Transdukcija. Nespecifinė transdukcija

Paprasti tepinėlių dažymo būdai

Paprasti dažymo būdai vadinamas preparatų dažymu kokiais nors vienais dažais. Dažniausiai naudojamas fuksinas, gencijoninis violetinis ir metileno mėlynasis.

Grynųjų aerobinių ir anaerobinių bakterijų kultūrų išskyrimas

Gryna kultūra yra vienos rūšies mikroorganizmų populiacija. Grynajai aerobų kultūrai išskirti naudojami metodai, pagrįsti:

1. Mechaninis bakterijų ląstelių atskyrimas;

2. Fizinių ir cheminių veiksnių, turinčių selektyvų poveikį, veikimas;

3. Kai kurių bakterijų gebėjimas daugintis organizme.

Drigalsky metodas pagrįstas mechaniniu visų tipų mikrobų, sudarančių tiriamą medžiagą, atskyrimu tankios maistinės terpės paviršiuje.

1. Tiriamosios medžiagos mikrobinės sudėties nustatymas (tepinėlio paruošimas, Gramo dažymas).

2. Sėjimas į Petri lėkštelę: vienas lašas medžiagos užlašinamas ant MPA paviršiaus ir trinamas mentele. Nedegindami mentelės ir nerinkdami naujos medžiagos, pasėkite antrą ir trečią puodelius.

3. Sėkliniai puodeliai apverčiami aukštyn kojomis ir inkubuojami termostate 18-20 valandų 37° temperatūroje.

1. Kolonėlės mikroskopinis tyrimas pagal dydį, formą, spalvą, paviršiaus pobūdį, kraštus, kolonijos konsistenciją.

2. Vienos tiriamos kolonijos mikroskopinis tyrimas (tepinėlio paruošimas, Gramo dažymas).

3. Likusi kolonijos dalis perkeliama į mėgintuvėlį su pasvirusiu soru.

4. Mėgintuvėlis inkubuojamas termostate 18-20 valandų 37° C temperatūroje. III etapas.

Kultūros grynumo tikrinimas (makroskopiškai – tolygus augimas, mikroskopiškai – ląstelės vienalytės pagal morfologines charakteristikas ir tinktūrines savybes). Identifikavimą atlieka:

Fermentinės savybės.

Fagų jautrumo, toksiškumo ir kitų požymių antigeninės savybės

Anaerobinių bakterijų fiziologijos ypatumai

Anaerobiniams mikroorganizmams, skirtingai nei aerobams, gyvybinėms funkcijoms atlikti ne tik nereikia oro deguonies, bet pastarasis kai kuriais atvejais netgi yra destruktyvus. Substrato oksidacija bakterijų ląstelėje gali būti atliekama tiesiogiai oksiduojant medžiagą atmosferos deguonimi (aerobinis kelias) arba dehidrogenuojant (vandenilio pašalinimas iš substrato), kuris vyksta tiek aerobinėmis sąlygomis (aerobinis dehidrogenavimas), tiek anaerobinėmis sąlygomis. (anaerobinis dehidrogenavimas).

Aerobinis dehidrogenavimas su plačia prieiga prie deguonies baigiasi substrato oksidacija iki galutinių produktų, ir išleidžiama visa substrate esanti energija. Tačiau jis gali būti neišsamus, o susidarę oksidacijos produktai gali turėti dar daugiau energijos.

Anaerobinis dehidrogenavimas vyksta aplinkoje, kurioje nėra deguonies. Galutiniai vandenilio akceptoriai gali būti anglis, azotas ir siera, kurios redukuojamos į CH^, NH^, HS^. Šiuo atveju išsiskirianti energija yra nedidelė, tačiau gautuose tarpiniuose produktuose vis tiek yra daug juose esančios energijos. Ir aerobinis, ir anaerobinis oksidacijos tipas negali vykti be tam tikrų fermentų dalyvavimo, o mikroorganizmuose vyrauja anaerobinis oksidacijos kelias. Kai kurie mikroorganizmai gali pakeisti aerobinį kvėpavimo tipą į anaerobinį ir atvirkščiai – tai fakultatyviniai anaerobai. Kiti mikroorganizmai sugeba gyventi tik nesant laisvo deguonies – privalomojo, t.y. privalomi anaerobai.

Anaerobinių sąlygų sudarymo metodai

Fiziniai metodai. Remiantis mikroorganizmų auginimu beorėje aplinkoje, kuris pasiekiamas:

1) sėti į terpę, kurioje yra redukuojančių ir lengvai oksiduojančių medžiagų;

2) sėti mikroorganizmus giliai į kietą maistinę terpę;

3) mechaninis oro pašalinimas iš indų, kuriuose auginami anaerobiniai mikroorganizmai;

4) oro pakeitimas inde kokiomis nors abejingomis dujomis.

Transdukcija. Rūšys. Nespecifinės transdukcijos mechanizmas

Transdukcija- bakterijų DNR perkėlimas per bakteriofagą. Fago replikacijos proceso metu bakterijos viduje bakterijos DNR fragmentas prasiskverbia į fago dalelę ir kartu su ja perduodamas recipiento bakterijai. Tokiu atveju fago dalelės dažniausiai būna brokuotos ir praranda gebėjimą daugintis. Kadangi transdukuojami tik nedideli DNR fragmentai, tikimybė, kad rekombinacija paveiks tam tikrą požymį, yra labai maža: ji svyruoja nuo 10 -6 iki 10 -8. Yra trys transdukcijos tipai: nespecifinė (bendra), specifinė ir abortinė.

Bendra (nespecifinė) transdukcija- bakteriofagas perneša bet kurios bakterinės chromosomos dalies fragmentą. Bakteriofagu užkrėstoje ląstelėje dukterinės populiacijos surinkimo metu į kai kurių fagų galvas gali prasiskverbti bakterijos DNR arba plazmidės fragmentas kartu su viruso DNR arba vietoj jo. Šis procesas vyksta todėl, kad bakterinė DNR yra suskaidoma po fago infekcijos ir tokio pat dydžio bakterinės DNR gabalas, kaip fago DNR, patenka į viruso dalelę maždaug 1 iš 1000 fago dalelių greičiu. Naudojant šią transdukcijos formą, į recipiento ląsteles gali būti įvesti beveik bet kokie genai. Nespecifinės transdukcijos reiškinys gali būti naudojamas norint nustatyti bakterijų chromosomą.

FEDERALINĖ ŠVIETIMO AGENTŪRA
VALSTYBINĖ AUKŠTOJO MOKYMO ĮSTAIGA
PROFESINIS IŠSIlavinimas
IRKUTSK VALSTYBINIS UNIVERSITETAS
(GOU VPO ISU)
Biologijos ir dirvožemio mokslų fakultetas
Mikrobiologijos katedra

Esė
mikroorganizmų citologija
Transdukcija ir transformacija bakterijose

Atlikta:
studentas gr.04331-DS
Kuznecova E.A.
Patikrinta: k.b. n
Makarova A.P.

Irkutskas 2012 m
Turinys

2.1 Tyrimo istorija………………………………………………………………..9
2.2 Transformacija prokariotuose……………………………………….9
2.3 Bakterijų transformacijos stadijos……………………………………………

Transdukcija bakterijose
Transdukcija (iš lot. transduct io – judėjimas) – tai ląstelės, kurioje iš pradžių buvo bakteriofagas, genetinės medžiagos fragmentų perkėlimas į užkrėstą ląstelę bakteriofagu. Transdukuojantis bakteriofagas paprastai perkelia tik nedidelį šeimininko DNR fragmentą iš vienos ląstelės (donoro) į kitą (recipientą).
Transdukuoti gali ir vidutinio klimato fagai, ir virulentiniai, tačiau pastarieji naikina bakterijų populiaciją, todėl transdukcija jų pagalba neturi didelės reikšmės nei gamtoje, nei moksliniuose tyrimuose.

Tyrimo istorija
Esther Lederberg buvo pirmoji mokslininkė, 1950 metais iš Escherichia coli K-12 išskyrusi bakteriofagą lambda, DNR virusą.
Tikrasis transdukcijos atradimas siejamas su amerikiečių mokslininko Joshua Lederbergo vardu. 1952 m. jis ir Nortonas Zinderis atrado bendrą transdukciją. 1953 m. Lederbergas ir kt. parodė, kad egzistuoja abortinė transdukcija, 1956 m. – specifinė.
Fagų elgesys bakterijų ląstelėje
Fagai gali įgyvendinti du vystymosi kelius bakterijų ląstelėje:

DNR fragmentų perkėlimas per bakterijas
Nespecifinė transdukcija.
Bakterijų chromosomų sričių pernešimą fagais 1951 m. atrado Lederbergas ir Zinderis Salmonella typhimurium. Esminio eksperimento metu B+ donoro padermė buvo užkrėsta vidutinio klimato bakteriofagu P22. Po šeimininkų ląstelių lizės laisvieji fagai buvo išskirti ir inkubuojami kartu su recipiento B- paderme, kuri genetiškai skyrėsi nuo B+ padermės bent vienu požymiu. Autoriai nustatė, kad pasėjus inkubuotas ląsteles tinkamoje terpėje, atsirado rekombinantai, turintys B+ donoro padermės savybių.
Tokio nespecifinio DNR perdavimo metu vykstantys procesai yra labai sudėtingi. Fago P22 dauginimosi metu B + donoro padermės ląstelėse bakterijos chromosomos fragmentai gali būti įtraukti į kapsidus, o ne į fago DNR. Taigi fagolizate yra normalių ir defektuotų fagų mišinys. B recipiento padermės užkrėtimas normaliu fagu, kaip taisyklė, sukelia ląstelių lizę, tačiau kai kurias ląsteles prasiskverbia defektiniai transdukuojantys fagai, kurių DNR gali rekombinuotis su recipiento chromosoma. Keičiasi homologinės DNR dalys atsiranda, o tai gali lemti sugedusio recipiento geno pakeitimą nepažeistu geno donoru.
Kadangi transdukuojami tik nedideli DNR fragmentai, tikimybė, kad rekombinacija paveiks tam tikrą požymį, yra labai maža: ji svyruoja nuo 10-b iki 10-8. Pasidaro aišku, kad naudojant vieną Salmonella fago P22 dalelę arba nespecifiškai transdukuojantį Escherichia coli fago PI, kiekvienu atveju galima transdukuoti tik vieną geną (arba kelis labai arti esančius genus). Bakterinės DNR kiekis, panašus į fago genomą, yra tik 1-2% viso bakterijos ląstelėje esančios DNR. Išimtis yra Bacillus subtilis bakteriofagas PBS 1, kuris gali transdukuoti iki 8% šeimininko genomo.

