Реферат: Вирусы

Можно лисчитать вирусы живыми ?

Являются ливирусы живыми ?

Согласно Львову, «организм — некая независимаяединица интегрированных и взаимосвязанных структур и функций». У простейших, тоесть у одноклеточных именно клетка является независимой единицей,  иными словами, организмом. И клеточныеорганизмы — митохондрии, хромосомы и хлоропласты — это не организмы, ибо они неявляются независимыми. Получается, что если следовать определению, даннымЛьвовым, вирусы не являются организмами, так как не обладают независимостью:для выращивания и репликации генетического материала нужна живая клетка.

В то же время, у многоклеточных видов независимо от того, животные или растения,отдельные линии клеток не могут эволюционировать независимо друг от друга;следовательно, их клетки не являются организмами. Для того чтобы изменение былоэволюционно значимым, оно должно быть передано новому поколению индивидуумов. Всоответствии с этим рассуждением организм представляет собой элементарнуюединицу некоторого непрерывного ряда со своей индивидуальной эволюционнойисторией

Вирус обретает относительно независимую эволюционнуюисторию благодаря его способности к адаптации в направлении, ведущим кприобретению им способности передаваться от хозяина к хозяину. Он можетпережить клетку или организм, в которых паразитирует; фактически вирус часто«эксплуатирует» клетку. Один вирус может встречаться в разных видах, родах итипах и также один и тот же вирус может передаваться от растений насекомым иразмножаться в клетках тех и других. Вирус, обладающий соответствующейприспособляемостью, может использовать разнообразные эволюционные ниши. Такимобразом, вирус, конечно, обладает большей независимостью, чем любая клеточнаяорганелла. То есть, в эволюционном плане вирус в большей степени организм, чемхромосома или даже клетка многоклеточного животного, хотя функционально онзначительно менее независим, чем любая такая клетка.

И в то же время, можно рассматривать данную проблемус точки зрения другого определения: материал является живым если, будучиизолированным, он сохраняет свою специфическую конфигурацию так, что этаконфигурация  может быть реинтегрирована,то есть вновь включена в цикл, в котором участвует генетическое вещество: этоотождествляет жизнь с наличием независимого специфического  самореплицирующегося  способа организации. Специфическаяпоследовательность оснований нуклеиновой кислоты того или иного гена можеткопироваться; ген — это некая часть запасов информации, которойрасполагает  живой организм. В качестветеста на живое данное выше определение предлагает воспроизведение в различныхклеточных линиях и в ряде поколей организмов. Вирус, согласно этому тесту,живой точно так же, как и любой другой фрагмент генетического материала, чтоего можно извлечь  из клетки, вновь  ввести в живую клетку и что при этом он будеткопироваться в ней и станет хотя бы на некоторое время часть ее наследственногоаппарата. При этом передача вирусного генома составляет основной смыслсуществования этих форм — результат их специализации в процессе отбора. Поэтомуспециализированность  вирусов какпереносчиков нуклеиновых кислот дает возможность считать вирусы «более живыми»,чем какие либо фрагменты  генетическогоматериала, и «более организмами», чем любые клеточные органеллы, включаяхромосомы и гены.

Строгиепостулаты Коха

Каковы же те основные положения, сформулированныеРобертом Кохом (1843-1910), которых должен придерживаться  микробиолог прикаждом обнаружении  неизвестноговозбудителя? Что может служить доказательством, что именно он являетсяпричиной данного инфекционного заболевания? Вот эти три критерия:

Неоднократное получение чистой культуры возбудителя,взятого из организма больного.

Возникновение точно такого же или сходногозаболевания (как по характеру течения, так и по вызываемым им патологическимизменениям) при инфицировании здорового организма культурой предполагаемоговозбудителя.

Появление в организме человека или животного послеих заражения данным возбудителем всегда одних и тех же специфическихзащитных  веществ. При контакте  иммунной сыворотки крови с  возбудителем из культуры последний должентерять свои  патогенные свойства.

