Какие вирусы относятся к днк содержащим

ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ

Эпидемиология.Вирусы являются возбудителями многих бо­лезней, например респираторные инфекции вызываются более чем 200 вирусами, включая их серотипы, вирусами гриппа типов А, В, С, вирусами паротита человека 4 типов, реовирусами (115 серотипов), кишечными вирусами, коронавирусами, адено­вирусами (42 серотипа) и др. Вирусные гастроэнтериты вызыва­ются 7 группами вирусов. Распространенными вирусными инфек­циями являются корь и герпетическая инфекция. В определен­ных регионах распространены арбовирусные инфекции, переда­ваемые насекомыми (в основном клещами и комарами).

Некоторые вирусы (краснухи, цитомегалии, паротита) могут передаваться трансплацентарно и вызывать выкидыши, гибель плода, врожденные пороки развития. Вирусы являются возбуди­телями медленных инфекций, характеризующихся поражением центральной нервной системы.

Вирусы имеют отношение к канцерогенезу, способствуя пре­вращению нормального клеточного гена в онкоген.

Вирусы представляют собой важный фактор эволюции орга­нического мира. Преодолевая видовые барьеры, вирусы мо­гут переносить отдельные гены или группы генов из клетки в клетку.

Патогенез.Все вирусы являются облигатными внутриклеточ­ными паразитами. На поверхности вирусов имеются белки, спо­собные связываться со специфическими рецепторными белками на поверхности клеток хозяина, причем функции многих из этих ре­цепторов хорошо известны (например, вирус бешенства связывает рецептор ацетилхолина на нейронах, а вирус Эпштейна—Барра — рецептор комплемента на макрофагах). Кроме того, внутри опре­деленных типов клеток происходит репликация вирусов.

Проникновение вириона или его части, содержащей геном, и специфических полимераз происходит путем транслокации цело­го вируса сквозь плазматическую мембрану посредством слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной или с помощью обусловленного рецептором эндоцитоза вируса и слияния с мембра­ной эндосом.

В процессе репликации вирус использует определенные фер­менты клетки, характерные для каждого семейства вирусов. Ви­русная инфекция может быть абортивной (при неполном цикле репликации вируса), латентной (например, вирус герпеса персистирует в нервных ганглиях) и персистирующей (вирионы синте­зируются постоянно).

Классификация.Все вирусные инфекции можно условно раз­делить на две большие группы: вирусные инфекции, вызываемые РНК- и ДНК-содержащими вирусами.

1. Аденовирусы.Имеют наиболее важное клиническое значе­ние, так как способны вызывать острые заболевания органов ды­хания и конъюнктивы. Аденовирусывступают во взаимодейст­вие с клетками организма хозяина, вызывая три вида повреждений1) могут проходить в клетках полный цикл репликации, вы­зывая их гибель (например, в эпителиальных клетках 2) в лимфоидных клетках могут существовать в виде латентной или хро­нической инфекции. При этом за пределы клеток выделяется не­значительное количество вирусов 3) могут участвовать в онкогенной трансформации клеток.

Аденовирусные инфекции человека убиквитарны. Первичное инфицирование человека происходит обычно в первые годы жизни. Серотип аденовируса и характер заболевания тесно связа­ны с возрастом больного.

В неэпидемический период примерно в половине случаев ин­фицирование аденовирусом не приводит к заболеванию. В то же время возникновение 10 % респираторных заболеваний у детей связано с аденовирусом. Эти заболевания протекают в форме фарингита или трахеита.

В летний период аденовирусная инфекция у детей может про­текать в форме фарингоконъюнктивальной ли­хорадки, которая характеризуется острым началом, развити­ем конъюнктивита, фарингита, ринита и тонзиллита. Продолжи­тельность заболевания 3—5 дней.

Кератоконъюнктивит встречается у взрослых и протекает как эпидемическая вспышка. Инкубационный период может достигать А—24 дней, а продолжительность заболева­ния — 1—4 нед.

Аденовирусы могут также вызывать развитие геморрагиче­ского цистита, диарею у детей, энцефалит и минингоэнцефалит, однако эти формы инфекции встречаются значительно реже.

2. Вирусы герпеса.Представляют собой одно из самых боль­ших семейств вирусов и включают около 80 разновидностей. Ви­русы герпеса делятся на три подсемейства: а-вирусы герпеса бы­стро растут и быстро разрушают ткани хозяина; (3-вирусы герпе­са растут медленно и лишь в определенном типе клеток; -у-вирусы герпеса растут медленно и почти исключительно в лимфоидных клетках их естественного хозяина.

Вирусы герпеса способны заражать клетки различных типов. Например, вирус herpes simplex растет в эпителиальных клетках и фибробластах человека, обезьяны, кролика, мыши и многих других животных. Вирус varicella/zoster лучше всего растет в эпи­телиальных клетках и фибробластах человека. Цитомегаловирус хорошо растет только в культуре фибробластов человека. Вирус Эпштейна—Барра можно культивировать только в В-лимфоцитах.

