Репликация вирусов

Цикл размножения

Адсорбция аденовирусов на чувствительных клетках тканевой культуры занимает 4—6 час., после чего вирус проникает в цитоплазму с помощью пиноцитоза. Освобождение нуклеоида (депротеинизация) осуществляется в пиноцитарных вакуолях в течение 60—90 мин., вслед за чем вирусная ДНК транспортируется к ядру клетки. Латентный период репродукции продолжается от 13 до 15 час., когда в ядре синтезируется ДНК, а на цитоплазматических рибосомах — вирусные белки. Через 16 час. после заражения возникают зрелые структурные частицы, сборка которых происходит в ядрах клеток. Но более 10—15% вирусных ДНК и белков тканевой культуры используется для синтеза вирионов, вся остальная масса стимулирует поражения ядер клетки и нарушения синтеза клеточных ДНК и белков, с прекращением деления клеток через 10—11 час. после заражения культуры.

Максимальный выход вируса обеспечивается в случае массивного заражения и инкубации культуры до полного развития цитопатических поражений. Для получения максимального выхода вируса из достаточно сохранившихся клеток их разрушают повторным 3—6-кратным замораживанием и оттаиванием, гомогенизируют ультразвуком или механическим размалыванием. При этом концентрация вируса колеблется в зависимости от серотипа от тысяч до миллиардов частиц в 1 мл тканевой жидкости.

Размножение аденовирусов в тканевых культурах очень часто сопровождается параллельным развитием в ядрах клеток мелких вирионов диаметром около 200 А, икосаэдральной симметрии, получивших наименование аденоассоциированных вирусов (см.). По антигенной структуре и биологическим свойствам они не имеют ничего общего с аденовирусами. Размножение аденоассоциированных вирусов находится в полной зависимости от присутствия аденовирусов, оказавшихся «помощниками» этих, не способных к самостоятельному развитию агентов.

Клеточные поражения

Зараженные аденовирусами клетки округляются и формируют гроздевидные скопления различной величины, облегчающие распознавание агентов данной группы. Цитопатические изменения сопровождаются повышением гликолиза и скоплением органических кислот, подкисляющих тканевую жидкость.

Клеточный лизис отсутствует и зараженные клетки длительное время сохраняют жизнеспособность.

Рис. 3. Цитопатогенное действие аденовирусов на перевиваемые клетки амниона человека: 1 — незараженные клетки; 2 — начальная фаза дегенерации; 3 — конечная фаза дегенерации.

Рис. 4. Внутриядерное кристаллоподобное скопление аденовирусов (срез контрастирован уранилацетатом).

В процессе дегенерации клеток под действием аденовирусов различают две фазы (рис. 3): первая связана с токсическим эффектом, вторая — с истинным размножением вирусов, которое происходит внутри ядер и в цитоплазме. При этом аденовирусы образуют внутриядерные включения из вирусных частиц, которые составляют агломераты кристаллоподобного строения (рис. 4).

Электронномикроскопические исследования Перейры и Валентина (Н. G. Pereira, R. С. Valentine, 1958) показали, что одна цитопатогенная доза вируса содержит от 10 до 103 вирусных частиц.

Размножение в перевиваемых линиях клеток КВ, HeLa, а также в почечных культурах обезьян под агаровым покрытием сопровождается формированием видимых глазом колоний (бляшек) в районе пораженных клеток.

Получается, высокотехнологичный процесс сводится к рисованию?

Именно так! Для получения изображения микроскоп использует электроны, а не свет, поэтому процедура довольно дорогостоящая. Отрицательно заряженные частицы слишком малы и видны в масштабе наноструктур, рассмотреть которые можно только с помощью приборов сверхвысокого разрешения («Angstroms»), способных увеличивать объекты в 100 тысяч раз. Простыми словами, устройства позволяют взглянуть на вещи, которые настолько крошечны, что их можно увидеть только через микроскоп.

Если ЭМ-изображения требуют дальнейшего увеличения с сохранением четкости, необходимо сделать полноценную иллюстрацию или производный фрагмент на основе того, что видно на изображении. Таким образом, на привычных нам снимках цвет и другие детали имеют умозрительный характер – на самом деле никто не знает наверняка, как выглядит вирус в цвете. То, что мы видим на изображении, – интерпретация высококвалифицированного иллюстратора.

