Особенность взаимодействия вируса и клетки

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Опишите химический состав вирусов

Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких кодируемых ею полипептидов. Более сложные вирусы обычно содержат также липиды и углеводы; у большинства родов вирусов эти компоненты не кодируются вирусным геномом, а имеют клеточное происхождение. В исключительных случаях в вирусную частицу оказываются включенными клеточные нуклеиновые кислоты или полипептиды. Вирусы содержат только один вид нуклеиновой кислоты -- либо ДНК, либо РНК. Вирусные нуклеиновые кислоты бывают одно- и двухцепочечными, а вирусный геном может состоять из одной или нескольких молекул нуклеиновой кислоты, и если он состоит из одной молекулы, она может быть линейной или кольцевой. Метилирование нуклеиновых кислот вирусов животных до сих пор не обнаружено, не были обнаружены и минорные азотистые основания, которые содержатся в ДНК вирусов бактерий или в транспортных РНК млекопитающих. Однако некоторые вирусы содержат богатые адениловой кислотой олигонуклеотиды, функция которых неизвестна. По нуклеотидному составу ДНК вирусов животных более разнообразна, чем ДНК позвоночных: суммарное содержание гуанина и цитозина (ГЦ-содержание) у разных вирусов составляет от 35 ДО 74%, а у хордовых--- от 40 до 44%. Даже у вирусов, принадлежащих к одному роду (Herpesvirus), ГЦ-содержание варьирует от 46 до 74%. Молекулярный вес ДНК разных вирусов животных варьирует в широких пределах: нижняя граница составляет немногим более 1 млн., верхняя -- около 200 млн. Этот диапазон для вирусных РНК много меньше: от 2 до ~15 млн. Нуклеиновые кислоты из,вирусных частиц выделяют с помощью детергентов или фенола.

Молекулы при этом очень часто рвутся, однако у некоторых родов вирусов нуклеиновая кислота сохраняет свою инфёкционность. В других случаях выделенная нуклеиновая кислота не обладает инфекционностью, несмотря на то что она содержит всю необходимую генетическую информацию; это обусловлено тем, что для ее транскрипции необходима в-ирионная транскриптаза, без которой размножение вируса невозможно. Геном всех ДНК-содержащих вирусов состоит из одной молекулы нуклеиновой кислоты, а геномы многих РНК-содержащих вирусов -- из нескольких молекул, которые, вероятно, соединены в вирионе слабыми связями. Если геном вируса представлен одноцепочечной нуклеиновой кислотой, вирусная нуклеиновая кислота может быть плюс-цепью (у РНК-содержащих вирусов -- идентичной информационной РНК) или минус-цепью (т. е. цепью, комплементарной плюс-цепи). Препараты некоторых вирусов, геном которых представлен одноцепочечной ДНК, содержат частицы, имеющие в своем составе либо плюс-, либо комплементарную ей минус-цепь. В препаратах вирусов часто попадаются частицы с необычным содержанием нуклеиновой кислоты. В некоторых паповавирусах находят хозяйскую ДНК, а в аренавирусах -- по всей видимости, клеточные рибосомы. Иногда частицы содержат несколько полных вирусных геномов (как у парамиксовирусов) или образуются вирусные частицы, совсем не содержащие нуклеиновой кислоты («пустые» частицы) или содержащие неполный геном, в котором недостает части молекулы нуклеиновой кислоты, необходимой для инфекционности. В ДНК некоторых вирусов животных имеются концевые повторы, но большая часть последовательности уникальна.

2. Почему вирусы можно назвать облигатными внутриклеточными паразитами на генетическом уровне

Вирусы являются генетическими внутриклеточными паразитами, способными к размножению только в живых системах.

Вирусы как облигатные внутриклеточные паразиты на генетическом уровне обязательно должны проникнуть в клетки хозяина, где происходит их дальнейшая репродукция. Проникновение вируса в клетку и его дальнейшее взаимодействие с нею представляют собой сложный процесс (репродукция вирусов и бактериофагов).

