Нуклеиновые кислоты и инфекции

Вскоре установили, что инфекционные процессы, вызванные нуклеиновыми кислотами и цельными вирусами, существенно отличаются, хотя эти различия носили весьма своеобразный характер. При заражении нуклеиновыми кислотами скрытый период болезни сокращался на треть, хотя объяснить - почему, никто пока не может. Предположение, что ускоренная репродукция связана с отсутствием необходимости "раздеваться", не может считаться удовлетворительным, поскольку не надо "раздеваться" только микропопуляции вируса, вызывавшей инфицирование. Но эти несколько тысяч или сот тысяч вирионов погоды не делают, их слишком мало, заболевание вызывают их последующие генерации, которые представлены уже полноценным, вполне "одетым" вирусом.

Различаются и некоторые другие реакции на цельный вирус и на голую нуклеиновую кислоту. Так, например, антитела действуют только на вирус, а вот фермент рибонуклеаза, напротив, только на вирусную РНК. Но важно подчеркнуть еще раз: различия носили непринципиальный характер.

Итак, к началу шестидесятых годов стало ясно, что молекулы РНК вируса табачной мозаики, полиомиелита, энцефалита и некоторых других обладают самостоятельной инфекционной активностью. Оказалось, что границы живого могут быть отодвинуты даже не к вирусам, а к вирусным нуклеиновым кислотам.

Но если так, неизбежно встали новые вопросы: только ли вирусная нуклеиновая кислота - единственный носитель инфекционных свойств вируса, способный осуществлять заражение без участия белка, или белок все же в естественных условиях как-то участвует в этом? Одно дело - в пробирке, in votro, другое - в жизни.

Бурные, ожесточенные дискуссии вирусологов напоминали порой ристалища философов. В октябре 1962 года на конференции в Институте вирусологии имени Д. И. Ивановского всерьез обсуждали, что может и чего не может сделать голая вирусная нуклеиновая кислота, всегда или иногда играет свою удивительную роль и какова эта роль .

Две точки зрения столкнулись на конференции - Л. А. Зильбера и А. А. Смородинцева.

По мнению Зильбера, именно нуклеиновая кислота вирусов способствует возникновению стойких изменений наследственности клеток и разнообразных болезненных, патологических процессов. Он говорил: "Оказалось возможным, например, превратить нетоксикогенный (неядовитый) штамм дифтерийного микроба в токсигенный (ядовитый), инфицировав его фагом, выделенным из токсикогенного штамма. Нуклеиновая кислота фага, являющаяся его генетическим элементом, интегрируется (объединяется) с геномом бактерийной клетки, изменяя ее свойства и делая ее резистентной (стойкой. - Д. Г., Вл. С.) к повторному воздействию фага".

Но может ли внесение дополнительной генетической информации вызвать изменения в животных клетках? Некоторые факты заставляют думать, что круг интеграционных заболеваний более широк. Представление об опухолях как интеграционных заболеваниях создает новые аспекты изучения их патогенеза, профилактики и лечения. "Несмотря на гипотетичность некоторых суждений, - сказал Зильбер в заключение, - приведенные данные основаны на точных фактах . И это явится стимулом к широкому развертыванию исследований в новых направлениях".

А. А. Смородинцев возражал против стремления возводить вирусные нуклеиновые кислоты в ранг абсолютно самостоятельных инфекционных агентов, способных выходить из зараженных клеток и циркулировать в организме в качестве полноценных возбудителей. По его мнению, "участие нуклеиновых кислот в явлениях репродукции вирусов не дает оснований к переоценке их роли в естественном развитии острых инфекционных процессов, обусловленных участием зрелых вирусных частиц, способных полноценно проникнуть в чувствительные клетки и дифференцировать чувствительные и резистентные ткани".

Забегая вперед, скажем, что правы были оба, каждый по-своему. Через несколько лет они дали более точные формулировки, учитывающие мнения оппонентов. Зильбер подчеркнул, что острая вирусная инфекция не относится к "интеграционным болезням", а Смородинцев согласился с тем, что "роль вирусных нуклеиновых кислот может быть учтена как существенный или даже главный фактор развития вирусных опухолей ."

Это сближение крайних точек зрения объяснялось накоплением огромного количества новых фактов об особенностях разных вирусов. Оказалось, что в одних случаях нуклеиновая кислота вируса действительно индуцирует острый процесс, разрушение клеток. Это нуклеиновая кислота инфекционных (вирулентных) вирусов, в других - она интегрируется с клеточным геномом. Таковы нуклеиновые кислоты "умеренных" фагов, это было известно. Но может ли такой процесс иметь место при взаимодействии вирусов и клеток высших животных и человека?

Вирус живет, пока работает его нуклеиновая кислота

- Итак, инфекционные свойства вируса связаны с его нуклеиновой кислотой.