Естественно, такие иллюстрации сильно отличаются от иллюстраций, используемых в рекламе. На баннерах и плакатах иллюстратор создает предмет так, чтобы заставить его выглядеть определенным образом для повышения продаж или формирования определенных эмоций у покупателей.  В науке же дело касается фактов, а не фантастики, поэтому очень подробные иллюстрации используются для передачи информации о том, как на самом деле выглядит настоящий вирус.

На фото: Изображение вируса свиного гриппа (H3N2), полученное Центрами по контролю и профилактике заболеваний США в 2011 году / Dr. Michael Shaw, Doug Jordan / AP

Репликация вирусов

Размножение вируса, или репликация, является весьма характерным процессом, свойственным только обитателям этого особого мира природы. Как известно, рост организмов растительного и животного мира природы невозможен без деления клеток. Вирус же вообще не увеличивается в размерах. Вирусные частицы появляются сразу «взрослыми» в результате своеобразного процесса, названного репликацией. Но самое поразительное — то, что в продуцировании новых вирусных частиц участвует только одна нить: одинарная цепочка нуклеиновой кислоты.

Проследим за нуклеиновой кислотой бактериофага, проникшей в клетку бактерии. Первым делом ДНК выключает жизненно важные для клетки хозяина процессы. Затем начинают образовываться специфические вещества ферменты, идущие на строительство молекул ДНК, точно таких же, какие были и у бактериофага. Примерно через 8 мин образование ферментов замедляется и начинают образовываться белки капсидов. На строительство цепочек нуклеиновых кислот потомства кроме ферментов идет часть родительской ДНК бактериофага и разбитая ДНК хозяина. Капсиды новых бактериофагов строятся из вновь образованных белков; сюда же идет часть белков разрушенной клетки и старого бактериофага.

Примерно через 15 мин после инфицирования в клетке бактерий образуется столько вирусных частиц, что им становится тесно. Они разрывают оболочку хозяина и вырываются наружу, заражают новые клетки бактерий и т. д.

Вирусная форма жизни

Как уже говорилось выше, вирус не может существовать вне клетки живого организма, так как не имеет собственного обмена веществ. Для синтеза собственных молекул ему нужна клетка-хозяин. Вне такой клетки вирус ведет себя как частица биополимера и не проявляет признаков живого существа.

Пока вирус находится вне клетки, он существует в виде независимой частицы. Размер этой частицы настолько мал, что разглядеть в простой световой микроскоп большую часть вирусов просто невозможно. Его размер примерно в 100 раз меньше размера бактерии, а форма варьируется от просто спиральной до более сложных структур. Одна их форм похожа на корону. Именно она и является тем самым коронавирусом.

Некоторые ученые называют вирус организмами на грани живого. С одной стороны, они не живые, но с другой, могут размножаться, эволюционировать и вести жизнедеятельность, хоть и за счет внешнего питания белковыми структурами клетки-хозяина.

Основу жизненного цикла вируса составляет всего несколько этапов. Первый называется прикрепление. На этом этапе создаются связи между белками вирусного капсида и поверхности клетки-хозяина. Иногда вирусы взаимодействуют только с определенными клетками, как, например, ВИЧ с лейкоцитами.

На втором этапе происходит проникновение в клетку-хозяина. После этого вирус освобождается от своего капсида. Проще говоря, он вылезает из своей оболочки и запускает свой геном в клетку. Способ освобождение от капсида бывает разным. Оболочка может растворяться ферментами самого вируса или делать это за счет элементов внутри клетки.

После этого вирус реплицируется (размножается), синтезируя ранние гены вируса. Далее он собирается в структуры и на последнем этапе покидает клетку после ее гибели. Зачастую, это происходит из-за разрыва клеточной мембраны.

Таким образом вирус проникает в клетку и высвобождает свой геном.

Многие вирусы не приводят к разрушению клеток и до определенного времени никак себя не проявляют. Они могут годами существовать внутри клетки, вызывая хронические заболевания. Примерами таких вирусов может быть герпес, который проявляется только при определенном сочетании факторов, или папилломавирус, который в некоторых случаях может приводить к развитию онкологических заболеваний. Еще одним примером таких вирусов является вирус Эпшейн-Барра. Он приводит к ускоренному делению клеток, но без признаков злокачественности.