Specifinė transdukcija.
Geriausiai žinomas pavyzdys yra transdukcija, kurią atlieka fagas X. Kaip jau minėta, šis fagas, perėjęs į profago būseną, yra įtrauktas į tam tikrą bakterijos šeimininkės chromosomos sritį. Fago DNR atsiskyrimas nuo bakterijų chromosomos (pavyzdžiui, dėl UV spinduliavimo) gali vykti netiksliai, t.y. tam tikras jo fragmentas liks chromosomoje, o arti esančios ląstelės šeimininkės genai bus užfiksuoti fago DNR. Matyt, to priežastis gali būti neteisinga rekombinacija.
Ląstelių, turinčių tam tikro geno, pvz., gal, užkrėtimo transdukuojančiu fagu, gali įvykti rekombinacija, kai pačios bakterijos defektinis genas pakeičiamas nepažeistu transdukuotu genu; tokiu atveju susidaro rekombinantai (transduktantai) gal +.
Panašiu būdu genus perneša bakteriofagas Phi 80. Jo DNR yra įtraukta į chromosomą šalia genų, koduojančių fermentus, atsakingus už triptofano biosintezę. Dėl šios priežasties Phi 80 ypač tinka trp genų perkėlimui.
Būtina sąlyga sėkmingam genų perkėlimui specifinės transdukcijos metu (priešingai nei nespecifinės) yra fago integracija į ląstelės šeimininkės genomą.
Kai kuriais atvejais buvo įrodyta, kad transdukuotas DNR fragmentas nerekombinuoja su recipiento chromosoma, bet lieka už chromosomos ribų. Tokiu atveju ląstelė tampa heterozigotine perduotų genų atžvilgiu. Perduota DNR yra transkribuojama (tai rodo atitinkamo geno produkto sintezė), bet nėra replikuojama. Tai lemia tai, kad ląstelių dalijimosi metu donoro fragmentas patenka tik į vieną iš dukterinių ląstelių (abortyvi transdukcija). Jei recipientas auksotrofinis, o perkeltas fragmentas ištaiso atitinkamą defektą, tada gali augti tik tos ląstelės, kurios paveldėjo šį fragmentą; pasėti ant agaro jie sudaro mažytes kolonijas.

Abortyvi transdukcija
Abortyvios transdukcijos metu įvestas donoro DNR fragmentas neintegruojamas į recipiento chromosomą, o lieka citoplazmoje ir ten funkcionuoja savarankiškai. Vėliau jis perduodamas vienai iš dukterinių ląstelių (t. y. paveldima vienarūšiu būdu), o vėliau netenkama palikuonių.
Transdukuojančių fagų dalelių savybės yra šios:
Dalelės neša tik dalį fago DNR, tai yra, tai ne funkciniai virusai, o talpyklos, kuriose yra bakterinės DNR fragmentai.
Kaip ir kiti sugedę virusai, dalelės negali daugintis.
Transdukuojantys fagai gali turėti bet kurią šeimininko chromosomos dalį su genais, kurie recipientei bakterijai suteikia tam tikrų pranašumų (pavyzdžiui, atsparumo antibiotikams genai arba genai, koduojantys gebėjimą sintetinti įvairias medžiagas). Toks bakterijų įgytas naujų savybių vadinamas lizogenijos reiškiniu.
Transdukcijos reiškinys gali būti naudojamas bakterijų chromosomų kartografavimui, jei laikomasi tų pačių principų, kaip ir kartografuojant naudojant transformacijos reiškinį.

Transformacija bakterijose
Transformacija yra organizmo ląstelės laisvos DNR molekulės absorbcijos iš aplinkos ir jos integravimo į genomą procesas, dėl kurio tokioje ląstelėje atsiranda naujų paveldimų savybių, būdingų DNR donoro organizmui. Kartais transformacija suprantama kaip bet koks horizontalaus genų perdavimo procesas, įskaitant transdukciją, konjugaciją ir kt.
Tyrimo istorija
Transformacija buvo atrasta 1928 m., kai britų mokslininkas F. Griffithas parodė galimybę nepatogenines Streptococcus pneumoniae padermes paversti patogeninėmis (skirtingos polisacharido kapsulės buvimu, leidžiančiomis prisitvirtinti prie aukštesniųjų organizmų audinių). dėl sąveikos su nužudytomis patogeninių padermių ląstelėmis. 1944 metais O. Avery (JAV) parodė, kad požymiui perduoti pakanka apdoroti patogeninės pneumokoko padermės DNR. Šis atradimas buvo pirmasis DNR, kaip paveldimumo nešėjos, vaidmens įrodymas.
1960-aisiais pradėta tirti gyvūnų transformacija, o aštuntojo dešimtmečio pabaigoje – augaluose.

Transformacija prokariotuose
Bet kurioje populiacijoje tik dalis bakterijų gali absorbuoti DNR molekules iš aplinkos. Ląstelių būsena, kurioje tai įmanoma, vadinama kompetencijos būsena. Paprastai maksimalus kompetentingų ląstelių skaičius stebimas logaritminio augimo fazės pabaigoje.
Kompetencijos būsenoje bakterijos gamina specialų mažos molekulinės masės baltymą (kompetencijos faktorių), kuris aktyvina autolizino, endonukleazės I ir DNR surišančio baltymo sintezę. Autolizinas iš dalies sunaikina ląstelės sienelę, kuri leidžia pro ją prasiskverbti DNR, taip pat sumažina bakterijų atsparumą osmosiniam šokui. Esant kompetencijos būsenai, sumažėja ir bendras medžiagų apykaitos greitis. Galima dirbtinai įvesti ląsteles į kompetencijos būseną. Norėdami tai padaryti, naudokite terpę, kurioje yra daug kalcio, cezio, rubidžio jonų, elektroporaciją arba pakeiskite recipiento ląsteles protoplastais be ląstelių sienelių.
Transformacijos efektyvumas nustatomas pagal kolonijų, išaugintų Petri lėkštelėje, skaičių, į ląsteles įdėjus 1 μg superspiralinės plazmidės DNR ir pasėjus ląsteles ant maistinės terpės. Šiuolaikiniai metodai leidžia pasiekti efektyvumą 10 6 -10 9 .
Absorbuota DNR turi būti dvigrandė (viengrandės DNR transformacijos efektyvumas dydžiu mažesnis, bet rūgščioje aplinkoje šiek tiek didėja), jos ilgis turi būti ne mažesnis kaip 450 bazinių porų. Optimalus pH, kad procesas vyktų, yra apie 7. Kai kurioms bakterijoms (Neisseria gonorrhoeae, Hemophilus) absorbuotoje DNR turi būti tam tikros sekos.
DNR negrįžtamai adsorbuojama ant DNR surišančio baltymo, po to viena iš grandinių endonukleazės supjaustoma į 2-4 tūkstančių bazinių porų ilgio fragmentus ir prasiskverbia į ląstelę, antroji visiškai sunaikinama. Jei šie fragmentai turi didelį homologijos laipsnį su bet kuria bakterijų chromosomos dalimis, šias dalis galima jais pakeisti. Todėl transformacijos efektyvumas priklauso nuo evoliucinio atstumo tarp donoro ir recipiento. Bendras procedūros laikas neviršija kelių minučių. Vėliau dalijimosi metu DNR, sudaryta remiantis pradine DNR grandine, patenka į vieną dukterinę ląstelę, o DNR, sudaryta iš grandinės su įtrauktu svetimu fragmentu (skilimo) pagrindu, patenka į kitą dukterinę ląstelę.

Bakterijų transformacijos etapai
Transformacija vyksta trimis etapais:
1) dvigrandės DNR adsorbcija kompetentingų ląstelių ląstelės sienelės srityse;
2) surištos DNR fermentinis skilimas kai kuriose atsitiktinai išdėstytose vietose, susidarant 4-5 * 10 6 D fragmentams;
3) DNR fragmentų, kurių molekulinė masė ne mažesnė kaip 5 * 10 6 D, įsiskverbimas kartu su vienos iš DNR grandinių sunaikinimu (paskutinis etapas priklauso nuo energijos). Įsiskverbta DNR grandinė rekombinuojasi su recipiento ląstelės genetine medžiaga.