Для современной вирусологии характерно бурноеразвитие и  широкое применение самых  различных методик — как биологических(включая генетические), так и физико-химических.. Они  используются при установлении новых, до сихпор еще неизвестных вирусов, и при изучении биологических свойств и строения уже обнаруженных видов.

Фундаментальные теоретические исследования дают обычно важные сведения, которые используются в медицине, в области диагностикиили при  глубоком анализе процессоввирусной инфекции. Введение новых действенных методов вирусологии связано, как правило, с выдающимися  открытиями.

Так например, метод выращивания вирусов в развивающемсякурином эмбрионе, впервые примененный А.М.Вудрофом и Е.Дж.Гудпэсчуром в 1931 году, былс исключительным успехом использован при изучении вируса гриппа.

Прогресс физико-химических методов, в частностиметода центрифугирования, привел в 1935 году к возможности кристалмуации вируса табачной мозаики (ВТМ) из сока больныхрастений, а в  последствии и кустановлению входящих в его состав белков. Этим был дан первый толчок кизучению строения и биохимии вирусов.

В 1939 году А. В. Арден и Г. Руска впервые применилидля изучения вирусов электронный микроскоп. Введение этого аппарата в практикуозначало исторический перелом в вирусологических исследованиях,поскольку появиласьвозможность увидеть — хотя в те годы еще и недостаточно четко — отдельныечастицы вируса, вирионы.

В 1941 году Г.Херст установил, что вирус гриппа приизвестных условиях вызывает агглютинацию (склеивание и выпадение в осадок)красных кровяных телец (эритроцитов). Этим была положена основа для изучения взаимоотношений между поверхностнымиструктурами вируса и эритроцитов, а также для разработки одного из наиболееэффективных методов диагностики.

Коренной перелом и вирусологических исследованияхпроизошел в  1949 г., когда Дж. Эндерсу,Т. Уэллеру и Ф. Роббинсу удалось размножить вирус полиомиелита в клетках кожи имышц человеческого зародыша. Они добились разрастания кусочков ткани на  искусственной питательной среде. Клеточные (тканевые) культуры были инфицированывирусом полиомиелита, который до этого изучали исключительно на обезьянах илишь очень редко на особом виде крыс.

Вирус в человеческих клетках, выращенных вне  материнского организма, хорошо размножался ивызывал  характерные патологическиеизменения. Метод культуры клеток (длительное сохранение и выращивание вискусственных питательных средах клеток, выделенных из организма человека иживотных) был впоследствии усовершенствован и упрощен многими исследователями и стал, наконец,одним из наиболее важных и результативных для культивирования вирусов. Благодаря этому более доступномуи дешевому методу появилась возможность получать вирусы в относительно чистомвиде, чего нельзя было достичь в суспензиях из органов погибших животных.Введение нового метода означало несомненный прогресс не только в диагностикевирусных заболеваний, но и в получении прививочных вакцин. Он дал такженеплохие результаты и в биологических и биохимических исследованиях вирусов.

В 1956 году удалось показать, что  носителем инфекционности вируса является  содержащаяся в  нем нуклеиновая кислота. А в  1957 году А.Айзекс и Дж.Линдеман открыли интерферон,который  позволил объяснить многиебиологические явления, наблюдаемые в отношениях между вирусом и клеткой — хозяином или организмом — хозяином.

С. Бреннер и Д. Хорн ввели в  технику электронной микроскопии методнегативного  контрастного окрашивания,сделавший возможным изучение тонкого строения вирусов, в частности их структурныхэлементов (субъединиц).

В 1964 году уже упоминавшийся нами ранееамериканский вирусолог Гайдузек с сотрудниками доказал  инфекционный характер ряда хроническихзаболеваний  центральной нервной системычеловека и животных. Он изучал недавно обнаруженные своеобразные вирусы, лишь внекоторых чертах схожие с  ранееизвестными.