Строение

Коронавирусы содержат РНК, к-рая характеризуется однотяжевой несегментированной структурой, ее молекулярный вес 9 X 106 дальтонов. РНК Коронавирусов не обладает инфекционностью. С помощью электрофореза в полиакриламидном геле выявлено, что Коронавирусы содержат 6 или 8 полипептидов, молекулярный вес которых составляет у К. человека от 13 000 до 210 000 дальтонов, у других К.— от 14 000 до 180 000 дальтонов. Некоторые белки вирионов К. являются гликопротеидами. В вирионах К. человека обнаружена РНК-зависимая РНК-полимераза. Ряд штаммов К. содержит Гемагглютинины.

Рис. 1. Электронограмма коронавируса, полученного из культуральной жидкости органной культуры трахеи эмбриона человека: на поверхности вирионов видны бахромчатые ворсинки — указаны стрелками (К. McIntosh, 1974).

Вирионы Коронавируса плеоморфны, диаметр различных К. варьирует от 80 до 220 нм. Для К. характерно наличие оболочки с ворсинками (рис. 1), более редкими, чем у вируса гриппа. Ворсинки прикрепляются к вириону посредством узкого «стебля» и расширяются к дистальному концу, напоминая солнечную корону во время затмения (отсюда название семейства). Длина ворсинок составляет 12— 24 нм. Вирионы К. имеют липидную оболочку. Нуклеокапсид, имеющий вид спирали, закручен свободно, его диам. 55 нм. Плавучая удельная плотность вирионов в р-рах сахарозы равна 1,18—1,19 г/мл, коэффициент седиментации К. человека 374-416S.

Серологическая идентификация выделенных штаммов

Для отнесения к группе аденовирусов выделенные агенты дифференцируются иммунологически путем установления общего группового антигена в РСК или в реакции преципитация (по методу диффузия в агаровом геле). Определение серотипа проводится с помощью реакции торможения гемагглютинации или нейтрализации. Для идентификации серотипа выделенного штамма определяют его принадлежность к одной из четырех подгрупп по гемагглютинации, после чего ставят реакцию торможения гемагглютинации (РТГА) с иммунными сыворотками кроликов или лошадей, обработанными каолином и истощенными чувствительными для данной подгруппы эритроцитами. Результаты РТГА проверяют в реакция нейтрализация на тканевых культурах с гомологичной иммунной сывороткой (см. Вирусологические исследования).

В современной классификации вирусов человека аденовирусы занимают самостоятельное положение среди ДНК-содержащих вирусов, четко дифференцируясь от других сочленов этой группы по свойствам вирионов.

Вирусы — неклеточные формы жизни

К неклеточным жизненным формам относят вирусы, вироиды, прионы. Они не проявляют признаки жизни, находясь вне клеток хозяина. Это мельчайшие частицы, которые проходят через бактериальные фильтры и во внешней среде выглядят как кристаллы. Их существование ограничивается двумя стадиями:

• внеклеточной или покоящейся;
• внутриклеточной или воспроизводящей.

Вирусы не живут в окружающей среде, они просто пережидают неблагоприятные условия. Жизнь замирает до момента, пока они не попадут в клетку хозяина. Это внутриклеточные паразиты, которые действуют на генетическом уровне: воспроизводят себе подобных и это их единственное проявление жизни. Известно около 1000 «мелких паразитов», которых классифицируют по химическому составу и строению.

К сведению: Вирусы – это материал для изучения строения и функций генетического аппарата. С их помощью рассматриваются механизмы реализации наследственной информации, используют в качестве инструмента в генной инженерии. Они необходимы для биологической борьбы с возбудителями ряда заболеваний растений, грибов животных, человека.

Характеристика вирусов

1. Если вирус находится клетки-хозяина, то он существует в форме нуклеиновой кислоты.
2. Если вирус вне клетки хозяина, то он существует в форме вириона.

Компоненты вириона:

• Сердцевина — генетический материал (или ДНК, или РНК);
• Капсид — белклвая оболочка, окружающая нуклеиновую кислоту;
• Суперкапсид — дополнительные оболочки.

Подразделяются на собственно вирусы, которые паразитируют в клетках эукариот, и бактериофаги, «нападающие» на клетки бактерий. Вирусы отличаются простым строением, которое ограничено ДНК (РНК) и белковой оболочкой или капсидом. У более сложных разновидностей в наличии липопротеиновая мембрана. Бактериофаг состоит из головки – это белковая оболочка с наследственным материалом и отростка, необходимого для контакта с клеткой хозяина.

