Етапи взаємодії вірусів з чутливими клітинами та фактори, здатні їх порушити. Типи взаємодії вірусу із клітиною. Фази репродукції вірусів Наслідки взаємодії вірусу із клітиною господаря

Блок 1

Особливості біології вірусів Принципи класифікації вірусів

Особливості розмноження (етапи репродукції):

1. Виборча адсорбція на клітинних рецепторах (прикріплення)

2. Рецептор-опосередкований ендоцитоз:

· Клатрін-залежний;

· Кавіолін-залежний;

· Клатрін-кавіоліннезалежний;

Взаємодія з рецепторами – деполімеризація клатрину – утворення піноцитозної бульбашки – вхід до ЦП

Рання ендосома – пізня ендосома

3. Роздягання (депротеїнізація) (у оболонкових+злиття ЦПМ клітини та суперкапсиду): ЕКЛІПС

4. Синтез макромолекул:

· Синтез ранніх мРНК неструктурних білків (полімерази, вірусні протеази, регулятори швидкості реплікації);

· Реплікація геному:

Ø +РНК: у ЦП;

-РНК: добудова до +РНК;

Ø ДНК: в ядрі;

Ø Ретротранскрипція: -РНК-ДНК.

· Синтез структурних білків (білки капсиду та суперкапсиду, ферменти) та пізніх мРНК;

· Посттрансляційна модифікація білка.

** Можлива інтеграція генетичного матеріалу вірусу до генома господаря (гепатит В, герпес, ВІЛ)

Провірус- інтегрована в геном клітини вірусна ДНК

5. Складання віріонів:

· ДНК-віруси: в ядрі;

· РНК-віруси: в ЦПМ.

Глікопротеїни складних вірусів транспортуються до ЦПМ або накопичуються в ЕПР.

6. Вихід віріонів:

· Літичний тип репродукції: поліомієліт

· Нелітичний тип: шляхом брунькування – гепатит В

Класифікація

1. За будовою:

2. За типом ПК:

· РНК (80% всіх вірусів) (Ретровіруси, Рабдовіруси, Пікорновіруси, Коронавіруси):

Ø +РНК ланцюг: використовується як мРНК і геному (поліовірус);

Ø -РНК ланцюг: служить геномом, як мРНК - добудовується компліментраний + РНК ланцюг (парагрип);

Ø Дволанцюжкова

· ДНК (у багатьох бактеріофагів) (Аденовіруси, Герпесвіруси, Парвовіруси):

Ø Дволанцюжкова (герпес);

Ø Одноланцюжкова (првовіруси);

Ø Двонитчаста кільцева (папіломавірус);

Ø Двонитчаста кільцева з дефектом одного ланцюга (геатит В)

3. За розміром віріонів:

· Великі;

· Середні;

· Дрібні.

4. За формою віріонів:

· Спіральна симетрія (вірус сказу);

· Ікосаедрична симетрія (Аденовірус людини).

Степність до тканин і клітин.

6. За механізмом передачі:

· Аерогенний (грип, ротавірус);

· Фекально - оральний (ентеровіруси, ротавірус);

· Трансмісивний (лихоманка Західного Нілу);

· Контактний (віспа, сказ, ВІЛ, ЦМВ, гепатит).

7. За класом уражених господарів:

· Зоонози:

Ø Бруцельоз - свині;

Ø Сибірська виразка - ВРХ;

Ø Енцефаліт – кліщі;

Ø Хвороба Лайма;

Ø Лептоспірроз.

· Антропонози;

· Антропозоонози:

Ø Туберкульоз;

Ø Чума (легенева);

Ø Сальмонельоз.

Вірусологічний метод; основні етапи.

Спосіб виявлення та ідентифікації вірусів за допомогою культивування; є виділення вірусу з патологічного матеріалу на сприйнятливій живій системі.

Ідентифікація: противірусні препарати чи сироватки.

Етапи

1. Підготовка матеріалу (фекалії, носоглоткові змиви, спинномозкова рідина, кров, сеча, мазок з кон'юнктиви):

· Фільтрування через бактеріальні фільтри;

· Обробка антимікробними та антигрибковими препаратами.

2. Підбір моделі:

Живі системи.