В то же время американский  генетик Барух Бламберг обнаруживает (впроцессе генетических исследований белков крови) антиген  сывороточного гепатита (австралийскийантиген), вещество, идентифицируемое при помощи серологических тестов. Этому антигену суждено было сыграть  большую роль в вирусологических исследованияхгепатита.

В последние годы одним из крупнейших успеховвирусологии можно считать раскрытие некоторых молекулярно-биологических механизмов превращения нормальных  клеток в опухолевые. Не меньшие успехи былидостигнуты и в области изучения строения вирусов и их генетики.

Инфекционнаяединица

Наименьшее количество вируса, способное в данномопыте вызвать инфекцию, называется  инфекционной единицей.

Для ее определения применяются обычно два метода.Первый основан на определении 50 %-ной летальной дозы, которая обозначается LD50(от лат. Letatis — смертельная, dosis- доза). Второйметод устанавливает число инфекционных единиц по числу бляшек, образовавшихся вкультуре клеток.

Что, в сущности, представляет собой величина LD50 икак она определяется? Исследуемый вирусный материал разводится всоответствии  со  снижающимися степенями концентрации, скажемкратными десяти: 1:10; 1:100; 1:1000 и т.д. Каждым из растворов с указаннымиконцентрациями вируса инфицируют группу животных (десять индивидуумов) или культуру клеток в пробирках. Потомнаблюдают гибель животных или изменения, происшедшие в  культуре под влиянием вируса.  Статистическим методом определяется степеньконцентрации, способная умертвить 50 % животных из числа зараженных исходнымматериалом. При использовании культуры клеток следует найти такую дозу вируса,которая производит губительное действие на 50 % инфицированных ею культур. Вэтом случае употребляется сокращение ЦПД 50 (цитопатическая доза). Иначе говоря, речьидет о такой дозе вируса, которая вызывает повреждение или гибель половиныинфицированных ею культур.

Методом бляшек нельзя  получить статистические данные, но можно установить фактическое число единицвируса в материале, дающем бляшки в культуре клеток. В идеальном случае  такая единица отвечает одной  функционально полноценной частице.

Титрование

Индуцируемая вирусом реакция может происходить по типу «все или ничего» (то естьналичие или отсутствие инфекции), а может быть выражена количественно, напримерпродолжительностью времени, необходимого проявления инфекции, или числомпоражений в слое чувствительных клеток. Количественное определение вируснойактивности называется титрованием. Титр исходной вирусной суспензии выражаетсячислом инфекционных единиц, приходящихся на единицу объема. Инфекционныенуклеиновые кислоты, независимо от того выделены ли они из фагов или из вирусовживотных или растений, как правило, обладают значительно меньшим инфекционнымтитром, чем исходный вирус (то есть отношение числа содержащихся в препаратемолекул нуклеиновой кислоты к числу инфекционных единиц значительно больше,чем  соответствующие величины длявирионов, из которых эти нуклеиновые кислоты были выделены). Однако и прититровании свободной нуклеиновой кислоты и при титровании вирионов вероятностьнахождения в пробе среднего числа частиц выражается одной формулой. Отсюдаследует,  что вирусную инфекцию можетвызвать также и одна молекула вирусной нуклеиновой кислоты. Как правило,инфекционными являются только интактные вирусные  ДНК и РНК. Исключение наблюдается примножественном заражении клеток молекулами нуклеиновой кислоты, содержащиминеполным геном  вируса.

Резюмируя сказанное, можно прийти к выводу, что титр вирусной суспензии,выраженный числом инфекционных единиц, содержащихся в единице объема, как правило, соответствует числу вирионов(или числу молекул вирусной нуклеиновой кислоты), способных при условияхданного опыта вызвать инфекцию.