Išvada
Transdukcija yra aktyvus mechanizmas formuojant kultūras su pakeistomis savybėmis ir gali atlikti svarbų vaidmenį mikroorganizmų evoliucijoje. Gebėjimas transformuotis buvo nustatytas daugelyje bakterijų genčių, tačiau, matyt, jos vaidmuo keičiantis genetine medžiaga tarp bakterijų natūraliomis sąlygomis yra mažiau reikšmingas nei kitų mechanizmų, nes daugelis bakterijų turi specialias ribojimo ir modifikavimo sistemas. .

Literatūra

Tiriant bakteriofagus buvo aptiktas reiškinys, vadinamas transdukcija.

Transdukcija(iš lat. transductio- judėjimas) - bakterijų perdavimo procesas DNR iš vienos ląstelės į kitą bakteriofagu.

Yra du transdukcijos tipai:

1. specifinis

2. nespecifinis (bendrasis).

Nespecifinė (bendra) transdukcija:

Jį vykdo fagas P1, kuris egzistuoja bakterijų ląstelėje plazmidės pavidalu, ir fagai P22 ir Mu, kurie integruojasi į bet kurią bakterijos chromosomos dalį. Po profago indukcijos, tikimybe 10–5 ląstelėje, galimas klaidingas bakterinės DNR fragmento įpakavimas į fago kapsidą, šiuo atveju fago DNR joje nėra. Šio fragmento ilgis lygus normalios fago DNR ilgiui, jo kilmė gali būti bet kokia: atsitiktinė chromosomos dalis, plazmidė, kiti vidutinio klimato fagai.

Patekęs į kitą bakterijų ląstelę, DNR fragmentas gali būti įtrauktas į jos genomą, paprastai homologinė rekombinacija.

Fago perneštos plazmidės gali užsidaryti į žiedą ir daugintis naujoje ląstelėje. Kai kuriais atvejais DNR fragmentas nėra integruotas į recipiento chromosomą ir nėra replikuojamas, bet yra saugomas ląstelėje ir transkribuojamas. Šis reiškinys vadinamas abortine transdukcija.

Specifinė transdukcija:

Specifinė transdukcija buvo geriausiai ištirta naudojant fago λ pavyzdį. Šis fagas yra integruotas tik į vieną chromosomos vietą (att-vietą). E. coli su specifine nukleotidų seka (homologiška fago DNR att sričiai). Indukcijos metu jo išskyrimas gali įvykti su klaida (tikimybė 10−3-10−5 vienai ląstelei): išpjaunamas tokio pat dydžio kaip fago DNR fragmentas, bet su pradžia netinkamoje vietoje. Tokiu atveju prarandama dalis fago genų, dalis – genų E. coli yra jo užfiksuotas.

Kiekvienas vidutinio klimato fagas, specialiai integruotas į chromosomą, pasižymi savo att vieta ir atitinkamai šalia jos esančiais genais, kuriuos jis gali perduoti. Nemažai fagų gali integruotis į bet kurią chromosomos vietą ir per specifinį transdukcijos mechanizmą perkelti bet kokius genus.

Kai vidutinio klimato fagas, turintis bakterijų genus, integruojamas į naujos šeimininkės bakterijos chromosomą, jame jau yra du identiški genai – savo ir atneštų iš išorės. Kadangi fagas neturi dalies savo genų, jis dažnai negali būti sukeltas ir dauginamas. Tačiau, kai ta pati ląstelė yra užkrėsta tos pačios rūšies „pagalbiniu“ fagu, sugedusio fago atsiradimas tampa įmanomas. Tiek normalaus „pagalbininko“ fago DNR, tiek sugedusio fago DNR iškyla iš chromosomos ir replikuojasi kartu su jos nešiojamais bakterijų genais.

24 . Virusų klasifikacija

Nustatyta, kad visi tirti organizmai yra paveikti virusų. Daugelis skirtingų virusų sukelia ligas arba latentiškai užkrečia stuburinius ir bestuburius gyvūnus, taip pat pirmuonis, augalus, grybus ir bakterijas. Yra žinoma daugiau nei 4000 skirtingų virusų, iš kurių keli šimtai užkrečia žmones ir gyvūnus.

ICTV klasifikacija:

1966 m. Tarptautinis virusų taksonomijos komitetas patvirtino virusų klasifikavimo sistemą pagal tipą (RNR ir DNR), nukleorūgščių molekulių skaičių (viengrandžiai ir dvigrandžiai) ir branduolio apvalkalo buvimą ar nebuvimą. . Klasifikavimo sistema yra hierarchinių taksonų serija:

Būrys ( - virusai)

Šeima ( -viridae)

Pošeima ( -virinae)

Genus ( -virusas)

Žiūrėti ( -virusas)

Baltimorės virusų klasifikacija:

Nobelio premijos laureatas biologas Davidas Baltimore'as pasiūlė savo virusų klasifikavimo schemą, pagrįstą mRNR gamybos mechanizmo skirtumais. Šią sistemą sudaro septynios pagrindinės grupės:

(I) Virusai, turintys dvigrandę DNR ir neturintys RNR stadijos (pavyzdžiui, herpesvirusai, raupų virusai, papovavirusai, mimivirusai).

(II) Dvigrandžiai RNR virusai (pvz., rotavirusai).

(III) Virusai, turintys vienos grandinės DNR molekulę (pvz., parvovirusai).

(IV) Virusai, turintys teigiamo poliškumo vienos grandinės RNR molekulę (pavyzdžiui, pikornavirusai, flavivirusai).

(V) Virusai, turintys vienos grandinės neigiamo arba dvigubo poliškumo RNR molekulę (pavyzdžiui, ortomiksovirusai, filovirusai).

(VI) Virusai, turintys vienagrandę RNR molekulę ir kurių gyvavimo cikle yra DNR sintezės stadija RNR šablone, retrovirusai (pavyzdžiui, ŽIV).

(VII) Virusai, turintys dvigrandę DNR ir kurių gyvavimo cikle yra DNR sintezės stadija RNR šablone, retroidiniai virusai (pavyzdžiui, hepatito B virusas).

Šiuo metu abi sistemos vienu metu naudojamos virusams klasifikuoti, kaip viena kitą papildančioms.

Šiuolaikinė klasifikacija:

Šiuolaikinė virusų klasifikacija yra universali stuburinių, bestuburių, augalų ir pirmuonių virusams. Jis pagrįstas pagrindinėmis virionų savybėmis, iš kurių pirmaujančios yra tos, kurios apibūdina nukleino rūgštį, morfologiją, genomo strategiją ir antigenines savybes. Pirmoje vietoje yra pagrindinės savybės, nes virusai, turintys panašias antigenines savybes, taip pat turi panašų nukleino rūgšties tipą, panašias morfologines ir biofizines savybes.

Svarbus klasifikavimo požymis, į kurį atsižvelgiama kartu su struktūriniais ypatumais, yra viruso genomo strategija, kuri suprantama kaip viruso naudojamas dauginimosi būdas, nulemtas jo genetinės medžiagos savybių.

Šiuolaikinė klasifikacija grindžiama šiais pagrindiniais kriterijais:

Nukleino rūgšties tipas (RNR arba DNR), jos struktūra (gijų skaičius).

Lipoproteinų membranos buvimas.

Viruso genomo strategija.

Viriono dydis ir morfologija, simetrijos tipas, kapsomerų skaičius.

Genetinės sąveikos reiškiniai.

Jautrų šeimininkų asortimentas.

Patogeniškumas, įskaitant patologinius pokyčius ląstelėse ir tarpląstelinių intarpų susidarymą.

Geografinis pasiskirstymas.

Perdavimo būdas.

Antigeninės savybės.

Žmonių ir gyvūnų virusai:

Šiuolaikinė žmonių ir stuburinių virusų klasifikacija apima daugiau nei 4/5 žinomų virusų, kurie skirstomi į 17 šeimų; iš jų 6 yra DNR genomo virusai ir 11 yra RNR genominiai virusai.

25 . Apskritai subrendusi viruso dalelė (virionas) susideda iš nukleino rūgšties, baltymų ir lipidų – kompleksinių virusų (aprengtų), arba joje yra tik nukleino rūgštys ir baltymai – paprasti virusai (plikiai).

Baltymas, kurio pagrindinis vaidmuo yra sudaryti apsauginę nukleino rūgščių dangą. Remdamiesi tuo, kad genetinės informacijos kiekis virusuose yra ribotas, Crick ir Watson (1956) pasiūlė, kad paprastų virusų baltymų dangteliai susideda iš pasikartojančių subvienetų. Kartais viruso baltymą atstovauja vieno tipo polipeptidai, bet dažniau yra du ar trys. Viriono paviršiuje esantys baltymai turi ypatingą afinitetą komplementariems receptoriams jautrių ląstelių paviršiuje.

Lipidai randami sudėtingai organizuotuose virusuose ir daugiausia randami lipoproteinų apvalkale (superkapsidė), sudarydami jo lipidų dvisluoksnį sluoksnį, į kurį įterpiami superkapsidės baltymai.

Visuose kompleksiškai organizuotuose RNR turinčiuose virusuose yra daug lipidų (nuo 15 iki 35% sausos masės). Iš DNR turinčių virusų lipiduose yra raupų, pūslelinės ir hepatito B virusų, apie 50-60 % virusų lipidų sudaro fosfolipidai, 20-30 % – cholesterolis.

