Вирусология » Страница 4 » Мое женское здоровье
Главная Стоматология Вирусология Хирургия Генетика Диетология Гинекология Гомеопатия Иммунология Гематология Аллергология Венерология
Логин:  
Пароль:
Диеты секс Фитнес Роды питание аборт тело Кожа Глаза Макияж Похудение Климакс Лекарства Волосы Мужчины
Интересное на сайте
ПИТАНИЕ И ДИЕТЫ
Как приготовить хашламу вкусно?

Как приготовить хашламу вкусно?

Перед тем, как приготовить хашламу, вам придётся изучить ни один рецепт. Ведь, на самом деле, их существует очень много. Но их объединяет самый важный ингредиент - это баранина, вкус которой не сравнится ни с чем. Но тут важно правильно подготовить
23.11.17

Партнеры

Афтозный стоматит: афтозные язвы представляют собой поражения слизистой оболочки рта, включая щеки, язык и небо. Язвочки состоят из очень болезненного, желтовато-белого кратера, окруженного красной полоской воспаления. Если ребенок попадает в стрессовую ситуацию отдельно расположенные язвочки могут сливаться. Период заживления составляет 1-2 недели. Причины появления афтозных язв точно не установлены. К ним относят вирусную инфекцию, эндокринные нарушения, хронический запор, эмоциональные расстройства, нарушения иммунитета.

Симптомы: недомогание, слюнотечение, отказ от пищи, гиперемия слизистой оболочки рта, образование на щеках, языке, губах, небе, афт-болезненных элементов округлой формы с беловато-серым налетом и ярко-красным ободком. Температура тела до 40 гр. С. Лимфатические узлы увеличены, болезненны. В тяжелых случаях афты сливаются, изъязвляются. Могут быть “отсевы” на коже. Заболевание длится 7- 14 дней. Выздоровление полное. Иммунитет нестойкий.

Заживление афт начинается после самостоятельного отслаивания налета фибрина и заканчивается полным исчезновением дефекта. В отличие от острого афтозного стоматита хроническая форма обычно связана с наличием общего хронического заболевания, чаще всего толстого кишечника, которая проявляется вместе с его обострениями. Клиника не столь ярка и характеризуется последовательной сменой фаз: продромальной, афтозной, язвенной и заживления. Лечение афтозного стоматита аналогично язвенному, но местно могут применяться также антибиотики и противогрибковые препараты. Общее лечение дополнительно может включать антибиотики, противовоспалительные, антигистаминные и др. препараты.



Биофизические свойства вирусов характеризуются многими показателями — седиментацией, плотностью, вязкостью вирусных суспензий, диффузионными свойст-

 

Седиментационные свойства вирусов и субвирусных компонентов измеряют с помощью центрифугирования в аналитических и препаративных ультрацентрифугах. Коэффициент седиментации выражают в единицах Свед-РГЗ ,?0ереводе на станДартные условия — при темпе­ратуре 20 С в воде и обозначают как 82<ш.

Коэффициенты седиментации вирионов зависят от многих факторов: от их размера и массы, плотности, формы. Для определения плотности вирионов и субви­русных структур применяют равновесное центрифугиро­вание в градиентах плотности. Для вирионов и вирусных нуклеопротеидов обычно используют градиенты плотности сахарозы и хлорида цезия.

Плотность вирионов и субвирусных структур зависит прежде всего от их состава. Она увеличивается с увели­чением процента содержания нуклеиновых кислот и уменьшается при повышении содержания белков и липи-дов (табл. 6)

 

 

 

 

вами. Все эти характеристики относятся также к суб­вирусным компонентам. Наиболее важными биофизи­ческими характеристиками вирусов являются седимента-ционные и плотностные свойства. Они чаще всего изме­ряются при исследовании вирусов.



Быстрый прогресс в области вирусологических знаний, основанный в значительной мере на достижениях смеж­ных естественных наук, обусловил возможность углублен­ного познания природы вирусов. Как ни в одной другой науке, в вирусологии прослеживается быстрая и четкая смена уровней познания — от уровня организма до суб­молекулярного.

Приведенные периоды развития вирусологии отражают те уровни, которые являлись доминирующими в течение одного — двух десятилетий.

Уровень организма (30-40-е годы XX века). Основ­ной экспериментальной моделью являются лабораторные

животные (белые мыши, крысы, кролики, хомяки и т. д.), основным модельным вирусом — вирус гриппа.

В 40-е годы в вирусологию в качестве эксперименталь­ной модели прочно входят куриные эмбрионы в связи с их высокой чувствительностью к вирусам гриппа, оспы и некоторым другим. Использование этой модели стало возможным благодаря исследованиям австралийского ви­русолога и иммунолога Ф. М. Бернета, автора пособия по вирусологии «Вирус как организм».

Открытие в . американским вирусологом Херс-том феномена гемагглютинации немало способствовало изучению взаимодействия вируса с клеткой на модели вируса гриппа и эритроцитов.

Большим вкладом отечественных вирусологов в меди­цинскую вирусологию явилось изучение природна-очаго-вых заболеваний — эпидемических энцефалитов. В . была организована первая экспедиция, возглавляемая Л. А. Зильбером, в составе которой были Б. Н. Левкович, А. К. Шубладзе, М. П. Чумаков, В. Д. Соловьев и др. Благодаря проведенным исследованиям был открыт вирус клещевого энцефалита, выявлены его переносчики — ик-содовые клещи, разработаны методы лабораторной диаг­ностики, профилактики и лечения. Советскими вирусоло­гами были изучены вирусные геморрагические лихорадки, разработаны препараты для диагностических и лечебно-профилактических целей.