Все вирусы герпеса вызывают продолжительную латентную инфекцию. Вирусы герпеса неустойчивы и не могут длительное время выживать в окружающей среде, поэтому заражение обыч­но происходит при попадании на чувствительные к вирусу ткани хозяина свежей, содержащей вирусы жидкости из тела больного. Чувствительностью к вирусу герпеса обладают слизистая обо­лочка ротовой полости, глаза, половых органов, заднего прохода, дыхательных путей, а также эндотелий сосудов.

Вирус герпеса вызывает развитие заболевания путем разру­шения тканей, провоцируя иммунопатологический ответ, а также вызывая неопластическую трансформацию клеток. Цитопатогенный механизм действия вируса представлен энцефалитом, пневмонитом и гепатитом. Мультиформная эритема, гемолити­ческая анемия и тромбоцитопения являются иммунологически обусловленными. Известна связь вируса Эпштейна—Барр с не­которыми В-клеточными лимфомами и назофарингеальной кар­циномой.

Вирус герпеса вызывает развитие множества заболеваний, которые могут быть условно сгруппированы в болезни кожи и слизистых оболочек, органов, центральной нервной системы и реактивные синдромы.

Herpes simplex virus (HSV).Инфекции, вызываемые вирусом простого герпеса (herpes simplex), являются одними из самых рас­пространенных у человека. Заражение HSV-1 происходит через секрет слизистой оболочки полости рта, a HSV-2 — через секрет слизистой оболочки половых органов.

В случае, если входными воротами инфекции является кожа, репликация вируса происходит в парабазальных и промежуточ­ных эпителиальных клетках, которые затем подвергаются лизи­су, а в месте повреждения развивается воспалительный процесс, образуются тонкостенные пузырьки, появляются многоядерные клетки, отек. Лимфатические узлы набухают. Дальнейшая реп­ликация вируса может привести к виремии и висцеральной диссеминации в зависимости от иммунного статуса больного. Впослед­ствии включаются защитные механизмы, такие как продукция интерферонов, естественные киллеры, защитные антитела.

После первичного инфицирования вирус простого герпеса может локализоваться в нейронах нервных узлов (ганглиев). Ре­активированный вирус движется к кожным покровам и слизи­стым оболочкам по периферическим нервам.

Первичная инфекция HS V-1 часто бессимптомна, но может протекать в виде гингивостоматшпа и фарингита. Инкубационный период 2—12 дней. Заболевание начинается с лихорадки, болей в горле с отеком глотки и эритемы. Вскоре по­сле начала заболевания на слизистой оболочке глотки и полости рта появляются мелкие пузырьки, которые быстро изъязвляют­ся. Процесс часто затрагивает также мягкое небо и язык. Про­должительность заболевания 10—14 дней. Необходимо провести дифференциальную диагностику со стрептококковым и дифтеритическим фарингитом, афтозным стоматитом и инфекцион­ным мононуклеозом.

Поражение глаз HSV-1 сопровождается фотофобией, хемозом, отеком век. При первичном инфицировании развивается од­носторонний фолликулярный конъюнктивит и/или блефарит с пузырьками по краям век.

Первичную гениталъную инфекцию вызывает HSV-2 (в 70—95 %). Инкубационный период 2—7 дней. У мужчин вези­кулярные повреждения возникают на головке полового члена и крайней плоти, а у женщин — на вульве, ягодицах, шейке матки и во влагалище. Пузырьки быстро изъязвляются, особенно у женщин. Проводится дифференциальный диагноз с сифилисом, генитальными проявлениями мультиформной эритемы и локаль­ным кандидозом.

Для герпетической инфекции характерно рецидивирующее течение. Осложнения относительно редки. К ним относят герпе­тический энцефалит, герпетическое поражение новорожденного.

Герпетическая инфекция нередко возникает после пересадки органов и тканей, у больных СПИДом. Кроме того, генитальный герпес рассматривают в качестве фактора риска заражения виру­сом иммунодефицита человека.

Для диагностики герпетической инфекции используют цитопатическое действие HSV на культуру клеток эмбриональной почки, почки кролика и амниона человека. Для типирования и идентификации индивидуального антигена HSV используют мо-ноклональные антитела. Для экспресс-диагностики мазки, полу­ченные с поврежденных участков кожи или слизистых оболочек, окрашивают по Романовскому—Гимзе. Обнаружение в мазках многоядерных гигантских клеток свидетельствует о наличии ин­фекции HSV или вируса varicella/zoster.

Varicella/zoster virus (VZV).Вирус varicella/zoster вызывает два различных заболевания: ветряную оспу и опоясывающий ли­шай (herpes zoster).

Ветряная оспа (varicella) является убиквитарным и чрез­вычайно контагиозным заболеванием, которое характеризуется сезонным возникновением и течет в виде эпидемий. Единствен­ным резервуаром вируса ветряной оспы являются люди. Ежегод­но в мире ветряной оспой заболевают 3—4 млн человек. До 90 % заболевших составляют дети в возрасте до 13 лет (школьный воз­раст). Среди лиц старше 15 лет к вирусу чувствительны не более 10 %.

