Контрольная работа по "Вирусологии"

Содержание

Стр.

 

1. Опишите основные этапы репродукции вирусов в клетках (начиная с адсорбции).………..……………………………………….3
2. Какие средства и методы применяются для стерилизации материалов, инструментов, посуды и рабочих мест в лабораториях? Чем обусловлен вируцидный эффект?........……………………….....9
3. Задача………………..………………………………….……….11

Список литературы………………………………………..………13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Опишите основные этапы  репродукции вирусов в клетках (начиная с адсорбции).

Репродукция вирусов включает несколько основных этапов.

1. Адсорбция вирусов на клетке.
2. Проникновение вируса в клетку.
3. Депротеинизация (освобождение вирусной нуклеиновой кислоты).
4. Синтез ранних белков: а) белков-ингибиторов (репрессоров), подавляющих клеточный метаболизм; б) белков (полимераз), обеспечивающих синтез вирусных нуклеиновых кислот.
5. Синтез компонентов вирусов: а) репликация вирусных нуклеиновых кислот; б) синтез вирусных структурных белков.
6. Формирование зрелых (инфекционных) вирионов.
7. Выход вирионов из клетки.

Адсорбция вируса на поверхности клетки является физико-химическим процессом и определяется разностью зарядов и другими силами межмолекулярного притяжения поверхности вируса и клеточной стенки. Основную роль в адсорбции вируса на клетке играет взаимодействие рецепторов вируса с комплементарными рецепторами клеток, которые могут быть мукопротеидами или липопротеидами. Вирусные рецепторы по химической природе являются белками и называются прикрепительными белками. На адсорбцию вируса на клетке влияет возникновение противоположных зарядов между определенными участками клеточной стенки и вируса. Вирусы несут отрицательный заряд, участки клеточной стенки - положительный. Эта фаза взаимодействия вируса с клеткой обратима, на ее исход оказывает влияние рН и солевой состав среды.

Адсорбционные участки вируса соприкасаются с рецепторными участками клеточной стенки. Степень и скорость адсорбции зависят от ферментов (нейраминидаза), гормонов, действующих на клеточные рецепторы.

 

Чувствительность клеток к вирусу определяется тремя факторами:

• наличием рецепторов, на которых может фиксироваться вирус;
• наличием в клеточной оболочке и цитоплазме ферментов, способных разрушить белковые оболочки и освободить вирусную нуклеиновую кислоту;
• наличием в клетке ферментов, материалов и энергетических ресурсов, обеспечивающих синтез компонентов вируса и формирование вирионов.

На раннем этапе адсорбции связь вируса с клеткой обратима. При повторном замораживании и оттаивании эта связь разрушается и происходит отторжение вируса от клетки. При длительном контакте вируса с клеткой элюция невозможна.

Вслед за адсорбцией следует стадия проникновения вируса в клетку. Вирусы в клетки проникают тремя способами.

1. Впрыскивание нуклеиновой кислоты в клетку; белковая оболочка остается на клетке. Характерно для фагов.
2. Разрушение клеточной оболочки; вирус проникает целиком. Характерно для вирусов растений.
3. С помощью пиноцитоза или виропексиса. Характерно для большинства вирусов позвоночных.

Проникновение в клетку происходит благодаря процессу виропексиса, аналогичному фагоцитозу. В месте адсорбции клеточная стенка образует впячивание, затем в этом месте формируются вакуоли, и вирион таким образом оказывается в цитоплазме (внутри клетки).

Механизм проникновения вириона (за исключением бактериофага) состоит из проникновения целого вириона в клетку в результате виропексисного процесса. Одновременно с виропексисом начинается дезинтеграция (распад вирионов на составные части), которая является ферментативным процессом. Клеточная оболочка осуществляет начало дезинтеграции вирусного капсида, что выражается в изменении структуры вирусной белковой оболочки.

Процесс дезинтеграции вируса завершается в цитоплазме, т. е. после проникновения вируса в клетку. Конечным его результатом является освобождение вирусной нуклеиновой кислоты от белков внешних оболочек с помощью протеолитических ферментов цитоплазмы. С этого момента начинается внутриклеточное развитие вируса, которое завершается формированием потомства вириона, проникшего в клетку. Причем эту фазу взаимодействия вируса с клеткой называют эклипсом, что означает исчезновение, так как в это время вирус не удается обнаружить, и он как бы исчезает.