В механизме развития вирусных инфекций происходит взаимодействие двух генетических систем -- вирусной и клеточной. Причем различают три типа такого взаимодействия, которые могут быть завершены: I) цитопатогенное действие вируса на клетки, т. е. развитие острой формы вирусных инфекций; 2) явление трансформации клетки; 3) развитие латентной формы инфекции.

Наиболее ярким проявлением взаимодействия вируса и клетки является цитопатогенное действие, проявляющееся в виде многообразных функциональных, биохимических и структурных изменений. Функциональные и биохимические изменения в инфицированной клетке возникают вскоре после проникновения в нее вируса. Они заключаются в угнетении процессов деления клеток, синтеза клеточных нуклеиновых кислот и белков, а на более поздних стадиях инфекционного процесса -- в полном прекращении основных синтетических процессов (в клетке прекращается собственный метаболизм).

В результате функциональных и биохимических нарушений в клетке развиваются различного рода морфологические изменения. Характер и степень выраженности цитопатических изменений зависят от вида вируса и чувствительности клеток. Отчетливые разрушительные изменения в клетках вызывают вирусы энцефаломиелитов лошадей, клещевого, шотландского и других энцефалитов, вирусы ящура, полиомиелита, коксаки и некоторые виды миксовирусов (истинной чумы птиц, псевдочумы птиц). Изменения, вызываемые этими вирусами, выражаются в уплотнении ядра, вакуолизации цитоплазмы, окружении клетки с последующей полной ее дегенерацией и гибелью.

3. Что вы знаете о видах и особенностях противовирусного иммунитета

Основой противовирусного иммунитета является клеточный иммунитет. Клетки-мишени, инфицированные вирусом, уничтожаются цитотоксическими лимфоцитами, а также NK-клетками и фагоцитами, взаимодействующими с Fc-фрагментами антител, прикрепленных к вирусспецифическим белкам инфицированной клетки. Противовирусные антитела способны нейтрализовать только внеклеточно расположенные вирусы, как и факторы неспецифического иммунитета -- сывороточные противовирусные ингибиторы. Такие вирусы, окруженные и блокированные белками организма, поглощаются фагоцитами или выводятся с мочой, потом и др. (так называемый «выделительный иммунитет»). Интерфероны усиливают противовирусную резистентность, индуцируя в клетках синтез ферментов, подавляющих образование нуклеиновых кислот и белков вирусов. Кроме этого, интерфероны оказывают иммуномодулирующее действие, усиливают в клетках экспрессию антигенов главного комплекса гистосовместимости (МНС). Противовирусная защита слизистых оболочек обусловлена секреторными IgA, которые, взаимодействуя с вирусами, препятствуют их адгезии на эпителиоцитах.

Естественный противовирусный иммунитет, связанный с биологическими особенностями вирусов, характеризуется:

1) отсутствием чувствительных к вирусам клеток в организме определенного вида животного;

2) повышением устойчивости клеток к вирусам;

3) инактивацией вирусов при действии неспецифических ингибиторов;

4) действием некоторых физиологических факторов организма (например, повышение температуры, участие фагоцитарных факторов и др.).

Ингибиторы, способные нейтрализовать активность вирусов, содержатся в плазме крови, секретах, тканях животных и человека; они действуют как на ДНК, так и на РНК-содержащие вирусы. Наряду с качественными и количественными различиями в содержании сывороточных ингибиторов у различных видов животных существуют индивидуальные, а также колебания в количестве ингибиторов у одного и того же животного в разные периоды жизни. Ингибиторы делятся на:

1) термолабильные (рингибиторы), разрушающиеся при температуре 62--65 °С в течение часа,

2) термостабильные: умеренно термостабильные (аингибиторы), разрушающиеся при температуре 75 °С, и высокотермостабильные (уингибиторы), выдерживающие нагревание до 100 °С.

Термолабильные рингибиторы, являющиеся липопротеинами, обычно очень активны и способны нейтрализовать инфекционную активность ряда вирусов: гриппа (типов А и В), парагриппозных, аденовирусов, энтеровирусов, вируса кори и др.