· Культура клітин (спеціально культивовані середовища):

Існує 2 типи культур: суспензійна культура та моношар клітин, який поміщається у спеціальну посудину – «матрац»

*Матрас: посудина, покрита з'єднанням (колаген) для заякорювання клітин на стінці, використовуються високочисті марки агару.

Класифікація:

v Первинні/неперевивні: культура щоразу виходить із вихідної тканини.

v Перевиваються: адаптовані до умов invitro (культура Хеля: карцинома шийки матки; Hep – 2 рак гортані): ракові клітини, здатні до нелімітованого поділу («вічні клітинні культури»); утворюють багатошарові культури.

v Напівперевиваються (ембріональні клітини – для виробництва вакцин), не способи до злоякісного переродження; здатні здійснити до 50 поділів (ліміт Хейфліка); утворюють моношар клітин.

· ембріони птахів (малоінформативні);

· Лабораторні тварини (спостереження клінічних проявів).

3. Зараження.

4. Оцінка феноменів присутності вірусів:

· Кольорова проба Солка (для суспензійних культур):

· Феномен Дюльбенка (культура на агарі)

· У моношарі:

Ø Освіта синцитію – кір;

Ø Кола віріонів з порожнинами – поліомієліт;

Ø Групи віріонів між фібробластами - аденовірус;

Ø Гемадсорбція – грип

5. Титрування вірусу

6. Ідентифікація:

· Пряме виявлення АГ вірусу: РІФ, ІФА, РНГА

· Серодіагностика:

Ø ІФА, РСК, РНДА;

Ø РНЦПД (у моношарі)

· Генодіагностика (ПЛР);

· Цитоскопія:

Ø ТельцпБабеша-Негрі (гіппокамп): сказ;

Ø Совине око: ЦМВ;

Ø Порожнє ядерце: аденовірус.

Етапи взаємодії вірусів з чутливими клітинами та фактори, здатні їх порушити.

1. Адсорбція: взаємодія специфічних рецепторів ЦПМ клітини та адгезинів на поверхні віріону.

Пошкоджені клітини можуть не мати специфічних рецепторів

2. Пенетрація: злиття суперкапсиду з мембраною клітини (для складних вірусів) або клатрин/кавіолін-залежний ендоцитоз (для простих)

3. Роздягання (звільнення від нуклеокапсиду) та активація ПК.

4. Синтез НК та вірусних білків

5. Складання віріона: асоціація ген. матеріалу та капсидного білка

6. Вихід із клітини та придбання суперкапсиду (для складних)

Форми вірусної інфекції.

По локалізації.

1. Вогнищева: короткий інкубаційний період, віруси розмножуються в органах, не потрапляючи в кров та лімфу. Характерний короткий та нестійкий імунітет. Здебільшого – респіраторні інфекції.

2. Генералізована: тривалий інкубаційний період; збудники з кров'ю та лімфою розносяться по всьому організму, вражаючи сприйнятливі тканини. Імунітет – тривалий та стійкий.

За тривалістю.

1. Гостро захворювання (часто): яскраво виражені клінічні прояви; як правило, завершується звільнення організму від вірусів та одужання, але можлива хронізація за умови некоректного лікування.

2. Інаппарантна форма: атипова гостра інфекція (відсутні характерні для гострого процесу симптомокомплекси).

3. Повільні інфекції: багатомісячний інкубаційний період, після якого виявляються симптоми, завжди закінчується летально (ВІЛ – інфекція, сказ, проказа).

4. Хронічна форма (персистенція): протікають протягом декількох місяців (бруцельоз);

· Ремісія: поліпшення стану, незначне прояв чи відсутність симптомів;

· Рецидив: загострення патологічного процесу, ясне прояв клініки.

За кількістю збудників.

1.Моноінфекція: викликана патогеном одного виду.

2. Змішана форма: інфікування відбувається кількома вірусами; при цьому можливі їх взаємовпливи, що виявляються придушенні чи посиленні дії збудників на організм.

Відкриття вірусів Д. І. Івановським у 1892р. започаткувало розвиток науки вірусології. Швидшому її розвитку сприяли: винахід електронного мікроскопа, розробка методу культивування мікроорганізмів у культурах клітин.

