Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги — презентация
logo
Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги. Использование фагов в медицинской практике.
  • План лекции
  • Открытие вирусов
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • История вирусологии
  • Что такое вирус?
  • Вирусы обладают уникальными свойствами
  • Формы вируса
  • Классификация по размеру:
  • Методы обнаружения вирусов
  • Строение вирусов
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Типы симметрии
  • Симметрия капсида
  • Геном вируса
  • Классификация вирусов
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Прионы – инфекционные белковые частицы очень маленького размера и молекулярной массы, устойчивые к инактивации факторами, влияющими на нуклеиновые кислоты
  • Типы взаимодействия вируса с клеткой
  • Продуктивный тип взаимодействия (репродукция вирусов)
  • Репродукция вирусов
  • 1.Адсорбция.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • 2.Проникновение в клетку.
  • 3.«Раздевание».
  • 4.Биосинтез компонентов вируса.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • 5.Формирование (сборка) вирусов.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • 6.Выход вирусов из клетки.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Интегративный тип взаимодействия (вирогения)
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Причины возникновения абортивного типа взаимодействия вирусов с клеткой
  • Культивирование и индикация вирусов
  • Лабораторные животные
  • Куриные эмбрионы
  • Индикация вирусов в курином эмбрионе
  • Метод культур клеток
  • Культивирование вирусов
  • О размножении вирусов в культуре клеток свидетельствуют следующие признаки:
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Индикация вирусов
  • Бактериофаги – вирусы бактерий
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Морфология.
  • Бактериофаги – вирусы бактерий
  • Химический состав.
  • Резистентность.
  • Взаимодействие фага с бактериальной клеткой
  • Один литический цикл (от момента адсорбции фагов до их выхода из клетки) продолжается 30—40 мин. Процесс бактериофагии проходит несколько циклов, пока не будут
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
  • Применение бактериофагов
  • Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги.
1/62

Слайд 2: План лекции

Исторически е этапы развития вирусологии. Классификация вирусов. Морфология и химический состав вирусов. Взаимодействие вируса с чувствительной клеткой. Культивирование и индикация вирусов. Бактериофаги морфология и химический состав. В заимодействи е бактериофагов с бактери альной клетко й. Практическое значение бактериофагов.

Изображение слайда

Впервые существование вируса (как нового типа возбудителя болезней) доказал в  1892 году  русский учёный   ботаник Д. И. Ивановский. После многолетних исследований заболеваний табачных растений Д. И. Ивановский приходит к выводу, что мозаичная болезнь табака вызывается «бактериями, проходящими через фильтр Шамберлана, которые, не способны расти на искусственных субстратах». На основании этих данных были определены критерии, по которым возбудителя заболевания отнесли к этой новой группе: фильтруемость через «бактериальные» фильтры, неспособность расти на искусственных средах, воспроизведение картины заболевания фильтратом, освобождённым от бактерий и грибов. Возбудитель мозаичной болезни назывался Д. И. Ивановским « фильтрующимися бактериями».

Изображение слайда

Слайд 4

Пять лет спустя, при изучении заболеваний крупного рогатого скота, а именно — ящура, был выделен аналогичный фильтрующийся микроорганизм. А в 1898 году, при воспроизведении опытов Д. Ивановского голландский ботаник М. Бейеринк, назвал такие микроорганизмы «фильтрующимися вирусами». В сокращённом виде, название вирус и стало обозначать данную группу микроорганизмов. В 1901 г. было обнаружено первое вирусное заболевание человека — жёлтая лихорадка. Это открытие было сделано американским военным хирургом У. Ридом и его коллегами. В 1911 г.  Фрэнсис Раус  доказал вирусную природу рака — саркомы Рауса  (лишь в 1966 г, спустя 55 лет, ему была вручена за это открытие Нобелевская премия по физиологии и медицине).