Lipidų komponentas stabilizuoja viruso dalelės struktūrą.

Virusų angliavandenių komponentas yra glikoproteinuose. Cukraus kiekis glikoproteinų sudėtyje gali būti gana didelis, siekdamas 10–13% viriono masės. Jų cheminį specifiškumą visiškai lemia ląstelių fermentai, užtikrinantys atitinkamų cukraus likučių perkėlimą ir papildymą. Įprastos cukraus dalys, randamos viruso baltymuose, yra fruktozė, sacharozė, manozė, galaktozė, neuramino rūgštis ir gliukozaminas. Taigi, kaip ir lipidus, angliavandenių komponentą lemia ląstelė-šeimininkė, dėl to tas pats virusas, išaugintas skirtingų rūšių ląstelėse, gali labai skirtis cukraus sudėtimi.

26 . Viename gene užkoduota genetinė informacija gali būti laikoma nurodymu, kaip ląstelėje gaminti specifinį baltymą. Tokį nurodymą ląstelė suvokia, jei ji siunčiama mRNR pavidalu. ląstelės, kurių genetinę medžiagą atstovauja DNR, turi „perrašyti“ šią informaciją į papildomą mRNR kopiją.

Pirmasis replikacijos etapas virusai yra susiję su virusinės nukleino rūgšties įsiskverbimu į šeimininko ląstelę. Šį procesą palengvina specialūs fermentai, kurie yra kapsido arba išorinio viriono apvalkalo dalis, o apvalkalas lieka už ląstelės ribų arba virionas jį praranda iš karto po prasiskverbimo į ląstelę. Virusas randa ląstelę, tinkamą jo dauginimuisi, kontaktuodamas atskiras kapsido dalis su specifiniais receptoriais ląstelės paviršiuje, pavyzdžiui, „raktu ir užraktu“. Jei ląstelės paviršiuje nėra specifinių („atpažįstančių“) receptorių, tai ląstelė nėra jautri virusinei infekcijai: virusas į ją neprasiskverbia.

Siekiant realizuoti savo genetinę informaciją, į ląstelę patekusi viruso DNR specialių fermentų transkribuojama į mRNR. Gauta mRNR persikelia į ląstelių baltymų sintezės „gamykles“ – ribosomas, kur pakeičia ląstelių „pranešimus“ savo „instrukcijomis“ ir yra verčiama (skaitoma), ko pasekoje vyksta virusinių baltymų sintezė. Pati viruso DNR padvigubėja (dubliuojasi) daug kartų, dalyvaujant kitam fermentų rinkiniui – tiek virusiniam, tiek ląstelei priklausančiam.

Susintetintas baltymas, naudojamas kapsidui sukurti, ir virusinė DNR, padauginta daugybe kopijų, susijungia ir sudaro naujus, „dukterinius“ virionus. Susiformavęs viruso palikuonis palieka panaudotą ląstelę ir užkrečia naujas: viruso dauginimosi ciklas kartojasi.

Viruso dauginimosi etapai:

1. Prisitvirtinimas prie ląstelės membranos- adsorbcija. Kad virionas būtų adsorbuotas ląstelės paviršiuje, jo plazmos membranoje turi būti baltymas (dažnai glikoproteinas) – tam tikram virusui būdingas receptorius. Receptoriaus buvimas dažnai lemia šeimininko diapazoną.

2. Įsiskverbimas į ląstelę. Kitame etape virusas turi pateikti savo genetinę informaciją ląstelės viduje.

3. Ląstelių perprogramavimas. Kai ląstelė užsikrečia virusu, įsijungia specialūs antivirusiniai gynybos mechanizmai. Užkrėstos ląstelės pradeda sintetinti signalines molekules – interferonus, kurie aplinkines sveikas ląsteles perkelia į antivirusinę būseną ir aktyvina imuninę sistemą. Žala, kurią sukelia viruso dauginimasis ląstelėje, gali būti aptikta vidinėmis ląstelių kontrolės sistemomis, todėl ląstelė turės „nusižudyti“ per procesą, vadinamą apoptoze. Jo išgyvenimas tiesiogiai priklauso nuo viruso gebėjimo įveikti antivirusines gynybos sistemas.

4. Atkaklumas. Kai kurie virusai gali patekti į latentinę būseną, silpnai trukdydami ląstelėje vykstantiems procesams ir suaktyvėti tik tam tikromis sąlygomis.

5. Naujų virusinių komponentų kūrimas. Virusų dauginimasis dažniausiai apima tris procesus - 1) viruso genomo transkripciją - tai yra viruso mRNR sintezę, 2) jo transliaciją, tai yra viruso baltymų sintezę ir 3) viruso genomo replikaciją. . Daugelis virusų turi kontrolės sistemas, kurios užtikrina optimalų šeimininko ląstelių biomedžiagų suvartojimą.

6. Virionų brendimas ir išėjimas iš ląstelės., naujai susintetinta genominė RNR arba DNR yra padengta atitinkamais baltymais ir palieka ląstelę.

27 .Rabdovirusai– virusų šeima, turinti linijinės formos nesegmentuotą vienos grandinės RNR molekulę. Jie sukelia stuburinių, bestuburių ir augalų infekcines ligas.Gyvūnus užkrečiantys virusai yra kulkos formos, o augalai – bacilos formos. Nukleokapsidė yra dvigrandė, spiralinė, lipoproteininiame apvalkale.Virusas jautrus riebalų tirpiklių, rūgščių, karščio veikimui. Rabdovirusai apima 2 gentis – vezikulovirusus ir lissavirusus. Pirmieji apima vezikulinio stomatito grupės virusus, antruosius - pasiutligės grupės virusus. Rabdovirusų šeimai taip pat priklauso karščiavimo virusai. Vezikulinis stomatitas yra virusinė gyvūnų liga, kartais pažeidžianti žmones ir pasireiškianti ūmia savaime praeinančia į gripą panašia infekcija. Virionai yra kulkos formos. Išorinį apvalkalą sudaro lipidinis dvisluoksnis.Vezikulinio stomatito virusą perneša uodai. Virusas dauginasi vabzdžių organizme Lyssavirus genčiai priklauso pasiutligės virusas ir į pasiutligę panašūs virusai (Mokola, Duvenhage – patogeniški žmonėms ir gyvūnams;). Pasiutligė- virusinės etiologijos infekcinė liga. Jam būdingas centrinės nervų sistemos pažeidimas ir baigiasi mirtimi. Žmonės užsikrečia nuo įkandimo, seilėjimosi ar subraižymo. Inkubacinis periodas svyruoja nuo 10 dienų iki 3-4 (bet dažniau 1-3) mėnesių Skiriami 3 ligos periodai: 1. pirmtakų periodas Trunka 1-3 dienas. Jį lydi temperatūros padidėjimas iki 37,2-37,3 °C, depresinė būsena, prastas miegas, skausmas įkandimo vietoje.2. Padidėjusi stadija (hidrofobija) Trunka 1-4 dienas. Jis išreiškiamas smarkiai padidėjusiu jautrumu menkiausiam jutimo organų dirginimui, triukšmas sukelia galūnių raumenų mėšlungį, Pacientai tampa agresyvūs.3. Paralyžiaus laikotarpis („grėsmingos ramybės stadija“) Atsiranda akių raumenų ir apatinių galūnių paralyžius, trunkantis 5-8 dienas.Rabdovirusų replikacija vyksta infekuotų ląstelių citoplazmoje ir gali pasireikšti net ląstelėse, kuriose nėra branduolio. Replikacija RNR gaunama dėl L+ NS baltymų fermentinio aktyvumo ir susidaro pliusinė grandinė bei replikacinis pirmtakas. Yra sintezės reguliavimo mechanizmai, dėl kurių minusinės RNR grandinės susidaro daug kartų dažniau nei pliusinės, o skirtingi baltymai sintetinami skirtingais kiekiais. RNR sintezės metu susidaro skirtingos klasės DI dalelės. Nukleokapsidės kaupiasi citoplazmoje, o ant ląstelių membranų susidaro virionai, kurie palieka ląstelę per pumpurus.

28 . Nukleokapsidėje nukleorūgšties ir baltymo sąveika vyksta išilgai tos pačios sukimosi ašies. Kiekvienas virusas, turintis spiralinę simetriją, turi būdingą nukleokapsidės ilgį, plotį ir periodiškumą. Nukleokapsidės Dauguma žmogaus patogeninių virusų turi spiralinę simetriją (pavyzdžiui, koronavirusai, rabdovirusai, para- ir ortomiksovirusai, bunjavirusai ir arenovirusai). Šiai grupei taip pat priklauso tabako mozaikos virusas. Sraigtinės simetrijos principu pagrįsta organizacija suteikia virusams lazdelės formą. Su spiraline simetrija baltymų danga geriau apsaugo paveldimą informaciją, tačiau tam reikia daug baltymų, nes danga susideda iš gana didelių blokų.

Tabako mozaikos virusas buvo pirmasis virusas, išskirtas gryna forma. Užsikrėtus šiuo virusu, ant sergančio augalo lapų atsiranda geltonos dėmės – vadinamoji lapų mozaika. Virusai labai greitai plinta arba mechaniškai, kai sergantys augalai ar augalų dalys liečiasi su sveikais augalais, arba per orą per dūmus iš cigarečių, pagamintų iš užkrėstų lapų.