Уровень клетки (50-е годы). В . происходит значительное событие в истории вирусологии — открытие возможности культивировать клетки в искусственных условиях. В . Дж. Эндерс, Т. Уэллер, Ф. Роббинс получили Нобелевскую премию за разработку метода куль­туры клеток. Использование культуры клеток в вирусоло­гии явилось подлинно революционным событием, послу­жившим основой для выделения многочисленных новых вирусов, их идентификации, клонирования, изучения их взаимодействия с клеткой. Появилась возможность полу­чения культуральных вакцин. Эта возможность была до­казана на примере вакцины против полиомиелита. В со­дружестве с американскими вирусологами Дж. Солком и А. Сейбином, советскими вирусологами М. П. Чумаковым, А. А. Смородинцевым и др. была разработана технология производства, апробирована и внедрена в практику убитая и живая вакцины против полиомиелита. В . была проведена массовая иммунизация детского населения в СССР  (около 15 млн.)  живой полиомиелитной вакциной,

7

в результате резко снизилась заболеваемость полиомиели том и практически исчезли паралитические формы заболе­вания. В . за разработку и внедрение в практику живой полиомиелитной вакцины М. П. Чумакову и А. А. Смородинцеву была присуждена Ленинская премия. Другим важным приложением техники выращивания виру­сов явилось получение Дж. Эндерсом и А. А. Смородинце-вым живой коревой вакцины, широкое применение кото­рой обусловило значительное снижение заболеваемости корью и является основой для искоренения этой инфек­ции.

Широко внедрялись в практику и другие культураль-ные вакцины — энцефалитная, ящурная, антирабическая и т. д.

Молекулярный уровень (60-е годы). В вирусологии широко стали использовать методы молекулярной биоло­гии, а вирусы благодаря простой организации их генома стали распространенной моделью для молекулярной био­логии. Ни одно открытие молекулярной биологии не об­ходится без вирусной модели, включая генетический код, весь механизм внутриклеточной экспрессии генома, реп­ликацию ДНК, процессинг (созревание) информационных РНК и т. д. В свою очередь использование молекуляр­ных методов в вирусологии позволило установить прин­ципы строения (архитектуры) вирусных индивидуумов — вирионов (термин, введенный французским микробиоло­гом А. Львовом), способы проникновения вирусов в клетку и их репродукции.

Субмолекулярный уровень (70-е годы). Стремительное развитие молекулярной биологии открывает возможности изучения первичной структуры нуклеиновых кислот и бел­ков. Появляются методы секвенирования ДНК, определе­ния аминокислотных последовательностей белка. Полу­чают первые генетические карты геномов ДНК-содержа-щих вирусов.

В . Д. Балтимором и одновременно Г. Теминым и С. Мизутани была открыта обратная транскриптаза в составе РНК-содержащих онкогенных вирусов, фермент, переписывающий РНК на ДНК. Становится реальным синтез гена с помощью этого фермента на матрице, вы­деленной из полисом иРНК. Появляется возможность переписать РНК в ДНК и провести ее секвенирование.

В . возникает новый раздел молекулярной био­логии — генная инженерия. В этом году публикуется со­общение  П.  Берга в  США  о  создании  рекомбинантной

молекулы ДНК, которое положило начало эре генной инженерии. Появляется возможность получения большого количества нуклеиновых кислот и белков путем введения рекомбинантных ДНК в состав генома прокариот и прос­тых эукариот. Одним из основных практических прило­жений нового метода является получение дешевых препа­ратов белков, имеющих значение в медицине (инсулин, интерферон) и сельском хозяйстве (дешевые белковые корма для скота).

Этот период характеризуется важными открытиями в области медицинской вирусологии. В фокусе изучения — три наиболее массовых болезни, наносящих огромный ущерб здоровью людей и народному хозяйству,— грипп, рак, гепатит.

Установлены причины регулярно повторяющихся пан­демий гриппа. Детально изучены вирусы рака животных (птиц, грызунов), установлена структура их генома и идентифицирован ген, ответственный за злокачественную трансформацию клеток — онкоген. Установлено, что при­чиной гепатитов А и В являются разные вирусы: гепатит А вызывает РНК-содержащий вирус, отнесенный к се­мейству пикорнавирусов, а гепатит В — ДНК-содержащий вирус, отнесенный к семейству гепаднавирусов. В . Г. Бламберг, исследуя антигены крови у аборигенов Австралии, обнаружил так называемый австралийский ан­тиген, который он принял за один из антигенов крови. Позже было выявлено, что этот антиген является анти­геном гепатита В, носительство которого распространено во всех странах мира. За открытие австралийского анти­гена Г. Бламбергу в . была присуждена Нобелевская премия.

Другая Нобелевская премия в . присуждена аме­риканскому ученому К. Гаидушеку, который установил вирусную этиологию, одной из медленных инфекций че­ловека — куру, наблюдающейся в одном из туземных пле­мен на острове Новая Гвинея и связанной с ритуальным обрядом — поеданием зараженного мозга умерших род­ственников. Благодаря усилиям К. Гайдушека, поселивше­гося на острове Новая Гвинея, эта традиция была иско­ренена и число больных резко сократилось.

 


Грипп - это инфекционное вирусное заболевание, вызываемое несколькими возбудителями. Все вирусы гриппа делятся на три типа, обозначаемые литерами А, В и С. Вирус гриппа типа А отличается чрезвычайной изменчивостью (т.е. он с легкостью меняет свою структуру, а значит, всякий раз воспринимается организмом как новый, неизвестный), тип В изменчив, но в меньшей степени, а тип С наиболее стабилен. Именно поэтому можно за одну и ту же зиму несколько раз переболеть гриппом. Вирус гриппа размножается в клетках слизистой оболочки верхних дыхательных путей - носовых раковин, зева, гортани.