В даний час вірусологія - наука, що бурхливо розвивається, що пов'язано з низкою причин:

Провідною роллю вірусів в інфекційній патології людини (приклади – вірус грипу, ВІЛ – вірус імунодефіциту людини, цитомегаловірус та інші герпесвіруси) на тлі практично повної відсутності засобів специфічної хіміотерапії;

Використання вірусів для вирішення багатьох фундаментальних питань біології та генетики.

Основні властивості вірусів (і плазмід), За якими вони відрізняються від решти живого світу.

1. Ультрамікроскопічні розміри (вимірюються в нанометрах). Великі віруси (вірус віспи) можуть досягати розмірів 300 нм, дрібні – від 20 до 40 нм. 1мм = 1000мкм, 1мкм = 1000нм.

3. Віруси не здатні до зростання та бінарного поділу.

4. Віруси розмножуються шляхом відтворення себе в інфікованій клітині господаря за рахунок власної геномної кислоти нуклеїнової.

6. Середовищем проживання вірусів є живі клітини - бактерії (це віруси бактерій або бактеріофаги), клітини рослин, тварин та людини.

Усі віруси існують у двох якісно різних формах: позаклітинної – віріон та внутрішньоклітинної – вірус. Таксономія цих представників мікросвіту полягає в характеристиці віріонів - кінцевої фази розвитку вірусів.

Будова (морфологія) вірусів

1. Геном вірусівутворюють нуклеїнові кислоти, представлені одноланцюжковими молекулами РНК (у більшості РНК-вірусів) або дволанцюжковими молекулами ДНК (у більшості ДНК-вірусів).

2. Капсид- білкова оболонка, в яку упаковано геномну нуклеїнову кислоту. Капсид складається з ідентичних білкових субодиниць. капсомірів.Існують два способи упаковки капсомерів у капсид – спіральний (спіральні віруси) та кубічний (сферичні віруси).

При спіральній симетріїбілкові субодиниці розташовуються по спіралі, а між ними, також по спіралі, укладена геномна нуклеїнова кислота (ниткоподібні віруси). При кубічному типі симетріївіріони можуть бути у вигляді багатогранників, найчастіше - двадцятигранники. ікосоедри.

3. Просто влаштовані віруси мають лише нуклеокапсид, Т. е. Комплекс геному з капсидом і називаються "голими".

4. В інших вірусів поверх капсида є додаткова мембраноподібна оболонка, що придбавається вірусом у момент виходу з клітини господаря. суперкапсид.Такі віруси називають "одягненими".

Крім вірусів, є ще більш просто влаштовані форми здатних передаватися агентів - плазміди, віроїди та пріони.

Основні етапи взаємодії вірусу із клітиною господаря

1. Адсорбція – пусковий механізм, пов'язаний із взаємодією специфічнихрецепторів вірусу та господаря (у вірусу грипу – гемагглютинін, у вірусу імунодефіциту людини – глікопротеїн gp 120).

2. Проникнення – шляхом злиття суперкапсиду з мембраною клітини або шляхом ендоцитозу (піноцитозу).

3. Звільнення нуклеїнових кислот – “роздягання” нуклеокапсиду та активація нуклеїнової кислоти.

4. Синтез нуклеїнових кислот та вірусних білків, тобто підпорядкування систем клітини господаря та їх робота на відтворення вірусу.

5. Складання віріонів – асоціація реплікованих копій вірусної нуклеїнової кислоти з капсидним білком.

6. Вихід вірусних частинок із клітини, придбання суперкапсиду оболонковими вірусами.

Виходи взаємодії вірусів із клітиною господаря

1. Абортивний процес- коли клітини звільняються від вірусу:

При інфікуванні дефектнимвірусом, для реплікації якого потрібний вірус - помічник, самостійна реплікація цих вірусів неможлива (так звані вірусоїди). Наприклад, вірус дельта (D) гепатиту може реплікуватися лише за наявності вірусу гепатиту B, його Hbs – антигену, аденоасоційований вірус – у присутності аденовірусу);

При інфікуванні вірусом генетично нечутливих щодо нього клітин;

При зараженні чутливих клітин вірусом у умовах, що не дозволяють.

2. Продуктивний процес- реплікація (продукція) вірусів:

- загибель (лізис) клітин(цитопатичний ефект) – результат інтенсивного розмноження та формування великої кількості вірусних частинок – характерний результат продуктивного процесу, викликаного вірусами з високою цитопатогенністю. Цитопатичний ефект на клітинні культури багатьом вірусів носить досить відомий специфічний характер;

- стабільна взаємодія, що не призводить до загибелі клітини (персистуючі та латентні інфекції) - так звана вірусна трансформація клітини.