Ветряная оспа протекает в виде кожной сыпи с невысокой ли­хорадкой. Обычно заболевание продолжается 3—5 дней и сопро­вождается недомоганием, кожным зудом и отсутствием аппетита. Кожные проявления представлены макулопапулезной сыпью, пузырьками и корками, отражающими стадии эволюции сыпи.

Самым серьезным осложнением ветряной оспы считается эн­цефалит, который возникает у 0,1—0,2 % больных и особенно тя­жело протекает у взрослых. Летальность при этом осложнении ветряной оспы достигает 5—20 %, а у 15 % выживших наблюда­ются остаточные явления. Кроме того, ветряная оспа может ос­ложниться пневмонитом.

Возбудителя опоясывающего лишая (herpes zoster) после первичной инфекции находят в ган­глиях дорсальных корешков спинного мозга, в которых обнару­живают сателлитоз, лимфоцитарную инфильтрацию и деструк­цию ганглиозных клеток. В клетках ганглиев находят также внут­риядерные включения. Herpes zoster встречается у людей всех воз­растов, однако до 20 % заболевших люди старческого возраста.

Herpes zoster, или опоясывающий герпес (лишай), характери­зуется односторонними пузырьковыми высыпаниями на коже грудной или поясничной области и сопровождается сильными бо­лями. К необычной локализации herpes zoster относят веки, кон­чик носа, проекции верхнечелюстной и нижнечелюстной ветвей тройничного нерва (язык, мягкое и твердое небо). После исчез­новения кожных проявлений до 50 % больных страдают постгер­петическими невралгиями.

Наиболее серьезными осложнениями опоясывающего герпе­са являются менингоэнцефалит и энцефалит.

Односторонние везикулярные поражения кожных покровов могут вызывать также HSV и вирус Коксаки. В подобных случа­ях наилучшим способом идентификации вируса остается метод культуры ткани. Кроме того, используются моноклональные ан­титела и PCR-анализ.

Цитомегаловирусвызывает врожденный синдром у новорож­денных, который нередко является причиной их смерти. У детей и взрослых цитомегаловирус вызывает цитомегаловирусный мононуклеоз. Диагноз цитомегаловирусной ин­фекции можно поставить только лабораторным путем.

Заболевания, вызываемые цитомегаловирусом, чаще всего встречаются в Африке и Юго-Восточной Азии. Заражение обыч­но происходит при переливаниях крови и половых контактах (особенно гомосексуальных). Заражение чаще всего происходит через шейку матки и сперму. Через шейку матки возможно так­же заражение новорожденного при прохождении его через родо­вой канал. Существует также связь между цитомегаловирусной инфекцией и СПИДом. Так, 30—40 % гомосексуалистов, в семе­ни которых обнаружен цитомегаловирус, являются ВИЧ-положительными.

Симптомы заболевания обнаруживаются лишь у V4 новорож­денных, зараженных цитомегаловирусом. Классическое врож­денное цитомегаловирусное заболевание характеризуется желту­хой, гепатоспленомегалией, петехиальными высыпаниями и мно­жественными поражениями внутренних органов. Кроме того, из­редка наблюдаются микроцефалия, нарушения движений, хориоретинит и отложения солей кальция в мозге. Сразу после рожде­ния развиваются летаргия, нарушения дыхания, эпилептические припадки. Смерть больного наступает через несколько дней или недель.

У выживших больных некоторое время наблюдаются гемор­рагическая пневмония, желтуха, гепатоспленомегалия. Однако остаточные явления в виде микроцефалии, отставания в умствен­ном развитии, двигательных нарушений могут проявиться в бо­лее поздний период.

При постнатальном заражении цитомегаловирусом диффуз­ное висцеральное поражение и повреждение центральной нерв­ной системы встречаются редко. Чаще заболевание протекает в виде цитомегаловирусного мононуклеоза и сопровождается рес­пираторными заболеваниями (фарингит, бронхит, пневмония, круп).

У взрослых пациентов трудно отличить мононуклеоз, вызван­ный цитомегаловирусом, от мононуклеоза, вызванного вирусом Эпштейна—Барра. Характерен лимфоцитоз с большим количе­ством атипичных лимфоцитов. Увеличение лимфатических уз­лов и селезенки не всегда выражено.

Среди осложнений мононуклеоза выделяют интерстициальный пневмонит, гепатит, синдром Гийена—Барре (острый пер­вичный идиопатический полирадикулоневрит), менингоэнцефалит, миокардит.

Вирус Эпштейна—Барр.Убиквитарный вирус герпеса чело­века, который является возбудителем инфекционного мононуклеоза. Кроме того, установлена связь между зара­жением человека вирусом Эпштейна—Барр и развитием у него лимфомы Беркитта и назофарингеальной карциномы. Антитела к вирусу Эпштейна—Барр обнаружены у 90—95 % взрослого на­селения.