У беременных женщин иммунитет часто ослаблен, поэтому вероятность заразиться повышается по сравнению с небеременным состоянием. Чтобы этого не произошло, врачи рекомендуют перед прогнозируемой эпидемией сделать прививку от гриппа. Современные прививки содержат инактивированный (убитый) вирус гриппа, поэтому считается, что он безопасен для ребенка.

Однако, если срок вашей беременности меньше, чем 14 недель, то прививку от гриппа делать не следует. Кроме того, ни одна прививка от гриппа не гарантирует, что вы точно не заболеете этой болезнью. Все равно остается пусть маленькая, но неприятная возможность перенести грипп, часто в стертой форме. Поэтому повышение иммунитета лишним не будет. А это и закаливание, и здоровый образ жизни, и правильное питание, и физическая активность.

Если Вы чувствуете себя очень плохо, обязательно вызовите врача. Только врач может решить, чем Вы больны и в каком лечении Вы нуждаетесь. Если Вы думаете, что заболели гриппом, вызывайте врача при появлении первых симптомов (в первые 2 дня).

Те, кто болеет хроническими болезнями, а также лица старше 50 лет составляют особую группу риска и при заболевании гриппом всегда должны сразу же обращаться к врачу.

Иногда грипп вызывает такие серьезные инфекционные осложнения, как воспаление легких (пневмония), бронхит, синусит и воспаление среднего уха (отит). Немедленно проконсультируйтесь с врачом, если у Вас появились следующие симптомы: кашель с густой мокротой, окрашенной или с прожилками крови повторяющаяся лихорадка, боли в грудной клетке, отечность лица, боли в ухе или резкие боли в области лица или лба.



Молекулярная масса вирусных ДНК варьирует в широ­ких пределах. Самые большие вирусные геномы содержат несколько сотен ге­нов, а самые маленькие содержат информацию, достаточ­ную для синтеза лишь нескольких белков.

В геномах, представленных двунитчатыми ДНК, ин­формация обычно закодирована на обеих нитях ДНК. Это свидетельствует о максимальной экономии генетичес­кого материала у вирусов, что является неотъемлемым свойством их как генетических паразитов. В связи с этим оценка генетической информации не может быть проведе­на по молекулярной массе молекул.

Хотя в основном структура ДНК уникальна, т. е. боль­шинство нуклеотидных последовательностей встречаются лишь по одному разу, однако на концах молекул имеют­ся повторы, когда в концевом фрагменте линейной ДНК повторяется ее начальный участок. Повторы могут быть прямыми и инвертированными.

Способность к приобретению кольцевой формы, кото­рая потенциально заложена в концевых прямых и, инвер­тированных повторах, имеет большое значение для виру­сов. Кольцевая форма обеспечивает устойчивость ДНК к экзонуклеазам. Стадия образования кольцевой формы обя­зательна для процесса интеграции ДНК с клеточным геномом. Наконец, кольцевые формы представляют собой удобный и эффективный способ регуляции транскрипции и репликации ДНК.

В составе вирионов, содержащих однонитчатую ДНК, обычно содержатся молекулы ДНК одной полярности. Исключение составляют аденоассоциированные вирусы, вирионы которых содержат ДНК либо одной полярности (условно называемой «плюс»), либо ДНК с противополож­ным знаком (условно — «минус»). Поэтому тотальный препарат вируса состоит из двух типов частиц, содер­жащих  по  одной  молекуле  «плюс»-  или  «минус»-ДНК.

Инфекционный процесс при заражении этими вирусами возникает лишь при проникновении в клетку частиц обоих типов.



Из нескольких сотен известных в настоящее время вирусов человека и животных РНК-геном содержит около 80% вирусов. Способность РНК хранить наследственную информацию является уникальной особенностью вируса.

У просто организованных и некоторых сложно органи­зованных вирусов вирусная РНК в отсутствие белка мож^т вызвать инфекционный процесс. Впервые инфекционная активность РНК вируса табачной мозаики была продемон-^ стрирована X. Френкель-Конратом и соавт. в . и А. Гирером и Г. Шраммом в . Впоследствии положение об инфекционной активности РНК было пере­несено на все РНК-содержащие вирусы, однако долголет­ние усилия доказать это для таких вирусов, как вирусы гриппа, парамиксовирусы, рабдовирусы (так называемые минус-нитевые вирусы), оказались бесплодными: у этих ви­русов инфекционной структурой являются не РНК, а комплекс РНК с внутренними белками. Таким образом, геномная РНК может обладать инфекционной активно­стью в зависимости от своей структуры.

Структура вирусных РНК чрезвычайно разнообразна. У вирусов обнаружены однонитчатые и двунитчатые, ли­нейные, фрагментированные и кольцевые РНК (см. табл. 2). РНК-геном в основном является гаплоидным, Ж) геном ретровирусов — диплоидный, т. е. состоит из двух идентичных молекул РНК.

Однонитчатые РНК. Молекулы однонитчатых вирусных РНК существуют в форме одиночной полинуклеотидной цепи со спирализованными ДНК-подобными участками. При этом некомплементарные нуклеотиды, разделяющие комплементарные участки, могут выводиться из состава спирализованных участков в форме различных «петель» и «выступов» (рис. 2). Суммарный процент спирализации вирусных РНК не обнаруживает каких-либо особенностей по сравнению с таковыми у клеточных РНК.