Изображение слайда

1885 Э. Шамберман, Э. Ру и Л. Пастер разработали вакцину против бешенства. 1898 Ф. Лефлер, П. Фрош – вирус ящура. 1907 - вирус натуральной оспы. 1909 – вирус полиомиелита. 1911 П. Раус – вирус саркомы кур. 1917 д ’ Эрелль – бактериофаг. 1933 А. Вудраф, Э. Гудпасчер – культивирование вируса в куриных эмбрионах. 1937 Л. Зильбер – вирус клещевого энцефалита. 1953 А. Львов – встраивание ДНК фага в геном бактерии. Л. Зильбер – вирусно-генетическая теория рака. 1983 Л. Монтанье и Р. Галло – выделили ВИЧ.

Изображение слайда

Слайд 6: Что такое вирус?

Вирусы (Царство Vira ) – неклеточные формы жизни А. Львов Вирусы – это неживые организмы Лурия Вирусы – это живые сверхорганизмы

Изображение слайда

Слайд 7: Вирусы обладают уникальными свойствами

Неклеточное строение. Содержат только один тип нуклеиновых кислот (или ДНК или РНК). Не способны самостоятельно синтезировать белок. Внутриклеточные молекулярные паразиты. Вирусы не размножаются путем бинарного деления, а только репродуцируются в клетке хозяина. Особый способ размножения – дизъюнктивный Устойчивы к антибиотикам. Чувствительны к интерферону. Очень малые размеры (нм)

Изображение слайда

Слайд 8: Формы вируса

Вирион Внеклеточная форма Вирус Внутриклеточная форма Форма вирионов может быть раз­личной : палочковидной (вирус табачной мозаики), пу­левидной (вирус бешенства), сферической (вирусы полиомиели­та, ВИЧ), в виде сперматозоида (многие бактериофаги).

Изображение слайда

Слайд 9: Классификация по размеру:

Мелкие (17-25 нм) Полиомиелит Средние (80-120 нм) Грипп Крупные (300-400 нм) Оспа

Изображение слайда

Слайд 10: Методы обнаружения вирусов

Электронная микроскопия. Ультрацентрифугирование. Ультрафильтрация.

Изображение слайда

Слайд 11: Строение вирусов

Различают просто устроенные (например, вирус полиомие­лита) и сложно устроенные (например, вирусы гриппа, кори) вирусы. У просто устроенных вирусов нуклеиновая кислота свя­зана с белковой оболочкой, называемой капсидом (от лат. capsa — футляр). Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц — капсомеров. Нуклеиновая кислота и капсид, вза­имодействуя друг с другом, образуют нуклеокапсид.

Изображение слайда

Слайд 12

У сложно устроенных вирусов капсид окружен дополнительной липопротеидной оболочкой — суперкапсидом (производное мембранных структур клетки-хозяина), имеющей «шипы». Капсид и суперкапсид защищают вирионы от влияния окру­жающей среды, обусловливают избирательное взаимодействие (адсорбцию) с клетками, определяют антигенные и иммуногенные свойства вирионов. Внутренние структуры вирусов называ­ются сердцевиной.

Изображение слайда

Слайд 13

РНК-содержащие ДНК-содержащие

Изображение слайда

Слайд 14: Типы симметрии

Для вирионов ха­рактерен спиральный, кубический и сложный тип симметрии капсида. Спиральный тип симметрии обусловлен винтообразной структурой нуклеокапсида, кубический тип симметрии — обра­зованием изометрически полого тела из капсида, содержащего вирусную нуклеиновую кислоту.

Изображение слайда

Слайд 15: Симметрия капсида

Спиральная Кубическая (Икосаэдрическая) Смешанная

Изображение слайда

Слайд 16: Геном вируса

Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают ДНК-содержащие и РНК- содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. име­ют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди РНК-содержащих вирусов различают вирусы с положительным ( плюс- нить РНК ) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК). Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицатель­ным ( минус-нить РНК ) геномом. Минус-нить РНК этих виру­сов выполняет только наследственную функцию.

Изображение слайда

Слайд 17: Классификация вирусов

В вирусологии используют следующие таксономические кате­гории: семейство (название оканчивается на viridae ), подсемей­ство (название оканчивается на virinae ), род (название оканчи­вается на virus ). Однако названия родов и особенно подсемейств сформули­рованы не для всех вирусов. Вид вируса биноминального назва­ния, как у бактерий, не получил. В основу классификации вирусов положены следующие кате­гории: тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, ко­личество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома ; размер и морфология вирионов, количество капсомеров тип симметрии; наличие суперкапсида ; чувствительность к эфиру и дезоксихолату ; место размножения в клетке; антигенные свойства и пр.