- Да, и это было доказано в нескольких крупнейших лабораториях мира.

- А какова же роль белка?

- Он защищает нуклеиновую кислоту от внешних воздействий и помогает вирусу внедриться в клетку.

Четверть века назад, в 1952 году, известнейшими американскими биохимиками Э. Херши и М. Чейз при изучении бактериофагов впервые было показано, что нуклеиновые кислоты играют главную роль в репродукции вирусов. В отличие от всех остальных вирусов бактериофаги не проникают в клетку своего хозяина - микроба, а лишь прикрепляются к его оболочке. Наблюдая с помощью электронного микроскопа за различными стадиями взаимодействия между бактериофагами и бактериями, ученым удалось увидеть, как фаг вводит внутрь микроба свою нуклеиновую кислоту. Весь белковый чехол, которым бактериофаг прикрепился к оболочке микроба, остается снаружи. Фотографии, полученные учеными, обошли весь мир, опровергая прежние утверждения о ведущей роли белка в передаче наследственной информации.

Но ведь все, что касается бактериофага, не обязательно должно повторяться при репродукции других, устроенных по-иному вирусов, утверждали скептики, у которых в голове не укладывалось, что из одной молекулы вирусной РНК в клетке может одновременно возникнуть тысяча и более новых вирусов. И вот в 1956 году X. Френкель-Конрад в США и одновременно с ним А. Гирер и Г. Шрамм в ФРГ сделали важное открытие, за которое они позднее получили Нобелевскую премию. Разрушив белковый компонент вирусной частицы табачной мозаики крепкой карболовой кислотой (фенолом), они выделили РНК и очистили её. Полученная РНК не содержала даже следов белка. Тем не менее введение ее в листья здоровых растений вызвало развитие типичной мозаичной болезни.

Сам по себе факт выделения заразного компонента вируса (его нуклеиновой кислоты) с помощью карболки, широко используемой в практической дезинфекции для разрушения самых устойчивых микроорганизмов, казался чем-то невероятным. Более того, нуклеиновую кислоту, полученную после сжигания фенолом белковых молекул вириона, осаждали и длительно хранили в чистом спирте, который также является сильнейшим дезинфицирующим средством. Несмотря на эти вреднейшие воздействия, совершенно несовместимые с существовавшими в медицине понятиями о жизни, вирусная нуклеиновая кислота отлично сохраняла свою заразительность для клеток восприимчивых растений табака.

Разрушения самых устойчивых микроорганизмов

В последние годы из многих мелких вирусов животных и человека (полиомиелит, клещевой энцефалит, вирусы, вызывающие злокачественные перерождения тканей) также удалось выделить рибонуклеиновые кислоты, обладавшие заразными свойствами. Такие вирусные РНК стали называть инфекционными, поскольку они вызывали развитие болезни в организме восприимчивых животных или же в чувствительных культурах ткани без участия вирусных частиц или их белка. Причем после каждого такого искусственного заражения с помощью инфекционной РНК в клетках исследуемого объекта появлялись вполне полноценные вирусные частицы.

Первоначально открытие инфекционных нуклеиновых кислот было встречено с недоверием. Многие, даже очень солидные, ученые-биологи думали, что инфекционный процесс вызывают не сами нуклеиновые кислоты, а сохранившиеся в растворе частицы живого вируса или примеси белка. Однако такие сомнения были быстро опровергнуты. X. Френкель-Конрад использовал самые чувствительные методы химического анализа, способные обнаружить даже отдельные белковые молекулы. Все пробы на белок были отрицательными: препараты содержали только нуклеиновую кислоту.

Теперь следовало доказать, что именно она несет в себе заразительность для здоровых растений. Для этого А. Гирер и Г. Шрамм провели специальные контрольные исследования, которые показали, что добавление фермента рибонуклеазы к препарату вирусной РНК полностью разрушало его инфекционные свойства. Это подтвердило, что вся заразительность заключена в обследуемой РНК, так как рибонуклеаза совершенно безвредна для вирусной частицы.

Исследователи установили также, что активность вирусных нуклеиновых кислот не изменялась и после добавления иммунной сыворотки. Если бы после обработки фенолом в препарате вирусной РНК сохранились даже отдельные неубитые вирусные частицы, иммунная сыворотка подавила бы их биологическую активность.

Чтобы окончательно убедиться в своей правоте, исследователи провели дополнительные испытания. Они установили, что препараты очищенной вирусной РНК крайне нестойки и быстро разрушаются даже при непродолжительном хранении в термостате или в леднике.