Вирусы, содержащие однонитчатые РНК, делятся на две группы. У вирусов первой группы вирусный геном обладает функциями информационной РНК, т. е. может непосредственно переносить закодированную в нем инфор­мацию   на   рибосомы.   По   предложению   Д.   Балтимора

 

 

(1971), РНК со свойствами информационной условно обозначена знаком «плюс» и в связи с этим вирусы, со­держащие такие РНК (пикорнавирусы, тогавирусы, коро-навирусы, ретровирусы), обозначены как «плюс-нитевые» вирусы, или вирусы с позитивным геномом.

Вторая группа РНК-содержащих вирусов содержит ге­ном в виде однонитчатой РНК, которая сама не обладает функциями иРНК. В этом случае функцию иРНК выпол­няет РНК, комплементарная геному. Синтез этой РНК (транскрипция) осуществляется в зараженной клетке на матрице геномной РНК с помощью вирусспецифиче-ского фермента — транскриптазы. В составе «минус-ните-вых» вирусов обязательно присутствие собственного фер­мента, осуществляющего транскрипцию геномной РНК и синтез иРНК, так как аналога такого фермента в клетках нет. Геном этих вирусов условно обозначают как «минуса-РНК, а вирусы этой группы как «минус-нитевые» вирусы, или вирусы с негативным геномом. К этим вирусам отно­сятся ортомиксовирусы, парамиксовирусы, буньявирусы, рабдовирусы. РНК этих вирусов не способна вызвать инфекционный процесс.

В соответствии с разными свойствами вирусных РНК между двумя группами вирусов есть и структурные разли­чия. Поскольку РНК «плюс-нитевых» вирусов выполняет функцию иРНК, она имеет специфические структурные особенности, характерные для 5'- и З'-концов этих РНК.

 

где т70 представляет собой 7-метилгуанин, присоединен­ный через пирофосфатную связь к гуаниловому нуклео-тиду, сахарный остаток которого также метилирован по второму углеродному атому. На З'-конце информационных РНК имеются поли (А), количество которых достигает 200 и выше. Эти модификации концов иРНК, осуществляе­мые после синтеза полинуклеотидной цепи, имеют сущест­венное значение для функции иРНК: «шапочка» нужна для специфического узнавания иРНК рибосомами, функ­ции поли (А) менее точно определены и, по-видимому, заключаются в придании стабильности молекулам иРНК.

Такими же модифицированными концами обладают ге­номные РНК «плюс-нитевых» вирусов. Исключение со­ставляет 5'-конец геномной РНК вируса полиомиелита, которая не содержит «шапочку», и вместо нее имеет на 5'-конце ковалентно присоединенный к остатку урацила низкомолекулярный терминальный белок. Геномные РНК «минус-нитевых» вирусов не имеют ни «шапочки», ни по­ли (А); модифицированные концы характерны для иРНК этих вирусов, синтезирующихся в клетке на матрице ви-рионной РНК и комплементарных ей. Геномная РНК , ретровирусов, хотя и является «плюс-нитевой», однако не содержит «шапочку»; эту структуру содержит гомологич­ная РНК, синтезируемая на матрице интегрированной про-вирусной ДНК.

Существуют вирусы, содержащие как «плюс-нитевые», так и «минус-нитевые» РНК гены (амбисенс-вирусы). К ним относятся аренавирусы.

В основном однонитчатые РНК являются линейными молекулами, однако РНК-фрагменты буньявирусов обна­ружены в виде кольцевой формы. Кольцевая форма воз­никает за счет образования водородных связей между концами молекул.

Двунитчатые РНК. Этот необычный для клетки тип нуклеиновой кислоты, впервые обнаруженный у реовиру-сов, широко распространен среди вирусов животных, растений и бактерий. Вирусы, содержащие подобный геном, называют диплорнавирусы.

Общей особенностью диплорнавирусов является фраг-ментированное состояние генома. Так, геном реовирусов

 

состоит из 10 фрагментов, ротавирусов — из 11 фрагмен­тов.

Размеры РНК ряда вирусов животных приведены в табл. 4. Как видно, молекулярная масса РНК варьирует в широких пределах.



В составе вирионов могут находиться компоненты клетки-хозяина. К таким компонентам могут относиться белки и даже целые клеточные структуры. Так, например, в составе ряда оболочечных вирусов может находиться белок цитоскелета актин, в составе паповавирусов содер­жатся клеточные гистоны. Ряд вирусов содержит клеточ­ные ферменты, например протеинкиназы. В составе аренавирусов обнаружены рибосомы.

Клеточные компоненты могут включаться в вирион случайно или закономерно. В некоторых случаях они игра­ют существенную роль в репродукции вируса, как, напри­мер, гистоны в репродукции паповавирусов.



Современная классификация вирусов является уни­версальной для вирусов позвоночных, беспозвоночных, растений и простейших. Она основана на фундаменталь­ных свойствах вирионов, из которых ведущими являются признаки, характеризующие нуклеиновую кислоту,  мор-

фологию, стратегию генома и антигенные свойства. Фунда­ментальные свойства поставлены на первое место, по­скольку вирусы со сходными антигенными свойствами обладают и сходным типом нуклеиновой кислоты, сход­ными морфологическими и биофизическими свойствами.

Важным признаком для классификации, который учи­тывается наряду со структурными признаками, является стратегия вирусного генома, под которой понимают ис­пользуемый вирусом способ репродукции, обусловленный особенностями его генетического материала. Например, полярность вирусной РНК является основным критерием для группировки вирусов и при отсутствии общих анти­генных свойств.

Антигенные и другие биологические свойства являются признаками, лежащими в основе формирования вида и имеющими значение в пределах рода.

В основу современной классификации положены сле­дующие основные критерии.

1.         Тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), ее структура (количество нитей).

