Морфологія та культивуваннявірусі в історія вірусо-логії

МОРФОЛОГІЯ та КУЛЬТИВУВАННЯ В І Р У С І В

ІСТОРІЯ ВІРУСО-ЛОГІЇ

• Вірусологія як наука бере свій початок з 1892 року, коли 28-річний ботанік-фізіолог рослин Дмитро Йосипович Івановський першим у світовій науці довів, що збудником тютюнової мозаїки є жива істота, яка проходить через дрібнопористі колодієві фільтри.

• Надзвичайно важливе значення відкриття Д.Івановського полягає в тому, що ним була відкрита нова форма існування білкових тіл, новий світ мікроорганізмів, які отримали назву “віруси, що фільтруються”, а потім просто - віруси (virus – отрута).

• Ідеї Д.Й.Івановського відіграли вирішальну роль в успіхах вірусо-логії, у результаті яких були від-криті збудники більшості вірусних захворювань людини, тварин, рослин і мікроорганізмів.

• Однак, це сталося не відразу, оскільки відкриття Д.Й.Івановсь-кого не привернуло до себе уваги. Причиною цього були дві обставини:

• 1. Бактеріологи були повністю зайняті розробкою досягнутих ними результатів досліджень. Адже відкриття бактерії - це початок великої роботи з вивчення її властивостей, ролі в природі, пошук засобів боротьби та ін.

• 2. Сама природа вірусів, труднощі роботи з ними: їх не можна вирос-тити на живильних середовищах, побачити у звичайному мікроскопі.

Початок другого періоду розвитку вірусології відноситься до 1918 року, коли спалахнула пандемія грипу, яка забрала життя більш як у 20 мільйонів людей. Почалися інтенсивні пошуки збудника, які закінчилися успіхом у 1933 році виділенням вірусу.

• Третій період почався з 1949 року, коли Eндерс - лауреат Нобелівської премії, запропонував для вирощування вірусів використовувати тканинні культури. Значення цього методу у вірусології можна порівняти із застосуванням Кохом щільних поживних середовищ у мікробіології. Завдяки застосуванню культури тканин значно спростилося виділення вірусів. Так, у 1948 році було відомо 80 видів вірусів, а в 1961 році - уже 400 збудників захворювань людини та 300 рослинних вірусів. Цей період продовжується і в наш час.

Вірусологія стала однією з наук, які найбільш активно розвиваються, оскільки віруси є збудниками багатьох захворювань людей, тварин та рослин. Застосування антибіотиків, хіміотерапевтичних та інших препаратів, які ефективно діють на бактерії, найпростіші та гриби призвели до суттєвого зниження захворюванності багатьма бактеріальними інфекціями. У зв’язку з цим у загальній структурі захворюваності людей зросла складова частина інфекційних хвороб, викликаних вірусами, що нині становлять понад 90 % усієї зареєстрованої інфекційної патології і спричиняються понад 500 вірусами.

• Вірусологія стала однією з наук, які найбільш активно розвиваються, оскільки віруси є збудниками багатьох захворювань людей, тварин та рослин. Застосування антибіотиків, хіміотерапевтичних та інших препаратів, які ефективно діють на бактерії, найпростіші та гриби призвели до суттєвого зниження захворюванності багатьма бактеріальними інфекціями. У зв’язку з цим у загальній структурі захворюваності людей зросла складова частина інфекційних хвороб, викликаних вірусами, що нині становлять понад 90 % усієї зареєстрованої інфекційної патології і спричиняються понад 500 вірусами.

• В останні роки значну увагу приділяють вивченню ролі вірусів в етіології пухлин і механізмів вірусного канцерогенезу. Встановлено, що окремі віруси, які раніше вважалися звичайними інфекційними агентами, можуть викликати злоякісні переродження в різних органах і тканинах.

ВІРУСИ - неклітинні форми життя, автономні генетичні структури з особливим геном, облігатні внутрішньоклітинні па-разити без білоксинтезующої, ферментативної й енергетичної систем, здатні репродукуватися особливим – роз’єднаним (ди-з’юнктивним) способом в кліти-нах усіх видів організмів.