Свободная нуклеиновая кислота перемещается на место репродукции вируса. Местом репродукции может быть цитоплазма или ядро клетки. Это зависит от вида вирусов. Одни вирусы репродуцируются в ядре, другие - в цитоплазме. Синтезу компонентов вирионов предшествует подготовительный период, в течение которого нуклеиновая кислота вируса вызывает подавление синтеза клеточных белков и нуклеиновых кислот путем образования ингибиторов белковой природы. Таким образом, в клетке нарушается собственный метаболизм и она оказывается подготовленной к синтезу компонентов вируса за счет собственных субстратов.

Синтез нуклеиновых и белковых компонентов вируса в клетке происходит дезъюнктивным способом - раздельно территориально и во времени, т. е. в разных частях клетки (ядре, цитоплазме).

В синтезе вирусных компонентов между ДНК- и РНК-содержащими вирусами существует определенное различие.

У ДНК-содержащих вирусов на матрице ДНК- вируса в ядре вначале синтезируется информационная РНК, которая вызывает синтез ранних белков. Эти белки, с одной стороны, подавляют синтез клеточной ДНК, а с другой - приводят к синтезу вирусной ДНК-полимеразы (фермента), с помощью которой происходит репликация (репродукция вирусных дочерних ДНК). Позднее синтезируется информационная РНК (иРНК), которая несет информацию от вирусной ДНК для синтеза структурных вирусных белков.

Репликативная форма РНК состоит из родительской и вновь образованной нити РНК, которые, объединяясь, формируют одноцепочечную репликативную форму РНК. Она состоит из фермента РНК-полимеразы, полисом и репликативной формы РНК.

Процесс синтеза компонентов РНК-вирусов происходит в следующей последовательности: на матрице РНК-вируса вначале образуются полирибосомы, на которых синтезируются ранние белки, вызывающие подавление клеточного метаболизма, и РНК-полимеразы. Затем в цитоплазме (мелкие вирусы) или в ядре (вирусы гриппа) при участии РНК-полимеразы в репликативном комплексе осуществляется синтез репликативной формы двухцепочечной вирусной РНК.

Вновь синтезированные дочерние РНК-вирусы выполняют функцию информационной РНК и вызывают образование вирусных белков, необходимых для формирования зрелых вирионов. Таким образом, в вирусной РНК у РНК-содержащих вирусов объединены генетическая и информационная функции, т. е. она сама же осуществляет функцию информационной РНК.

Формирование зрелых вирионов происходит на внутренней стороне цитоплазматической мембраны клетки путем композиции основных вирусных компонентов. В основе формирования вирионов лежит процесс самосборки, который заключается в высокоспецифическом взаимодействии белковых и нуклеиновых молекул. Специфический характер взаимодействия выражается в способности молекул вирусных нуклеиновых кислот и вирусных структурных белков узнавать друг друга. В результате этого происходит полимеризация белковых молекул (капсомеров) вокруг молекулы вирусной нуклеиновой кислоты. Наряду с этим протекают и более сложные процессы, связанные с участием клеточных структур: включение в вирионы белковых, углеводных и лилидных компонентов клетки хозяина и формирование внешних оболочек вокруг «голых частиц» вируса.

Весь цикл репродукции у РНК-вирусов составляет 4...8 ч, а у ДНК-вирусов - 12...24 ч.

Число зрелых вирионов, сформированных в одной клетке, зависит от вида вирусов и колеблется от 10 до 1000 (10 000) и более. Например, у вирусов ящура и полиомиелита их на одну клетку приходится 10 000...100 000, а у вируса классической чумы птиц - 3000...10 000.

Созревшие новые вирионы покидают клетку двумя способами, что зависит от вида и сложности строения вируса. При первом (взрывном, или литическом) способе все потомство вируса покидает клетку почти одновременно вследствие взрыва (разрушения) клеточной стенки, что характерно для вирусов с одной оболочкой (полиомиелита, мелких РНК-вирусов). При втором способе вирионы из клетки выходят постепенно и относительно длительно (2...6 ч), по мере созревания их на цитоплазматической мембране, что характерно для вирусов, имеющих вторую оболочку (миксо-, арбовирусы). Выделение таких вирионов из клетки сопровождается ферментативным разрушением клеточной стенки.