29 . Įgytas imunodeficito sindromas (AIDS) yra būklė, kuri išsivysto ŽIV infekcijos fone ir kuriai būdingas sumažėjęs limfocitai, daugybinės oportunistinės infekcijos, neinfekcinės ir navikinės ligos. AIDS yra terminalo stadijaŽIV infekcija Iki šiol nėra sukurta vakcina nuo ŽIV, ŽIV infekcijos gydymas žymiai sulėtina ligos eigą, tačiau žinomas tik vienas atvejis, kai liga visiškai išgydoma dėl modifikuotų kamieninių ląstelių transplantacijos. ŽIV infekcijos perdavimo būdai: 1. Seksualinis 2. Injekcinis ir instrumentinis – naudojant švirkštus, adatas, kateterius, užterštus virusu 3. Hemotransfuzija (po infekuoto kraujo ar jo komponentų – plazmos, trombocitų, leukocitų – perpylimo); 4. Perinatalinis (antenatalinis, transplacentinis – nuo užsikrėtusios motinos); 5. Transplantacija (infekuotų organų, kaulų čiulpų transplantacija, dirbtinis apvaisinimas infekuotais spermatozoidais); 6. Pienas (vaiko užsikrėtimas užkrėstu motinos pienu); 7. Profesionalus ir buitinis – infekcija per pažeistą odą ir gleivines žmonių, kurie liečiasi su krauju. ŽIV nėra perduodamas atsitiktinio kontakto metu. ŽIV vystymosi etapai: 1Inkubacinis etapas trunka nuo užsikrėtimo momento iki organizmo reakcijos ūminės infekcijos pasireiškimo arba antikūnų gamybos forma (nuo 3 savaičių iki 3 mėnesių, bet kai kuriais atvejais gali trukti ir metus). 2 pirminių pasireiškimų stadija turi papildomą požymių rinkinį: ūminė infekcija, besimptomė infekcija, nuolatinė generalizuota limfadenopatija (mažiausiai dviejų limfmazgių padidėjimas dviejose skirtingose grupėse, išskyrus kirkšnies limfmazgius. Ūminės infekcijos stadijoje trumpalaikis limfmazgių sumažėjimas). Dažnai pastebimi T-limfocitai, kuriuos kartais lydi antrinių ligų (kandidozė, herpetinė infekcija) pasireiškimai. Šios apraiškos yra lengvos, trumpalaikės ir gerai reaguoja į gydymą (gydymą). Paprastai ūminės infekcijos trukmė stadija yra 2-3 savaites, po kurios liga tampa besimptome infekcija. 3). Paprastai stadija pradeda vystytis praėjus 3-5 metams po užsikrėtimo. Jai būdingi bakteriniai, grybeliniai ir virusiniai gleivinių ir odos pažeidimai, viršutinių kvėpavimo takų uždegiminės ligos. Etapas (5-7 metai nuo užsikrėtimo) odos pažeidimai yra gilesni ir linkę užsitęsti. Stadijai (po 7-10 metų) būdinga sunkių, antrinių ligų išsivystymas, jų generalizuotas (bendrasis) pobūdis, centrinės nervų sistemos pažeidimai.

30. Paramiksovirusai (Paramyxoviridae) yra virusų, sukeliančių tymus, kiaulytę, paragripą, Niukaslio ligą ir marą šunims, šeima. Gali sukelti netipinę pneumoniją. Virionai yra sferinės formos.Genomą reprezentuoja vienagrandė nefragmentuota RNR, kuri riboja atsparumą mutacijai. Paragripo virusų gyvavimo ciklas vyksta ląstelės citoplazmoje, paramiksovirusų transkripcijai nereikia pradmenų mRNR. Klasifikacija:Šeimą sudaro šie taksonai: pošeimiu Paramiksovirinai: gentis Avulavirusas - Niukaslio ligos virusas, gentis Henipavirusas, gentis Morbilivirusas - tymų virusas, šunų maro virusas, gentis Respirovirusas -žmogaus paragripo virusas, 1 ir 3 serotipai, gentis Rubula virusasžmogaus paragripo viruso 2 ir 4 serotipai, kiaulytė, gentis Į TPMV panašūs virusai;pošeimiuPneumovirusai: gentis Pneumovirusas- kvėpavimo sincitinis virusas, gentis Metapneumovirusas. Replikacijos ypatybės: Genomą vaizduoja viena linijinė neigiamo poliškumo molekulė, viengrandė. Yra 6 genai, atskirti konservuotomis nekoduojančiomis sritimis, kurios signalizuoja apie poliadenilinimo pradžią ir pabaigą. Paramiksovirusuose buvo rasti septyni baltymai: NP (arba N), P, M, F, L ir HN (arba H arba G). Jie būdingi visoms gentims. HN baltymas užtikrina virionų prisijungimą prie ląstelių ir sukelia VNR susidarymą, kuris neleidžia virusui adsorbuotis ant ląstelių receptorių. F baltymas dalyvauja viruso įsiskverbime į ląstelę. Reprodukcija Paramiksovirusai atsiranda citoplazmoje.Vironai, naudodami HN baltymą, prisijungia prie ląstelės glikolipidinių receptorių. Tada F baltymas sulieja viruso apvalkalą su ląstelės plazmine membrana. Dėl to nukleokapsidė patenka į ląstelę su trimis su ja susijusiais baltymais (N, P ir L), po to prasideda transkripcijos procesas, kurį vykdo nuo viriono RNR priklausoma RNR polimerazė. Genomas transkribuojamas, kad susidarytų 6–10 atskirų neapdorotų mRNR dėl nuoseklios nepertraukiamos sintezės iš vieno promotoriaus. Taip pat sintetinama viso ilgio genominės RNR (+RNR) kopija ir naudojama kaip genominės RNR (-RNR) sintezės šablonas. susintetintos genominės RNR, susijusios su N-baltymu ir transkriptaze, sudaro nukleokapsides. Viriono brendimas apima:
1) virusinių glikoproteinų įvedimas į pakitusias ląstelės plazminės membranos sritis;
2) matricos baltymo (M) ir kitų neglikozilintų baltymų prisijungimas prie pakitusios ląstelės membranos;
3) nukleokapsidės subvienetų išdėstymas po M baltymu;
4) subrendusių virionų susidarymas ir išsiskyrimas pumpuravimo būdu.

Svarbiausi atstovai: Paragripo virusai yra labai dažni ūminių kvėpavimo takų infekcijų sukėlėjai. žmogaus paragripo virusas dažniau pažeidžia gerklų ląsteles, todėl liga pasireiškia su laringito simptomais (sausas skausmingas „lojantis kosulys“, užkimęs balsas). Vaikams ŽPV sukeltos ligos yra sunkesnės ir didesnė tikimybė išsivystyti apsvaigimas. Respiracinis sincitinis virusas Patogenas priklauso paramiksovirusų šeimos Pneumovirus genčiai ir yra vienas dažniausių pirmųjų gyvenimo metų vaikų ūminių kvėpavimo takų ligų sukėlėjų. tymų virusas- paramiksovirusų šeimos Morbillivirus genties atstovas. Morfologija beveik nesiskiria nuo kitų šeimos narių. Jam trūksta neuraminidazės. Jis turi hemagliutinuojantį, hemolizinį ir simpplastinį aktyvumą. Virusas turi hemagliutinino, hemolizino (F), nukleoproteino (NP) ir matricos baltymo, kurie skiriasi antigeniniu specifiškumu ir imunogeniškumu. Tymų virusas turi serovarus ir turi bendrų antigeninių determinantų su kitais morbilivirusais (šunų maro virusu ir galvijų maro virusu).

31 Izometrinėse struktūrose viruso genomo nukleorūgšties pakuotė yra sudėtinga: nukleokapsidės apvalkalo baltymai yra gana silpnai susieti su nukleorūgštimi arba nukleoproteinais, o tai kelia minimalius apribojimus nukleorūgšties pakavimo būdui. Šiuo atveju „šerdies“ nukleoproteinai gali būti labai sudėtingai organizuoti: pavyzdžiui, papovavirusuose dvigrandė žiedinė DNR, prisijungusi prie histonų, sudaro struktūras, labai panašias į nukleosomas.

Tokiuose virusuose nukleorūgštis yra apsupta kapsomerai, sudarantis ikosaedro figūrą – daugiakampį, turintį 12 viršūnių, 20 trikampių paviršių ir 30 kampų. Panašios struktūros virusai apima adenovirusus, reovirusus, iridovirusus, herpesvirusus ir pikornavirusus. Kubinės simetrijos principu pagrįsta organizacija suteikia virusams sferinę formą. Kubinės simetrijos principas yra ekonomiškiausias formuojant uždarą kapsidą, nes jai organizuoti naudojami santykinai maži baltymų blokai, kurie sudaro didelę vidinę erdvę, į kurią laisvai telpa nukleorūgštis.