Считают, что вирус Эпштейна—Барр проникает в организм через лимфоэпителиальное кольцо глотки, а репликация вируса происходит в лимфоретикулярной системе.

В острый период инфекционного мононуклеоза наблюдается умеренное увеличение всех лимфатических узлов. В лимфатиче­ских узлах находят умеренно активные лимфоидные фолликулы с увеличенными герменативными центрами, содержащими бластные клетки, гистиоциты и лимфоциты. Селезенка в 2—3 раза увеличена в размерах. Капсула селезенки и трабекулы отечны, истончены и пронизаны лимфоидными клетками. Увеличение селезенки происходит за счет гиперплазии красной пульпы, в ко­торой появляются полиморфные властные клетки. Белая пульпа остается относительно нормальной. В биоптатах миндалин нахо­дят интенсивную пролиферацию клеток, многочисленные ми­тозы.

Основные клинические проявления инфекционного мононук­леоза сводятся к триаде симптомов: болям в глотке, лихорадке и лимфаденопатии.

Среди осложнений инфекционного мононуклеоза выделяют гематологические (аутоиммунная гемолитическая анемия), раз­рыв селезенки, неврологические (энцефалит, менингит), пече­ночные (гепатит, цирроз), сердечные (перикардит, миокардит), легочные (пневмонии).

Осложнения являются основными причинами смерти боль­ных инфекционным мононуклеозом.

3. Паповавирусы.Разновидность паповавирусов — папилломавирусы человека — широко распространены среди населения и вызывают развитие эпителиальных опухолей кожи и слизи­стых оболочек, а также злокачественных опухолей половых ор­ганов.

Папилломавирусы поражают все виды многослойного плос­кого эпителия, а их репликация скорее всего происходит в ба-зальном слое эпидермиса. В процессе трансформации клеток эпидермиса вирусные частицы, связанные с ядром, перемещают­ся в поверхностные слои эпидермиса. Одновременно в эпидерми­се развиваются акантоз, паракератоз и гиперкератоз, нарушает­ся механизм иммунологической активации кератиноцитов и есте­ственных киллеров, меняется количество внутриэпидермальных макрофагов (клетки Лангерганса) и Т-хелперов.

Наиболее частым проявлением инфекции папилломавирусами служат кожные бородавки. Общие бородавки представляют собой хорошо отграниченные папулоподобные образования с шероховатой поверхностью (гиперкератоз). Они могут возни­кать на руках, между пальцами, вокруг ногтей и реже на слизи­стых оболочках.

Глубокие подошвенные бородавки встречаются у молодых людей и лиц старческого возраста и состоят из пучков кератиновых волокон и кровоточащих кровеносных сосудов.

Аногенитальные бородавки представляют собой серого цвета папулы на широкой ножке с признаками выраженного гиперке­ратоза.

4. Гепаднавирусы.Резервуаром вируса гепатита В (HBV) яв­ляется человек. Острый и хронический гепатит В представлен комплексом клинических признаков: некроза гепатоцитов, вос­паления и регенерации ткани печени, возникающих в ответ на ин­фицирование гепатоцитов вирусом гепатита В.

О гепатите В см. лекцию 12 "Болезни печени".

ВНИМАНИЕ! САЙТ ЛЕКЦИИ.ОРГ проводит недельный опрос. ПРИМИТЕ УЧАСТИЕ. ВСЕГО 1 МИНУТА.

ДНК-содержащие вирусы несут в качестве генетического материала либо одно -, либо двухцепочечную ДНК, которая может быть как линейной, так и кольцевой. В ДНК закодирована информация о всех белках вируса. Вирусы, заражающие бактерии, называются бактериофагами. К ДНК-содержащим вирусам относятся вирусы гепатита В, герпес, вирусы оспы, паповавирусы, гепаднавирусы, парвовирусы.

По виду цепи ДНК вирусы делятся на 3 группы:

Первая группа — вирусы с двуцепочечной ДНК. Репликация ДНК-генома этих вирусов осуществляется при посредстве промежуточных молекул РНК: Молекулы РНК образуются в результате транскрипции вирусных ДНК в клеточном ядре хозяйским ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой. Транскрибируется только одна из нитей вирусной ДНК. Синтез ДНК на мРНК происходит в результате реакции, катализируемой обратной транскриптазой: сначала синтезируется (-) нить ДНК, а затем на вновь синтезированной (-) нити ДНК тот же фермент строит (+) нить.

Вторая группа — вирусы с двуцепочечной ДНК.В одних случаях производством как мРНК, так и ДНК занимаются клеточные ферменты; в других случаях вирусы используют собственные ферменты. Бывает, что те и другие ферменты обслуживают процесс репликации и транскрипции. К этой группе относятся вирусы герпеса, оспы и др.