При формировании вирионов под влиянием некоторых условий образуются так называемые неполные, или неполноценные, вирусы. По сравнению с полным, инфекционным вирионом у них более низкая инфекционная и ферментативная активность. Неполный вирион формируется в результате следующих причин: высокая множественность инфекции; действие интерферона на синтез вирусной ДНК или РНК; разная степень восприимчивости клеток к вирусу и др. Эти нарушения могут происходить как при укладке капсомеров вокруг молекул нуклеиновой кислоты, так и на более поздней стадии - при образовании внешней оболочки.

Репродукция в клетках всегда сопровождается более или менее выраженными цитопатическими действиями или эффектами, чаще всего завершающимися гибелью клеток. Сюда относятся нарушение метаболизма клетки и истощение ресурсов, затраченных на репродукцию вирусных частиц; изменения основных компонентов клетки в процессе синтеза, созревания и выхода вириона из клетки и др.

Возможные результаты процессов взаимодействия различных вирусов и клеток можно разделить на пять типов.

1. Дегенерация (дистрофия) клеток, приводящая к их гибели.
2. Образование симпластов и синцитиев, представляющих собой гигантские многоядерные скопления клеточного вещества.
3. Трансформация клеток при действии вирусов, обладающих онкогенной активностью. Эти вирусы в культуре клеток вызывают образование очагов беспорядочного трехмерного роста, поэтому такое действие вирусов еще называют пролиферативной инфекцией.
4. Образование внутриклеточных включений. Они чаще всего представляют собой сочетания вирусных частиц с продуктами реакции клетки (тельца Бабеша-Негри при бешенстве).
5. Латентная (скрытая) инфекция клеток — своеобразное состояние равновесия между вирусом и клеткой, когда инфекция не проявляется какими-либо признаками. При этом наблюдается незначительная продукция вируса без повреждения клеток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Какие средства и  методы применяются для стерилизации  материалов, инструментов, посуды и  рабочих мест в лабораториях? Чем обусловлен вируцидный эффект?

Асептика - система мероприятий и приемов работы, предупреждающих попадание микроорганизмов и вирусов из окружающей среды в организм человека, а также в исследуемый материал. Она предусматривает использование стерильных инструментов и материалов, обработку рук сотрудников, соблюдение особых санитарно-гигиенических правил и приемов работы.

Антисептика - комплекс мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов и вирусов, способных вызвать инфекционный процесс при попадании на поврежденные или интактные участки кожи и слизистых оболочек. В качестве антисептиков используют различные химические вещества: 70%-ный этиловый спирт, 5%-ный спиртовой раствор йода, 0,5-3%-ный раствор хлорамина, 0,1%-ный раствор перманганата калия, 0,5-1%-ный раствор формалина, 1-2%-ные спиртовые растворы метиленового синего или бриллиантового зеленого.

Дезинфекция - обеззараживание объектов окружающей среды путем уничтожения патогенных для человека и животных микроорганизмов и вирусов физическими способами и с помощью химических веществ: растворами кальция гипохлорида (0,1-10%-ным), формалина, хлорамина (0,5-5%-ным), фенола (3-5%-ным), лизола (3-5%-ным), натрия или калия гидроксида (2-3%-ным) и др. Выбор дезинфицирующего вещества и его концентрации зависят от материала, подлежащего дезинфекции.

В лабораториях для дезинфекции боксов чаще всего применяют пары формалина (30-35 мл 40%-ного раствора формальдегида на 1 м3 помещения), бета-пропиолактон (1,1 л на 100 м3 помещения) или испаряют карболовую кислоту (не реже одного раза в неделю) и ежедневно делают влажную уборку с применением растворов хлорамина, гидроксида натрия и др.

Стерилизация - обеспложивание, т.е. полное уничтожение микроорганизмов и вирусов в различных материалах. Стерилизацию проводят физическими (воздействием высокой температуры, путем ультрафиолетового облучения, фильтрацией жидкостей через бактериальные фильтры) и химическими методами.

Физические методы стерилизации:

а) прокаливание в пламени спиртовки или горелки. Данный способ применяют для стерилизации препаровальных игл, петель из аппарата Такачи, пинцетов, горловин культуральных сосудов и т. д.;

б) стерилизация кипячением. Этим методом стерилизуют шприцы, мелкий хирургический инструмент, предметные и покровные стекла и другие предметы. Кипятят не менее 30 мин. Однако данный метод не обеспечивает полной стерилизации, так как некоторые вирусы, могут остаться при этом жизнеспособными;