Взаимодействие вируса с клеткой

Конспект Вирусы

Вирусы играют большую роль в жизни человека. Они являются возбудителями ряда опасных заболеваний – оспы, гепатита, энцефалита, краснухи, бешенства, гриппа и др.

В 1892 г. русский ученый Д.И. Ивановский описал необычные свойства возбудителя болезни табака – табачной мозаики. Этот возбудитель проходил через бактериальные фильтры и кроме того, не рос на искусственных питательных средах. Таким образом, здоровые растения табака можно было заразить бесклеточным фильтратом сока больного растения.

Через насколько лет был обнаружен возбудитель ящура, который также проходил через бактериальные фильтры.

В 1898 г. Бейеринк придумал новое слово «вирус» (от лат. Яд), чтобы обозначить инфекционную природу некоторых профильтрованных растительных жидкостей.

В 1917 г. Ф. д’Эррель открыл бактериофаг – вирус поражающий бактерии. Однако долгое время структура вируса оставалась загадкой для ученых. Поэтому-то вирусы оказались в числе первых объектов, исследованных под электронным микроскопом сразу же после его открытия в 30-е годы.

Отличия вирусов от других организмов:

1. Вирусы – это мельчайшие организмы (в среднем они раз в 50 меньше бактерий), их нельзя увидеть в световой микроскоп. 30-300 нм.

2. Вирусы не имеют клеточного строения. Если считать клеточное строение обязательным признаком живого, то вирусы живыми не являются. Однако они обладают генетическим материалом и способны к самовоспроизведению. Существует предположение, что вирусы это генетический материал, некогда сбежавший из клетки и сохранивший способность к воспроизведению при возвращении в клеточное окружение.

3. Вирусы могут воспроизводить себя только внутри живой клетки и не являются самостоятельными организмами.

4. Вирусы состоят из одной небольшой молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК либо РНК) и окружены белковой оболочкой

5. В отличие от клеточных организмов вирусы не могут самостоятельно синтезировать белки. Вирус вносит в клетку только свою нуклеиновую кислоту, которая отключает хозяйскую ДНК и дает клетке команду синтезировать нужные ему белки (для сборки и высвобождения новых копий вируса).

6. Молекула ДНК вирусов может встраиваться в геном клетки хозяина и существовать в таком виде не проявляя себя долгое время. Таким образом, паразитизм вирусов – это паразитизм на генетическом уровне.

Строение вирусов

Вирусная частица, называемая также вирионом, состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной белковой оболочкой. Эту оболочку называют капсидом. Капсид состоит из субъединиц – капсомеров. Капсид с нуклеиновой кислотой – нуклеокапсид - может быть голым или иметь дополнительную оболочку (вирусы гриппа и герпеса).

Самые простые вирусы, например вирус табачной мозаики, имеет лишь белковый капсид. Аналогично устроен вирус бородавок, аденовирусы.

Вирусные частицы могут быть палочковидной или нитевидной формы, иметь форму многогранника.

Вирусы содержат только одну нуклеиновую кислоту – ДНК или РНК (тогда как все остальные организмы - обязательно имеют обе). На этом основании все вирусы делят на две группы: ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

Взаимодействие вируса с клеткой

1. Опознание вирусом своей клетки. Как правило, проникновению вируса предшествует связывание его с особым белком-рецептором на поверхности клетки.

2. Адсорбция – прикрепление вириона к поверхности клетки. Связывание осуществляется с помощью специальных белков на поверхности вирусной частицы, которые узнают соответствующий рецептор на поверхности клетки. Как ключ к замку.

3. Проникновение через мембрану. Участок мембраны, к которому присоединился вирус, погружается в цитоплазму и превращается в вакуоль, которая затем может сливаться с ядром.

4. «Раздевание» - освобождение от капсида. Происходит либо на поверхности клетки, либо в результате разрушения капсида ферментами клетки в цитоплазме.

5. Копирование (редупликация) вирусной нуклеиновой кислоты.

6. Синтез вирусных белков.

7. Сборка вирионов в ядре или цитоплазме.

8. Выход вирионов из клетки. Для некоторых вирусов это происходит путем «взрыва», в результате чего целостность клетки нарушается и она погибает. Другие вирусы выделяются способом, напоминающим почкование. В этом случае клетки хозяина могут долго сохранять свою жизнеспособность. Вирионы выделяются из клетки с различной скоростью. При некоторых типах инфекции вирионы могут достаточно долго находиться внутри клетки, не разрушая ее.

Вирусы бактерий

Вирусы, атакующие бактерии,называются бактериофагами или просто фагами.

Строение бактериофагов в основном изучено на примере Т-фага Eccherichia coli (колифаг). Колифаг состоит из полиэдрической головки и хвоста. Головка состоит из капсомеров и содержит внутри ДНК. Хвост имеет сложное строение и состоит из полого стержня, окружающего его сократимого чехла и базальной пластинки с шипами и нитями, (необходимыми для адсорбции на клетке-хозяине).

Проникновение бактериофага в клетку

Толстые клеточные стенки бактерий не позволяют вирусу погрузиться в цитоплазму, как при заражении клеток животных. Поэтому бактериофаг вводит полый стержень в клетку и выталкивает через него нуклеиновую кислоту, находящуюся в головке.