Схема «Классификация вирусов»

 Вирус способен внедрится в клетку при непосредственном контакте с ней. Поскольку он лишен органоидов движения, то пути заражения:

• воздушно-капельный (грипп);
•  с пищей через органы пищеварения (гепатиты);
• через кровь (ВИЧ);
• благодаря переносчику (энцефалит).

После контакта с мембраной клетки-хозяина, вирус растворяет участок клеточной оболочки и вводит в цитоплазму свою ДНК (РНК). Встраиваясь в хозяйский геном, он «заставляет» клетку производить вирусный наследственный материал, на который наращивается белковая оболочка. 

Вирус не только истощает клетку-хозяина, но и вызывает в ней повреждения, перестройки и приводит к гибели. При этом происходит массовый выход вирусных частиц.

Если организм отличается крепкой иммунной системой, то события разворачиваются иначе. Происходит синтез противовирусных белков (интерферонов, иммуноглобулинов). Вирус прекращает размножение, его деятельность прерывается, а остатки выводятся из клетки организма.

Большинство вирусов действуют избирательно. Для воспроизведения себе подобных им подходит специально предназначенная для них клетка. Так, вирусы гепатита заселяют клетки печени, а вирусы гриппа поселяются на слизистых оболочках верхних дыхательных путей.

Как иммунитет не позволяет вирусам размножаться

После проникновения вирусов в организме запускаются факторы иммунной системы, блокирующие их размножение:

• Макрофаги. Стимулируют синтез иммуноглобулинов, выталкивающих чужеродных агентов из цитоплазмы и органелл клеточных структур.
• Интерфероны. Неспецифические врожденные элементы иммунитета. Они начинают действовать с первого момента проникновения вирусов в организм, блокируя клеточную протеинкиназу, которая катализирует репликацию. Также интерфероны провоцируют активность эндонуклеазы, разрушающей вирусную РНК. Таким образом, данные факторы иммунной системы не контактируют непосредственно с инфекционным агентом, поэтому не позволяют выработать против себя способ защиты.
• NK-киллеры, убивающие собственные инфицированные клеточные структуры путем фагоцитоза. Они провоцируют выделение белка перфорина, находящегося в цитоплазматических включениях, и встраивание его в пораженную клеточную мембрану. В результате этого образуются поры, через которые проникают ферменты, запускающие процесс самоликвидации пораженного элемента.
• Комплемент и Т-лимфоциты, относящиеся к факторам специфического иммунитета и губительно воздействующие непосредственно на вирионы.

Несмотря на обилие факторов защиты, иммунная система не всегда способна противостоять размножению микробов. Например, возбудители хронического гепатита C, B или герпеса длительное время находятся в организме, не проявляя себя клиническими симптомами, но постепенно разрушая его и вызывая рецидивы болезней.

Миссия: уничтожить

Основная сложность в лечении вирусных заболеваний заключается в том, что они используют естественные функции клеток-мишеней для своего размножения, поэтому ученым зачастую оказывается не так-то просто придумать препарат, который будет токсичен для вируса и безопасен для самой клетки. Если такой безопасности достичь не удастся, лекарство будет иметь слишком много побочных эффектов, повреждающих сам организм, что окажется нецелесообразно для использования.

Сравнение жизненных циклов ВИЧ и вируса гриппа. Если первый  использует обратную транскрипцию и живет в клетках иммунной стистемы, вирион второго, проникая в  эпительные клетки  дыхательных путей целиком — а именно там  он и обитает — распадается уже внутри клетки, а репликация вирусной РНК происходит в ядре с помощью вирусных полимераз PA, PB1 и PB2 путем комплементарного копирования. 

По принципу действия противовирусные препараты подразделяются на две группы: стимулирующие иммунную систему атаковать вирусы (например, за счет индукции синтеза белков-интерферонов) и атакующие вирусы напрямую. Препараты второй группы различаются по этапу жизненного цикла вируса, на котором они активны: это препараты, препятствующие проникновению вируса в клетку, препятствующие размножению вируса внутри клетки и препятствующие выходу копий вируса из клетки.

Чтобы помешать проникновению вируса, препарат должен заблокировать рецептор на клетке, с которым связывается вирусная частица. Так работает, например, ибализумаб — зарегистрированный в США новый препарат против ВИЧ, о котором мы недавно писали. 