ДНК-содержащие опухолеродные вирусы разделяются на 5 классов:
* Полиомавирусы – обезьяний вирус SV40, вирус полиомы мышей и вирусы человека ВК и JC.
* Папилломавирусы – 16 вирусов папилломы человека и множество папилломовирусов животных.
* Аденовирусы – 37 вирусов человека, множествоаденовирусов животных (например, 24 вируса обезьян и 9 вирусов крупного рогатого скота).
* Герповирусы – вирусы простого герпеса человека, цитомегаловирус человека, вирус Эпштейна– Барр и онкогенные вирусы приматов, лошадей, кур, кроликов, лягушек.
* Вирусы, подобные вирусу гепатита В, – вирус гепатита В человека, гепатита североамериканского сурка, гепатита земляных белок и гепатита уток.

IV. РНК-содержащие вирусы

РНК-содержащие микроорганизмы представлены гриппом и парагриппом, вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), гепатитом А парамиксовирусами, вирусами гриппа, коронавирусами, аренавирусами, ретровирусами, реовирусами, пикорнавирусами, капицивирусами, рабдовирусами, тогавирусами, флавивирусами и буньявирусами. РНК-содержащие вирусы не имеют ДНК, генетическая информация закодирована в РНК. Геномы почти всех известных РНК-содержащих вирусов — это линейные молекулы.

Геномы РНК-содержащих вирусов можно разделить на 3 группы.

Репликация осуществляется РНК-репликазой, продуцирующей копии РНК для новых вирионов. Синтез белка капсида происходит после того как инфицировавшая клетку РНК подвергается некоторой модификации, делающей возможным присоединение рибосом клетки к тому участку РНК, которым кодируется этот белок. Сборка вириона начинается с образования дисков из белка капсида. Два таких белковых диска образуют структуру, которая после связывания с ней РНК приобретает форму спирали. Присоединение молекул белка продолжается до тех пор, пока РНК не будет покрыта полностью. В окончательной форме вирион представляет собой цилиндр длиной 300 нм.

Третью группу составляют двунитевые геномы, (±) РНК-геномы. Известные двунитевые геномы всегда сегментированы, т.е. состоят из нескольких разных молекул, Сюда относятся реовирусы. Их размножение проходит по варианту, близкому к предыдущему. Вместе с вирусной РНК в клетку попадает и вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза, которая обеспечивает синтез молекул (+) РНК. В свою очередь (+) РНК обеспечивает производство вирусных белков на рибосомах хозяйской клетки и служит матрицей для синтеза новых (-) РНК-цепочек вирусной РНК-полимеразой. Цепочки (+) и (-) РНК, комплексируясь друг с другом, образуют двунитевой (±) РНК-геном, который упаковывается в белковую оболочку. Реовирусы поражают респираторные и кишечные пути теплокровных животных (человека, обезьян, крупного и мелкого рогатого скота, летучих мышей.

Инфекционный процесс начинается с проникновения в клетку РНК. После частичного разрушения наружнего капсида ферментами лизосом РНК в образовавшейся таким образом субвирусной частице транскрибируется, ее копии покидают частицу и соединяются с рибосомами. Затем в клетке-хозяине продуцируются белки, необходимые для формирования новых вирусных частиц. Репликация РНК вирусов происходит по консервативному механизму. Одна из цепей каждого сегмента РНК служит матрицей для синтеза большого числа новых (+) цепей. На этих (+) цепях образуются затем как на матрице (–) цепи , (+) и (–) цепи при этом не расходятся, а остаются вместе в виде двухцепочечных молекул.

К РНК-содержащим вирусы также относятся вирусы, у которых цикл репликации генома можно разбить на две главные реакции: синтез РНК на матрице ДНК и синтез ДНК на матрице РНК. При этом в состав вирусной частицы в качестве генома может входить либо РНК, либо ДНК. Вирусная частица содержит две молекулы геномной одноцепочечной (+)РНК. В вирусном геноме закодирован необычный фермент, который обладает свойствами как РНК-зависимой, так и ДНК-зависимой ДНК-полимеразы.

V. Вирусные заболевания

Возбудители некоторых болезней, в том числе очень тяжелых, не укладываются ни в одну из вышеперечисленных категорий. К особой группе медленных вирусных инфекций еще недавно относили, например, болезнь Крейтцфельда – Якоба и куру – дегенеративные заболевания головного мозга, имеющие очень продолжительный инкубационный период. Однако оказалось, что они вызываются не вирусами, а мельчайшими инфекционными агентами белковой природы – прионами.

Вирусы представляют собой форму жизни, которая погибает через некоторое время после попадания в окружающую организм среду, то есть не может существовать вне тела носителя. По факту их можно назвать паразитами внутриклеточного уровня, которые размножаются в клетках, вызывая тем самым различные заболевания. Вирусы способны поражать как РНК (рибонуклеиновую кислоту), так и ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту). ДНК-содержащие вирусы признаются более консервативными с точки зрения генетики и наименее подверженными каким-либо изменениям.

Теории о происхождении

Существует несколько теорий о происхождении вирусов. Приверженцы одной теории утверждают, что зарождение вирусов происходит спонтанно и обусловлено рядом факторов. Другие считают вирусы потомками простейших форм. Однако эта теория бездоказательна и необоснованна, так как сама паразитарная суть вирусов предполагает наличие более высокоорганизованных существ, в клетках которых они могли бы существовать.