3. Інтегративний процес- Інтеграція вірусного геному з геномом клітини господаря. Це особливий варіант продуктивного процесу на кшталт стабільного взаємодії. Вірус реплікується разом із геномом клітини господаря і може довго перебувати у латентному стані. Вбудовуватися в ДНК – геном господаря можуть лише ДНК – віруси (принцип “ДНК – у ДНК”). Єдині РНК – віруси, здатні інтегруватися в геном клітини господаря – ретровіруси, мають для цього спеціальний механізм. Особливість їхньої репродукції - синтез ДНК провірусу на основі геномної РНК за допомогою ферменту зворотної транскриптази з подальшим вбудовуванням ДНК у геном господаря.

Основні методи культивування вірусів

1. В організмі лабораторних тварин.

2. У курячих ембріонах.

3. У клітинних культурах – основний метод.

Типи клітинних культур

1. Первинні (трипсинізовані) культури- фібробласти ембріона курки (ФЕК), людини (ФЕЧ), клітини нирки різних тварин тощо. буд. .

2. Лінії диплоїдних клітинпридатні до повторного диспергування та зростання, як правило, не більше 20 пасажів (втрачають вихідні властивості).

3. Лінії, що перевиваються(гетероплоїдні культури), здатні до багаторазового диспергування та перевивання, тобто до багаторазових пасажів, найбільш зручні у вірусологічній роботі - наприклад, лінії пухлинних клітин Hela, Hep та ін.

Спеціальні живильні середовища для культур клітин

Використовуються різноманітні синтетичні вірусологічні поживні середовища складного складу, що включають великий набір різних факторів зростання - середа 199, Голка, розчин Хенкса, лактальбуміну гідролізат. В середовища додають стабілізатори рН (Hepes), різні у видовому відношенні сироватки крові (найефективнішою вважають ембріональну телячу сироватку), L-цистеїн та L-глютамін.

Залежно від функціонального використання середовища може бути ростові(з великим вмістом сироватки крові) - їх використовують для вирощування клітинних культур до внесення вірусних проб, та підтримуючі(З меншим вмістом сироватки або її відсутністю) - для вмісту інфікованих вірусом клітинних культур.

Виявлені прояви вірусної інфекції клітинних культур

1. Цитопатичний ефект.

2. Виявлення тілець включень.

3. Виявлення вірусів методом флюоресціюючих антитіл (МФА), електронною мікроскопією, авторадіографією.

4. Кольорова проба. Звичайний колір культуральних середовищ, що містять як індикатор рН феноловий червоний, при оптимальних для клітин умовах культивування (рН близько 7,2) - червоний. Розмноження клітин змінює рН і відповідно - колір середовища з червоного на жовтий за рахунок зміщення рН у кислу сторону. При розмноженні клітинних культур вірусів відбувається лізис клітин, зміни рН і кольору середовища не відбувається.

5. Виявлення гемаглютиніну вірусів – гемадсорбція, гемаглютинація.

6. Метод бляшок (бляшкоутворення). Внаслідок цитолітичної дії багатьох вірусів на клітинні культури утворюються зони масової загибелі клітин. Виявляють бляшки - вірусні "клітинно - негативні" колонії.

Номенклатура вірусів

Назва сімейства вірусів закінчується на “viridae”, роду – “virus”, для виду зазвичай використовують спеціальні назви, наприклад – вірус краснухи, вірус імунодефіциту людини – ВІЛ, вірус парагрипу людини типу 1 тощо.

Віруси бактерій (бактеріофаги)

Природним місцем існування фагів є бактеріальна клітина, тому фаги поширені повсюдно (наприклад, у стічних водах). Фагам притаманні біологічні особливості, властиві та іншим вірусам.

Найбільш морфологічно поширений тип фагів характеризується наявністю головки - ікосаедра, відростка (хвоста) зі спіральною симетрією (часто має порожнистий стрижень та скорочувальний чохол), шипів і відростків (ниток), тобто зовні дещо нагадують сперматозоїд.

Взаємодія фагів з клітиною (бактерією) суворо специфічна, тобто бактеріофаги здатні інфікувати лише певні види та фаготипибактерій.