Напротив, частицы исходного вируса табачной мозаики сохраняли высокую устойчивость даже после продолжительного хранения в тех же условиях. Поэтому, считали ученые, вирусные частицы было бы легко обнаружить через несколько дней после хранения на леднике, когда нежные нуклеиновые кислоты полностью разрушатся. Однако все попытки оказались безуспешными: с гибелью РНК исчезала инфекционная активность очищенного препарата. Так было окончательно доказано, что именно выделенная из вируса РНК, а не остаточный вирус, вызывала заражение листьев растений.

Очищенные вирусные нуклеиновые кислоты способны заражать даже ткани, которые в естественных условиях полностью невосприимчивы, то есть устойчивы, нечувствительны к цельному вирусу. Например, вирус полиомиелита прекрасно размножается в тканевых культурах, приготовленных из клеток человека. Ведь как раз у человека этот вирус вызывает поражение спинного мозга, параличи и смерть. В то же время этот вирус не способен заразить тканевые культуры, приготовленные из клеток курицы, так же как он не может заразить и курицу.

Выделенную из вируса полиомиелита инфекционную РНК легко удалось ввести в куриные клетки, после чего в них произошло формирование сотен полноценных зрелых частиц вируса. Но в невосприимчивой ткани вирусная инфекция на этом и прекращалась. Новые вирионы, которые могли бы оказаться высокозаразными для чувствительных тканей, были часто не способны даже выйти из нечувствительных к ним клеток.

Однако с помощью электронного микроскопа ученым удалось увидеть вирусные частицы внутри клеток и выделить вирус из клеток, разрушив их ультразвуком. Такой вирус прекрасно размножался, если его переносили в другую, восприимчивую ткань.

Если учесть полную искусственность опытов с очищенной вирусной нуклеиновой кислотой, с помощью которой ученые старались заразить растения, животных или тканевые культуры, становится понятным, почему активность инфекционной вирусной РНК несравненно ниже активности исходных частиц. Для заражения культуры ткани нужно взять РНК, выделенную из 106-108 вирусных частиц или всего 4-10 вирионов. Разница огромная, и величины несопоставимые.

В естественных условиях "голая" РНК никогда не проникает в клетки извне, через клеточную оболочку. Нуклеиновые кислоты всегда попадают сюда только в составе цельной вирусной частицы, которая освобождает вирусную РНК (или ДНК) лишь внутри зараженной клетки. Хотя вирусные нуклеиновые кислоты и играют ведущую роль в размножении вирусов, однако они не обладают способностью самостоятельно переходить от клетки к клетке.

Некоторые вирусологи ошибочно рассматривают процесс размножения вируса как самостоятельную работу клетки, которая "продуцирует вирусные частицы". В действительности от начала и до конца этот процесс - результат жизнедеятельности вируса. Он осуществляет основную функцию паразита - репродукцию, то есть воспроизводство, новых потомков. Абсолютно чуждые клетке молекулы вирусных нуклеиновых кислот и белка воссоздаются в виде сотен новых копий в ее ядре и в цитоплазме под командой вируса, но за счет строительных материалов и синтетических систем клетки.

86. 1. Определение, химический состав вирусов, функции компонентов.
Функция нуклеиновой кислоты вируса: …
Функция белков вирусных частиц: …
Размножение вирусов, синтез их нуклеиновых кислот.
Где размножается вирус?
О видах вирусов
86. 2. (Молекулярные механизмы действия вирусов.)
Реакция иммунной системы на обнаружение вируса.
Как вирусная частица попадает в клетки.
Что происходит с вирусной частицей после её попадания в клетку.
86. 3. Онкогенные вирусы. См. п.87.
86. 4. ВИЧ. См. п.77 и 80.
86. 5. Прионы.

86. 1. Определение, химический состав вирусов, функции компонентов. –

Опеределение вируса.
Вирусами называют КОМПЛЕКСЫ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ С БЕЛКАМИ,
которые могут находиться во внешней среде вне клеток и
могут при попадании в организм проникать в клетки и размножаться внутри клеток.
Некоторые вирусы вдобавок к НК и белкам содержат липиды и углеводы.
Таким образом, вирусы не являются клетками, у вирусов нет органелл.

Отдельный комплекс нуклеиновых кислот с белками называется вирусной частицей или вирионом.

Функция нуклеиновой кислоты вируса:
нуклеиновые кислоты используются для синтеза белков вирусных частиц (кодируют первичную структуру белка).

Функция белков вирусных частиц:
1 – защищают НК от повреждений (НК сами по себе очень неустойчивы), образуя оболочку вокруг НК,
2 – участвуют в размножении вирусов в качестве ферментов и т.д. см. далее.
Углеводы вирусных частиц часто находятся на поверхности вирусных частиц и могут помогать вирусным частицам проникать в клетки.

Отдельная вирусная частица и вирусные частицы данного вида вирусов содержат только один вид НК – или ДНК, или РНК.
Вирусы, в вирионе которых находится ДНК, называются ДНК-овые вирусами,
а вирусы, в вирионе которых находится РНК, называются, РНК-овыми вирусами.