Еще одна версия происхождения вирусов предполагает преобразование более сложных форм. Эта теория говорит о вторичности простоты вируса, так она является следствием адаптации к паразитическому образу жизни. Подобное упрощение свойственно всем паразитирующим микроорганизмам. Они утрачивают способность к самостоятельному питанию, приобретая при этом склонность к быстрому размножению.

Устройство и размеры ДНК-содержащих вирусов

Самые простые вирусы имеют в составе нуклеиновую кислоту, которая выступает в качестве генетического материала как самого микроорганизма, так и его капсида, представляющего собой чехол из белка. Состав некоторых вирусов дополнен жирами и углеводами. У вирусов отсутствует часть ферментов, которая отвечает за репродуктивную функцию, поэтому размножаться они могут, только попав в клетку живого организма. Метаболизм зараженной клетки после этого перестраивается на производство вирусных, а не собственных компонентов. В каждую клетку заложена определенная генетическая информация, которая при определенных обстоятельствах может рассматриваться в качестве инструкции по синтезу конкретного вида белка внутри клетки. Зараженная клетка воспринимает данную информацию как руководство к действию.

Размеры

Что касается размеров ДНК- и РНК-содержащих вирусов, то он находится в пределах 20-300 нм. Вирусы в большинстве своем имеют меньший размер, чем бактерии. Эритроцитные клетки, например, на порядок больше вирусных. Способная к заражению, полноценная инфекционная вирусная частица вне здорового организма носит название вирион. В ядро вириона входят одна или несколько молекул нуклеиновой кислоты. Капсид представляет собой оболочку из белка, которая покрывает вирионовую нуклеиновую кислоту, обеспечивая защиту от пагубного воздействия окружающей среды. Нуклеиновая кислота, входящая в вирион, считается геномом вируса и выражается в дезоксирибонуклеиновой кислоте, или ДНК, а также рибонуклеиновой (РНК). В отличие от бактерий, у вирусов не встречается комбинация этих двух видов кислоты.

Рассмотрим основные стадии размножения ДНК-содержащих вирусов.

Размножение вирусов

Чтобы иметь возможность размножаться, вирусам необходимо внедриться в клетки носителя. Некоторые вирусы могут существовать у большого количества хозяев, у других имеется склонность к конкретным видам. На первоначальной стадии заражения вирус внедряет в клетку генетический материал в виде ДНК или РНК. Репродуктивная его функция, а также дальнейшее развитие клеток напрямую зависят от деятельности и выработки генов и белков вируса.

Для производства клеток ДНК-содержащим вирусам бывает недостаточно собственных белков, поэтому используются аналогичные вещества носителя. Спустя некоторое время после заражения в клетке остается только небольшая часть изначальных вирусов. Данная фаза называется эклипсной. Геном вируса в этот период тесно взаимодействует с носителем. Затем, спустя несколько этапов, начинается накопление во внутриклеточном пространстве потомства вируса. Это называется фазой созревания. Рассмотрим последовательность стадий размножения ДНК-содержащих вирусов.

Цикл жизни

Цикл жизни вирусов состоит из нескольких этапов, являющихся обязательными:

1. Адсорбция на клетке носителя. Это первоначальный и важный этап распознания клеток-мишеней по рецепторам. Адсорбция может происходить на клетках органов или тканей. Процесс запускает механизм дальнейшей интеграции вируса в клетку. Для связывания клеток требуется определенное количество ионов. Это необходимо для снижения электростатического отталкивания. Если проникновение в клетку не удается, вирус ищет новую мишень для интеграции и процесс повторяется. Это явление объясняет определенность в путях проникновения вируса в организм человека.

Так, например, слизистая оболочка верхних дыхательных путей обладает рецепторами к вирусу гриппа. Клетки кожи, напротив, таковых не имеют. По этой причине невозможно заразиться гриппом через кожный покров, это возможно только при вдыхании частиц вируса. Бактериальные вирусы в форме нитей или не имеющие отростков не могут прикрепляться на стенках клетки, поэтому они адсорбируются на фимфибриях. На начальном этапе адсорбция происходит за счет электростатического взаимодействия. Данная фаза обратима, так как частица вируса легко отделяется от клетки, выбранной в качестве мишени. Начиная со второй фазы, отделение не представляется возможным.

2. Следующая стадия размножения ДНК-содержащих вирусов характеризуется попаданием целого вириона или нуклеиновой кислоты, им выделяемой внутри клетки носителя. В организм животного вирус интегрируется проще, так как клетки в данном случае не снабжены оболочкой. Если у вириона есть снаружи липопротеидная мембрана, то она сталкивается при контакте с аналогичной защитой клетки носителя и вирус попадает в цитоплазму. Вирусы, проникающие в бактерии, растения и грибы интегрируются сложнее, так как в данном случае они вынуждены проходить сквозь жесткую стенку клетки. Для этого бактериофаги, к примеру, обеспечены ферментом лизоцимом, который помогает растворить твердые клеточные стенки. Примеры ДНК-содержащих вирусов рассмотрим ниже.