Умеренно термостабильные «ингибиторы (ингибитор Френсиса) являются мукопротеинами. Высокотермостабильный уингибитор обнаружен в сыворотке крови многих животных и человека. Активность его очень велика: он способен нейтрализовать сотни и тысячи инфекционных доз вируса гриппа. По химическому составу ингибитор является нерастворимым эйглобулином, соединенным с белком. Количество ингибиторов в организме животных при заболевании или иммунизации изменяется.

4. Какими принципами необходимо руководствоваться при отборе материала от трупа для исследования на наличие в нем вирусов

Ветспециалистам, осуществляющим отбор проб для исследования в ветлабораторию, необходимо знать, что патологический материал от павшего и вынужденно убитого животного отбирается не позднее 2 часов после падежа, убоя животного или прошедшего аборта. Патматериал в ветлабораторию направляют в герметичной упаковке. В случае невозможности быстрой доставки патологического материала его хранят в холодильнике при 4?6 градусах С не более 6 часов или же приходится консервировать 30%-ным стерильным водным раствором глицерина (вода должна быть стерильной). Трупы мелких животных необходимо направлять целыми в непроницаемой таре (целлофане, полиэтиленовой пленке, пластиковой емкости) с нарочным.лабораторию отправляют кусочки площадью 3...4 см2, толщиной не более 1 см, при этом следят, чтобы в них вошли пораженные и граничащие с ними неизмененные участки ткани.

Поверхность органа или ткани трупа на участке, из которого предполагают брать пробу, очищают от загрязнений, обеззараживают спиртом, 3%-м раствором фенола или прижигают нагретой металлической пластинкой (шпателем). Материал берут стерильными инструментами и помещают в стерильную посуду (пенициллиновые флаконы, пробирки и другие стеклянные сосуды с резиновыми пробками). Жидкий патматериал (кровь, слизь мочу, желчь и т. д.) можно набирать в одноразовые шприцы или пастеровские пипетки, которые затем с обоих концов запаивают. Кроме того, различные выделения можно посылать в виде мазков или мазков-отпечатков, которые фиксируют на воздухе, заворачивают каждый в отдельности в пергаментную бумагу и маркируют.

Трупы мелких животных, части трупов крупных животных и отдельные органы в свежем виде направляют для исследования в лабораторию только нарочным. Посылаемый материал тщательно упаковывают в плотный деревянный или металлический ящик, чтобы предупредить рассеивание возбудителя по пути следования.

Патматериал для гистологического исследования консервируют 10%-м водным раствором формалина или 96%-м этиловым спиртом. Объем консерванта должен в 10 раз превышать объем взятого материала.

Для вирусологического исследования материал консервируют 50% - м глицерином на стерильном физиологическом растворе Наилучший и простой метод сохранения биологических свойств вирусов в патматериале -- охлаждение. Надежно закрытые (флаконы заворачивают в вату или упаковочную бумагу и плотно укладывают в термос, заполненный на 1/3 снегом или льдом. При этом в термосе в течение 12...24 ч удерживается температура 2 6 "С, при которой вирусы сохраняются практически без изменений. вирус внутриклеточный паразит иммунитет

5. Вирус болезни Марека

Болезнь Марека (нейролимфаматоз, паралич птиц, энзоотический энцефаломиелит, БМ) -- высококонтагиозная вирусная болезнь кур и индеек, сопровождающаяся образованием лимфоидных опухолей в различных органах и тканях, поражением седалищных нервов, пояснично-крестцовых и плечевых сплетений, реже блуждающего, симпатических и межреберных нервов, сероватым окрашиванием радужной оболочки и деформацией зрачка. Первые сведения о болезни были опубликованы венгерским ученым Мареком Дж. в 1907 году.

Возбудитель заболевания ДНК-содержащий вирус, относящийся к подсемейству Gammaherpesviridae, семейства Herpesviridae, куда входит герпесвирус беличьих и паукообразных обезьян. Величина зрелых вирусных частиц (вирионов) 130-150 нм в диаметре. Они состоят из содержащего ДНК нуклеотида величиной 60-90 нм, окруженного белковой оболочкой (капсидом), объединенных в структуру называемую нуклеокапсидом и имеющую диаметр 85-100 нм. Нуклеокапсид окружен наружной суперкапсидной оболочкой, имеет форму икосаэдра, обладает кубическим типом симметрии. Капсид образован 162 полыми капсомерами, имеющими форму цилиндра. Длина капсомеров 9-12 нм, ширина 8 нм, расстояние между центрами капсомеров 13 нм. Диаметр полости капсомера 3 нм.

