ворсинки длиной нм. Внутри икосаэдрального капсида находится РНП. Характерной чертой семейства является наличие в составе вириона обратной транскриптазы. Вирионы имеют 6 структурных белков, из них 4 внутренних Основные структурные гены - gag (group specificantigens), pol (polymerase), env (envelope). Геном однонитчатая РНК с молекулярной массой 7 мегадалътон и состоит из двух копий, каждая из которых является полноценным геномом и содержит одинаковую генетическую информацию. Нуклеиновая кислота онковирусов имеет гомологию с клеточной ДНК своего вида хозяина. Многие вирусы этого семейства вызывают неопластические процессы, главным образом лейкемии и саркомы ряда видов животных. Нормальные клетки некоторых видов животных содержат интегрированные копии соответствующих видов онковирусов. Они могут никак не проявляться или активируются некоторыми физическими и химическими факторами, а возможно, и при инфекции другими онковирусами.

Вирус гриппа Вирус гриппа имеет сферическую форму диаметром нм, в центре находятся 7-8 РНК-фрагментов, заключённых в липопротеидную оболочку. На поверхности имеются «шипы» состоящие из гемагглютинина (H) и из нейраминидазы (N). Антитела, вырабатываемые в ответ на гемагглютинин (H), составляют основу иммунитета против определённого подтипа возбудителя гриппа Вирус гриппа А содержит минус-цепь РНК, состоящую из 8 фрагментов. Реассортация вируса гриппа

ФИЛОВИРУСЫ Вирус Эбола Геном - одноцепочечная РНК отрицательной полярности (19 т.н.) кодирует всего семь белков. Поражают приматов. Известны два вида: вирус Эбола и вирус Марбург, вызывающих вирусную геморрагическую лихорадку с обильным кровотечением, в большинстве случаев приводящую к смерти. Семейство возникло всего лет назад. Марбургский вирус

ВИРОИДЫ Короткие фрагменты (несколько сотен нуклеотидов) кольцевой одноцепочечной РНК, не покрыты белковой оболочкой. Патогены растений. PSTV - вироид клубней картофеля Для репликации вироиды используют РНК полимеразу 2, которая нарабатывает новые геномы по механизму «катящегося кольца», используя первоначальную молекулу в качестве матрицы. Некоторые вироиды являются рибозимами, катализирующими расщепление молекулы-предшественника и лигирующими вновь синтезированные геномы. Открыты Теодором Динером в 1971 году На сегодня открыто 33 вироида

Литература