32. Daugumos virusų gyvavimo ciklai tikriausiai yra panašūs. Tačiau jie, matyt, prasiskverbia į ląstelę skirtingais būdais, nes, skirtingai nei gyvūnų virusai, bakterijų ir augalų virusai taip pat turi prasiskverbti pro ląstelės sienelę. Į ląstelę ne visada patenka injekcijos būdu, o viruso baltyminis apvalkalas ne visada lieka išoriniame ląstelės paviršiuje. Patekę į šeimininko ląstelę, kai kurie fagai nesidaugina. Vietoj to, jų nukleorūgštis yra įtraukta į šeimininko DNR. Čia ši nukleorūgštis gali išlikti kelias kartas, replikuotis kartu su paties šeimininko DNR. Tokie fagai žinomi kaip vidutinio klimato fagai, o bakterijos, kuriose jie slypi, vadinamos lizogeninėmis. Tai reiškia, kad bakterija gali lizuotis, tačiau ląstelių lizė nepastebėta iki tol

kol fagas atnaujins savo veiklą. Toks neaktyvus fagas

vadinamas profagu arba provirusu.

33. Struktūra ir cheminė sudėtis. Virionai yra sferinės formos. Centre yra spiralinio tipo simetrijos nukleokapsidė, apsupta išorinio apvalkalo su stiloidiniais procesais. Viengrandė „–“ RNR. Nukleokapsidėje yra keletas virusui būdingų fermentų, įskaitant RNR polimerazę. Turi superkapsidę ir 3 virusui būdingus baltymus: 2 – NH glikoproteinus (turi hemagliutinuojančią ir neuraminidazę), 3 – F baltymą (dalyvauja ląstelių membranų susiliejime su viruso apvalkalu).

GRIPO VIRUSŲ KLASIFIKACIJA
Visi ortomiksovirusų šeimos nariai yra gripo virusai. Pagal RNP antigeną jie skirstomi į A, B ir C tipo gripo virusus, kurie nesukelia kryžminio tipo serologinių reakcijų.“ Būdingas A tipo gripo virusų požymis – abiejų paviršiaus baltymų (glikoproteinų) antigeninių savybių pasikeitimas. ) hemagliutininas ir neuraminidazė. Daugybė antigeninių gripo virusų variantų." su skirtingais hemagliutinino ir neuraminidazės tipais išskiriami iš naminių ir laukinių gyvūnų. Įvairių antigeninių variantų buvimas reikalavo vieningos virusų klasifikacijos, pagrįstos antigeninėmis hemagliutinino ir neuraminidazės savybėmis. Kadangi C tipo gripo virusas skiriasi nuo A ir B tipų gripo virusų keletu pagrindinių savybių, jis priskiriamas atskirai genčiai. Nors B gripo virusas turi antigeninių variantų, jų nėra tiek daug. jų klasifikuoti nereikia. Skirtingai nuo A tipo virusų, kurie cirkuliuoja ir žmonėse, ir gyvūnuose, B tipo gripo virusai buvo išskirti tik iš žmonių.

34. Pagrindinis viruso genomo bruožas yra tas, kad virusų paveldima informacija gali būti užfiksuota tiek DNR, tiek RNR. DNR turinčių virusų genomas yra dvigrandė (išskyrus parvovirusus, turinčius viengrandę DNR), nesegmentuotas ir pasižymi infekcinėmis savybėmis. Daugumos RNR virusų genomas yra vienagrandis (išimtis yra reovirusai ir retrovirusai, kurių genomai yra dvigrandžiai) ir gali būti segmentuotas arba nesegmentuotas. Virusinės RNR skirstomos į dvi grupes, priklausomai nuo jų funkcijų. Pirmajai grupei priklauso RNR, kurios gali tiesiogiai perkelti genetinę informaciją į jautrios ląstelės ribosomas, t.y., atlieka mRNR ir mRNR funkcijas. Jie vadinami pliusinės grandinės RNR. Jie turi būdingas galūnes ("dangtelius") specifiniam ribosomų atpažinimui.Kitoje virusų grupėje RNR nepajėgi genetinės informacijos tiesiogiai paversti ribosomomis ir funkcionuoti kaip mRNR.Tokios RNR tarnauja kaip matrica formuojant iRNR, t.y. , replikacijos metu iš pradžių susintetinama matrica ( +RNR) -RNR sintezei. Šios grupės virusuose RNR replikacija nuo transkripcijos skiriasi susidarančių molekulių ilgiu: replikacijos metu RNR ilgis atitinka motininė grandinė, o transkripcijos metu susidaro sutrumpintos iRNR molekulės Išimtis yra retrovirusai, kuriuose yra vienagrandė +RNR, kuri tarnauja kaip šablonas virusinei RNR priklausomai DNR polimerazei (atvirkštinei transkriptazei).Šio fermento pagalba informacija nukopijuojama iš RNR į DNR, todėl susidaro DNR provirusas, kuris integruojasi į ląstelės genomą.

35. DNR turintys virusai savo replikacijos būdu skiriasi nuo RNR turinčių virusų. DNR dažniausiai egzistuoja dvigrandžių struktūrų pavidalu: dvi polinukleotidų grandinės yra sujungtos vandeniliniais ryšiais ir susuktos taip, kad susidaro dviguba spiralė. Kita vertus, RNR paprastai egzistuoja kaip vienos grandinės struktūros. Tačiau kai kurių virusų genomas yra viengrandė DNR arba dvigrandė RNR. Pirmasis viruso replikacijos etapas yra susijęs su viruso nukleino rūgšties įsiskverbimu į šeimininko ląstelę. Šį procesą gali palengvinti specialūs fermentai, kurie yra kapsido arba išorinio viriono apvalkalo dalis, kai apvalkalas lieka už ląstelės ribų arba virionas jį praranda iš karto po prasiskverbimo į ląstelę. Virusas randa ląstelę, tinkamą jo dauginimuisi, kontaktuodamas atskiras kapsido (arba išorinio apvalkalo) dalis su specifiniais receptoriais ląstelės paviršiuje „rakto užrakto“ būdu. Jei ląstelės paviršiuje nėra specifinių („atpažįstančių“) receptorių, tai ląstelė nėra jautri virusinei infekcijai: virusas į ją neprasiskverbia. Siekiant realizuoti savo genetinę informaciją, į ląstelę patekusi viruso DNR specialių fermentų transkribuojama į mRNR. Gauta mRNR juda į ribosomas, todėl sintezuojami virusiniai baltymai. Pati viruso DNR padvigubėja daug kartų, dalyvaujant kitam fermentų rinkiniui – tiek virusiniam, tiek ląstelei priklausančiam. Susintetintas baltymas, naudojamas kapsidui sukurti, ir virusinė DNR, padauginta daugybe kopijų, susijungia ir sudaro naujus, „dukterinius“ virionus. Susiformavęs viruso palikuonis palieka panaudotą ląstelę ir užkrečia naujas: viruso dauginimosi ciklas kartojasi. Kai kurie virusai, pumpuruodami nuo ląstelės paviršiaus, užfiksuoja dalį ląstelės membranos, į kurią „iš anksto“ buvo įterpti viruso baltymai, ir taip įgauna apvalkalą. Kai kuriuose RNR virusuose genomas (RNR) gali tiesiogiai veikti kaip mRNR. Tačiau ši savybė būdinga tik virusams, turintiems „+“ RNR grandinę (t. y. kurių RNR turi teigiamą poliškumą). Virusams, turintiems „-“ RNR grandinę, pastaroji pirmiausia turi būti „perrašyta“ į „+“ grandinę; Tik po to prasideda viruso baltymų sintezė ir viruso replikacija. Vadinamieji retrovirusai turi RNR kaip genomą ir turi neįprastą genetinės medžiagos transkribavimo būdą: vietoj DNR perrašymo į RNR, kaip atsitinka ląstelėje ir būdinga DNR turintiems virusams, jų RNR yra transkribuojama į DNR. Tada dvigrandė viruso DNR integruojama į ląstelės chromosominę DNR. Tokios virusinės DNR matricoje susintetinama nauja virusinė RNR, kuri, kaip ir kitos, lemia viruso baltymų sintezę.