Изображение слайда

Слайд 18

Вирусы поражают позвоночных и беспозвоночных животных, а также растения и бактерии. Являясь основными возбудителя­ми инфекционных заболеваний человека, вирусы также участвуют в процессах канцерогенеза, могут передаваться различными пу­тями, в том числе через плаценту (вирус краснухи, цитомега- ловирус и др.), поражая плод человека. Они могут приводить к постинфекционным осложнениям — развитию миокардитов, пан­креатитов, иммунодефицитов и др.

Изображение слайда

Слайд 19

Кроме обычных вирусов, известны и так называемые нека­нонические вирусы — прионы — белковые инфекционные ча­стицы, являющиеся агентами белковой природы, имеющие вид фибрилл размером 10—20 x 100—200 нм. Прионы, по-видимому, являются одновременно индукторами и продуктами автономно­го гена человека или животного и вызывают у них энцефалопа­тии в условиях медленной вирусной инфекции (болезни Крейтцфельдта—Якоба, Куру и др.).

Изображение слайда

Слайд 20: Прионы – инфекционные белковые частицы очень маленького размера и молекулярной массы, устойчивые к инактивации факторами, влияющими на нуклеиновые кислоты (температура, формальдегид). Клеточная форма нормального прионного протеина - PrP c Инфекционная форма - PrP Sc Другими необычными агентами, близкими к вирусам, явля­ются вироиды. Вироиды – небольшие молекулы кольцевой, суперспи- рализованной РНК, не содержащие белка, вызывающие забо­левания у растений весьма близкие внехромосомным генетическим элементам бактерий (плазмидам)

Изображение слайда

Слайд 21: Типы взаимодействия вируса с клеткой

Известны три типа взаимодействия вируса с клеткой: продуктивный тип, завершающийся образованием вирусного потомства; абортивный тип, не завершающийся образованием новых ви­русных частиц, поскольку инфекционный процесс прерыва­ется на одном из этапов; интегративный тип, или вирогения, характеризующийся встра­иванием вирусной ДНК в хромосому клетки-хозяина.

Изображение слайда

Слайд 22: Продуктивный тип взаимодействия (репродукция вирусов)

Репродукция вирусов (от англ. reproduce — воспроизводить) осуществляется в несколько стадий, последовательно сменяющих друг друга: Адсорбция вируса на поверхности клетки Проникновение внутрь «Раздевание» вирионов Синтез компонентов вириона Сборка вириона Выход вириона из клетки

Изображение слайда

Слайд 23: Репродукция вирусов

Изображение слайда

Слайд 24: 1.Адсорбция

Взаимодействие вируса с клеткой начинается с процесса адсорбции, т. е. прикрепления вирусов к поверхности клетки. Это высокоспецифический процесс. Вирус адсорбирует­ся на определенных участках клеточной мембраны — так назы­ваемых рецепторах. Клеточные рецепторы могут иметь разную хи­мическую природу, представляя собой белки, углеводные ком­поненты белков и липидов, липиды. Число специфических ре­цепторов на поверхности одной клетки колеблется от 10 4 до 10 5. Следовательно, на клетке могут адсорбироваться десятки и даже сотни вирусных частиц.

Изображение слайда

Слайд 25

Поверхностные структуры вируса, «узнающие» специфические клеточные рецепторы и взаимодействующие с ними, называют­ся прикрепительными белками. Обычно эту функцию выполня­ет один из поверхностных белков капсида или суперкапсида. Со­ответствие (комплементарность) клеточных рецепторов вируснымприкрепительным белкам имеет значение для возникновения ин­фекционного процесса в клетке. Способность вирусов избиратель­но поражать определенные клетки органов и тканей организма называют тропизмом вирусов (от греч. tropos — направление).