2.    Наличие липопротеидной оболочки.

3.         Стратегия вирусного генома.

4.    Размер и морфология вириона, тип симметрии, число капсомеров.

5.         Феномены генетических, взаимодействий.

6.         Круг восприимчивых хозяев.

7.         Патогенность, в том числе патологические измене­ния в клетках и образование внутриклеточных включений.

8.         Географическое распространение.

9.         Способ передачи.

10. Антигенные свойства.

На основании перечисленных признаков вирусы делят­ся на семейства, подсемейства, роды и типы. Деление на семейства произведено по критериям, изложенным в пунктах 1 и 2, деление на роды и типы — на основании нижеперечисленных признаков. Схематически строение семейств вирионов, поражающих позвоночных, приведено на рис. 12. Дополнительно выделены еще 2 семейства: Серадпаушдае и ИауМгМае (выделенные из семейства То§ау1Пс1ае). Семейства вирусов животных и их таксоно­мические признаки приведены в табл. 7 и 8.

Современная классификация вирусов человека и жи­вотных охватывает более 4/5 всех известных вирусов, которые распределены в 19 семейств, из них 7 — ДНК-содержащих и 12— РНК-содержащих вирусов.


Липиды

14.11.12 | Раздел: Вирусология

Липиды обнаружены у сложно организованных виру­сов и в основном находятся в составе липопротеиднои оболочки (суперкапсида), формируя ее липидной бислой, в который вставлены суперкапсидные белки.

Все сложно организованные РНК-содержащие вирусы имеют в своем составе значительное количество липидов (от 15 до 35% от сухого веса). Из ДНК-содержащих вирусов липиды содержат вирусы оспы, герпеса и гепа­тита В (табл. 5). Примерно 50—60% липидов в составе вирусов представлено фосфолипидами, 20—30% состав­ляет холестерин.

Лигшдный компонент стабилизирует структуру вирус­ной частицы. Экстракция липидов органическими раст­ворителями, обработка вирусной частицы детергентами или липазами приводит к деградации вирусной частицы и потере инфекционной активности.

Вирусы, содержащие липопротеидную мембрану, фор­мируются путем почкования на плазматической мембране клеток (или на мембранах эндоплазматической сети с выходом во внутриклеточные вакуоли). Поэтому липо-протеидная оболочка этих вирусов представляет собой мембрану клетки-хозяина, модифицированную за счет наличия на ее наружной поверхности вирусных супер-капсидных белков. Из этого следует, что состав липидов почкующихся вирусов близок к составу липидов клетки-

хозяина. К почкующимся вирусам относятся крупныеРНК-содержащие вирусы: ортомиксовирусы, парамиксо­вирусы, рабдовирусы, тогавирусы, ретровирусы, бунья­вирусы, аренавирусы, коронавирусы.                                   ^

В связи с клеточным происхождением липидов общий состав липидной фракции и содержание ее отдельных компонентов у одного и того же вируса могут сущест­венно различаться в зависимости от клетки-хозяина, где происходила репродукция вируса. Наоборот, если разные почкующиеся вирусы репродуцировались в одних и тех же клетках, их липиды оказываются более или менее сходными.

У вирусов оспы и гепатита В липиды имеют иное происхождение, так как эти вирусы не почкуются через плазматическую мембрану. У вирусов оспы липиды не образуют дифференцированной оболочки. Обработка вируса осповакцины эфиром не приводит к потере инфек­ционной активности или каким-либо структурным измене­ниям вириона. Липиды вируса гепатита В и его НВз-антигена образуются путем инвагинации мембран эндо­плазматической сети. Вирус герпеса формируется путем почкования через ядерную оболочку, поэтому в его составе есть липиды ядерной оболочки.



Синтез белка в клетке происходит в результате трансляции иРНК. Трансляцией называется процесс пере­вода генетической информации, содержащейся в иРНК, на специфическую последовательность аминокислот. Иными словами, в процессе трансляции осуществляется перевод 4-буквенного языка азотистых оснований на 20-буквенный язык аминокислот.

Транспортные РНК. Свою аминокислоту тРНК узнают по конфигурации ее боковой цепи, а специфический фермент аминоацил-синтетаза катализирует ассоциацию тРНК с аминокислотой. В клетке существует большое количество разнообразных видов тРНК. Поскольку для каждой аминокислоты должна быть своя тРНК, количе­ство видов тРНК должно быть не меньше 20, однако в клетке их значительно больше. Это связано с тем, что для каждой аминокислоты существует не один, а несколь­ко видов тРНК. Молекула тРНК представляет собой однонитчатую РНК со сложной структурой в виде клено­вого листа (рис. 18). Один ее конец связывается с амино­кислотой (конец а), а противоположный — с нуклеоти-дами иРНК, которым они комплементарны (конец б). Три нуклеотида на иРНК кодируют одну аминокислоту и называются «триплет» или «кодон», комплементарные кодону три нуклеотида на конце тРНК называются «антикодон».

Рибосомы. Синтез белка в клетке осуществляется на   рибосоме.   Рибосома   состоит   из   двух   субъединиц,

Рис. 18. Строение транс­портной РНК. а — участок связывания с аминокислотой; б — участок связывания с нРНК (анти-кодон).

большой и малой, 'малая субъединица примерно в два раза меньше большой. Обе субъединицы содержат по одной молекуле рибосомальной РНК и ряд белков. Рибо-сомальные РНК синтезируются в ядре на матрице ДНК с помощью РНК-полимеразы I. В малой рибосомальной субъединице есть канал, в котором находится информа­ционная РНК. В большой рибосомальной субъединице есть две полости, захватывающие также малую рибосо-мальную субъединицу. Одна из них содержит аминоациль-ный центр (А-центр), другая — пептидильный центр (П-центр)  (рис. 19).