ДНК вируса может быть не только двухцепочечной, но и ОДНОЦЕПОЧЕЧНОЙ.
РНК вируса может быть как одноцепочечной (как в клетках), так и ДВУХЦЕПОЧЕЧНОЙ.

Размножение вирусов, синтез их нуклеиновых кислот.

Синтез нуклеиновых кислот вирусов происходит разными способами. –
1) Наряду с репликацией ДНК (см. п. 78),
2) у вирусов есть репликация РНК
3) и обратная транскрипция (см. п.80).

Какой бы ни была нуклеиновая кислота в самом вирионе,
при размножении вируса происходит синтез вирусных матричных РНК для синтеза вирусных белков (для трансляции).

Где размножается вирус?

Синтез вирусных нуклеиновых кислот и синтез вирусных белков может происходить только внутри клеток,
так как для синтезов нужны среда, рибосомы (осуществляются синтез белка), нуклеотиды и аминокислоты и т.д.
Поэтому размножаться вне клеток вирусы не могут. –
Пока вирус не проник в клетку, он не может размножаться, не может как-то влиять на обмен веществ в организме.
Поэтому наличие вируса (вирионов) в крови
не означает, что человек будет болеть болезнью, которая вызывается этим вирусом.
Он может заболеть, только если вирусные частицы проникнут в клетки,
а если они не проникнут в клетки, то человек не заболеет, хоть и будет носителем вируса.

О видах вирусов

Вирусы, содержащие разные нуклеиновые кислоты (то есть с разными последовательностями нуклеотидов) и разные белки, относят к разным видам вирусов.
Вирусные частицы с одинаковыми (или очень похожими) последовательностями нуклеотидов в НК, относятся к вирусу одного и того же вида.
Кроме того, последовательность нуклеотидов нуклеиной кислоты вируса данного вида
может меняться, то есть вирус может мутировать.
В итоге получается другой ШТАММ данного вида вируса, но сам вирус относится к тому же виду вирусов, что и до мутации.

Вирусы, которые поражают бактерии, называются БАКТЕРИОФАГАМИ.
Бактериофаги могут использоваться для внесения в клетку бактерии чужих для неё генов для синтеза клеткой белков, кодируемых этими генами,
То есть бактериофаги могут играть роль векторов – это используется генной инженерией.
В эукариотические клетки вирусы попадают не так, как в бактериальные (далее).

86. 2. (Молекулярные механизмы действия вирусов.)

Реакция иммунной системы на обнаружение вируса.

При попадании вирусной частицы в организм её должны заметить и уничтожить клетки иммунной системы
(с помощью АНТИТЕЛ – специальных белков, задача которых – распознавание антигенов)
для того чтобы вирус не успел проникнуть в клетку, размножиться в ней, убить её и заражать новые клетки.

Как вирусная частица попадает в клетки.

Проникновение вирусной частицы в клетку начинается с того, что
вирус связывается с определённым белком на поверхности клетки,
который таким образом выполняет функцию РЕЦЕПТОРА клетки для этого вируса.
Роль рецептора вируса обычно играют белки, предназначенные для других целей –
например, ВИЧ использует рецепторы хемокинов.

Если рецепторы вируса отличаются от обычных так, что вирус не может с их помощью проникнуть в клетку, то вирус не приведёт к заболеванию.
Причиной отличия рецептора может быть мутация гена, который кодирует этот рецептор.

Что происходит с вирусной частицей после её попадания в клетку.

После попадания вирусной частицы внутрь клетки
вирусная нуклеиновая кислота высвобождается, после чего
могут синтезироваться новые молекулы вирусной нуклеиновой кислоты (см. п.77)
и новые молекулы вирусных белков (п.82).

После этого из молекул вирусных нуклеиновых кислот и молекул вирусных белков
могут образовываться новые вирусные частицы –
так происходит РАЗМНОЖЕНИЕ ВИРУСОВ.

Новые вирусные частицы могут покидать клетку, в которой образовались,
и поступать в новые клетки, заражая всё новые и новые клетки.
Если заражённые вирусом клетки подвергнутся АПОПТОЗУ (см. п. 79),
то распространение вирусных частиц может затормозиться.
Поэтому замедленный апоптоз способствует распространению вирусной инфекции.

Накопление вирусных частиц в клетке может приводить к РАЗРУШЕНИЮ КЛЕТКИ;
кроме того, оно нарушает нормальную жизнедеятельность клетки и организма –
всё это приводит к появлению симптомов вирусной инфекции.

Нуклеиновые кислоты некоторых вирусов (см. ВИЧ далее) могут использоваться
в качестве матриц для образования двухцепочечных ДНК (вирусных ДНК),
которые способны встраиваться в ДНК человека –
это встраивание называется интегрированием в геном,
оно относится к ПЕРЕСТРОЙКАМ генома – см. п.79.