Изображение слайда

Слайд 26: 2.Проникновение в клетку

Существует два способа проникнове­ния вирусов животных в клетку: виропексис и слияние вирусной оболочки с клеточной мембраной. При виропексисе после адсорб­ции вирусов происходят инвагинация (впячивание) участка кле­точной мембраны и образование внутриклеточной вакуоли, ко­торая содержит вирусную частицу. Вакуоль с вирусом может транс­портироваться в любом направлении в разные участки цитоплаз­мы или ядро клетки. Процесс слияния осуществляется одним из поверхностных вирусных белков капсидной или суперкапсидной оболочки.

Изображение слайда

Слайд 27: 3.«Раздевание»

Процесс «раздевания» заключается в удалении защитных вирусных оболочек и освобождении внутреннего ком­понента вируса, способного вызвать инфекционный процесс. «Раздевание» вирусов происходит постепенно, в несколько эта­пов, в определенных участках цитоплазмы или ядра клетки, для чего клетка использует набор специальных ферментов. В случае проникновения вируса путем слияния вирусной оболочки с кле­точной мембраной процесс проникновения вируса в клетку со­четается с первым этапом его «раздевания». Конечными продук­тами «раздевания» являются сердцевина, нуклеокапсид или нук­леиновая кислота вируса.

Изображение слайда

Слайд 28: 4.Биосинтез компонентов вируса

Проникшая в клетку вирусная нуклеиновая кислота несет генетическую информацию, которая успешно конкурирует с генетической информацией клетки. Она дезорганизует работу клеточных систем, подавляет собственный метаболизм клетки и заставляет ее синтезировать новые вирус­ные белки и нуклеиновые кислоты, идущие на построение ви­русного потомства.

Изображение слайда

Слайд 29

Реализация генетической информации вируса осуществляет­ся в соответствии с хорошо известными из биологии процес­сами транскрипции (от лат. transcriptio — переписывание, т.е. синтез информационных РНК — иРНК, комплементарных матричным ДНК или РНК), трансляции (от лат. translatio — передача, т. е. синтез белков на рибосомах клетки с участием иРНК) и репликации (от лат. replicatio — повторение, т. е. синтез молекул нуклеиновой кислоты, гомологичных геному). Поскольку генетический аппарат вирусов достаточно разнооб­разен, то передача наследственной информации в отношении синтеза иРНК различна.

Изображение слайда

Слайд 30

Основные схемы реализации вирусной генетической информации могут быть представлены следующим образом: для ДНК-содержащих вирусов: ДНК вируса -> и РНК -* бе­лок вируса; для РНК-содержащих минус-нитевых вирусов: РНК вируса -> иРНК -> белок вируса; для РНК-содержащих плюс-нитевых вирусов: РНК вируса -> белок вируса; для РНК-содержащих ретровирусов: РНК вируса -* компле­ментарная ДНК -* и PHК -> белок вируса. Для синтеза иРНК одни вирусы используют клеточные фер­менты, другие — собственный набор ферментов (полимераз).

Изображение слайда

Слайд 31

Вирусная нуклеиновая кислота кодирует синтез двух классов белков: неструктурных белков-ферментов, которые обслуживают процесс репродукции вирусов на разных его этапах, и струк­турных белков, которые войдут в состав вирусных частиц по­томства. Синтез компонентов вируса (белков и нуклеиновых кислот) разобщен во времени и пространстве, т. е. протекает в разных структурах ядра и цитоплазмы клетки. Вот почему этот уникаль­ный способ размножения вирусов называется дисъюнктивным (от лат. disjunctus — разобщенный).

Изображение слайда

Слайд 32: 5.Формирование (сборка) вирусов

Синтезированные вирусные нуклеиновые кислоты и белки обладают способностью специфи­чески «узнавать» друг друга и при достаточной их концентра­ции самопроизвольно соединяются в результате гидрофобных, со­левых и водородных связей.

Изображение слайда

Слайд 33

Существуют следующие общие принципы сборки вирусов, имеющих разную структуру: Сборка просто устроенных вирусов заключается во взаимодей­ствии молекул вирусных нуклеиновых кислот с капсидными белками и образовании нуклеокапсидов (например, вирусы полиомиелита). У сложно устроенных вирусов сначала форми­руются нуклеокапсиды, с которыми взаимодействуют белки суперкапсидных оболочек (например, вирусы гриппа); формирование вирусов происходит не во внутриклеточной жидкости, а на ядерных или цитоплазматических мембранах клетки; Сложно организованные вирусы в процессе формирования включают в свой состав компоненты клетки-хозяина (липи­ды, углеводы).