3. Третья стадия именуется депротеинизацией. Она характеризуется высвобождением нуклеиновой кислоты, являющейся носителем генетической информации. У некоторых вирусов, например, бактериофагов, данный процесс сочетается со второй стадией, так как белковая оболочка вириона остается за пределами клетки носителя. Вирион способен проникать в клетку путем захвата последней. При этом возникает вакуоль-фагосома, которая вбирает в себя первичные лизосомы. При этом расщепление на ферменты происходит только у белковой части вирусной клетки, а нуклеиновая кислота остается в неизменном состоянии. Именно она в дальнейшем существенно переформирует функционирование здоровой клетки, вынуждая ее производить нужные вирусу вещества. Сам вирус необходимыми для таких процедур механизмами не обеспечен. Существует такое понятие, как стратегия вирусного генома, которая подразумевает реализацию генетической информации.

4. Четвертая стадия размножения ДНК-содержащих вирусов сопровождается выработкой нужных для жизнедеятельности вируса веществ, которая осуществляется под влиянием нуклеиновой кислоты. Сначала вырабатывается ранняя мРНК, которая станет основой для белков вируса. Ранними называются молекулы, которые возникли до высвобождения нуклеиновой кислоты. Молекулы, возникшие после репликации кислоты, называют поздними. Важно понимать, что выработка молекул напрямую зависит от вида нуклеиновой кислоты конкретного вируса. ДНК-содержащие вирусы во время биосинтеза придерживаются определенной схемы, включающей конкретные этапы – ДНК-РНК-белок. Мелкие вирусы используют в процессе транскрипции РНК-полимеразы. Крупные, такие как оспяной вирус, синтезируются не в клеточном ядре, а в цитоплазме.

К ДНК-содержащим вирусам относятся вирусы гепатита В, герпес, вирусы оспы, паповавирусы, гепаднавирусы, парвовирусы.

Группы РНК-вирусов

Вирусы, содержащие РНК, подразделяются на несколько групп:

1. Первая группа устроена наиболее просто. В нее входят корона-, тога- и пикорнавирусы. Транскрипция у этих видов вируса не осуществляется, поскольку однонитчатая РНК вириона самостоятельно реализует функцию матричной кислоты, то есть представляет собой основу для выработки белков на уровне клеточных рибосом. Таким образом, схема биовыработки у них выглядит как РНК-белок. Вирусы данной группы называют также позитивно геномными или плюснитевыми.

2. Вторая группа ДНК и РНК-содержащих вирусов включает в себя минуснитевые вирусы, то есть они обладают негативным геномом. Это вирусы кори, гриппа, паротита и многие другие. В них также содержится однонитчатая РНК, но она не подходит для непосредственной трансляции. По этой причине сначала происходит перенос данных на РНК вириона, а полученная матричная кислота будет служить в дальнейшем основой для выработки белков вируса. Транскрипция в данном случае определяется зависимой от рибонуклеиновой кислоты полимеразой РНК. Данный фермент приносится вирионом, так как он отсутствует в клетке изначально. Это связано с тем, что у клетки не возникает необходимости перерабатывать РНК для получения другого РНК. Так, схема биовыработки в данном случае будет выглядеть как РНК-РНК-белок.

3. Третью группу составляют так называемые ретровирусы. Они же входят в разряд онковирусов. Биосинтез у них происходит по более сложному пути. В исходной матричной РНК однонитчатого типа на начальном этапе происходит выработка ДНК, что является уникальным явлением, аналогов которому нет в природе. Процесс находится под контролем специального фермента, а именно зависимой от РНК полимеразой ДНК. Данный фермент также носит название ревертазы или обратной транкриптазы. Молекула ДНК, полученная в результате биосинтеза, получает форму кольца и обозначается как провирус. Далее молекула внедряется в клетки хромосом носителя и транскрибируется несколько раз посредством полимеразы РНК. Созданные копии совершают следующие действия: представляют собой матрицу РНК, с помощью которой вырабатывается вирусный белок, а также вирион РНК. Схема синтеза представляется таким образом: РНК-ДНК-РНК-белок.

4. Четвертая группа образуется из вирусов, РНК которых имеет двухнитчатую форму. Их транскрипция реализуется посредством фермента вируса зависимой РНК полимеразы РНК.

5. В пятой группе выработка составляющих частицы вируса, а именно капсидных белков и нуклеиновой кислоты происходит многократно.

6. Шестая группа включает в себя вирионы, которые возникают как результат самосборки на основе множества копий белков и кислоты. С этой целью концентрация вирионов должна достичь критического значения. При этом компоненты частицы вируса вырабатываются отдельно друг от друга в разных областях клетки. Сложные вирусы также создают защитную оболочку из веществ, входящих в плазменную клеточную мембрану.