86. 3. Онкогенные вирусы. См. п.87.

Некоторые вирусы способствуют появлению онкологических заболеваний.
Такие вирусы называются онкогенными вирусами.
Примеры онкогенных вирусов:
вирус папилломы человека способен приводит к раку матки,
вирусы гепатитов В и С приводят к раку печени.
Онкогенные вирусы относят к группе биологических мутагенов – см. п.79.

Почему некоторые вирусы могут приводить к онкологическим заболеваниям (см. п.87 и п.92, 98):
потому что онкогенные вирусы приводят к таким МУТАЦИЯМ,
которые способствуют появлению онкологических заболеваний.

Например, считается, что онкогенными являются те вирусы,
которые приводят к встраиванию вирусных ДНК в ДНК (геном) человека (интегрируется).
Потому что это встраивание может изменить тот участок ДНК,
в который встраивается вирусная ДНК (то есть привести к мутации).

В норме, до мутации, протоонкоген кодирует белки, которые стимулируют деление клеток и относятся к онкобелкам.
В норме активность онкобелков регулируется,
поэтому они стимулируют деление клетки только тогда, когда нужно –
и поэтому деление клетки (и образованных при её делении клеток) не приводит к образование опухоли.
Но после мутации протоонкогена он может измениться так, что
кодируемые им онкобелки не смогут регулироваться
и станут стимулировать деление клетки постоянно, без остановки,
что может привести к появлению опухоли,
если мутантные клетки не подвергнутся апоптозу
или не уничтожатся клетками иммунной системы.

86. 4. ВИЧ. См. п.77 и 80.

ВИЧ – это вирус иммунодефицита человека.
Размножение ВИЧ в организме человека может привести к развитию СПИДа –
Синдрома Приобретённого Иммунодефицита Человека.
ВИЧ повреждает клетки иммунной системы (Т-хелперы, макрофаги),
что приводит к дефициту иммунных клеток и снижению иммунитета (иммунодефициту).

1. После попадания ВИЧ в организм человека
ВИЧ, как и все вирусы, сначала связывается с рецепторами на поверхности клеток:
ВИЧ связывается с рецепторами хемокинов
(хемокиновыми рецепторами;
хемокины – это гормоны, относятся к цитокинам)
и СД4 рецепторами на поверхности клеток иммунной системы.

Связыванию ВИЧ с рецепторами помогают гликопротеины, расположенные на поверхности вирусной частицы ВИЧ.

Есть люди, в организме которых есть ВИЧ, но у которых не развивается СПИД –
то есть они являются носителями вируса, они могут заразить ВИЧ,
но больными они не являются.
Предполагают, что это связано с тем, что ВИЧ не может размножаться в организме этих людей,
поскольку не проникает в их клетки из-за особенностей строения рецепторов ВИЧ у этих людей:
возможно, из-за мутаций генов, кодирующих эти рецепторы.

2. В качестве нуклеиновой кислоты в ВИЧ содержится одноцепочечная РНК.
В клетках РНК вируса становится матрицей для синтеза комплементарной ей цепи ДНК
(комплементарной ДНК, кДНК),
который катализируется ферментом обратная транскриптаза
(потому что синтез ДНК на матрице РНК называется обратной транскрипцией),
который содержался в вирусной частице ВИЧ.

Затем на матрице первой цепи ДНК синтезируется вторая цепь ДНК,
в результате чего образуется двухцепочечная ДНК.
Эта вирусная ДНК способна встраиваться в ДНК человека
с помощью фермента ИНТЕГРАЗЫ, который тоже содержится в вирусной частице ВИЧ.

3. В некоторый момент вирусная ДНК, находящаяся в составе ДНК человека,
может использоваться для синтеза вирусных РНК (то есть для транскрипции – п.80).

4. Вирусные РНК могут использоваться для синтеза вирусных белков (для трансляции) с помощью рибосом самой клетки.

5. Один из ферментов ВИЧ осуществляет расщепление полипептидной цепи, синтезированной на вирусной РНК;
этот фермент называется ПРОТЕАЗОЙ.
В итоге образуются вирусные белки, в том числе уже названные протеаза, интеграза и обратная транскриптаза.

6. Объединение вирусных белков с вирусной РНК приводит
к появлению новых вирусных частиц ВИЧ,
которые могут разрушать клетки, поступать в кровь и проникать в новые клетки.

Диагностика ВИЧ
осуществляется методом ПЦР и с помощью иммуноферментного анализа.
Метод ПЦР быстрее и надёжнее.

СПИД пока считается неизлечимым заболеванием.
Но замедлить развитие СПИДа и продлить жизнь человека, инфицированного ВИЧ, можно за счёт замедления размножения ВИЧ в организме заражённого.