36. Bunyaviridae šeima laikoma didžiausia pagal joje esančių virusų skaičių (apie 250). Perduodamas kontaktiniu būdu, ore esančiomis dulkėmis ir mitybos keliais. Bunyaviruso virionai yra sferinės formos ir 90–100 nm skersmens. Genomą sudaro RNR molekulė, susidedanti iš trijų (L, M ir S) segmentų. Bunyavirusų nukleokapsidė yra organizuota pagal spiralinę simetriją. Nukleokapsidės išorė yra padengta dvisluoksne lipidine superkapside, ant kurios yra hemagliutinuojančių baltymų struktūros, susijungusios į paviršiaus gardelę. Įvairių bunyavirusų baltymų sudėtis skiriasi, tačiau visuose juose yra paviršiaus glikoproteinų G1 ir G2 bei vidinio glikoproteino, susieto su RNR N baltymu. Daugumoje virusų yra nuo RNR priklausomos RNR polimerazės. Bunyavirusų replikacijos ciklas vyksta citoplazmoje. Arbovirusinių infekcijų sukėlėjai: Phlebovirus genties virusai sukelia įvairias uodų karštliges (pavyzdžiui, pappataci karštligę, Neapolio ir Sicilijos karštligę, Rifto slėnio karštligę, Punta Toro karštligę ir kt.). Nairovirus genčiai priklauso Krymo-Kongo hemoraginės karštinės virusas, sukeliantis ligas Rusijoje, Moldovoje, Ukrainoje, Balkanuose ir Afrikoje. Bunyavirusų natūralių šeimininkų asortimentas platus: daugiau nei pusės rūšių natūralus rezervuaras yra graužikai, 1/4 paukščių ir 1/4 įvairių artiodaktilai. Daugumą bunyavirusų perneša Culicinae šeimos uodai; Ixodidae ir Argasidae šeimų erkės perneša per 20 virusų tipų; Keletą virusų perneša įkandę ūsaičiai ir uodai. Caliciviridae šeimos Calicivirus gentis vienija virusus su "nuoga" kubine kapside, kurios skersmuo yra 37-40 nm. Kalicivirusų genomą sudaro +RNR molekulė. Neigiamo kontrasto mikroskopija atskleidžia 32 puodelio formos įdubimus virionų paviršiuje, todėl virusai gavo savo pavadinimą [iš graikų k. taurelė, taurė]. Kalicivirusai žinomose ląstelių kultūrose nesidaugina, jų diagnostikai dažniausiai naudojama imuninė elektroninė mikroskopija. Žmonėms patogeniški kalicivirusų tipai sukelia gastroenteritą ir hepatitą. Be tikrų kalicivirusų, į gentį priklauso Norwalk virusas ir hepatito E sukėlėjas. Gastroenterito sukėlėjai Ligų patogenezę sukelia plonosios žarnos gleivinės epitelio nekroziniai pažeidimai, kuriuos sukelia kalicivirusai, kartu su viduriavimo sindromo vystymasis. Kalicivirusinio gastroenterito inkubacinis laikotarpis neviršija 1-2 dienų; Dauguma autorių išskiria tris pagrindinius pažeidimų tipus: ligas su stipriu vėmimu (dažniausiai stebima žiemos mėnesiais, dažniau vaikams); epideminis viduriavimas (paaugliams ir suaugusiems) ir gastroenteritas (dažniau vaikams). Calicivirus gastroenteritas lydi mialgija ir galvos skausmas; 50% pacientų praneša apie vidutinį karščiavimą. Viduriavimo sindromas su kalicivirusiniu gastroenteritu yra lengvas – išmatos vandeningos, be kraujo. Po 7-10 dienų įvyksta savaiminis pasveikimas. Kalicivirusinio gastroenterito gydymas yra simptominis; Nėra etiotropinės terapijos ir specifinės prevencijos priemonių. Koronavirusų genčiai priklauso daug svarbių žinduolių ir paukščių patogeninių virusų, sukeliančių kvėpavimo takų ligas, enteritą, poliserozitą, miokarditą, hepatitą, nefritą ir imunopatologiją. Žmonėms koronavirusai kartu su kitais virusais sukelia peršalimo sindromą. Dauguma koronavirusų turi ryškų tropizmą kvėpavimo takų ir žarnyno trakto epitelio ląstelėms. Kai kurie koronavirusai išskiriami sunkiai ir tik naudojant organų kultūras. Koronavirusų genties atstovai turi apvalius virionus, kurių skersmuo yra 80-220 nm. Koronaviruso virionai susideda iš spiralinės simetrijos nukleokapsidės ir glikoproteininio apvalkalo, kurio paviršiuje yra būdingos, plačiai išsidėsčiusios, 20 nm ilgio klubo formos iškyšos, sudarančios kažką panašaus į saulės vainiką. Kai kurie koronavirusai taip pat turi sutrumpintus peplomerus, kurių ilgis yra 5 nm. Koronavirusuose yra trys ar keturi pagrindiniai struktūriniai baltymai: nukleokapsidės baltymas N; pagrindinis peplomerinis glikoproteinas S; transmembraniniai glikoproteinai M ir E. Kai kuriuose virusuose taip pat yra HE baltymo. Torovirusuose yra tų pačių baltymų kaip ir koronavirusuose, tačiau juose nėra E baltymo. Galvijų toroviruse yra HE baltymo (M, 65000). Tarp koronavirusų genties atstovų išskiriamos trys antigeninės grupės. Koronavirusų genties atstovuose buvo rasti šie struktūriniai baltymai. Glikoproteinas S (150-180 kDa) sudaro didelius iškilimus virionų paviršiuje. Glikoproteiną S galima suskirstyti į 3 struktūrinius segmentus. Dideli išoriniai transmembraniniai ir citoplazminiai segmentai. Didelis išorinis segmentas, savo ruožtu, susideda iš dviejų subdomenų S1 ir S2. S1 segmento mutacijos yra susijusios su viruso antigeniškumo ir virulentiškumo pokyčiais. S2 segmentas yra konservatyvesnis. Galvijų koronaviruso S baltymą (180 kDa) ląstelių proteazės suskaido į S1 ir S2 viriono brendimo metu arba po jo, o viriono peplomeruose lieka nekovalentiškai surištas. S baltymo skilimas skirtinguose koronavirusuose priklauso nuo ląstelių sistemos. S baltymas sukelia VNR susidarymą ir yra atsakingas už viruso apvalkalo susiliejimą su ląstelės membrana. S baltymas yra daugiafunkcis.

37. Yra žinoma daugybė gyvūnų virusų mutantų formų. Visų pirma yra mutantų, kurie skiriasi apnašų ir dėmių morfologija; nuo šeimininko ar temperatūros priklausomi mutantai; mutantai, negalintys sukelti timidinkinazės sintezės; atsparus arba priklausomas nuo tam tikrų cheminių medžiagų; skiriasi savo infekcinių savybių termojautrumu ar fermentiniu aktyvumu, membraninių baltymų antigeninėmis savybėmis, gebėjimu formuoti apnašas esant įvairiems inhibitoriams, taip pat daugeliu kitų. Genetiniams tyrimams reikalingi mutantai, turintys aiškiai apibrėžtą, gana stabilų fenotipinį požymį, į kurį lengva atsižvelgti; šį požymį turi sukelti vienas mutantinis genas, turintis visišką įsiskverbimą.

38. Vidutinio klimato fagai nelizuoja visų populiacijos ląstelių, su kai kuriomis iš jų patenka į simbiozę, dėl kurios fago DNR integruojasi į bakterijų chromosomą. Šiuo atveju fago genomas vadinamas profagu. Profagas, tapęs ląstelės chromosomos dalimi, dauginimosi metu sinchroniškai replikuojasi su bakterijos genu, nesukeldamas jo lizės ir yra paveldimas iš ląstelės į ląstelę neribotam palikuonių skaičiui. Mikrobinės ląstelės simbiozės su vidutinio klimato fagu (profagu) biologinis reiškinys vadinamas lizogenija, o bakterijų kultūra, kurioje yra profago, vadinama lizogenine. Šis pavadinimas (iš graikiško žodžio lysis – skilimas, genea – kilmė) atspindi profago gebėjimą spontaniškai arba veikiant daugeliui fizinių ir cheminių veiksnių būti pašalintam iš ląstelės chromosomos ir persikelti į citoplazmą, t.y. elgiasi kaip virulentiškas fagas, kuris lizuoja bakterijas. Lizogeninės kultūros savo pagrindinėmis savybėmis nesiskiria nuo pirminių, tačiau yra atsparios pakartotinei infekcijai homologiniu arba artimai susijusiu fagu ir, be to, įgyja papildomų savybių, kurias kontroliuoja profagų genai. Mikroorganizmų savybių pasikeitimas veikiant profagui vadinamas fagų konversija. Pastarasis atsiranda daugelyje mikroorganizmų tipų ir yra susijęs su įvairiomis jų savybėmis: kultūrinėmis, biocheminėmis, toksikogeninėmis, antigeninėmis, jautrumu antibiotikams ir kt. Be to, pereinant iš integruotos būsenos į virulentinę formą, vidutinio klimato fagas gali užfiksuoti dalį ląstelės chromosomą ir, pastarąją lizuodamas, šią chromosomos dalį perkelia į kitą ląstelę. Jei mikrobų ląstelė tampa lizogeniška, ji įgyja naujų savybių. Taigi vidutinio klimato fagai yra galingas mikroorganizmų kintamumo veiksnys. Vidutinio klimato fagai gali pakenkti mikrobiologinei gamybai. Taigi, jei mikroorganizmai, naudojami kaip vakcinų, antibiotikų ir kitų biologinių medžiagų gamintojai, yra lizogeniški, kyla pavojus, kad vidutinio klimato fagas virs virulentine forma, o tai neišvengiamai sukels gamybinės padermės lizę.

39. Retrovirusai(lot. Retroviridae) – RNR virusų šeima,

užkrečiantys daugiausia stuburinius gyvūnus. Garsiausias ir aktyviausias

Tiriamas atstovas yra žmogaus imunodeficito virusas. Retrovirusai

kurių pagalba DNR sintetinama ant viriono RNR matricos.

Po to, kai ląstelė užsikrečia retrovirusu, citoplazmoje prasideda sintezė

virusinis DNR-genomas naudojant virioną RNR kaip matrica.

Visi retrovirusai savo genomui replikuoti naudoja atvirkštinį mechanizmą.

transkripcija: viruso fermentas atvirkštinė transkriptazė (arba atgręžti)

sintezuoja vieną DNR grandinę ant viruso RNR šablono, o paskui ant šablono

susintetinta DNR grandinė užbaigia antrąją, komplementarią grandinę.

Susidaro dvigrandė DNR molekulė, kuri, prasiskverbusi pro branduolinis

apvalkalas, yra integruotas į ląstelės chromosomų DNR ir tada tarnauja kaip matrica

viruso RNR molekulių sintezei. Šios RNR palieka ląstelės branduolį ir

ląstelės yra supakuotos į citoplazmą į virusines daleles, kurios gali

užkrėsti naujas ląsteles.