Фазы трансляции. Процесс трансляции состоит из трех фаз: 1) инициации, 2) элонгации и 3) терминации.

Инициация трансляции. Это наиболее ответ­ственный этап в процессе трансляции, основанный на узнавании рибосомой иРНК и связывании с ее особыми участками. Рибосома узнает иРНК благодаря «шапочке» на 5'-конце и скользит к 3'-концу, пока не достигнет инициаторного кодона, с которого начинается трансляция. В эукариотической клетке инициаторным кодоном являет­ся кодон АУГ или ГУГ, копирующие метионин. С метио-нина начинается синтез всех полипептидных цепей.

Вначале с иРНК связывается малая рибосомальная субъединица. К комплексу иРНК с малой рибосомальной субъединицей присоединяются другие компоненты, необ­ходимые для начала трансляции. Это несколько молекул "ч=лка,   которые   называются   «инициаторные   факторы».

19. Формирование и функционирование рибосомы (схема). 1— малая рибосомальная субъединица с присоединенной инициаторной метионил-тРНК; 2— большая рибосомальная субъединица; 3— инициаторный комплекс, содержащий малую рибосомальную субъединицу, метионил-тРНК и иРНК; заштрихованные прямоугольники — белковые факторы инициации (9 факторов в эукариотических клетках); 4— функционально активная рибосо­ма; А — аминоацильный центр, П— пептидильный центр в большой рибосо­мальной субъединице; 5, б, 7— процесс элонгации полипептидной цепи; показан перенос амииоацил-тРНК между двумя центрами на большой рибосомальной субъединице, осуществляемый с помощью пептидил-трансфера-зы.

Их по крайней мере три в прокариотической клетке и более девяти в эукариотической клетке. Инициаторные факторы определяют узнавание рибосомой специфических иРНК и, таким образом, являются определяющим фактором в дискриминации между различными ИРНК, присутствующими в клетке, как правило, в избыточном количестве.

В результате формируется комплекс, необходимый для инициации трансляции, который называется инициа­торным комплексом. В инициаторный комплекс входят: 1) иРНК; 2) малая рибосомальная субъединица; 3) ами-ноацил-тРНК, несущая инициаторную аминокислоту; 4) инициаторные факторы; 5) несколько молекул ГТФ.

В рибосоме осуществляется слияние потока информа­ции с потоком аминокислот. Аминоацил-тРНК входит в А-центр большой рибосомальной субъединицы, и ее антикодон взаимодействует с кодоном иРНК, находящей­ся в малой рибосомальной субъединице. При продвижении иРНК на один кодон тРНК перебрасывается в пептидиль­ный центр, и ее аминокислота присоединяется к ини­циаторной аминокислоте с образованием первой пептид­ной связи. Свободная от аминокислоты тРНК выходит из рибосомы и может опять функционировать в транспор­те специфических аминокислот. На ее место из А-центра в П-центр перебрасывается новая тРНК и образуется новая пептидная связь. В А-центре появляется вакантный кодон   иРНК,   к   которому   немедленно   присоединяется

1— большая рибосомальная субъединица; 2— малая рибосомальная субъедини­ца; 3— иРНК; 4— растущая полипептидная нить.

соответствующая тРНК и происходит присоединение новых аминокислот к растущей полипептидной цепи (см. рис. 19).

Элонгация трансляции. Это процесс удлине­ния, наращивания полипептидной цепи, основанный на присоединении новых аминокислот с помощью пептид­ной связи. Происходит постоянное протягивание нити иРНК через рибосому и. «декодирование» заложенной в ней генетической информации (рис. 20). иРНК функ­ционирует на нескольких рибосомах, каждая из которых синтезирует одну и ту же полипептидную нить, коди­руемую данной иРНК. Группа рибосом, работающих на одной молекуле иРНК, называется полирибосомой, или полисомой. Размер полисом значительно варьирует в зависимости от длины молекулы иРНК, а также от расстояния между рибосомами. Так, полисомы, которые синтезируют гемоглобин, состоят из 4—6 рибосом, высо­комолекулярные белки синтезируются на полирибосомах, содержащих 20 и более рибосом.

Терминация трансляции. Терминация транс­ляции происходит в тот момент, когда рибосома доходит ' до терминирующего кодона в составе иРНК. Трансляция прекращается, и ' полипептидная цепь освобождается из полирибосомы. После окончания трансляции полири­босомы распадаются на субьединицы, которые могут войти в состав новых полирибосом.

Свойства полирибосом. По топографии в клетке полирибосомы делят на две большие группы — свободные и связанные с мембранами эндоплазматической сети, которые составляют соответственно 75 и 25%. Между двумя группами полирибосом нет принципиальных струк­турных и функциональных различий, они формируются из одного и того же пула субъединиц и в процессе транс­ляции могут обмениваться субъединицами. Мембраны, с

которыми связаны полирибосомы, называются грубыми или шероховатыми мембранами в отличие от гладких мембран, не содержащих полирибосомы. Связь полири­босом с мембранами осуществляется с помощью сигналь­ного пептида — специфической последовательности на аминоконце синтезирующихся гликопротёидов. На связан­ных с мембранами полирибосомах синтезируются внутри-мембранные белки, которые сразу же после синтеза оказываются в составе мембран.