Такие противовирусные препараты, как уже давно известный ацикловир (им лечат инфекции, вызванные простым вирусом герпеса) или ламивудин (активен против ВИЧ и гепатита В), представляют собой синтетические аналоги нуклеозидов — «букв», из которых состоят нуклеиновые кислоты. Если эти модифицированные, неправильные нуклеозиды попадают в клетку, вирусный геном, в который они оказались встроены, становится непригоден для дальнейшего распространения вируса. 

Еще один класс противовирусных препаратов блокирует ферменты, необходимые для создания и модификаций белков вируса. Такие лекарства называют протеазными ингибиторами. 

Онкогенные свойства

Способность аденовирусов человека вызывать развитие злокачественных опухолей (сарком) у новорожденных сирийских хомяков, зараженных подкожно массивной дозой активного вируса, впервые выявлена у серотипа 12. Онкогенные свойства подтверждены сейчас у семи других типов аденовирусов человека, а также у шести типов от обезьян и у одного от птиц. Наибольшую активность проявили серотипы 12, 18 и 31; тип 12 вызывал опухолевый рост, помимо хомяков, также у новорожденных крыс, диких африканских грызунов Mastomys и некоторых линий мышей. В образовавшихся опухолях инфекционные частицы аденовирусов отсутствовали.

Злокачественная трансформация клеток наблюдалась также в опытах in vitro при заражении типом 12 нормальных эпителиальных клеток культуры почек новорожденных сирийских хомяков, а также фибробластов зародыша крысы. Через 3—10 нед. после инокуляции культур массивной дозой вируса развивался рост опухолевых клеток, свободных от инфекционного вируса. Клетки, трансформированные in vivo или in vitro, содержали два новых антигена: Т-антиген (неоантиген) и трансплантационный (TSTA) антиген. Их продукция индуцируется частью ДНК опухолеродного А. Весьма большой мол. вес ДНК аденовируса (более 20 млн. дальтон) обеспечивает возможность кодирования синтеза более 50 различных белков. Т-антиген, обнаруживаемый нерегулярно в ранние этапы обычной цитолитической инфекции, постоянно присутствует в опухолевых клетках и стойко передается при их культивировании in vitro. Обнаруживается в реакции связывания комплемента и по иммунофлуоресценции с сыворотками хомяков с развивающейся опухолью, которые не взаимодействуют со структурными белками вирусов. Т-антиген малоустойчив к нагреванию, воздействию кислоты и щелочи, не содержит РНК или ДНК, имеет мол. вес 78 000 дальтон.

По антигенным свойствам различают Т-антиген группы А (высокоонкогенные аденовирусы 12, 18 и 31 серотипов) и группы В (слабоонкогенные аденовирусы 3, 7, 11, 14, 16 и 21 серотипов). Попытки обнаружить Т-антиген групп А и В в опухолевых клетках и гомологичные для них антитела в сыворотках людей, болеющих раком различной локализации, дали отрицательный результат. В опухолевой ткани хомяков этот антиген присутствует в весьма высокой концентрации и легко обнаруживается с помощью флуоресцирующих антител в каждой опухолевой клетке.

Выделение аденовирусов осуществляется заражением чувствительных тканевых культур отделяемым из полости носа, зева, конъюнктивы, а также кишечным содержимым. Аденовирусы лучше размножаются (с развитием характерных цитопатических изменений) в перевиваемых эпителиальных культурах (HeLa, КВ, НЕр-2), а также в первичной культуре эмбриональной почки человека; слабее размножаются в первичных эпителиальных культурах человеческой трахеи, амниона, почечной ткани обезьян и кроликов. Оптимальный метод выделения — заражение первичной клеточной культуры эмбриональной почки человека с пассажами на перевиваемых линиях после адаптации вируса.

Цикл жизни

Вирус является единственным живым организмом, не способным выживать самостоятельно. Поэтому его жизненный цикл начинается с момента проникновения в клетки хозяина, где он активно использует питательные вещества для создания потомства и инфицирования других клеток.

В тело хозяина микроорганизм попадает:

• через механические повреждения кожных покровов и слизистых оболочек (раны, порезы, трещины, ссадины);
• с вдыхаемым воздухом;
• при укусах кровососущих насекомых.