Утратаинфекционности

Как правило, чувствительность вирионов данноговируса к действию тех или иных инактивирующих веществ определяетсяспецифическими свойствами его белков, вследствие чего  методы инактивации инфекционности,разработанные для  данного конкретного  вируса, эффективны лишь в отношении близкородственных ему вирусов. Исключениесоставляет чувствительность вирусов к рентгеновским лучам, которая зависит оттипа нуклеиновой кислоты вирионов и ее количества. В основе этой закономерностилежит тот факт, что действие рентгеновских лучей приводит к разрыву молекулнуклеиновой кислоты, и даже одного такого разрыва часто бывает достаточно дляутраты инфекционного вируса. Результаты экспериментов показывают, что мелкиевирусы инактивируются рентгеновскими лучами значительно эффективнее, так какдля них характерна большая величина отношения содержания в вирионе нуклеиновойкислоты к содержанию в нем белка, чем для крупных вирионов, более богатыхбелком.

Серологическиеметоды

В целях определения вида данного вируса при изучениизащитных процессов в  организме больногочеловека или зараженного животного применяются серологические методы. Серология(от лат. Serum — сыворотка, жидкая составная часть крови) — это раздел иммунологии, изучающий реакции  антигена специфическими защитными веществами,антителами, которые находятся в сыворотке крови. Антитела нейтрализуют действиевируса. Они  связываются сопределенными  антигенными веществами,находящимися на поверхности  вирусныхчастиц. В результате связывания молекул антител с поверхностной структурой вируса последний теряет своипатогенные свойства. Для установления уровня (количества) антител в сывороткеили определения типа данного вируса проводится реакция нейтрализации вируса  .Ее можно проводить как на животных, так и на культуре клеток.

Минимальную концентрацию сыворотки, содержащейантитела, достаточную для того, чтобы нейтрализовать вирус, не дать ему проявить  цитопатическое действие, называют титромсыворотки, нейтрализующей вирус. Эта концентрация может быть выявлена и спомощью метода бляшек.

Для обнаружения антител используется метод  торможения гемагглютинации (склеиванияэритроцитов под воздействием вируса) и метод связывания комплемента. Изметодов, применяемых в вирусологии для различных исследовательских целей, можноеще упомянуть методы, при помощи которых вирусологический материалподготавливается для физических и химических анализов, которые облегчаютизучение тонкого строения и состава вирусов. Эти анализы требуют большогоколичества  совершенно чистого вируса.Очистка вируса — процесс, при котором из суспензии с  вирусом устраняются все  посторонние, загрязняющие ее частицы. Восновном это кусочки и «обломки»  клеток- хозяев. Одновременно с очисткой происходит обычно сгущение суспензии,повышение концентрации вируса. Так получается исходный материал для многихисследований.

Из отдельных методов очистки  упомянем лишь наиболее эффективный — методультрацентрифугирования,  который даетпрепараты вируса очень высокой концентрации.

Опишем вкратце процедуру  получения и очистки вирусной суспензии.Процесс этот начинается с  искусственноговведения вируса в мозг подопытного животного. По прошествии нескольких днейвирус размножится в ткани мозга. При этом обнаружатся  характерные нарушения функций  нервной системы «хозяина», и у животноговыявятся признаки заболевания. Когда симптомы достигнут наибольшего развития,зверька умерщвляют, а его мозг, в  тканяхкоторого содержатся большие количества вируса, извлекают в стерильных условияхиз черепа  животного. Затем из мозгаготовится, скажем ,10 %-ная суспензия. Кроме вирионов она содержит ещеи большое количество кусочков нервной ткани, остатки кровеносных сосудов,кровяные тельца и другие биологические компоненты. Кусочки ткани и другиекрупные частицы устраняются первым центрифугированием со скоростью 5000-10000оборотов в минуту. Оно продолжается около получаса. Жидкость над осадком(суперкатакт) осторожно сливают  вспециальные пробирки для центрифугирования, сделанные из пластмассы илинержавеющей стали, поскольку стекло не выдерживает давление, котороеразвивается при  высокоскоростномцентрифугировании. А осадок обезвреживают дезинфицирующими средствами. Слитый«супернатант» обрабатывается затем уже в ультрацентрифуге.