Трансляция в зараженных вирусом клетках. Стратегия вирусного генома, использующего клеточный аппарат трансляции, должна быть направлена на создание меха­низма для подавления трансляции собственных клеточных иРНК и для избирательной трансляции вирусных иРНК, которые всегда находятся в значительно меньшем коли­честве, чем клеточные матрицы. Этот механизм реали­зуется на уровне специфического узнавания малой рибосомальной субъединицей вирусных иРНК, т. е. на уровне формирования инициирующего комплекса. По­скольку многие вирусы не подавляют синтез клеточных иРНК, в зараженных клетках возникает парадоксальная ситуация: прекращается трансляция огромного фонда функционально активных клеточных иРНК, и на освобо­дившихся рибосомах начинается трансляция одиночных молекул вирусных иРНК. Специфическое узнавание рибосомой вирусных иРНК осуществляется за счет вирусспецифических инициаторных факторов.

Два способа формирования вирусных белков. По­скольку геном вируса животных представлен молекулой, кодирующей более чем один белок, вирусы поставлены перед необходимостью синтеза либо , длинной иРНК, кодирующей один гигантский полипептид-предшественник, который затем должен быть нарезан в специфических точках на функционально активные белки, либо коротких моноцистронных иРНК, каждая из которых кодирует один белок. Таким образом, существуют два способа формирования вирусных белков: 1) иРНК транслируется в гигантский полипептид-предшественник, который после синтеза последовательно нарезается на зрелые функцио­нально активные белки; 2) иРНК транслируется с обра­зованием зрелых белков, или белков, которые лишь незна­чительно модифицируются после синтеза.

Первый способ трансляции характерен для РНК-со-держащих «плюс-нитевых» вирусов — пикорнавирусов и тогавирусов. Их иРНК транслируется в гигантскую поли-

[             пептидную цепь, так называемый полипротеид, который

сползает в виде непрерывной ленты с рибосомного «кон-)             вейера» и нарезается на индивидуальные белки нужного

г             размера.   Нарезание   вирусных   белков   является   много-

<             ступенчатым процессом, осуществляемым как вирусспеци-

фическими,  так  и  клеточными  протеазами.   В   клетках,зараженных  пикорнавирусами,  на  конце  полипротеина-предшественника  находится  белок с протеазной  актив-||             ностью.    Вирусная    протеаза    осуществляет    нарезание

||            предшественника на 3 фрагмента, один из которых являет-

»            ся предшественником для структурных белков, второй —

I            для неструктурных белков, функции третьего фрагмента

I             неизвестны.  В  дальнейшем  нарезании  участвуют  вирус-

специфические и клеточные протеазы.|                 Интересный   вариант    первого    способа    трансляции

обнаруживается у альфа-вирусов (семейство тогавирусов).

I Геномная РНК с коэффициентом седиментации 42 8| транслируется с образованием полипептида-предшествен-1             ника для неструктурных белков. Однако доминирующей

в зараженных клетках иРНК является РНК с коэффи-[            циентом седиментации 26 8,  составляющая одну треть

I            геномной РНК. Эта иРНК транслируется с образованием

             предшественника для структурных белков.

'                   Второй    способ    формирования    белков    характерен

|            для   ДНК-содержащих   вирусов   и   большинства   РНК-

'            содержащих  вирусов.  При  этом  способе  синтезируются

короткие  моноцистронные  иРНК   в  результате  избира­тельной   транскрипции   одного   участка   генома   (гена).I              Однако все вирусы широко используют механизм пост-

трансляционного нарезания белка.I                 Вирусспецифические полисомы. Поскольку длина ви-

русных  иРНК   варьирует  в  широких   пределах,   размервирусспецифических  полисом  также  широко  варьирует:(              от 3—4 до нескольких десятков рибосом на одной нити

II              иРНК. При инфекциях, вызванных пикорнавирусами,I              формируются крупные полисомы, представляющие собой1              агрегаты, состоящие из 20—60 рибосом. При инфекциях,I вызванных другими вирусами животных, использующимиI второй способ трансляции, формируются полисомы не-I большого размера. Между размерами иРНК и величиной1              полисом существует определенная корреляция, однакоI в ряде случаев полисомы имеют больший или меньшийI              размер по сравнению с ожидаемым. Эта особенностьI вирусных полисом объясняется необычным простран-1              ственным расположением рибосом на вирусных матрицах,

связанных   с   меньшей   плотностью   упаковки   рибосом на молекуле иРНК.

Вирусспецифические полисомы могут быть как сво­бодными, так и связанными с мембранами. В зараженных вирусом полиомиелита клетках полипротеид синтезируется на связанных с мембранами полисомах; при инфекциях, вызванных сложно устроенными вирусами, формируются как свободные, так и связанные с мембранами полисомы, которые вовлечены в синтез разных классов вирусных полипептидов. Внутренние белки обычно синтезируются на свободных полисомах, гликопротеиды всегда синте­зируются на полисомах, связанных с мембранами.

Модификация вирусных белков. В эукариотической клетке многие белки, в том числе вирусные, подвергаются посттрансляционным модификациям, и зрелые функцио­нально активные белки часто не идентичны их вновь синтезированным предшественникам. Широко распростра­нены такие посттрансляционные ковалентные модифика­ции, как гликозилирование, ацилирование, метилирование, сульфирование (образование дисульфидных связей), протеолитическое нарезание и, наконец, фосфорилирова-ние. В результате вместо 20 генетически закодированных аминокислот из различных клеток разных органов эукариотов выделено около 140 дериватов аминокислот.

Среди широкого спектра модифицированных реакций лишь небольшое количество процессов является обрати­мыми: 1) фосфорилирование-дефосфорилирование; 2) ацилирование-деацилирование; 3) метилирование-демети-лирование; 4) образование дисульфидных связей. Среди подобных обратимых модификаций белков следует искать процессы, обусловливающие механизм регуляции актив­ности белков в эукариотической клетке.