Изображение слайда

Слайд 34: 6.Выход вирусов из клетки

Различают два основных типа выхо­да вирусного потомства из клетки. Первый тип — взрывной — характеризуется одновременным выходом большого количества вирусов. При этом клетка быстро погибает. Такой способ выхода характерен для вирусов, не имеющих суперкапсидной оболочки. Второй тип — почкование. Он присущ вирусам, имеющим суперкапсидную оболочку. На заключительном этапе сборки нуклеокапсиды сложно устроенных вирусов фиксируются на клеточ­ной плазматической мембране, модифицированной вирусными белками, и постепенно выпячивают ее. В результате выпячива­ния образуется «почка», содержащая нуклеокапсид. Затем «поч­ка» отделяется от клетки.

Изображение слайда

Слайд 35

Таким образом, внешняя оболочка этих вирусов формируется в процессе их выхода из клетки. При та­ком механизме клетка может продолжительное время продуци­ровать вирус, сохраняя в той или иной мере свои основные функции. Время, необходимое для осуществления полного цикла реп­родукции вирусов, варьирует от 5—6 ч (вирусы гриппа, нату­ральной оспы и др.) до нескольких суток (вирусы кори, адено­вирусы и др.). Образовавшиеся вирусы способны инфицировать новые клетки и проходить в них указанный выше цикл репро­дукции.

Изображение слайда

Слайд 36: Интегративный тип взаимодействия (вирогения)

Интегративный тип взаимодействия (вирогения) характеризует­ся встраиванием (интеграцией) нуклеиновой кислоты вируса в хромосому клетки. При этом вирусный геном реплицируется и функционирует как составная часть клеточного генома. Интеграция вирусного генетического материала с ДНК клет­ки характерна для определенных групп вирусов: бактериофагов, опухолеродных (онкогенных) вирусов, некоторых инфекционных вирусов (вирус гепатита В, аденовирус, ВИЧ). Для интеграции с хромосомой клетки необходима кольцевая форма двунитчатой вирусной ДНК.

Изображение слайда

Слайд 37

У ДНК -содержащих вирусов (вирус гепатита В) их ДНК обладает свойством встраиваться в геном клетки при участии ряда ферментов. У некоторых РНК-содержащих вирусов (ВИЧ, онкогенные вирусы) процесс интеграции более сложный и является обязательным в цикле их репродукции. У этих виру­сов сначала на матрице РНК с помощью вирусспецифического фермента обратной транскриптазы (ревертазы) синтезируется ДНК-копия (кДНК), которая затем встраивается в ДНК клетки.

Изображение слайда

Слайд 38

ДНК вируса, находящаяся в составе хромосомы клетки, назы­вается ДНК-провирусом. При делении клетки, сохраняющей свои нормальные функции, ДНК-провирус переходит в геном дочер­них клеток, т.е. состояние вирогении наследуется. ДНК-провирус несет дополнительную генетическую инфор­мацию, в результате чего клетки приобретают ряд новых свойств. Так, интеграция может явиться причиной возникновения ряда аутоиммунных и хронических заболеваний, разнообразных опу­холей. Под воздействием ряда физических и химических факто­ров ДНК-провирус может исключаться из клеточной хромосо­мы и переходить в автономное состояние, что ведет к репро­дукции вируса.

Изображение слайда

Слайд 39: Причины возникновения абортивного типа взаимодействия вирусов с клеткой

Заражение чувствительных клеток дефектными вирусами или дефектными вирионами; Заражение стандартным вирусом генетически резистентных к нему клеток; Заражение стандартным вирусом чувствительных клеток в непермиссивных условиях.