Для седиментации мельчайших вирусов необходимомногочасовое ультрацентрифугирование, причем полученный осадок часто бывает небольше булавочной головки. Но и  послетакой обработки мы имеем не совсем чистый вирусный материал, в нем ещесодержатся чужеродные примеси. Для тонких анализов этот осадок надо несколькораз обработать различными  реактивами иповторить  ультрацентрифугирование.Только тогда можно получить концентрированную суспензию вируса высокой чистоты, которая требуетсядля точных и достоверных биохимических, кристаллографических анализов или для  наблюдений в электронно-оптических приборах.

В распоряжении вирусологов вообще много различныхтехнических приспособлений, как , например,  центрифугирование по градиентам концентрации,когда вирионы разделяются по степеням концентрации или по форме. Другой прибор,представляющий в наше время  стандартноеоборудование почти каждой научно-исследовательской  вирусологической лаборатории — электронныймикроскоп. Это дорогостоящий, большой и сложный аппарат.

Для получения изображения вирусов существует многоразличных методов, и все они прошли свои этапы развития. Чтобы  обнаружить вирионы в клетках, в настоящеевремя пользуются методом  ультратонкихсрезов  Фиксированный материал, залитыйэпоксидной смолой, разрезается  тончайшимстеклянным или алмазным ножом. При помощи точных ультрамикротомов  одну клетку можно разрезать более чем натысячу тонких срезов. Полученные таким образом срезы обрабатываются затемспециальными химикалиями, что обеспечивает лучшую их видимость.

Для наблюдения тонкого строения отдельных вирионовприменяется метод негативного контрастирования (окрашивания), внедрениекоторого значительно повысило качественный уровень электронного  микроскопирования. Вирусные частицы при этомосторожно смешиваются с  растворомфосфовольфрамовой  кислоты, дающейосадок, не пропускающий электронные лучи. В результате вирионы предстают в видесвоих совершенно точных отпечатков, по которым можно изучать самые тонкиедетали их поверхностей. При методе позитивного  окрашивания (или«металлизирования» препарата) применяются такие вещества, которые способнывыборочно прилипать к поверхности вирионов (например, специфические антитела, меченные ферритином,содержащим в своей молекуле железо и потому хорошо  различимые в электронном микроскопе).

Общие методыизучения  вирусов

О присутствии вируса в организме как при  спонтанном заболевании, так и приэкспериментальном заражении хозяина судят по появлению тех или иныхпатологических  симптомов. Всякий раз,когда возникает подозрение о присутствии вируса в  изучаемом объекте, приходится подбиратьопределенный комплекс условий — подходящий организм и  соответствующий способ заражения, — прикотором вирус вызывает в  зараженноморганизме  распознаваемые изменения. Такчто вирусологам приходится затрачивать большие усилия на разработку методов получения экспериментальных инфекций.

Как известно, для доказательства того ,чтоданное заболевание действительно вызывается определенным микроорганизмом, необходимо выполнить так называемые постулаты Коха: 1) показать, что данный микроорганизм регулярнообнаруживается в больном организме; 2) получить культуру этого микроорганизмана искусственной питательной среде;  3)воспроизвести данное заболевание заражением экспериментального животного выделенной культурой и, наконец, ;4)повторно выделить данный микроорганизм, но теперь уже из организма искусственнозараженного хозяина. Те же постулаты mutatis mutandis справедливы и длядиагностики вирусных заболеваний. В этом случае, согласно Риверсу, постулатыформируются следующим образом: 1) выделение вируса из организма больного, 2)культивирование вируса в организме или в клетках экспериментального животного,3)  доказательство фильтруемости  инфекционного агента (чтобы исключитьпатогенные агенты большего размера, например бактерии), 4) воспроизведениеподобного заболевания у другого представителя данного или родственного вида и,наконец, 5) повторное выделение того же вируса.