Remiantis viena hipoteze, retrovirusai galėjo atsirasti iš retrotranspozonai-

mobilūs eukariotų genomo regionai.

Retrovirusų klasifikacija

Šeima Retroviridae apima tris pošeimius:

Onkovirinae(onkovirusai), kurių svarbiausias atstovas yra 1 tipo žmogaus T-limfotropinis virusas;

Lentivirinae(lentivirusai), įskaitant ŽIV; Ir

Spumavirinae(spumavirusai arba putojantys virusai).

Bendroji transdukcija

Jo mechanizmas yra tas, kad tarpląstelinio fago dauginimosi metu bakterijos DNR fragmentas, lygus fago DNR ilgiui, gali atsitiktinai patekti į jo galvą, o ne į fago DNR. Tai visiškai įmanoma, nes užkrėstoje ląstelėje jos DNR biosintezė yra blokuojama, o pati DNR yra suyra. Taigi fagų dauginimosi proceso metu atsiranda brokuotų virionų, kurių galvutėse vietoj jų pačių genominės DNR yra bakterijos DNR fragmentas. Tokie fagai išlaiko infekcines savybes. Jie adsorbuojami ant bakterinės ląstelės, į ją įvedant galvoje esančią DNR, tačiau fagas nesidaugina. Donoro DNR (donoro chromosomos fragmentas), įvesta į recipiento ląstelę, jei joje yra genų, kurių recipiente nėra, suteikia jai naują požymį. Šis bruožas priklausys nuo to, kuris (-i) genas (-ai) yra transdukuojančio fago galvoje. Fago įvesto donoro DNR fragmento rekombinacijos su ląstelės recipiento chromosoma atveju šis požymis yra paveldimas.

Specifinė transdukcija

Jis skiriasi nuo nespecifinio tuo, kad šiuo atveju transdukuojantys fagai visada perkelia tik tam tikrus genus, būtent tuos, kurie yra lizogeninės ląstelės chromosomoje į kairę nuo attL arba į dešinę nuo attR. Specifinė transdukcija visada yra susijusi su vidutinio klimato fago integracija į šeimininko ląstelės chromosomą. Išeidamas (išskirdamas) iš chromosomos, profagas gali užfiksuoti geną iš kairiojo arba dešiniojo šono, pavyzdžiui, gal arba bio. Tačiau šiuo atveju jis turi prarasti tą patį DNR kiekį iš priešingo galo, kad jo bendras ilgis liktų nepakitęs (kitaip jis negali būti supakuotas į fago galvutę). Todėl su šia išskyrimo forma susidaro defektiniai fagai: A - dgal arba Xdbio.

Specifinė transdukcija į E. coli atlieka ne tik lambda fagas, bet ir giminingas lambdoidas bei kiti fagai. Priklausomai nuo attB vietų vietos chromosomoje, kai jos neįtraukiamos, jos gali įjungti įvairius bakterijų genus, susietus su profagu, ir perkelti juos į kitas ląsteles. Į genomą integruota medžiaga gali pakeisti iki 1/3 fago genetinės medžiagos.

Kai ląstelė recipientas yra užkrėstas, transdukuojantis fagas integruojasi į jos chromosomą ir įveda į ją naują geną (naują požymį), tarpininkaujant ne tik lizogenizacijai, bet ir lizogeninei konversijai.

Taigi, jei nespecifinės transdukcijos metu fagas yra tik pasyvus genetinės medžiagos nešėjas, tai specifinės transdukcijos metu fagas įtraukia šią medžiagą į savo genomą ir perduoda ją, lizogenizuodamas bakterijas, recipientui. Tačiau lizogeninė konversija taip pat gali įvykti, jei vidutinio klimato fago genome yra savų genų, kurių ląstelė neturi, bet yra atsakingi už esminių baltymų sintezę. Pavyzdžiui, tik tie difterijos sukėlėjai, kurių profagas yra vidutinio sunkumo, turintis tokso operoną, yra integruoti į savo chromosomas, kad susidarytų egzotoksinas. Jis yra atsakingas už difterijos toksino sintezę. Kitaip tariant, vidutinio klimato fagų toksas sukelia lizogeninį netoksigeninės difterijos bacilos pavertimą toksine.

Ryžiai. 4.

1 - taškinis testas; 2 - titravimas pagal Grazia.

Agaro sluoksnio metodas yra toks. Pirmiausia į puodelį pilamas maistinio agaro sluoksnis. Po sukietėjimo į šį sluoksnį įpilama 2 ml 0,7% agaro, ištirpinto ir atšaldyto iki 45 °C, į kurį pirmiausia įlašinamas lašelis koncentruotos bakterijų suspensijos ir tam tikras tūris fago suspensijos. Kai viršutinis sluoksnis sukietėja, puodelis dedamas į termostatą. Minkštame agaro sluoksnyje bakterijos dauginasi, sudarydamos vientisą nepermatomą foną, kuriame sterilių dėmių pavidalu aiškiai matomos fagų kolonijos (4.2 pav.). Kiekviena kolonija susidaro padauginus vieną pradinį fago virioną. Šio metodo naudojimas leidžia:

a) skaičiuodami kolonijas, tiksliai nustatykite gyvybingų fagų virionų skaičių tam tikroje medžiagoje;

b) remdamiesi būdingais požymiais (dydžiu, skaidrumu ir kt.), ištirkite paveldimą V fagų kintamumą.

Pagal veikimo spektrą bakterijoms fagai skirstomi į daugiavalentis(su lize susijusios bakterijos, pavyzdžiui, polivalentinis Salmonella fagas lizuoja beveik visas salmoneles), monofagas(jos lizuoja tik vieno tipo bakterijas, pvz., fagas Vi-I lizuoja tik vidurių šiltinės patogenus) ir būdingas tipui fagai, kurie selektyviai lizuoja tam tikrus rūšies bakterijų variantus. Tokių fagų pagalba atliekama subtiliausia bakterijų diferenciacija rūšies viduje, suskirstant jas į fagų variantus. Pavyzdžiui, naudojant fagų rinkinį Vi-II, vidurių šiltinės sukėlėjas suskirstomas į daugiau nei 100 fagų variantų. Kadangi bakterijų jautrumas fagams yra gana stabilus požymis, susijęs su atitinkamų receptorių buvimu, fagų tipavimas turi svarbią diagnostinę ir epidemiologinę reikšmę.

Kitame – bakteriofagas. Bendroji transdukcija naudojama bakterijų genetikoje genomo kartografavimui. Transdukuoti gali ir vidutinio klimato fagai, ir virulentiniai, tačiau pastarieji naikina bakterijų populiaciją, todėl transdukcija jų pagalba neturi didelės reikšmės nei gamtoje, nei moksliniuose tyrimuose.

Transdukcija buvo aprašyta Nortonas Zinderis ir Joshua Lederbergas 1952 m Salmonella. Jie stebėjo normalių auksotrofinių padermių fenotipų atkūrimą ir įrodė, kad genetinės medžiagos perdavimą gali atlikti tik virusas.

Mechanizmas

Bendroji transdukcijos schema

Transdukcija yra fagų tarpininkaujantis DNR perkėlimas tarp bakterijų ląstelių. Pagrindinis šio proceso žingsnis yra perkeltos DNR supakavimas į fago galvutę jos gyvavimo ciklo lizinės fazės metu, ty kai ląstelė miršta, išskirdama virusines daleles į išorę. Paprastai viruso dalelių surinkimo metu į fago galvutę patenka jos pačios DNR, tačiau kartais pasitaiko klaidų, kai į fago galvutę patenka bakterijų DNR fragmentai, kurie galėjo susidaryti, pavyzdžiui, sunaikinus bakterijų chromosomą. prie fago. Fago dalelės, kuriose yra bakterinės DNR fragmentų, vadinamos transdukuojančiomis dalelėmis. Jie gali užkrėsti ląsteles kaip įprasti fagai, nes turi visus tam reikalingus genus. Kai, prisijungęs prie ląstelės, fagas suleidžia į ją savo genominę DNR, jis taip pat suleidžia bakterinę DNR, esančią jos galvoje. Įdomu tai, kad transdukcija galima ir lizinio ciklo metu.

Ne visi fagai gali transdukuoti. Tai sugeba tik tie fagai, kurie sukelia bakterijų genominės DNR suskaidymą į reikiamo dydžio fragmentus, kad jie tilptų į kapsidą. Kartais į virioną patenka ne bakterijos genominė DNR, o plazmidė, kuri, patekusi į kitą užkrėstą ląstelę, ir toliau padvigubės. Fagų pernešami genomo fragmentai, priešingai, nepajėgūs replikuotis; jų padvigubėjimas įmanomas tik tuo atveju, jei jie gali integruotis į recipiento bakterijos chromosomą. Jei bakterijos genomo fragmentas lieka laisvas, per kelias kartas dalijimosi metu jis atsidurs vienoje iš dukterinių ląstelių; toks transdukcija vadinamas abortiniu.

Video tema

Transdukcijos kartografavimas

Transdukcija buvo naudojama genams nustatyti bakterijų chromosomose. Metodas pagrįstas tuo, kad transdukcijos metu pernešami bakterijų DNR fragmentai yra gana dideli ir gali turėti daugybę genų, todėl transdukcijos (kotransdukcijos) metu vienu metu gali būti pernešami arti esantys genai. Kuo mažesni genai