Изображение слайда

Слайд 40: Культивирование и индикация вирусов

Культивирование вирусов человека и животных проводят с це­лью лабораторной диагностики вирусных инфекций, для изуче­ния вопросов патогенеза и иммунитета, получения диагности­ческих и вакцинных препаратов, применяют в научно-исследовательской работе. Поскольку вирусы являются абсолютными па­разитами, их культивируют или на уровне организма, или на уровне живых клеток, выращиваемых вне организма в искусст­венных условиях. В качестве биологических моделей для культи­вирования используют: лабораторных животных, развивающиеся куриные эмбрионы культуры клеток.

Изображение слайда

Слайд 41: Лабораторные животные

Лабораторные животные (белые мыши, хлопковые крысы, кролики, хомяки, обезьяны и др.) в начальный период разви­тия вирусологии были единственной экспериментальной биоло­гической моделью, которую использовали для размножения и изучения свойств вирусов. На основании развития типичных при­знаков заболевания и патоморфологических изменений органов животных можно судить о репродукции вирусов, т. е. проводить индикацию вирусов. В настоящее время применение этой моде­ли для диагностики ограничено из-за невосприимчивости жи­вотных ко многим вирусам человека.

Изображение слайда

Слайд 42: Куриные эмбрионы

Куриные эмбрионы предложены в качестве эксперименталь­ной модели для культивирования вирусов в середине 30-х годов Ф. Бернетом. К достоинствам модели относятся возможность на­копления вирусов в больших количествах, стерильность объек­та, отсутствие скрытых вирусных инфекций, простота техники работы. Для культивирования вирусов исследуемый материал вводят в различные полости и ткани куриного зародыша.

Изображение слайда

Слайд 43: Индикация вирусов в курином эмбрионе

Индикацию вирусов осуществляют по характеру специфичес­ких поражений оболочек и тела эмбриона, а также феномену гемагглютинации — склеиванию эритроцитов. Явление гемагглю­тинации впервые было обнаружено в 1941 г. при культивирова­нии в куриных эмбрионах вирусов гриппа. Позднее было уста­новлено, что гемагглютинирующими свойствами обладают мно­гие вирусы. На основе этого феномена была разработана техни­ка реакции гемагглютинации (РГА) вне организма ( in vitro ), которая широко применяется для лабораторной диагностики ви­русных инфекций. Неограниченные возможности появились у вирусологов после открытия метода выращивания культур клеток.

Изображение слайда

Слайд 44: Метод культур клеток

Метод культур клеток — выращивание различных клеток и тканей вне организма на искусственных питательных средах — разработан в 50-х годах Дж. Эндерсом и сотр. Подавляющее боль­шинство вирусов способно размножаться на культурах клеток. Для приготовления культур клеток используют самые разнообразные ткани человека, животных и птиц. Большое распространение по­лучили культуры клеток из эмбриональных и опухолевых (зло­качественно перерожденных) тканей, обладающих по сравнению с нормальной тканью взрослого организма более активной спо­собностью к росту и размножению.

Изображение слайда

Слайд 45: Культивирование вирусов

Виды культур клеток в зависимости от числа жизнеспособных генераций: Неперевиваемые клетки первично-трипсинизированные (способны размножаться однократно) Полуперевиваемые клетки ( способны размножаться в течение 40—50 пассажей) Перевиваемые способны перевиваться в лабораторных усло­виях в течение неопределенно длительного срока (раковые клетки или нормальные клетки зародыша).

Изображение слайда

Слайд 46: О размножении вирусов в культуре клеток свидетельствуют следующие признаки:

Цитопатическое действие; Образование в клетках включений; Образование бляшек; Феномен гемадсорбции; «цветная» реакция. Цитопатическое действие (ЦПД) — видимые под микроско­пом морфологические изменения клеток вплоть до их гибели, возникающие в результате повреждающего действия вирусов. Характер ЦПД, вызванного разными вирусами, неодинаков.

Изображение слайда

Слайд 47

Включения представляют собой скопления вирусных час­тиц, вирусных белков или клеточного материала, которые мож­но обнаружить в ядре или цитоплазме клеток при специальных методах окраски. Бляшки, или «негативные колонии» вирусов, — участки разрушенных вирусами клеток; их можно обнаружить при культивировании вирусов на однослойных клеточных культурах, покрытых тонким слоем агара. Бляшки, образуемые разными вирусами, отличаются по вели­чине, форме, времени появления, поэтому феномен бляшко- образования используют для дифференциации вирусов.