Достигнув чувствительных структур, возбудитель прикрепляется к клеточной мембране, связывается с ее белками, через образовавшееся отверстие проникает внутрь и начинает воспроизводство потомства. В ходе этого процесса отдельно продуцируются нуклеиновые кислоты и белки, которые затем собираются в новые вирионы.

Использовав все ресурсы клетки хозяина, огромное количество вирусов разрушает ее мембрану, выходит наружу и внедряется в новые «жертвы». Далее жизненный цикл повторяется.

Осложнения гриппа

Грипп опасен, в частности, осложнениями, которые он может вызвать

Поэтому так важно осуществлять лечение гриппа под контролем врача. Обычно назначаемый курс лечения и диагностические процедуры направлены как раз на то, чтобы исключить возможность развития осложнений

Иногда именно опыт и квалификация врача помогают вовремя обнаружить осложнение и начать соответствующее лечение.

Наиболее частыми осложнениями гриппа являются:

• пневмония (воспаление легких);
• гайморит;
• воспаление оболочек головного мозга (менингит, арахноидит);
• другие осложнения со стороны нервной системы (полиневрит, радикулит, невралгия);
• осложнения со стороны сердечно-сосудистой системы (перикардит, миокардит);
• осложнения со стороны почек.

Вирусы, опасные для человека

В настоящее время вирусы уносят бесчисленное количество жизней, вот некоторые из самых опасных:

• вирус Марбурга и вирус Эбола (острая геморрагическая лихорадка с тяжелыми последствиями, на данный момент существует пять идентифицированных штаммов вируса Эбола, уровень смертности 90%);
• хантавирус (этот вирус фактически включает в себя несколько типов вирусов, который может привести к заболеваниям легких, почечной недостаточности и лихорадке);
• некоторые штаммы птичьего гриппа, вирус Ласса (острое инфекционное заболевание);
• вирус Хунина (аргентинская геморрагическая лихорадка);
• вирус лихорадки Крым-Конго (общая интоксикация, тяжелое течение, передается клещами и сходен по своим последствиям с Эболой и Маргбургом),
• вирус Мачупо (боливийская геморрагическая лихорадка, переносится мышами),
• вирус лихорадки Денге (передается комарами, с очень высоким уровнем смертности; лихорадка Денге распространена в популярных туристических местах, таких как Таиланд, Индия и Филиппины, поражая от 50 до 100 миллионов человек в год).

ТРИ МЕРЫ, КОТОРЫЕ ЛУЧШЕ ВСЕГО СДЕРЖИВАЮТ ИНФЕКЦИЮ

— Насчет противоэпидемических мер сейчас немало споров: что работает, а что без толку, только создает дополнительную нагрузку. По вашему многолетнему опыту — какие меры на самом деле лучше всего помогают сдерживать вирусные инфекции?

— Прежде всего это высокий уровень использования диагностических тестов. Нужно выявлять людей, зараженных вирусом, и вовремя их изолировать. У нас в стране большой объем тестирования, в том числе выявляются бессимптомные случаи течения коронавирусной инфекции. Это позволяет изолировать людей, которые, сами того не ведая, могут быть источником распространения болезни.

Также, безусловно, играет роль масочный режим. В России его не отменяли и пока отменять не планируют, он продолжит работать. Кстати, в Москве значительно больше людей носит маски, чем в других регионах.

Конечно же, очень важны и ограничения на проведение массовых мероприятий. Нужно осознать, что действительно именно от нас с вами будет зависеть дальнейшее развитие эпидпроцесса. С этой точки зрения теплая погода представляет опасность. Люди будут активно выбираться отдыхать на природу, контактировать друг с другом. Скоро Пасха, еще один повод для массовых собраний. Но если все будут соблюдать меры личной гигиены и защиты себя и близких, активно вакцинироваться, то мы сможем избежать резкого подъема заболеваемости.

Вирус Ласса (Lassa)

Вирус Ласса (Lassa) выделен от больных людей Бакли и Касальсом (S. М. Buckley, J. Casals, 1970) в г. Ласса в северо-восточной Нигерии. Болезнь выявлена также в Либерии и Сьерра-Леоне.

Заболевание людей характеризуется лихорадкой, слабостью, распространенными миозитами, язвенным фарингитом, миокардитом, пневмонией, плевритом и энцефалопатией, а также проявлениями геморрагического диатеза. Инкубационный период — около недели. Болеют лица любого возраста.