• ВІРУСИ - неклітинні форми життя, автономні генетичні структури з особливим геном, облігатні внутрішньоклітинні па-разити без білоксинтезующої, ферментативної й енергетичної систем, здатні репродукуватися особливим – роз’єднаним (ди-з’юнктивним) способом в кліти-нах усіх видів організмів.

УЛЬТРАСТРУКТУРА ВІРУСІВ

• Частку зрілого інфекційного вірусу називають віріоном.

• Віріон складається з центра-льно розташованої нуклеїно-вої кислоти (ДНК або РНК), яка оточена однією або дво-ма оболонками. Перша обо-лонка, в якій міститься нук-леїнова кислота, дістала наз-ву капсиду (лат. сapsa – фут-ляр). Під нуклеокапсидом розуміють взаємодіючі між собою капсид та нуклеїнову кислоту вірусу, яка знаходи-ться в ньому.

Капсид складається з білкових субодиниць, що повторюються, - капсомерів – видимих в елек-тронний мікроскоп мономерів, однією з функцій яких є захис-на. Капсид забезпечує ізоляцію генома вірусу від впливів зов-нішнього середовища і тим зу-мовлює автономність вірусних частинок.

• Капсид складається з білкових субодиниць, що повторюються, - капсомерів – видимих в елек-тронний мікроскоп мономерів, однією з функцій яких є захис-на. Капсид забезпечує ізоляцію генома вірусу від впливів зов-нішнього середовища і тим зу-мовлює автономність вірусних частинок.

• Кількість капсомерів у капсиді певного вірусу стала: у вірусу поліомієліту – 32, аденовірусу – 252, вірусу тютюнової мозаїки – 2130.

Деякі віруси містять та-кож і зовнішню ліпопро-теїнову оболонку – суперкапсид або пеплос, яка є похідною структу-рою від мембран вірус-інфікованої клітини.

• Деякі віруси містять та-кож і зовнішню ліпопро-теїнову оболонку – суперкапсид або пеплос, яка є похідною структу-рою від мембран вірус-інфікованої клітини.

• У суперкапсид занурені вірусспецифічні вугле-водовмісні білки – гліко-протеїди, які утворюють на оболонці виступи – “шипи” і беруть участь у реакціях гемаглютинації та гемадсорбції.

Простий вірус складається із капсиду та нуклеїнововї кислоти і являє собою нуклеокапсид.

• Складні віруси

• крім нуклеокапсиду мають суперкапсид (пеплос)

Капсомери розміщуються у капсиді в певному порядку, залежно від якого розріз-няють три групи вірусів: із спіральним, кубічним (ікосаедричним) та комбінованим типами симетрії.

• Капсомери розміщуються у капсиді в певному порядку, залежно від якого розріз-няють три групи вірусів: із спіральним, кубічним (ікосаедричним) та комбінованим типами симетрії.

СПІРАЛЬНИЙ ТИП СИМЕТРІЇ

• Віруси з цим типом симетрії мають нуклео-капсид трубчастої форми і складаються з нуклеїнової кислоти, оточеної тісно приля-гаючими капсомерами.

кубічний (ікосаедричний) тип симетрії

• Віруси з кубічним типом симетрії (ізометричні) мають капсид у вигляді ікосаедра (двадцяти-гранника), усередині якого міститься нуклеї-нова кислота або нук-леопротеїд.

комбінований тип симетрії

• Віруси з комбінованим типом симетрії мають нуклеокапсид, що ха-рактеризується кубіч-ною симетрією, розта-шований всередині капсиду нуклеопротеїд укладений спірально.

ФОРМА ВІРУСІВ

• куляста (грип), паличкоподібна (сказ), ниткоподібна (філовіруси), кубічна (віспа) та сперматозоїдна (бактеріофаг).

РОЗМІРИ ВІРУСІВ

• коливаються в широкому діапазоні: від 18 до 400 нм

Х 80000 разів

• Х 80000 разів

Х1000000 разів

• Х1000000 разів

Визначення розмірів вірусів проводиться з використанням:

• 1. дрібнопористих колодієвих фільтрів;

• 2. Ультрацентри-фугування;

• 3. Eлектронного мікроскопу.