Изображение слайда

Слайд 48

Реакция гемадсорбции — способность клеточных культур, зараженных вирусом, адсорбировать на своей поверхности эритроциты. Механизмы реакций гемадсорбции и гемагглютинации сходны. Многие вирусы обладают гемадсорбирующими свойствами. «Цветная» реакция основана на разнице в цвете индикатора пи­тательной среды, используемой для культур клеток. При росте клеток, не пораженных вирусом, накапливаются продукты ме­таболизма, что приводит к изменению цвета индикатора пита­тельной среды. При репродукции вирусов в культуре наруша­ется нормальный метаболизм клеток и среда сохраняет перво­начальный цвет.

Изображение слайда

Слайд 49: Индикация вирусов

Изображение слайда

Слайд 50: Бактериофаги – вирусы бактерий

Бактериофаги (от «бактерия» и греч. phagos — пожиратель) — вирусы бактерий, обладающие способностью специфически про­никать в бактериальные клетки, репродуцироваться в них и вы­зывать их растворение (лизис). История открытия бактериофагов связана с именем канадско­го исследователя Ф. д’Эрелля (1917), который обнаружил эффект лизиса бактерий, выделенных из испражнений больного дизенте­рией. Такие явления наблюдали и другие микробиологи [Гама­лея Н. Ф., 1898; Туорт Ф., 1915], но лишь Ф. д’Эрелль, предпо­ложив, что имеет дело с вирусом, выделил этот «литический фактор» с помощью бактериальных фильтров и назвал его бак­териофагом.

Изображение слайда

Слайд 51

В дальнейшем выяснилось, что бактериофаги широко распро­странены в природе. Их обнаружили в воде, почве, пищевых про­дуктах, различных выделениях из организма людей и животных, т.е. там, где встречаются бактерии. В настоящее время эти виру­сы выявлены у большинства бактерий, как болезнетворных, так и неболезнетворных, а также ряда других микроорганизмов (на­пример, грибов). Поэтому в широком смысле их стали называть просто фагами.

Изображение слайда

Слайд 52: Морфология

Фаги различаются по форме, структурной организации, типу нуклеиновой кислоты и характеру взаимодействия х микробной клеткой. Большинство фагов под электронным микроско­пом имеют форму головастика или сперматозоида, некоторые — кубическую и нитевидную формы. Размеры фагов колеблются от 20 до 800 нм у нитевидных фагов. Наиболее полно изучены крупные бактериофаги, имеющие форму сперматозоида. Они состоят из вытянутой икосаэдричес - кой головки размером 65—100 нм и хвостового отростка дли­ной более 100 нм. Внутри хвостового отростка имеется полый цилиндрический стержень, сообщающийся отверстием с головкой, снаружи — чехол, способный к сокращению наподо­бие мышцы. Хвостовой отросток заканчивается шестиугольной базальной пластинкой с короткими шипами, от которых отхо­дят нитевидные структуры — фибриллы.

Изображение слайда

Слайд 53: Бактериофаги – вирусы бактерий

20-200 нм

Изображение слайда

Слайд 54: Химический состав

Фаги состоят из двух основных химичес­ких компонентов — нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белка. У фагов, имеющих форму сперматозоида, двунитчатая ДНК плотно упакована в виде спирали внутри головки. Белки входят в состав оболочки (капсида), окружающей нукле­иновую кислоту, и во все структурные элементы хвостового отро­стка. Структурные белки фага различаются по составу полипепти­дов и представлены в виде множества идентичных субъединиц, уло­женных по спиральному или кубическому типу симметрии. Кроме структурных белков, у некоторых фагов обнаружены внутренние (геномные) белки, связанные с нуклеиновой кис­лотой, и белки-ферменты (лизоцим, АТФ-аза), участвующие во взаимодействии фага с клеткой.

Изображение слайда

Слайд 55: Резистентность

Фаги более устойчивы к действию химичес­ких и физических факторов, чем бактерии. Ряд дезинфицирую­щих веществ (фенол, этиловый спирт, эфир и хлороформ) не оказывают существенного влияния на фаги. Высокочувствитель­ны фаги к формалину и кислотам. Инактивация большинства фагов наступает при температуре 65—70 °С. Длительное время они сохраняются при высушивании в запаянных ампулах, заморажи­вании при температуре 185 °С в глицерине.