Гликозилирование. В составе сложно устроенных РНК- и ДНК-содержащих вирусов имеются белки, содер­жащие ковалентно присоединенные боковые цепочки углеводов — гликопротеиды. Гликопротеиды расположе­ны в составе вирусных оболочек и находятся на поверхности вирусных частиц. Своей гидрофобной частью они погружены в двойной слой липидов, а некоторые гликопротеиды проникают через него и взаимодействуют с внутренним компонентом вируса (рис. 21). Гидрофиль­ная часть молекулы обращена наружу.

Синтез и „ внутриклеточный транспорт гликопротеидов характеризуется рядом особенностей, присущих клеточ­ным   внутримембранным   белкам.   Их   синтез   осуществ-

Рис. 21. Строение липопротеидной оболочки вируса Синдбис.

Е1, Е2, ЕЗ— молекулы вирусных гликопротеидов; К — капсидный белок; У —

углеводные цепочки; Л — липидный бислой.

ляется на полисомах, ассоциированных с мембранами, и белки сразу же после синтеза попадают в шероховатые мембраны, откуда транспортируются в мембраны эндоплаз-матической сети и в комплекс Гольджи, где происходит модификация и комплектование углеводной цепочки, а затем — в плазматическую мембрану в ряде случаев путем слияния с ней везикул комплекса Гольджи. Такой целена­правленный транспорт осуществляется благодаря имеющей­ся на аминоконце белка специфической последовательности из 20—30 аминокислот (сигнальному пептиду). Сигналь­ный пептид отрезается от белковой молекулы после того, как гликопротеид достигает плазматической мембра­ны.

' Гликозилирование полипептидов является сложным многоступенчатым процессом, первые этапы которого начинаются уже в процессе синтеза полипептидов, и первый сахар присоединяется к полипептидной цепи, еще не сошедшей с рибосомы. Последующие этапы гликози-лирования происходят путем последовательного присоеди­нения Сахаров в виде блоков к углеводной цепочке в процессе транспорта полипептида к плазматической мембране.     Окончательное     формирование     углеводной

цепочки может завершаться на плазматической мембране перед сборкой вирусной частицы. Процесс гликозилирова-ния не влияет на транспорт полипептида к плазматической мембране, но имеет существенное значение для экспрес­сии биологической активности белка. При подавлении гликозилирования соответствующими ингибиторами (ана­логи Сахаров типа 2-дезоксиглюкозы, антибиотик туни-камицин) нарушается синтез полипептидов, блокируется сборка вирионов миксовирусов, рабдовирусов, альфа-вирусов или образуются неинфекционные вирионы герпеса и онковирусов.

Сульфирование. Некоторые белки сложно устроенных РНК- и ДНК-содержащих вирусов сульфируются после трансляции. Чаще всего сульфированию подвергаются гликопротеиды, при этом сульфатная группа связывается с сахарным компонентом гликопрбтеида.

Ацилирование. Ряд гликопротеидов сложно устроенных РНК-содержащих вирусов (НА2 вируса гриппа, белок О вируса везикулярного стоматита, белок НИ вируса ньюкаслской болезни и др.) содержат ковалентно связан­ные 1—2 молекулы жирных кислот.

Нарезание. Многие вирусные белки и в первую очередь гликопротеиды приобретают функциональную активность лишь после того, как произойдет их нарезание в специфических точках протеолитическими ферментами. Нарезание происходит либо с образованием двух функцио­нальных белковых субъединиц (например, большая и малая субъединицы гемагглютинина вируса гриппа, два гликопротеида, Ег и Ез, вируса леса Семлики) либо с образованием одного функционально активного белка и неактивного фрагмента, например белки Р и НЫ парамик-совирусов. Нарезание обычно осуществляется клеточными ферментами. У многих сложно устроенных вирусов животных, имеющих гликопротеид, нарезание необходимо для формирования активных прикрепительных белков и белков слияния и, следовательно, для приобретения вирусом способности инфицировать клетку. Лишь после нарезания этих белков вирусная частица приобретает инфекционную активность. Таким образом, можно говорить о протеолитической активации ряда вирусов, осуществляемой с помощью клеточных ферментов.

Фосфорилирование. Фосфорпротеиды содержатся прак­тически в составе всех вирусов животных, РНК- и ДНК-содержащих, просто и сложно устроенных. В составе большинства вирусов обнаружены протеинкиназы, однако

фосфорилирование может осуществляться как вирусными, так и клеточными ферментами. Обычно фосфорилируются белки, связанные с вирусным геномом и осуществляющие регулирующую роль в его экспрессии. Одним из примеров является фосфорилирование белка онкогенных вирусов, обусловливающего клеточную трансформацию. Этот белок является продуктом гена 8гс и одновременно протеинки-назой и фосфопротеидом, т. е. способен к самофосфо-рилированию.

С процессом фосфорилирования связан механизм антивирусного действия интерферона. В зараженных вирусом клетках интерферон индуцирует синтез протеин-киназы, которая фосфорилирует субъединицу инициирую­щего фактора трансляции ЭИФ-2, в результате чего блокируется трансляция вирусных информационных РНК. Фосфорилирование белков играет регулирующую роль в транскрипции и трансляции вирусных иРНК, специфиче­ском узнавании вирусных иРНК рибосомой, белокнуклеи-новом и белок-белковом узнавании на стадии сборки вирусных частиц.





Мое женское здоровье © 2012-2017 Все права защищены. Копирование материалов разрешено при условии установки активной ссылки на "http://mywomanhealth.ru/". Мое женское здоровье


Яндекс.Метрика