Основні етапи взаємодії фагів та бактерій

1. Адсорбція (взаємодія специфічних рецепторів).

2. Впровадження вірусної ДНК (ін'єкція фага) здійснюється за рахунок лізування речовинами типу лізоциму ділянки клітинної стінки, скорочення чохла, вштовхування стрижня хвоста через цитоплазматичну мембрану в клітину, впорскування ДНК в цитоплазму.

3. Репродукція фага.

4. Вихід дочірніх популяцій.

Основні властивості фагів

Розрізняють вірулентні фаги, здатні викликати продуктивну форму процесу, та помірні фаги, що викликають редуктивну фагову інфекцію (редукцію фага) В останньому випадку геном фага в клітині не реплікується, а впроваджується (інтегрується) в хромосому клітини господаря (ДНК в ДНК), фаг перетворюється на профаг.Цей процес отримав назву лізогенії. Якщо в результаті впровадження фага в хромосому бактеріальної клітини вона набуває нових успадкованих ознак, таку форму мінливості бактерій називають лізогенною (фаговою) конверсією.Бактеріальну клітину, що несе у своєму геномі профаг, називають лізогенною, оскільки профаг при порушенні синтезу особливого білка – репресора може перейти у літичний цикл розвитку, спричинити продуктивну інфекцію з лізисом бактерії.

Помірні фаги мають важливе значення в обміні генетичним матеріалом між бактеріями. у трансдукції(Одна з форм генетичного обміну). Наприклад, здатність виробляти екзотоксин мають тільки збудник дифтерії, в хромосому якого інтегрований помірний профаг, що несе оперон tox, відповідальний синтез дифтерійного экзотоксина. Помірний фаг tox викликає лізогенну конверсію нетоксигенної палички дифтерійної в токсигенну.

За спектром на бактерії фаги поділяють на:

Полівалентні (лізують близькі споріднені бактерії, наприклад сальмонели);

Моновалентні (лізують бактерії одного виду);

Типоспецифічні (лізують лише певні фаговари збудника).

На щільних середовищах фаги виявляють частіше за допомогою спот (spot) – тесту (утворення негативної плями при зростанні колоній) або методом агарових шарів (титрування за Граціа).

Практичне використання бактеріофагів.

1. Для ідентифікації (визначення фаготипу).

2. Для фагопрофілактики (купування спалахів).

3. Для фаготерапії (лікування дисбактеріозів).

4. Для оцінки санітарного стану довкілля та епідеміологічного аналізу.



Вступ

На вигляд віруси ділять на сферичні, або кулясті, кубічні, паличкоподібні, або ниткоподібні, і сперматоподібні.

При деяких вірусних інфекціях (сказ, віспа та ін.) II цитоплазмі або ядрі ураженої вірусом клітини утворюються особливі, специфічні для кожної інфекції внутрішньоклітинні включення, що значно перевершують за величиною вірус і видимі у світловий мікроскоп. Це колонії вірусів. Виявлення їх у клітині має велике значення при діагностиці сказу, віспи та інших інфекцій. Окремі види вірусів, переважно віруси рослин, утворюють у клітинах кристалічні утворення (кристали Івановського). Їх можна розчинити, і з розчину виділяється вірус в аморфному, не кристалічному стані, що має інфекційні властивості. У кожному кристалі міститься до 1 млн. віріонів. Із зоопатогенних вірусів у кристалічному вигляді наразі отримано вірус поліомієліту. Розміри вірусів коливаються у межах. Найдрібніші з них (віруси поліомієліту, ящуру, енцефалітів) мають в діаметрі близько 20-30 mix (мілімікрон) і наближаються за величиною до білкових молекул, а великі віруси (віруси віспи, герпесу, плевропневмонії) за розмірами близькі до мілин. Розмір вірусів визначають ультрафільтрацією, ультрацентрифугуванням та електроноскопією.