Изображение слайда

Слайд 56: Взаимодействие фага с бактериальной клеткой

По механизму взаимодействия различают вирулентные и умеренные фаги Ви­рулентные фаги, проникнув в бактериальную клетку, авто­номно репродуцируются в ней и вызывают лизис бактерий. Про­цесс взаимодействия вирулентного фага с бактерией протекает в виде нескольких стадий и схож с процессом взаимодей­ствия вирусов человека с клеткой хозяина. После биосинтеза фаговых компонентов и их самосборки в бактериальной клетке накапливается до 200 новых фаговых ча­стиц. Под действием фагового лизоцима и внутриклеточного ос­мотического давления происходит разрушение клеточной стен­ки, выход фагового потомства в окружающую среду и лизис бактерии.

Изображение слайда

Слайд 57: Один литический цикл (от момента адсорбции фагов до их выхода из клетки) продолжается 30—40 мин. Процесс бактериофагии проходит несколько циклов, пока не будут лизированы все чувствительные к данному фагу бактерии

Адсорбция бактериофага Внедрение Синтез ДНК и белка Формирование

Изображение слайда

Слайд 58

Умеренные фаги не лизируют клетки, а вступают в симбиоз, в результате чего ДНК фага встраивается в хромосому бактерии. В таком случае гено­мом фага называют профаг. Профаг, ставший частью хромосо­мы клетки, при ее размножении реплицируется синхронно с геном бактерии, не вызывая ее лизиса, и передается по наслед­ству от клетки к клетке неограниченному числу потомков. Био­логическое явление симбиоза микробной клетки с умеренным фагом ( профагом ) называется лизогенией, а культура бакте­рий, содержащая профаг, получила название лизогенной.

Изображение слайда

Слайд 59

Это название (от греч. lysis — разложение, genea — происхождение) отражает способность профага самопроизвольно или под действи­ем ряда физических и химических факторов исключаться из хро­мосомы клетки и переходить в цитоплазму, т. е. вести себя как вирулентный фаг, лизирующий бактерии. Лизогенные культуры по своим основным свойствам не от­личаются от исходных, но они невосприимчивы к повторному заражению гомологичным или близкородственным фагом и, кроме того, приобретают дополнительные свойства, которые находятся под контролем генов профага.

Изображение слайда

Слайд 60

Изменение свойств мик­роорганизмов под влиянием профага получило название фаго­вой конверсии. Последняя имеет место у многих видов мик­роорганизмов и касается различных их свойств: культуральных, биохимических, токсигенных, антигенных, чувствительности к антибиотикам и др. Кроме того, переходя из интегрированного состояния в вирулентную форму, умеренный фаг может захва­тить часть хромосомы клетки и при лизисе последней перено­сит эту часть хромосомы в другую клетку. Если микробная клет­ка станет лизогенной, она приобретает новые свойства. Таким образом, умеренные фаги являются мощным фак­тором изменчивости микроорганизмов.

Изображение слайда

Слайд 61: Применение бактериофагов

Применение фагов основано на их строгой специфичности действия Диагностика ( фаготипирование ). С помощью известных (диагностических) фагов проводят идентификацию выделенных культур микроорганизмов. Фаготипирование имеет большое эпидемиологическое значение, так как позволя­ет установить источник и пути распространения инфекции; С помощью тест-культуры можно определить неизвестный фаг в исследуемом материале, что указывает на присутствие в нем соответствующих возбудителей.

Изображение слайда

Последний слайд презентации: Общая вирусология. Систематика, морфология и физиология вирусов. Бактериофаги

Лечение и профилактика. Производят брюшнотифозный, дизентерийный, синегной­ный, стафилококковый фаги и комбинированные препараты. Спо­собы введения в организм: местно, энтерально или парентерально. Биотехнология. Умеренные фаги используют в генетической инженерии и биотехнологии в качестве векторов для получения рекомбинан­тных ДНК.

Изображение слайда

Похожие презентации