7. На заключительном этапе новые частицы вируса высвобождаются из клетки носителя. Данный процесс происходит разными способами в зависимости от вида вируса. Некоторые клетки после этого погибают, так как клеточный лизис освобождается. В других вариантах возможно отпочковывание от клетки, однако и этот способ не предотвращает ее дальнейшее отмирание, так как повреждается мембрана плазмы.

Период до момента выхода вируса из клетки называют латентным. Продолжительность данного промежутка может находиться в пределах от нескольких часов до пары дней.

Геномные вирусы, содержащие ДНК

Вирусы, содержание ДНК геномного вида подразделяются на четыре группы:

1. Такие геномы, как адено-, папова- и герпесвирусов, переносятся и копируются в клеточном ядре носителя. Это вирусы, содержащие двухцепочечную ДНК. Капсиды, попав в клетку, переносятся к мембране клеточного ядра, чтобы потом, под воздействием определенных факторов, ДНК вируса перешло в нуклеоплазму и накопилось там. Вирусы при этом пользуются матрицей РНК и клеточными ферментами носителя. А-белки переносятся первыми, за ними следуют b-белки и g-белки. Матрица РНК возникает на основе а-22 и а-47. Полимераза РНК реализует перенос ДНК, который размножается по принципу перекатывающегося кольца. Капсид, в свою очередь, возникает из g-5 белка. Какие еще существуют геномы ДНК-содержащих вирусов?

2. Поксивирусы входят во вторую группу. На начальном этапе действия осуществляются в цитоплазме. Там происходит высвобождение нуклеотидов и начало транскрипции. Затем образуется матрица РНК. На ранних стадиях выработки создается полимераза ДНК и около 70 белков, а также двухцепочная ДНК расщепляется полимеразой. С обоих сторон генома начинается репликация в тех местах, где на начальном этапе осуществлялось расплетение и расщепление цепей ДНК.

3. В третью группу включены парвовирусы. Размножение осуществляется в клеточном ядре носителя и находится в зависимости от функций клетки. В данном случае ДНК образует так называемую шпилечную структуру и выступает в роли затравки. 125 первых пар оснований переходят с начальной цепи на смежную, которая и служит матрицей. Таким образом, происходит инверсия. Для синтезирования нужна полимераза ДНК, благодаря которой происходит транскрипция вирусного генома.

8. В четвертую группу входят гепаднавирусы. Сюда относится ДНК-содержащий вирус гепатита. ДНК вируса кольцевого типа работает в качестве основы для выработки мРНК вируса и плюс-цепи РНК. Она, в свою очередь, становится матрицей для синтеза минус-цепи ДНК.

Методы борьбы

ДНК - содержащие вирусы, безусловно, представляют опасность для здоровья человека. Основным методом борьбы с ними может стать проведение профилактических мер, направленное на укрепление иммунитета, а также регулярная вакцинация.

Как правило, антитела, направленные на борьбу с теми или иными вирусами вырабатываются как результат вторжения вредоносных микроорганизмов в систему носителя. Однако усилить выработку антител можно заранее, сделав профилактическую прививку.

Виды вакцинации

Существует несколько основных видов вакцинации, включающих:

1. Введение в организм ослабленных клеток вируса. Это провоцирует выработку увеличенного количества антител, что позволяет бороться с нормальным вирусным штаммом.

2. Введение уже мертвого вируса. Принцип действия аналогичен первому варианту.

3. Пассивная иммунизация. Данный метод заключается в введении уже синтезированных антител. Это может быть как кровь человека, перенесшего заболевание, против которого делается прививка, так и животного, например, лошадей. Последовательность размножения ДНК-содержащих вирусов мы рассмотрели.

Чтобы избежать заражения организма различными видами вирусов, опасных для здоровья человека, следует беречь тело от потенциального контакта с патогенными микроорганизмами. Вполне по силам избежать токсоплазмы, микоплазмы, герпеса, хламидий и других распространенных форм вируса, просто соблюдая определенные рекомендации. Это особенно касается детей до 15 лет.

Если тело ребенка не было заражено вышеперечисленными штаммами вирусов, то у него вырабатывается в подростковом периоде здоровый и усиленный иммунитет. Главная опасность вирусов - не всегда в том, как они выражаются, а в том, какое влияние оказывают на защитные свойства нашего организма. Примеры ДНК- и РНК-содержащих вирусов интересуют многих.

Герпесный вирус, который присутствует в теле 9 из 10 жителей Земли, снижает иммунные свойства примерно на 10 процентов в течение всей жизни, хотя может и никак не проявлять себя.

Заключение

Помимо подобной вирусной нагрузки, которая подчас не ограничивается только герпесом, условия современной жизни далеки от идеала, что также сказывается на защитных барьерах организма. В данный пункт можно отнести форсированный городской ритм жизни, плохую экологию, неправильное питание и т.д. На фоне снижения общего состояния здоровья человека его организм становится менее резистентным к различным вирусам и, соответственно, частым болезням.