Заболевания варьируют от тяжелейших, смертельных случаев до бессимптомных форм. Болезнь может передаваться от человека к человеку. Инфекция распространяется прямым контактом (воздушно-капельным путем) или через инфицированные предметы. Описаны случаи внутрилабораторного заражения. Вирус у больных людей обнаруживается в смывах с носоглотки, моче, крови и плевральной жидкости. Вирусемия длится не менее двух недель, вирус в моче может быть обнаружен даже через месяц от начала заболевания.

Новорожденные мыши сравнительно малочувствительны к вирусу. При внутримозговом заражении большой дозой вируса только у отдельных мышей наблюдается смертельный исход, хотя вирус размножается в мозгу и длительно выделяется с мочой. У взрослых мышей картина болезни напоминает лимфоцитарный хориоменингит. вирус выделяется с мочой до 83-го дня после заражения. Мыши непригодны для выделения вируса от больных; для этого используют линию VERO перевиваемых клеток, в которых цитопатическое действие возбудителя проявляется на 4-й день после заражения. Комплементсвязывающие антитела обнаруживаются на 52-й день от начала заболевания в диагностическом титре 1 : 16. Диаметр вирусных частиц, установленный путем ультрафильтрации, 70—150 нм. В РСК обнаруживаются перекрестные связи с вирусом ЛХМ и с вирусами комплекса Такарибе. Чувствителен к дезоксихолату натрия, содержит липиды во внешней оболочке.

См. также Ласса лихорадка.

Важная роль, которую играют вирусы в эволюции жизни на планете

Жизнь постоянно эволюционирует, и вирусы являются важным фактором этого процесса. Ученые давно указывают на связь между патогенами и эволюцией. Доказано, что вирусы оказывают мощное воздействие на то, как адаптируются человеческие существа. Исследователи обнаружили, что адаптация происходит в три раза чаще в белках, которые взаимодействуют с вирусами, чем в других белках.

Благодаря этому исследованию ученые теперь могут определить, какие части клетки успешно побеждали вирусы в прошлом. Различия в форме и составе белков в ответ на эти угрозы могут помочь ученым найти новые способы борьбы с самыми мощными вирусными угрозами, с которыми в настоящее время сталкивается человек.

Когда организм сталкивается с вирусом, белки реагируют по всему организму, а не только те, которые связаны с иммунитетом. Исследователи обнаружили, что адаптация происходит как вне иммунной системы, так и внутри нее. Вирусы воздействуют на нас во всех отношениях, затрагивая все части наших клеток. Белки делают возможным множество важных клеточных функций, поэтому анализ тонкостей и различий может дать ученым жизненно важные подсказки о том, как противостоять будущим угрозам.

Когда происходят пандемии и эпидемии, популяции либо адаптируются, либо рискуют вымереть, и есть надежда, что наблюдаемые изменения в белках помогут ученым найти новые способы помочь организму в борьбе с инфекциями.

Есть гипотеза, что вирусы хранят жизненно важные секреты относительно того, как эволюционировали различные виды.

Разрушительные вирусы, подобные ВИЧ, например, поражали людей и животных на многих этапах их долгой истории. Наблюдение за тем, как клетки реагируют на вирусы этого типа, может помочь ученым лучше понять, как работают вирусы, и, возможно, привести к открытию того, как мы можем победить болезнетворные вирусы навсегда, что приведет к улучшению здоровья и увеличению продолжительности жизни человечества и других видов.

Типы вирусных микроорганизмов

Классификация вирусов базируется на:

• разновидности их нуклеиновой кислоты;
• внутреннем строении;
• характере симметрии;
• локализации репродукции в клетке;
• антигенных качествах;
• наличии капсида и др.

Из перечисленных характеристик наибольшее значение имеет тип НК. По количеству нитей выделяют вирусы РНК- и ДНК-содержащие. Они имеют различия в химическом составе. Микроорганизмы, содержащие двуцепочную кольцевую ДНК, содержат тимин и дезоксирибозу, а вирусы с одноцепочной РНК — урацил и рибозу.

РНК-содержащие могут иметь положительный геном, выполняющий наследственную и одновременно информационную функцию, и отрицательный геном, несущий только наследственную информацию.

Помощь при выполнении школьных тестов по биологии

«Когда вирусы не размножаются?»

У вирусов отсутствует процесс размножения, если они находятся за пределами живой клетки.