Типи взаємодії вірусу із клітиною

Є два основних типи взаємодії вірусу та клітини. При першому типі вірусний геном функціонує в зараженій клітині більш менш автономно. Репродукція відбувається незалежно від репродукції клітинного геному. Віруси, що автономно розмножуються в клітині, відносяться до групи вірулентних. При такому характері взаємодії вірусу та клітини утворюється нове покоління віріонів. У цьому випадку говорять про продуктивну взаємодію. Коли ж цикл репродукції переривається на будь-якій проміжній стадії та інфекційного вірусного потомства не утворюється, така взаємодія вірусу та клітини називають абортивною. У тих випадках, коли симбіоз клітинного та вірусного геномів виявляється короткочасним і після утворення нового покоління вірусних частинок заражена клітина (клітина-господар) гине, таку реакцію на вірусну інфекцію називають літичною. Явище, коли клітина, у якій автономно розмножується вірус, довго зберігає свою життєздатність, одержало назву латенції.

Другий тип взаємодії вірусу і клітини властивий пухлинним вірусам, нуклеїнова кислота яких здатна вбудовуватися (інтегруватися) тим чи іншим чином клітинну хромосому у формі провірусу, викликаючи трансформацію клітин. Межі між вірусами з автономною реплікацією геномів та інтеграційними вірусами дуже умовні, і той самий вірус залежно від виду клітин може поводитися або як інфекційний, або як інтеграційний геном. Результатом такої взаємодії вірусу та клітини є зміна спадкових властивостей клітини. Цей тип взаємодії вірусу та клітини називають вірогенією, подібно до лізогенії при взаємодії фагів з бактеріями. Віруси, здатні викликати вирогенію, відносять до групи помірних.

Зміст теми "Типи мікроорганізмів. Віруси. Віріон.":
1. Мікроорганізми. Типи мікроорганізмів. Класифікація мікроорганізмів. Пріони.
2. Віруси. Віріон. Морфологія вірусів Розміри вірусів Нуклеїнові кислоти віруси.
3. Капсид вірусу. Функції капсиду вірусів. Капсомери. Нуклеокапсид вірусів. Спіральна симетрія нуклеокапсиду. Кубична симетрія капсиду.
4. Суперкапсид вірусу. Одягнені віруси. Голі віруси. Матричні білки (М-білки) вірусів. Репродукція вірусів

6. Типи інфікування клітин вірусами. Репродуктивний цикл вірусів Основні етапи репродукції вірусів. Адсорбція віріону до клітини.
7. Проникнення вірусу у клітину. Віропексіс. Роздягання вірусу. Тіньова фаза (фаза екліпсу) репродукції вірусів. Утворення вірусних частинок.
8. Транскрипція вірусу у клітині. Трансляція вірусів.
9. Реплікація вірусу у клітині. Складання вірусів. Вивільнення дочірніх віріонів із клітини.

Відомі такі типи взаємодій « вірус-клітина»: продуктивний(Утворюється дочірня населення), інтегративний (вирогенія), абортивний(Дочірня популяція не утворюється) і інтерференція вірусів(Інфікування чутливої ​​клітини різними вірусами).

Продуктивна взаємодія «вірус-клітина»частіше носить літичний характер, тобто закінчується загибеллю та лізисом інфікованої клітини, що відбувається після повного складання дочірньої популяції. Загибель клітини викликають наступні фактори: раннє пригнічення синтезу клітинних білків, накопичення токсичних вірусних компонентів, що пошкоджують клітину, пошкодження лізосом і вивільнення їх ферментів у цитоплазму.

Інтегративна взаємодія, або вирогеніяне призводить до загибелі клітини. Нуклеїнова кислота вірусу вбудовується в геном клітини-господаря і надалі функціонує як його складова частина. Найбільш яскраві приклади подібної взаємодії - лізогеніябактерій та вірусна трансформація клітин.

Абортивна взаємодіяне призводить до появи дочірньої популяції і відбувається при взаємодії вірусу з клітиною, що покоїться (стадія клітинного циклу G0) або при інфікуванні клітини вірусом зі зміненими (дефектними) властивостями. Слід розрізняти дефектні віруси та дефектні віріони. Перші існують як самостійні види та функціонально неповноцінні, тому що для їх реплікації необхідний «вірус-помічник» (наприклад, для реплікації аденоасоційованого вірусу потрібна присутність аденовірусів). Другі становлять дефектну групу, що формується при освіті великих дочірніх популяцій (наприклад, можуть утворюватися порожні капсиди або нуклео-капсиди безоболонкові). Особлива форма дефектних віріонів – псевдовіріони, що включили до капсиду нуклеїнову кислоту клітини-господаря.