ХІМІЧНИЙ СКЛАД ВІРУСІВ

• Всі відомі віруси містять нуклеїнову кислоту лише одного типу - ДНК або РНК.

• Вірусні білки мають такі основні функції: захисну, морфопоетичну (структурну), забезпечення взаємодії вірусу і клітини, ферментну та регуляторну, антигенність та імуногенність. У деяких вірусів виявлені ферменти, однак ферментних систем віруси не мають.

• Ліпіди та вуглеводи знаходяться у зовнішній оболонці складних вірусів і походять, як правило, з оболонки клітин макроорганізму.

РEПРОДУКЦІЯ ВІРУСІВ

• I стадія - адсорбція віріонів на поверхні клітин.

• II стадія - проникнення віріону в клітину хазяїна.

• III стадія - “роздягання” віріону, коли нуклеїнова кислота вірусу звільняєть-ся від зовнішньої оболонки і капсиду.

• IV стадія - синтез вірусних білків і реплікація нуклеї-нових кислот.

• V стадія - збирання віріону.

• VI стадія - вихід віріонів з клітини хазяїна.

РEПРОДУКЦІЯ ВІРУСІВ

• VI стадія - вихід віріонів з клітини хазяїна.

КУЛЬТИВУВАННЯ ВІРУСІВ

• Проводиться для їх виділення та нако-пичення з діагностичними цілями для подальшого їх вивчення і для приготу-вання вакцин.

• Застосовують три методи культивування:

• 1) у культурі клітин;

• 2) у курячому ембріоні;

• 3) в організмі чутливих тварин.

КУЛЬТУРИ КЛІТИН

• Клітинні культури - це штами нормальних тканин людини, тва-рин, тканин злоякісних пухлин. Їх ріст підтри-мується послідовними пасажами в живильних середовищах (199, Ігла та ін.), що містять пов-ний набір речовин, не-обхідних для росту клітин поза організмом

ТИПИ КУЛЬТУР КЛІТИН

• 1. Первинно-трипсинізовані – отримують із подрібнених тка-нин людини та тварин шляхом їх обробки трипсином чи іншими ферментами. Витримують лише 5-10 поділів (пасажів).

• 2. Перещеплювані – клітини, які набули здатності до безмежного розмноження, оскільки є похід-ними пухлин людини та тварин.

• 3. Напівперещеплювані (дипло-їдні) – можуть витримувати до 100 пасажів, зберігаючи при цьому вихідний диплоїдний набір хромосом.

Прояви дії вірусів у культурі клітин

• У заражених культу-рах клітин наявність вірусу можна вияви-ти за цитопатичною дією (ЦПД), за утво-ренням внутрішньо-клітинних включень, бляшок, у реакціях гемадсорбції й гемаг-лютинації та за ко-льоровою пробою.

КУРЯЧІ ЕМБРІОНИ

• Вірусовмісний матеріал вводять у порожнину амніона і алантоїсу, жовтковий мішок, на хоріон-алантоїсну оболонку чи в тіло 7-12 денного ембріона. Специфічні зміни в курячих ембріонах розвиваються у вигляді вогнищевого ураження, дифузного помутнін-ня оболонок, набряку з чисельними виразками, появі пустул, везикул та ін.

лабораторні тварини

• Чутливі лабораторні тварини вико-ристовувалися на перших етапах розвитку вірусології. У теперішній час вони також використовуються поряд з іншими методами культиву-ваня, причому перевага надається новонародженим тваринам, які більш чутливі до вірусної інфекції.

КЛАСИФІКАЦІЯ вірусів враховує:

• 1) тип нуклеїнової кислоти;

• 2) морфологію віріону;

• 3) тип симетрії - кубічний чи спіральний;

• 4) наявність чи відсутність зовнішньої оболонки;

• 5) деякі виміри: для спіральних вірусів - діаметр нуклеокапсидів, для кубічних - триангуляційне число, кількість капсомерів;

• 6) антигенні властивості та ін.

• Всі відомі віруси поділяються на 19 родин, з них 7 – ДНК та 12 РНК вмісні віруси.

ДНК-ВМІСНІ ВІРУСИ