«Назовите признаки размножения вирусов в выращиваемых культурах»

О размножении вирусов в выращиваемой культуре клеток свидетельствуют морфологические изменения в клетках, возникающие в результате цитопатического действия микроорганизмов. Под микроскопом можно обнаружить разрушенные клетки, отслоившиеся от стенок пробирок, а также отдельные участки клеток, оставшиеся от монослоя.

«Какой способ размножения присущ вирусам?»

Способ размножения вирусов – бесполый. Он сопровождается растворением оболочки, распадом на нуклеиновые кислоты и протеины, с их последующей репликацией и соединением в новые вирионы. Размножение вирусов происходит только в том случае, если вирус попадает в живую клетку.

«Способен ли вирус к самостоятельному размножению?»

Нет.

«Каковы особенности размножения вирусов-бактериофагов?»

Размножение бактериофагов происходит по принципу литического цикла, включающего следующие фазы:

• адсорбция частиц бактериофагов на поверхности бактерий;
• проникновение активного компонента в клетку;
• перестройка метаболизма бактерии и провоцирование ее на репликацию ДНК бактериофага;
• гибель клетки из-за нарушения целостности оболочки и выход фагов во внешнюю среду.

«Охарактеризуйте механизм размножения вирусов»

Вирусам присущ дизъюнктивный механизм размножения, при котором после внедрения в живую клетку происходит их распад на белки и нуклеиновые кислоты, с последующей репликацией, формированием и выходом в межклеточное пространство новых вирионов.

Список литературы

Этот список ни в коей мере не является исчерпывающим или как-то специально отобранным. Я просто сделал поиск по ключевым словам HIV electron microscopy, прошелся по первым выпавшим ссылкам и отобрал те статьи, которые показались мне интересными. Существуют десятки, если не сотни, статей про ВИЧ, в которых используется тот или иной вариант электронной микроскопии. Тут представлена лишь небольшая выборка из этого разнообразия.

•  Overexpression of the N-terminal domain of TSG101 inhibits HIV-1 budding by blocking late domain function (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Detection of AIDS virus in macrophages in brain tissue from AIDS patients with encephalopathy (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Macrophages as a source of HIV during opportunistic infections (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Molecular and biological characterization of a replication competent human immunodeficiency type 2 (HIV-2) proviral clone (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Role of capsid precursor processing and myristoylation in morphogenesis and infectivity of human immunodeficiency virus type 1 (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Proteasome inhibition interferes with gag polyprotein processing, release, and maturation of HIV-1 and HIV-2 (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Structural organization of authentic, mature HIV-1 virions and cores (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Morphogenesis and morphology of HIV. Structure-function relations (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Tetherin inhibits retrovirus release and is antagonized by HIV-1 Vpu (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Fine structure of human immunodeficiency virus (HIV) and immunolocalization of structural proteins (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Electron microscopy of human immunodeficiency virus (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  Electron tomography analysis of envelope glycoprotein trimers on HIV and simian immunodeficiency virus virions (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))
•  The organization of the envelope projections on the surface of HIV (Оригинал (англ.) ·  Перевод (рус.))

Откуда взялся вирус

Многих интересует вопрос, откуда вообще взялись вирусы, то есть, как они появились и откуда пошли. На этот вопрос нет однозначного мнения, но есть три основные гипотезы.

Первая гипотеза называется регрессивной (также ее называют гипотезой редукции или дегенерации). Согласно ей сначала были небольшие клетки, которые паразитировали на более крупных живых организмах. Позже эти бактерии упростились, лишившись функций, которые не нужны для паразитирующего образа жизни. Доказательством этой гипотезы является существование риккетсий и хламидий. Они являются бактериями по сути, но ведут себя как вирусы, размножаясь только внутри живой клетки с ее белковыми структурами.

Вторая гипотеза называется гипотезой клеточного происхождения. Согласно ей вирусы вышли из генома более крупного организма. Не вдаваясь в подробности, в ДНК есть молекулы, которые могут перемещаться от клетки к клетке или внутри генома. Именно эта молекула и могла мутировать и выделится в то, что стало вирусом.

Присмотритесь, возможно тут есть вирус.

Третья гипотеза заключается в том, что вирусы появились на заре существования жизни, то есть примерно в одно время с зарождением клеточной жизни. При этом именно к этой теории склоняются многие исследователи. Хотя, споры не утихают и до сих пор однозначного ответа на вопрос, откуда взялся вирус, пока нет.