Культивирование и идентификация вирусов — основныевирусологические методы, используемые в практической вирусологии придиагностике вирусных заболеваний. Материал, в котором  подозревается наличие вируса, например лизатбактерий, кусочек ткани или биологическая жидкость, при необходимостиизмельчают или гомогенезируют с тем, чтобы при контролируемых условиях перевести его в суспензированное состояние.

Большие фрагменты клеток, а  также возможные загрязняющие материалмикроорганизмы удаляют при помощи центрифугирования и фильтрования. Такуюочищенную суспензию вводят  подходящемухозяину, либо добавляют к суспензии клеток, либо  наносят на монослой соответствующих клеток. Врезультате в слое чувствительных клеток, таких, как  бактерии, растущие в чашке с агаром, или клеткиживотных, растущие на поверхности стекла, могут появиться локальныепоражения,  так называемые бляшки,которые характерны для данного вируса… Бляшки образуются в результатезаражения расположенных в данной области клеток, размножения в них вируса и ихполного или частичного лизиса. Если размножение вируса не ведет к образованиювизуально выявляемых дискретных бляшек, вирус может быть обнаружен и охарактеризованпо изменениям, вызываемым им в  культуреклеток, или по  повреждению слоя клетоклибо при помощи других тестов.

Если исследуемый материал не наносят на слойкультивируемых клеток, а вводят в организм хозяина, то цель эксперимента — выявление общих реакций  организма,свидетельствующих о развитии инфекции: появление симптомов заболевания, гибельживотного или  какие-либо иныеспецифические реакции, например образование антител.

Наконец, если ни заражение культуры клеток, нивведение  материала в организм хозяина неведут к  появлению каких-либо  симптомов вирусной инфекции, вирусологиприбегают к так называемым «слепым пассажам», т.е. к  повторным переносам исследуемого материала,что часто приводит к  повышениювирулентности  вируса или к увеличениюего титра.

Общийхимический состав вирусов

Непременным компонентом  вирусной частицы является  какая-либо одна из двух нуклеиновых кислот,белок и зольные элементы. Эти три компонента являются общими для всех безисключения вирусов, тогда как остальные двалипоиды и углеводы — входят в составдалеко не всех вирусов.

Вирусы, состоящие только из белка нуклеиновойкислоты и зольных элементов, чаще всего принадлежат к группе простых, такназываемых минимальных, вирусов, лишенных дифференциации, собственных ферментов или каких-либо  специализированных структур. К такого родавирусам принадлежат вирусы растений, некоторые вирусы  животных и насекомых. В то же времяпрактически все бактериофаги, которые по химическому составу, безусловнопринадлежат к группе минимальных вирусов, на самом деле являются очень сложнымии высокодифференцированными структурами. Вирусы, в состав которых наряду сбелком и нуклеиновой кислотой входят также липоиды и углеводы, как правило,принадлежат к группе сложно устроенных вирусов. Большая часть вирусов этойгруппы  паразитирует на животных.

Белки вирусов

Аминокислотныйсостав вирусных белков

Белок всех исследованных до настоящего временивирусов  построен из обычных аминокислот,принадлежащих к естественному L-ряду.  D-аминокислот в составе вирусных частиц ненайдено. Соотношение аминокислот в вирусных белках достаточно близко к таковому в белках животных, бактерий и растений.

Вирусные белки не содержат обычно большогоколичества  основных аминокислот(аргинина, муцина), т.е. не принадлежат к группе белков типа гистонов ипротаминов с ярко выраженными щелочными свойствами. Не учитывая нейтральныхаминокислот, можно сказать, что в вирусном белке преобладают кислыедикарбоновые кислоты. Это справедливо как для вирусов с низким содержаниемнуклеиновой кислоты, так и  для вирусов свысоким содержанием РНК и ДНК.