Размножение ВИЧ замедляется за счёт применения лекарств,
снижающих активность ферментов ВИЧ, участвующих в размножении ВИЧ (см. выше),
то есть за счёт применения ИНГИБИТОРОВ ферментов ВИЧ.

Чем раньше начинают лечение инфицированного ВИЧ – тем дольше он проживёт. Поэтому важно вовремя делать анализ на ВИЧ при наличии оснований предполагать, что человек мог заразиться ВИЧ.
При наличии ВИЧ у беременной есть шанс родить здорового ребёнка,
если вовремя сделать анализ на ВИЧ и провести лечение.

Прионами называют белки с особой структурой, которая приводит к так называемым прионовым болезням:
куру, болезни Крейцфельдта-Якобы, почесухе овец, коровьему бешенству.

У прионов есть способность
превращать молекулы нормальных белков в прионы
за счёт того, что под влиянием структуры уже имеющихся молекул прионов
структура молекул ряда других белов может измениться так,
что эти молекулы тоже становятся прионами –
нерастворимыми в воде молекулами,
под влиянием которых могут стать прионами другие молекулы белков –
то есть происходит как бы цепная реакция;
из-за этого число прионов в организме становится всё больше.

Из-за этого свойства прионы считаются инфекционными белками,
а прионовые болезни считаются заразными
(заражение происходит при попадании прионов в организм – обычно в качестве пищи).

В случае с прионами увеличение числа болезнетворных молекул
происходит не путём деления клеток
(в отличие от бактериальных и других инфекций, где бактерии размножаются делением)
и не путём синтеза нуклеиновых кислот (см. выше о размножении вирусов),
а под влиянием уже имеющихся молекул прионов.

Прионы могут оказаться в организме не только в результате заражения
(не только при съедении пищи, содержащей прионы),
но и в результате мутаций генов некоторых белков.
Из-за своей структуры прионы не уничтожаются и не теряют свои вредные свойства при сколь угодно долгой варке, поэтому варка не является способом сделать пищу безопасной и свободной от прионов. Единственный способ исключить возможность заражения прионами при эпидемиях коровьего бешенства – это не употреблять в пищу мясо, тушёнку, консервы, желатин и т.д.А единственный способ уничтожить прионы - только сжечь. Прионы устойчивы и к действию других факторов, которые разрушают структуру обычных белков, то есть прионы устойчивы к денатурации под действием излучений, ультразвука и т.д.

Нуклеиновые кислоты – носители наследственности, определяют инфекционные свойства вируса, занимают в вирусных частицах центральное место, обычно защищены белковой оболочкой.

Состоят из трех основных компонентов:

1. Пуриновые и пиримидиновые основания;

2. Углевод (рибоза или дезоксирибоза);

3. Остаток фосфорной кислоты.

Физическая структура (архитектура) вирусов.

Не имеют клеточной структуры, представляют собой геометрически правильные образования. Капсомеры располагаются симметрично и вирусы делятся на три группы:

- Спирального типа симметрии;

- Кубического типа симметрии (многогранник – тераэдр, октаэдр, икосаэдр и др.);

- Комбинированного типа симметрии.

Вирусные элементарные тельца и внутриклеточные включения.

Элементарные тельца - синоним вирионов - зрелые вирусные частицы, способные при попадании в новые клетки вызывать репродукцию подобных себе частиц.

Внутриклеточные включения - скопления вирусных частиц в ядре или цитоплазме инфицированной клетки.

Три группы: цитоплазматические, ядерные, встречающиеся одновременно в ядре и цитоплазме -

имеет диагностическое значение.

Основы современной классификации вирусов.

В основу современной классификации вирусов положены основные их свойства.

Вирусы выделены в самостоятельное царство vira. Таксономические уровни:

Вид– вирусы одного вида объединяют генетические и антигенные свойства, патогенность и др.);

Род – объединяет группу видов вирусов, имеющих общую морфологию, физико-химические и др. свойства;

Семейство – объединяет групп родов вирусов, имеющих общие постоянные признаки (тип нуклеиновой кислоты и ее структуру, стратегию вирусного генома и др.).

Семейства имеют окончание - viridae , род - virus, названия вирусов состоят из двух слов – названия рода и вида: Семейство – Picorviridae (Picornaviridae?)

Вид – Rinovirus aphtae (возбудитель ящура).

Механизм репродукции вирусов

Вирусы - облигатные паразиты. Репродукция вирусов происходит только внутри клетки хозяина. Основной принцип:

- копирование молекулы нуклеиновой кислоты и

- синтез вирусных белков согласно генетической информации.