Вирус болезни Марека, особенно клеточносвязанный, устойчив во внешней среде и может не терять жизнеспособности, находясь в помете, на поверхности инфицированных яиц, в эпителии перьевых фолликулов 200-300 дней. В инфицированной подстилке, при комнатной температуре вирус болезни Марека сохраняет патогенные свойства более 16 недель.

В органах цыплят антиген вируса БМ методом ИФА можно выявить в сыворотке крови через 72 часа после заражения, в селезенке через 7 дней, в почках и печени через 14 дней, в коже, периферических нервах, сердце, легких и перьевых фолликулах через 21 день, в головном мозге через 35 дней, в мышечной ткани через 63 дня. Указанным методом вирус можно определить в организме цыплят в течение 4-5 месяцев после заражения.

Вирус БМ в организме птиц персистирует главным образом в Т-лимфоцитах. Лимфомы при Болезни Марека Т-клеточного происхождения, в отличие от В-клеточных лимфом лейкоза и ретикулоэндотелиоза, что позволяет их дифференцировать с помощью иммуноцитохимических методов с использованием анти Т-В-моноклональных антител.

В лабораторных условиях вирус культивируется в куриных эмбрионах, культуре клеток фибробластов и почек куриных, перепелиных, индюшиных и утиных эмбрионов, а некоторые штаммы в первичной культуре клеток почек хомяка и морской свинки.

Из 6 выявленных у вируса болезни Марека антигенов наиболее важны А, В и С антигены. Наличие А-антигена характерно для всех эпизоотических штаммов. В оболочке клеток, формирующих лимфому, выявлен специфический опухолевый антиген.

В организме птиц вирус болезни Марека индуцирует выработку специфических преципитирующих и нейтрализующих вирус антител. Гемагглютинирующими свойствами вирус не обладает.

Вирус болезни Марека встречается повсеместно среди птиц как яичного, так и мясного направления и полное искоренение болезни практически невозможно, потому что вирус постоянно персистирует в цыплятах, очень устойчив во внешней среде и легко передается восприимчивым птицам. Применение вакцин -- достаточно эффективное средство борьбы с болезнью Марека, но использование живых вакцин может способствовать возникновению более вирулентных штаммов вируса БМ. Повышение вирулентности вируса болезни Марека основано на конкуренции двух штаммов вируса (вакцинного и полевого) за одну клеточную мишень. Заражение полевым штаммом вируса БМ цыплят предшествует развитию поствакцинального иммунитета. В такой ситуации внутри организма полевой штамм вируса подвергается интенсивному воздействию иммунной системы. В результате такого взаимодействия появляются высоковирулентные формы вируса БМ. Существует прямая зависимость между применением новых вакцин и возникновением новых высоковирулентных штаммов вируса БМ. При существующей системе профилактики БМ живыми вакцинами, основываясь на эпизоотологической истории развития БМ, можно предположить, что прогрессирование вирулентности полевых штаммов вируса БМ будет продолжаться и в дальнейшем.

Список литературы

1. Алтухов Н.Н. Краткий справочник ветеринарного врача Москва: "Агропромиздат", 2012. - 574с

2. Бакулов И.А. Эпизоотология с микробиологией Москва: "Агропромиздат", 2013. - 415с.

3. Барышников П.И., Федерова Г.А. Вирусология: учебное пособие для студентов заочного обучения факультета ветеринарной ветеринарной медицины направления 111900 - "Ветеринарно-санитарная экспертиза" - Барнаул: РИО АГАУ, 2012. 148 с.

4. Бессарабов Б.Ф. Инфекционные болезни животных / под ред. А.А. Сидорчука. -- М.: Колосс, 2007. -- 671 с

5. Кузнецов А.Ф / Справочник ветеринарного врача. . - Москва: «Лань», 2009. - 896с.

Размещено на Allbest.ru