Інтерференція вірусіввідбувається при інфікуванні клітини двома вірусами. Розрізняють гомологічну (при інфікуванні клітини спорідненими вірусами) та гетерологічну (якщо інтерферують неспоріднені види) інтерференцію. Це явище виникає не при будь-якій комбінації збудників, іноді два різні віруси можуть репродукуватися одночасно (наприклад, віруси кору та поліомієліту). Інтерференція реалізується або рахунок індукції одним вірусом клітинних інгібіторів (наприклад, ІФН), що пригнічують репродукцію іншого, або рахунок пошкодження рецепторного апарату чи метаболізму клітини першим вірусом, що виключає можливість репродукції другого.

Вірусні частинки або віріони є інертними, статичними формами вірусу. Коли віріони знаходяться поза клітиною, вони не репродукуються. Нині відомо три типи взаємодії вірусів із клітинами господаря.

ПродуктивнийТип взаємодії закінчується утворенням вірусного потомства.

Абортивнийтип не завершується утворенням вірусних частинок, оскільки інфекційний процес переривається і супроводжується формуванням інфекційного потомства.

ІнтегративнийТип взаємодії вірусів з клітиною характерний для онкогенних вірусів, нуклеїнова кислота яких здатна вбудовуватись (інтегруватися) у клітинну хромосому, викликаючи трансформацію клітин. Межі між вірусами з автономною реплікацією геномів та інтеграційними вірусами досить умовні, і той самий вірус, залежно від виду клітин, може поводитися або як інфекційний, або як інтеграційний геном. Результатом такої взаємодії вірусу та клітини є зміна спадкових властивостей клітини. Даний тип взаємодії вірусу та клітини називають вироге-

ній,подібно до лізогенії при взаємодії фагів з бактеріями. Віруси, здатні викликати вирогенію, відносять до групи помірних.

Продуктивний тип взаємодії вірусу та клітини отримав назву репродукції вірусів (від англ. rерroduсе – відтворювати). Репродукція вірусів -це утворення за принципом комплементарності та шляхом реплікації копій вірусних нуклеїнових кислот та індукування молекулами останніх біосинтезу вірусних білків з подальшою самоорганізацією цих компонентів у вірусні частки.

Синтез та реплікацію нуклеїнових кислот вірусів здійснюють ферменти. Використовуючи нуклеотиди клітини, ферменти створюють їх полінуклеотидні ланцюга нових молекул нуклеїнових. кислот вірусів Залежно від типу нуклеїнових кислот, що синтезуються, вони називаються ДНК-полімеразами або РНК-синтетазами. У деяких випадках нуклеїнові кислоти вірусів реплікуються клітинними полімеразами - ферментами, присутніми в клітині до зараження вірусом, хоча частіше реплікацію вірусних нуклеїнових кислот здійснюють полімерази, що з'являються після зараження клітини вірусом. Такі полімерази називають вірусспецифічними, оскільки біосинтез їх закодовано у структурі нуклеїнових кислот самих вірусів. І, нарешті, реплікація нуклеїнових кислот деяких вірусів відбувається за рахунок існуючих у віріоні полімераз. Синтез вірусспецифічних полімераз та вірусних структурних білків здійснюється на рибосомах клітини. Вірусні полімерази, наприклад, РНК-реплікази, є строго специфічними.

При великому розмаїтті механізмів репродукції вірусів загальним їм є те, що джерелом мономерів для синтезу і реплікації нуклеїнових кислот служать нуклеотиди клітини. Джерелом мономерів для синтезу та побудови білків всіх вірусів є амінокислоти, і синтез білків усіх вірусів незалежно від ультраструктури їх нуклеїнових кислот здійснюється в клітинних рибосомах. Джерелом енергії для біосинтетичних процесів при репродукції вірусів є АТФ, що виробляється в мітохондріях клітини-хазяїна.

Процес репродукції вірусів включає шість етапів: адсорбцію вірусу на клітині; проникнення у клітину; депротеїнізацію та звільнення вірусного геному; синтез вірусних компонентів у клітині-хазяїні; складання та формування вірусів; вихід зрілих вірусів із клітини.