Особенности репродукции разных вирусов различны, но общими являются следующие факты:

- Источником строительного материала для синтеза нуклеиновых кислот вируса служат нуклеотиды клетки;

- Источником строительного материала для синтеза вирусных белков служат аминокислоты клетки;

- Синтез белков происходит на клеточных рибосомах;

- Источник энергии – АТФ, вырабатываемый митохондриями клетки;

- Синтез вирусных компонентов происходит дизъюнктивно (разобщенно во времени и пространстве);

- Репликацию нуклеиновой кислоты производят ферменты;

- Точность копирования молекул нуклеиновых кислот обеспечивается матричным механизмом и принципом комплиментарности.

Первая фаза репродукции вирусов.

1 фаза – состоит из проникновения вирусов в клетку и освобождения его нуклеиновой кислоты от наружных оболочек, что и приводит к инфекции.

1- адсорбция вируса на поверхности чувствительной клетки,

2 - проникновение вируса в нее и

3 - депротеинизация (раздевание) вирусов в клетке.

Первая стадия: Два механизма адсорбции:

- неспецифический - разнозаряженные молекулы на пов-сти клетки и вирусы притягиваются друг к другу,

- специфический - прикрепительные белки оболочки вируса и особые рецепторы пов-сти клетки образуют

Вторая стадия: проникновение вируса в клетку происходит несколькими вариантами :

- путем рецепторного эндоцитоза (в специальных участках мембраны клетки образуются особые ямки,

затем внутриклеточные вакуоли, куда и попадает вирус);

- путем слияния вирусных и клеточных мембран;

- впыскиванием нуклеиновой кислоты вируса в клетку.

Дата добавления: 2018-05-02 ; просмотров: 581 ;

В последние годы возрос интерес к адъювантам полианионной природы в связи с интенсивными поисками иммуностимуляторов.

Впервые нуклеиновые кислоты с лечебной целью стали применять в 1882 г. по инициативе И. Горбачевского при инфекционных заболеваниях стрепто- и стафилококкового происхождения. М. Черноруцкий в 1911 г. установил, что под влиянием дрожжевой нуклеиновой кислоты увеличивается количество иммунных тел.

Гетерологичная РНК и нуклеинат натрия повышают антиинфекционную резистентность мышей как при профилактическом, так и при терапевтическом применении. Резистентность формируется через 4 ч после введения и длится до 72 ч и дольше (до 6 суток), причем повышается и выживаемость и продолжительность жизни животных. Наибольший эффект достигается при введении препаратов до или после заражения. Препарат нуклеината натрия, применяемый в терапии, содержит в основном фракцию с отн. мол. м. 25 000.

Резистентность к инфекции возникает уже при однократном введении нуклеината натрия, но одновременное введение всей дозы менее эффективно, чем дробное. Нуклеинат натрия повышает фагоцитарную активность и активность поли- и мононуклеаров, поэтому при его введении значительно снижается в крови число патогенных бактерий Е. coli. Стимуляция размножения и роста патогенных микроорганизмов на средах с Na-PHK объясняет, почему эффект нуклеината натрия более выражен при профилактическом введении. Поэтому при лечении различных инфекций рационально сочетать введение препарата с назначением химиотерапевтических средств. Л. Ф. Богданова показала, что нуклеинат натрия повышает эффективность линкомицина и тетрациклина при лечении смешанной инфекции у мышей, вызванной стафилококком и синегнойной палочкой. Нуклеинат натрия при профилактическом введении обусловливает и противовирусный иммунитет, так как он обладает интерфероногенной активностью. Этот препарат ускоряет формирование прививочного иммунитета, повышает его качество, что позволяет уменьшить дозу вакцины. Адъювантное действие препаратов дрожжевой РНК наблюдается и при пероральном применении у людей и животных. Препараты РНК, не имеющие антигенных детерминант, индуцируют в привитом организме человека и животных повторную иммунологическую реакцию - повышение титра антител, увеличение превентивной активности сыворотки и резистентности к инфекции а также антитоксического иммунитета. При иммунизации беременных стафилоанатоксином нуклеинат натрия способствует более значительному повышению титра а-антигемолизинов, стафилоагглютининов.

Нуклеинат натрия увеличивает иммунологическую эффективность чумной живой сухой вакцины: у кроликов повышаются после его введения протективные свойства сыворотки и устойчивость иммунизированных животных к заражению чумой, при введении РНК наблюдается ревакцинирующий эффект без дополнительного введения специфического антигена. Нуклеинат натрия оказывает положительный эффект и при лечении больных с хроническим паротитом, язвой желудка, различными формами пневмонии (детей), хроническим воспалением легких, осложнениями бронхиальной астмы, причем препарат устраняет у больных иммунодефицит по Т- и В-лимфоцитам и по IgM.

Высокополимерная ксеногеиная РНК из печени крупного рогатого скота стимулирует противоопухолевый иммунитет. Иммуногенные свойства опухолевых клеток при обработке in vitro препаратами ксеногенной печеночной РНК повышаются, как и резистентность животных к развитию спонтанной опухоли. Суммарный препарат РНК индуцирует образование антител к туберкулину у животных. Продукты распада РНК также стимулируют некоторые защитные реакции организма - фагоцитарную активность лейкоцитов in vitro и in vivo.

Следует указать, что экзогенная РНК быстро проникает в клетки при инкубации in vitro, не изменяя своей структуры, причем она стимулирует синтез белков, в том числе иммуноглобулинов в лимфоидных клетках. Считается, что стимулирующее действие нормальной РНК связано с трофическим обеспечением иммуногенеза. Имеются данные и о высвобождении эндогенных нуклеиновых кислот при повторном введении антигена в сенсибилизированный организм. Видимо, поэтому при помощи полинуклеотидов удается преодолеть конкуренцию антигенов за счет устранения взаимного недостатка высвобожденных эндогенных нуклеиновых кислот.

Э. Г. Щербакова показала, что нуклеинат натрия увеличивает содержание РНК и белка в макрофагах в 1,5 раза и содержание гликогена в 1,6 раза. Возрастает при этом и активность многих лизосомальных ферментов, что является причиной повышения завершенности фагоцитоза макрофагами после введения нуклеината натрия. Под влиянием препарата изменяется метаболизм лимфоидных клеток: изменяется содержание АТФ, АДФ, АМФ, а-ГФДГ и МАО. Имеет значение как влияние РНК на взаимодействие Т- и В-клеток, так и стимуляция образования АОК в селезенке и фагоцитарной активности лейкоцитов и макрофагов. При внутрибрюшинном введении РНК повышается активность макрофагов, ответственных за регуляцию активности Т-клеток селезенки. Нуклеинат натрия активирует спонтанную миграцию лейкоцитов.

В присутствии препаратов РНК изменяются электрофоретическая подвижность и термомеханические свойства лимфоидных клеток, интенсивность их дыхания и анаэробного гликолиза.

По данным А. М. Земскова, нуклеинат натрия усиливает пролиферативные и митотические процессы в селезенке, активирует синтез ДНК и вызывает накопление цАМФ. Препарат повышает у человека содержание лизоцима, пропердина, р-лизина и нормальных антител, если их уровень был снижен. Рибонуклеинат натрия предупреждает изменения в структуре митохондрий белых крыс, вызываемые введением гидрокортизона.

Характер влияния тРНК дрожжей на иммунный ответ и на фагоциты зависит от генотипа и возраста мышей. Дрожжевой нуклеинат натрия обладает и детоксицирующим действием. Стимуляцию иммунологической реактивности организма вызывает и экзогенная ДНК, которая активирует фагоцитарную активность нейтрофилов. У животных - опухоленосителей в условиях лучевой терапии препарат увеличивает число макрофагов. Гомологичная экзогенная ДНК включается in vitro в тимоциты крыс. Стимуляцию иммунитета вызывают и продукты разрушения ДНК, при этом усиливается синтез антител и для иммунного ответа требуется значительно меньше антигена или эндотоксина.

Особое место среди препаратов нуклеиновых кислот занимает так называемая иммунная РНК - суммарный препарат из органов иммунизированных животных или из макрофагов, представляющий собой комплекс информационной РНК (иРНК). Полагают, что и РНК вносит в клетку и фрагмент антигена, что обеспечивает неспецифическую стимуляцию иммунокомпетентных клеток нуклеотидами. Препараты РНК от иммунизированных животных содержат несколько активных фракций, в том числе антиген, а в препаратах РНК лимфоидных клеток он не обнаружен. Ряд авторов считают, что комплекс РНК-антиген способен участвовать во взаимодействии Т- и В-клеток или макрофагов с лимфоцитами. Конъюгированный с РНК Т-зависимый антиген может превращаться в Т-независимый.

В последние годы предприняты попытки лечения экспериментальных животных со злокачественными опухолями препаратами и РНК, выделенной из лимфоидных органов животных, иммунизированных лейкозными клетками, клетками аденокарциномы молочной железы крыс. Имеется ряд сообщений о положительных результатах этого метода. Наряду с регрессией опухоли иммунная РНК вызывает и стимуляцию защитных сил организма. РНК, выделенная из органов животных, иммунизированных столбнячным анатоксином, стимулирует антителообразование.

Неспецифическими стимуляторами иммунологической системы организма являются синтетические двухцепочечные полинуклеотиды.

Указанные комплексы стимулируют антителообразование, усиливают антигенный эффект неиммуногенных доз антигенов, обладают антивирусными свойствами, связанными с интерфероногенной активностью.

Страница 1 - 1 из 2
Начало | Пред. | 1 2 | След. | Конец