Вирусная ДНК

Главной структурной особенностью большинствавирусных молекул ДНК, как и ДНК из других источников, является наличие двухспаренных антипараллельных цепей. ДНК-геном вирусов, однако, невелик и поэтомуздесь возникают вопросы, касающиеся концов спирали и общей формы молекулы ДНК, а не монотонной, фактическине имеющей концов «средней» части спирали. Полученные ответы оказались весьмаудивительными: молекулы  вирусных ДНКмогут быть  линейными или  кольцевыми, двухцепочечными илиодноцепочечными по всей своей длине или же одно цепочечными только на концах.Кроме того, выяснилось, что  большинствонуклеотидных  последовательностей ввирусном  геноме встречается лишь поодному разу, однако на концах могут находиться повторяющиеся, или  избыточные участки.

Из всех описанных до сих пор вирусных ДНК наиболеесложно организована ДНК вируса герпеса. Геном здесь, по-видимому, состоит из двух больших  соединенных сегментов, каждый из которыхимеет  повторяющиеся концевыепоследовательности. Возможны четыре способа соединения двух таких сегментовконец в конец, и все они как будто бы встречаются в каждом препарате вирионов.

Наибольший из известных вирусов — вирус  осповакцины имеет геном размером 15-108дальтон. ДНК, выделенная из свежего препарата вирионов, по-видимому, имеет поперечные сшивки, так как не разделяетсяпо две цепи. Одна из возможных моделей такой молекулы — гигантская, неподверженная  денатурации кольцеваяструктура, образующаяся при замыкании концов линейной  двойной спирали.

Помимо очень интересных различий в форме молекулы ив структуре концевых участков вирусных ДНК существуют также большие  различия в величине генома. Среди наименьших«полных» вирусов (т.е. вирусов, способных размножаться в клетке-хозяине) можноназвать фаг <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Æ

X174,парвовирусы, паповирусы, вирусы полиомы и SV40.  С другой стороны, у  крупных бактериофагов и вирусов человека иживотных (паприляр, герпеса и осповакцины) геном  значительно больше — от 1 до 1,5.108дальтон, так что он мог бы кодировать более 100 белков.  Действительно, у  бактериофага Т4 сейчас идентифицированобольше ста генов.

В 1953 г. Уайетт и Коэн сделали неожиданноеоткрытие, весьма существенное для последующих экспериментов: оказалось, чтов  ДНК Т-четных бактериофагов  содержится не цитозин, а 5-гидроксиметилцитозин. Это отличие дало возможностьизучать фаговые ДНК независимо от ДНК хозяина. Были открыты  кодируемые фагом ферменты, которые изменяютметаболизм инфицированной клетки, и она начинает синтезировать компоненты,необходимые вирусу. Еще одно биохимическое отличие ДНК бактериофага состоит втом, что к ее гидроксиметилцитозину присоединены остатки глюкозы: последние,видимо, препятствуют прерыванию фаговой ДНК некоторыми ферментами хозяина.

В противоположность этому у  вирусов животных ДНК почти не подвергаетсямодификациям. Например, хотя ДНК клеток-хозяев и содержит много  метилированных оснований, у вирусов имеетсяв  лучшем случае лишь несколько  метильных групп на геном. Большинствовирусных дезоксинуклеотидов не модифицированы, и поэтому нахождение несомненныхмодификаций представляло бы большой интерес.

Вирусная РНК

Исследования вирусной РНК составили один из самыхзначительных вкладов вирусологии в молекулярную биологию. Тот факт, что у  вирусов растений  реплицируемая генетическая система состоит только из РНК, ясно показал, что и РНК способнасохранять  генетическую информацию. Былаустановлена инфекционность РНК  вирусатабачной мозаики, и выяснилось,  что дляинфекции необходима вся ее молекула; это означало, что интактностьструктуры  высокомолекулярной РНКсущественно  для ее  активности. Не  менее важным результатом  ранних исследований на том же  вирусе явилась разработка методом выделениявысокомолекулярной РНК и  изучения  ее свойств. Эти методы послужили в дальнейшемосновой для изучения различных типов РНК, встречающихся у других вирусов.