Адсорбція,тобто прикріплення вірусу до клітини, здійснюється специфічними та неспецифічними механізмами. Неспецифічний – визначається силами електростатичного

взаємодії. У цьому процесі беруть участь позитивно заряджені амінні групи вірусного білка та кислі фосфатні групи клітинної поверхні, що мають негативний заряд. Специфічний механізм взаємодії вірусу та клітини обумовлений комплементарними клітинними та вірусними рецепторами. Вірусні рецептори поділяють на ліпопротеїнові (у арбовірусів) та мукопротеїнові (у міксовірусів та аденовірусів). Спектр чутливості клітин до вірусів часто визначається наявністю відповідних рецепторів.

Резистентність клітин можна подолати шляхом руйнування клітинної мембрани, навіщо використовують інактивований вірус Сендай. Специфічні противірусні антитіла та антитіла до нормальних клітин перешкоджають адсорбції вірусів. Процес адсорбції складається з двох періодів - оборотного та незворотного. Період оборотної адсорбції може закінчитися десорбцією вірусу. При тривалому контакті клітин та вірусу настає стадія незворотної адсорбції. Адсорбовані віріони таким чином можуть частково елююватися з поверхні клітин, невелика частина залишається інтактною, а основна маса вірусних частинок проникає у клітину.

Проникнення вірусів у клітинуздійснюється шляхом виропексису, або піноцитозу. При цьому в місці адсорбції віріона відбувається спочатку інвагінація зовнішньої мембрани клітини та утворення внутрішньоклітинної вакуолі з вірусною частинкою. Через деякий час вірусна та клітинна мембрани вакуолі лізуються та вивільняється нуклеокапсид вірусу. Інші віруси, наприклад вірус Неrреs simр1ех, проникають у клітину не шляхом віропексису, а розплавлення мембран вірусу та клітини. Після розплавлення вірусний нуклеопротеїд виявляється у цитоплазмі. Більшість вірусів проникають у клітину шляхом віропексису, меншість видів – шляхом сплавлення. У фагів цей процес, тобто звільнення ДНК та її подальша ін'єкція крізь оболонку бактеріальної клітини, відбувається безпосередньо на поверхні цієї клітини відразу після прикріплення до неї фага.

Депротеїнізація,або «роздягання» відбувається поступово у кілька етапів. Процес звільнення вірусної нуклеїнової кислоти йде за активної участі самого вірусу, що індукує утворення в клітині ферментів та активаторів ферментів, необхідних для депротеїнізації вірусної нуклеїнової кислоти. У процесі депротеїнізації вірусів можуть брати участь ферменти клітинних лізосом. Таким чином, депротеїнізація завершується визволенням вірусного геному.

Щойно вірусний геном звільняється від білка, вірусна нуклеїнова кислота дезорганізує роботу клітинних систем. Вірус стимулює синтез інгібітору клітинних РНК. Інгібі-

тор є білок - гістон, крім того блокуючий процес синтезу клітинної ДНК. Другий ранній вірусний білок перешкоджає здійсненню функції клітинної і-РНК. Термін "ранні" означає молекули, синтезовані до реплікації ДНК.

Реалізація генетичної інформації вірусів здійснюється відповідно до процесів транскрипції - синтезу інформаційних РНК, комплементарних матричних ДНК або РНК; трансляції – синтезу білків на рибосомах клітини за участю і-РНК; реплікації – синтезу молекул нуклеїнової кислоти, гомологічних геномів (рис. 7).

| Синтез вірусних ДНКу ДНК-вірусів здійснюється за допомогою ДНК-полімераз. Завдяки участі цього ферменту з нуклеотидів клітини синтезується та будується друга комплементарна нитка ДНК, внаслідок чого утворюються нові дволанцюгові молекули ДНК. Процес реплікації молекул ДНК триває до тих пір, поки в клітині не накопичиться певна їх кількість, необхідна для потомства вірусної частки, що проникла в клітину.

Оскільки типи та форми нуклеїнових кислот різноманітні - крім дволанцюжкової ДНК можуть бути РНК, одно- та дволанцюгові, лінійні та кільцеві молекули - то й механізми їх реплікації різні.

У вірусів, що містять двониткову РНК , синтез вірусних компонентів відбувається подібним чином. «Рання» транскрипція у них здійснюється завдяки віріонному ферменту – РНК-залежній РНК-полімеразі. Віруси з однониткової РНК за характером синтезу білків поділяються на дві групи: