Жалпы вирусология. Вирустарды жүйелеу негіздері. Вириондардың құрылымы және химиялық құрамы. Бактериофагтар
Ф КГМУ 4/3-04/02
ИП №6 УМС при КазГМА
от 14 июня 2007 г.
ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ
МИКРОБИОЛОГИЯ ЖӘНЕ ИММУНОЛОГИЯ КАФЕДРАСЫ
ДӘРІС
Тақырыбы: «Жалпы вирусология. Вирустарды жүйелеу негіздері. Вириондардың құрылымы және химиялық құрамы. Бактериофагтар»
Микробиология пәні
5В130100 - «Жалпы медицина» мамандығы
II курс
Уақыты (ұзақтығы) 1 сағ
Қарағанды 2011 ж
Кафедра мәжілісінде талқыланды
«23» 09. 2011. хаттама № 2
Кафедра меңгерушісі, доцент ________________ Ахметова С.Б.
Тақырыбы: Жалпы вирусология. Вирустарды жүйелеу негіздері. Вириондардың құрылымы және химиялық құрамы. Бактериофагтар.
Дәрісті оқу мақсаты: студенттерді вирустар мен бактериофагтың құрылысындағы ерекшеліктермен таныстыру, вирустың торша-иесімен әрекеттесу кезеңдері және осының нәтижесі, вирустарды дақылдандыру әдістері, бактериофагты тәжірибеде қолдану, сонымен қатар хромосомадан тыс генетикалық ақпаратты тасымалдаушылар, медициналық биотехнология.
Дәрістің жоспары:
Кіріспе
- Вирустардың негізгі құрылысы
- Вирустардың морфологиялық құрылысы
- Вирустың торша-иесімен әрекеттесу кезеңдері
- Вирустың торша-иесімен әрекеттесуінің нәтижесі.
- Вирустарды дақылдандыру әдістері
- Торша дақылының типі
- Торшаны дақылдандыруға арналған арнайы қоректік орта
- Торша дақылында вирустық инфекциялардың пайда болуы
- Вирустардың номенклатурасы
- Бактерияның вирусы (бактериофаги)
- Фаг пен бактерияның әрекеттесуінің негізгі кезеңдері
- Фагтың негізгі қасиеттері
- Бактериофагты тәжірибеде қолдануы
- Бактерия және вирустың генетикасы
- Вирустардың генетикасы
- Медициналық биотехнология және гендік инженерия.
ВИРУСТАР ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ
ЖІКТЕЛУІ, ҚҰРЫЛЫСЫ,
РЕПРОДУКЦИЯСЫ, ӨСІРУ ӘДІСТЕРІ. ВИРУСҚА
ҚАРСЫ ИММУНИТЕТ.
Вирустар – тұқым қуалаушылық қасиеті бар, өзгеруге, көбеюге бейім өте ұсақ, тірі микроорганизмдер. Вирустардың бактериялардан айырмашылығы – клеткалық құрылысы болмайды, тек қана бір нуклеин қышқылы – ДНҚ немесе РНҚ болады. Клетка ішінде генетикалық дәрежедегі паразиттер болып саналады. Белок синтездейтін рибосомалары болмайды, сондықтанда оларда зат алмасу жүрмейді.
Вирустардың пайда болуы
ЖІКТЕЛУІ
Vira дүниесі екі үлкен топқа бөлінеді – ДНҚ және РНҚ – құратын топтар. Топтар тұқымдастықтың тармағынан, туыстардан және түрлерден тұрады. Жіктелу принципі мына белгілерге негізделген:
А.
Вирустардың қасиеттері –
Б.
Сезімтал өзгерулердің тобы, әртүрлі
органдар мен тіндерде
В. Инфекцияның әсер ету жолы және географиялық таралуы.
ҚҰРЫЛЫСЫ.
Вирус
құрылысының компоненттері:
Вирустардың
құрамы өте қарапайым. Олар
нуклеин қышқылынан және
Морфологиялық құрылысы бойынша вирустар 2 топқа бөлінеді:
- жай, қарапайым құрылысы – нуклеин қышқылы және оны қоршаған капсидтен тұрады (полимиелит вирусы, аденовирустар, құтыру вирусы)
- күрделі құрылысты – нуклеин қышқылынан, капсид және суперкапсидтен тұрады.
ДНҚ
немесе РНҚ вирионның
Капсид – жеке-жеке белоктық
суббірліктен құралған –
Құрылысы
күрделі вирустардың
Вирионның бетіндегі рецепторлардың формасы әртүрлі: таяқшалы, саңырауқұлақты, шоқпарлы т.б. Химиялық құрамы бойынша бұлар гликопротеидтердің қатарына жатады. Вирустар рецепторлар арқылы сезімтал клетканың бетіне жабысады (адсорбцияланады), ал сондай-ақ рецепторлардың белгілі физика-химиялық қасиеттері бар. Мысалы, тұмау вирусының 2 түрлі рецепторы бар – таяқшалық – гемагглютининдер және шоқпарлық – нейраминидазалар.
Гемагглютининдердің
рецепторлық қызметінен басқа
эритроциттерді гемолиздеу
Құрылыссыз
белоктар вирионды
Вирустар
мөлшеріне байланысты
- ұсақ – 50 нм кем (полимиелит вирусы, А және В гепатиттервирустары)
- орташа – 150 нм кем (құтыру вирусы, тұмау вирусы)
- ірі – 400нм дейін (шешек вирусы)
Вирус бөлшектерінің өлшемін анықтау әдістері:
- диаметрі белгілі микропорлары бар мембраналық фильтр арқылы сүзу:
- ультрацентрифгалау кезінде вирус бөлшектерінің тұнбаға түсу жылдамдығымен;
- электрондық микроскоп көмегімен;
- вирус бөлшектері суспензиясынан өткен иондаушы радиация ағынын өлшеу арқылы анықталады.
РЕПРОДУКЦИЯ.
Вирустардың жануарлардан, өсімдіктерден және микробтардан айырмашылығы олар тек қана тірі сезімтал клетканың ішінде дисьюниктивті жолымен көбейеді. Вирустар өздерінің белоктерын және нуклеин қышқылын синтездеу үшін, клетканың құрылысын және зат алмасу процесін пайдалынылады. Вирус жұққан клетка өзінің гентикалық және рибосомдық аппаратымен вирусспецификалық нуклеин қышқылдарының және белоктарының түзілуіне мүмкіндік туғызады. Осы нуклеин қышқылдарынан, белоктардан капсидтер, суперкапсидтер және рецепторлық құрылымдар түзіледі. Сондықтан, вирустар генетикалық паразиттер болып саналады. Және де, вирус компоненттерінің синтезі бөлек-бөлек жүргізіледі. Нуклеин қышқылдары цитоплазмада немесе ядрода, ал вирус белоктары клеткалық рибосомаларда жиналады және содан кейін барып олар қосылып бүтін вирион құрылу процесі басталады. Осындай көбею немесе репродукция әдісі, дисьюниктивті немесе бөлектенген әдіс деп саналады.
Репродукцияның
негізгі кезеңдері: сезімтал
- Сезімтал клетка – нысана (мишень) бетіндегі рецепторларға вирустың адсорбциясы. Макроорганизмнің әртүрлі тіндер вирустық инфекцияның тропизмімен анықталады. Мысалы: тұмау вирусы – тек қана тыныс алу жолының шырышты қабығының клеткаларына бекінеді, құтыру вирусы – нерв клеткаларына, ЖИТС вирусы – лимфоциттерге бекінеді. Тұмау вирусы гемагглютинин рецепторлары арқылы тыныс алу жолдарының юоғарға бөліміндегі эпителиальді клеткалардың бетіндегі комплементарлы рецепторлар арқылы байланысады. Егер де вирус клетка ішіне өте алмаса, нейраминидаза – вирус бетіндегі бекітуші белок – вирусты бұл клеткадан бөліп алып басқа клеткаға өтуіне мүмкіндік жасайды. Бір клетканың бетінде спецификалық рецепторларлың саны 104-105 болады.
- Вирустық бөлшектердің клеткаға енуі энергияға тәуелді процесс және екі әдіспен іске асырылады:
А) пиноцитоз арқылы клетка қабығынан өтуі. Цитоплазмалық мембрана вирус бөлшегін қамтып алып клетканың ішіне өтеді, вирус содан кейін мембранадан ажырайды (осындай әдіспен құтыру, полимиелит вирустары енеді).
Ә) вирус қабығымен
клеткалық мембрананың бірімен-
Б) Клетканың мембранасына сәйкес, вирустардың шешінуі әртүрлі болуы мүмкін. Мысалі: бактериофагтар өз қабығынан микробтық клетканың бетіне босатыады, шешек вирусы суперкапсидті клетка мембранасында қалдырып, капсидпен клетканың ішіне босатылады, полимиелит вирусы клеткаға еніп ішінде өзінің жалғыз қабығы – капсидтен босатылады. Шешінудің мағынасы мынау: тек қана қабықтан босатылған вирус көбейе алады, инфекция процесі сонда ғана дамиды.
- а) транскрипция – бұл гентикалық коді заңы бойынша вирустық РНҚ немесе ДНҚ көшіріп жазылуымен байланысты иРНҚ-ның пайда болуы.
б) трансляция – бұл иРНҚ-дағы гентикалық ақпаратты аминқышқылдарының спецификалық жүйелілігі түріне көшіру процесі және вирусспецификалық белоктардың синтезінің басталуы. Қазіргі кезде вирустық иРНҚ клетканың рибосомальді аппаратымен қалай әрекеттеседі және рибосомаларда вирусспецификалық белоктар қалай жұмыс істейтіндігі әлі белгісіз. Синтезделген вирустық белоктар өзінің қызметін, олардан протеаза ферменттері арқылы кейбір ерекше жерлерде пептидтер кесіліп тастағаннан кейін және глюкозилденген, ацетилденген,фосфорилденгеннен кейін ғана істей алады;
в) репликация – бұл вирус нуклеин қышқылы молекуласының (ДНҚ немесе РНҚ) синтезі. Вирусспецификалық белоктардың синтезі тек қана клетка рибосомаларда жүрсе, ал вирустың нуклеин қышқылының репликациясы ядрода (ұшық вирусы, аденовирустар) немесецитоплазмада (шешек, құтыру, полимиелит вирустары) жүреді.
- Вирус бөлшектерінің жинақталуының екі түрі болады;
а) вириондардың жинақталуы (толық жетілуі) клетканың ішінде өтеді (аденовирустар, шешек, полимиелит вирустары);
б) вирионның жинақталуы клеткадан шығу мезгілінде аяқталады (тұмау вирусы, ретровирустар).
Вирустар бөлігінің жинақталу процесі клетка мембраналарында жүреді: ядро, цитоплазмалық, эндоплазмалық мембраналарында жүреді. Клетка ішінде вирустық бөлшектердің жинақталу орны – фабрикалар (вируспен зақымдалған клеткаларды зерттегенде анықталады және қосындылар деп аталады). Олар цитоплазмада (құтыру инфекциясы кезіндегі Бабеш-Негри денешіктері) немесе ядрода (ұшық инфекцияда) болуы мүмкін.
Вирус бөлшектерінің клеткадан шығу әдістері:
а) «жарылу» жолымен, кейде жиналған вирус бөлшектері бір мезгілде клеткадан шыққанда оның бұзылып жойылуына себеп болады. Бұл әдіс құрылыстары жай вирустарға тән (полимиелит вирусы, аденовирустар);
б) «бүршіктену»
жолымен, кейде вирус
Жоғарыда
қарастырылған вирус
ВИРУСТЫ ӨСІРУ ТӘСІЛІ
- Вирустардың өсуі мен бөлінуінің бірден-бір тәсілі лабораториялық жануарларды зақымдау болып саналады. Жаңа туған жануарлар жиі пайдаланыл
ады, себебі олар сезімтал келеді. Тәжірибелік жануарларды сұрыпт ау кезінде вирустарға олардың сезімталдығы мен қабылдағыштығына көңіл аудару керек. Құтыру вирусымен тышқандар, үй қояндарызақымданады, ал, тұмау вирусымен тышқандар және күзендер зақымдалынады. Вирусы бар материалды жануарларға егу (тері асты, бұлшық етке, венаға, миға, мұрын қуысы арқылы) жолы жануарлардыңтүрі мен вирустардың тропизміне байланысты. - Сыртқы ортаның обьектілерінен және аурулардан алынған вирустарды өсіру үшін тауық эмбрионы кеңінен қолданылады және осы жолмен өсірілген вирустардан вакциналарды дайындау, диагноз қоюға диагностикумдарды дайындау, вирустардың түрін анықтау үшін қажет.
Адам және жануарларда зақым келтіретін, көптеген вирустар көп немесе аз мөлшерде тауық эмбрионында көбейе алатындығы анықталған. Эмбрионның тығыз сыртқы қабаты сыртқы ортадан түсетін микроорганизмдерден қорғайды, сондықтан вирустар стерильді жағдайда көбейеді. Вирустарды өсіру үшін 4-12 тәуліктік эмбриондар пайдаланылады. Мысалы: тұмау вирусын бөліп алу үшін 11 тәуліктік эмбрионды қолданылады.
Өмір сүру қабілеті бар
Вирусы бар материалды алантоистық қуысқа (тұмау, ұшық, шешек вирустары), амнион қуысына (тұмау вирусы), сары қапшыққа (құтыру, ұшық вирустары), хорион-алантоистық қабыршықтарға (тұмау, шешек вирустары) енгізіледі. Хорион-алантоистық қабықты вирустарды көбейту үшін қолдану кең тараған әдістердің бірі болып табылады. Оның негізгі себебі, көптеген вирустар осы қабықта көбеюі белгілі бір морфологиялық өзгерістерге түседі. Көбінесе төмпешік (бляшка) тәрізді ақшыл дақтар пайда болады.
- Вирустарды торша өсіндісінде өсіру.
Вирустарды өсіру үшін клетка культурасы пайдаланылады. Көптеген вирустар өздері көбею үшін сезімталдығы жоғары кульдураларды таңдап алатын болғандықтан, клетка культурасы универсальды культура болып табылады. Адамның, тауықтың, қойдың, сиырдың теңіз шошқасының, ақ тышқандардың трипсинденген эмбриональдық клеткалары және ересек маймылдардың бүйрек клеткасы жиі қолданылады. Сондай-ақ қатерлі ісік клеткаларының культурасы пайдаланылады. Трипсиндеудің негізі, протеолитикалық ферменттердің (трипсин, хемотрипсин т.б.) әлсіз ерітінділері арқылы клетка аралық байланысты үзе отырып, клеткалардың өмір сүру қабілетін сақтап қалуы болады.
Клеткадағы
вирустардың цитопатикалық
Клетка
культурасы басқа тәсілдерге
қарағанда, вирустардың өсуіне
біркелкі жағдай туғызады, өйткені
клеткалар бір тканьге жатады.
Қасиеттері ұқсас және
Клетка жүзгінің in viro тіршілігін сақтау үшін құрамы күрделі қоректік орта (Игла, 199 ортасы) және тұзды ерітінділер (Хенкса, Эрла ерітіндісі, Тироде сұйығы) қолданылады. Қоректік орта клетка культурасының өсуін және көбеюін қамтамассыз етеді, ал тұзды ерітінді клетканың тек қана тіршілігін сақтауға қажет. Бактериялармен ластанудан сақтау үшін (әсіресе микоплазмадан) өсу ортасына антибиотиктер қосылады.
Клеткалар
культурасының төмендегідей
А) тіршілігін сақтайтын тіндердің культурасы
Б) өсуші тіндердің культурасы, олардың өзі:
- айқындалған тіндер бөлігінің культурасы – тіннің ұсақталған бөлімі тауық плазмасымен араластырылады, пайда болған қою бөліктерді бекітеді.
- суспензияланған клетка культурасы – клетка суспензиясы үнемі магниттелген араластырғышпен немесе барабанмен, болмаса арнайы реактормен араластырып тұрады.
- Бір қабатты клетка культурасы. Клетка әсері алдында шынының бетіне бекітіледі (пробирканың, матрацтың қабырғаларына) содан кейін қалыңдығы бір клеткадай қабат құрал өседі, соның арқасында болып жатқан өзгерістерді байқауға болады. Бірыңғай қабат культурадан біркелкі өмір сүргіштігі жақсы көп дәрежелі клеткалар алуға болады.
Бір
қабатты клетка культурасы
А) дифференцияланған клеткалар, олар 5-10 рет егуге бейім – бірінші реттік клетка культурасы:
Б) бөліне беретін
клетка культурасы, атиптік клеткалардан
алынады. Бұл клеткалар
В) жартылай бөлінгіш
немесе диплоидты клетка
ВИРУСТАРҒА ҚАРСЫ ИММУНИТЕТ
Макроорганизмдегі
қорғаныштық иммундық жауап
Иммундық жауаптың күші мен ерекшелігі көбінесе түрлі-спецификалық антигендердің қасиетімен байланысты. Мысалы: тұмау вирусының гемагглютининдері бір жағынан нейтралдайтын антиденелердің синтезіне себеп болады, екінші жағынан олар цитотоксикалық Т-лимфоцит үшін зақымдалған клетканың бетіндегі нысана ретінде саналады.
Вирустарға қарсы
иммунитет гуморальды және
А) антиденелер вирустардың
рецепторларымен байланысады
Б) антиденелердің
липопротеидті қабаты бар
В) вирустық бөлшектердің Ig C қатарына жататын антиденелермен қосылуы олардың мононуклеарлы клеткаларымен және полиморфты лейкоциттермен фагоцитозына әкеп соғады. Ig C, М кластарына жататын вируснейтралдаушы антиденелер қанның сарысуында ұтымды, ал Ig А класына жататын антиденелер – шырышты қабатта тиімді.
Г) антиденелер вирустық
бөлшектердің нейтралдауынан
Иммундық қорғаныштың
клеткалық формасы вирусты
Осылардың
ішіндегі маңыздысы
Спецификалық
емес вирустардан қорғаушы
Вирустық инфекцияны бастан
ВИРУСТЫҚ ИНФЕКЦИЯЛАРДЫҢ ЛАБОРАТОРЛЫҚ
ДИАГНОСТИКАСЫНЫҢ ПРИНЦИПТЕРІ
Зерттеу әдістері.
- Вирусологиялық әдіс – патологиялық материалдағы вирусты анықтау.
- Серологиялық әдіс – аурудың қан сарысуынан вирусқа қарсы антиденелерді анықтау.
- Вирустық инфекциялардың экспресс-диагностикасы: жылдамдатылған серологиялық және вирусоскопиялық әдіс.
Әдістер |
Зерттеу мақсаты |
Вирусологиялық әдіс |
Вирусты биологиялық сезімтал обьектілерден НР, РТГА, РТГ, ИФА, РИФ, РИА, РСК және басқа да реакциялар арқылы анықтайды. |
Серодиагностика |
Вирустарға қарсы қан сарысуындағы антиденелер титрін НР, РТГА, РИФ, ИФА, РИА, РСК реакциялары арқылы анықтайды. |
Экспресс-диагностика |
Клиникалық материалда вирус бөлшектерін немесе вирус спецификалық антигендерді РИФ, ИФА, РИА, ЭМ, ИЭМ және басқа да реакциялар арқылы анықтайды. |
Вирусологиялық зерттеу әдісі 2 кезеңнен тұрады:
А) клиникалық материалдан вирустарды бөліп шығару
Б) бөлінген вирустардың түрлерін анықтау немесе салыстыру.
Вирусты
анықтау үшін алынатын зерттеу
материалы әртүрлі болады, ол
инфекциялық процестің
Вирусты
анықтау мақсатында
Вирусологиялық зерттеуде біркелкі жануарларды пайдаланған дұрыс. Өйткені олардың генотиптік және фенотиптік қасиеттері ұқсас инфекцияға өте сезімтал.

- Жалпы денсаулық саласы
- Жалпы ережелер
- Жалпы және медициналық микробтық экологиягың негіздері
- Жалпы индекстерді есептеу
- Жалпы мемлекеттік салықтар
- Жалпы миология
- Жалпы нұсқаулар
- Жалпақ табандылық
- Жалпы бiлiм беретiн пәндер бойынша республикалық олимпиадаларды өткiзуді ұйымдастырудың
- Жалпы білім беретін мектептерде мектепішілік құжаттамасын жүргізу жөніндегі нұсқаулық
- Жалпы білім беретін орта мектептің 9-сыныбына арналған Бағдарлама «Дінтану негіздері»
- Жалпы бөлім
- Жалпы валюта жүйесі
- Жалпы вирусология. Вирустарды жүйелеу негіздері