Размеры вирионов РНК — вирусов сильно  варьируют — от 7.106дальтон у пикорнавирусов до >2.108дальтон у ретровирусов; однако размеры РНК и,следовательно, объемсодержащейся в ней информации различаются в значительно меньшей степени.

РНК пикорнавирусов — вероятно,  наименьшая из известных — содержит около 7500нуклеотидов, а РНК  парамиксовирусов — едва ли не самая крупная — почти 15000 нуклеотидов. По-видимому, всемнезависимо реплицирующимся РНК-вирусам нужен какой-то минимум  информации для репликационной системы икапсидного белка, но у них отсутствует очень сложная  добавочная информация, которой могут обладатькрупные ДНК-вирусы.

Вирусные белки

Кроме капсидных белков, образующих «футляр» для  нуклеиновой кислоты, у вирусов с оболочкамиимеются и другие белки.  Подобные примерыможно найти среди вирусов животных (в том числе насекомых), растений и бактерий.Кроме белков, входящих в состав нуклеопротеидного «ядра», вирионы могутсодержать еще вирус — специфические белки, которые  были встроены в плазматические мембранызараженных клеток и покрывают вирусную частицу, когда она выходит из клетки или«отпочковывается» от ее поверхности. Кроме того, у  некоторых вирусов с оболочкой  существует субмембранный матриксный белокмежду оболочкой и  нуклеокапсидом. Вторуюбольшую группу вирус-специфических белков составляют некапсидные вирусныебелки. Они в  основном имеют отношениек  синтезу нуклеиновых кислот вириона.

Аминокислотныйсостав вирусных белков

Белок всех исследованных до настоящего временивирусов построен из обычных аминокислот, принадлежащих к  естественному L-ряду. Д-аминокислот в  составе вирусных частиц не найдено.Соотношение аминокислот в вирусных белках достаточно близко к таковому в белкахживотных, бактерий и растений. Вирусные белки не содержат обычно большого количестваосновных  аминокислот (аргинина, муцина),т.е. не принадлежат к группе белков типа гистонов и протаминов с ярковыраженными  щелочными свойствами. Неучитывая  нейтральных аминокислот, можносказать, что в вирусном белке преобладают кислые дикарбоновые кислоты. Это  справедливо как для вирусов с низкимсодержанием нуклеиновой кислоты, так и для вирусов с высоким содержанием РНК иДНК.

Химическиесубъединицы вирусных белков

Резюмируется имеющийся в  настоящее время материал о субъединицахвирусного белка, можно сделать вывод, что белковый  компонент вирусов, как и все прочие белки,построен из пептидных цепочек. Единственное своеобразие полипептидной цепочкивирусного белка связано с  «маскировкой»обеих или какой-либо одной С-  или N — концевой аминокислоты,что, видимо, является  эволюционнымприспособлением, затрудняющим разрушение вирусного белка под влияниемпротеаз  в клетках хозяина. В вирусныхчастицах пептидные цепочки  определеннымобразом взаимодействуют друг с другом, приобретая  вторичную и третичную структуру.  Именно в такой форме пептидные цепи являютсяструктурными субъединицами вирусного белка, наблюдаемые обычно в электронноммикроскопе.

Некоторыеобщие свойства вирусных белков

 Пептиднаяцепь вирусного белка, за исключением «маскировки» С- или N-концевых групп, не обладаетсама по себе  какими-либо уникальнымисвойствами. Она легко  гидролизуется  протеазами и обнаруживает обычную, характерную для пептидов лабильность поотношению к ряду  физических и химическихфакторов. В то же   время белковаяоболочка вирусов в  целом характер

еще рефераты
Еще работы по медицине