Слайд 2
Особенности жизненного цикла
Репликация генома у большинства ДНК-содержащих вирусов
происходит в клеточном ядре.
Большинство ДНК-содержащих вирусов полностью полагаются
на синтетический аппарат клетки-хозяина. Однако вирусы с крупными геномами (например, поксвирусы) могут сами кодировать большую часть необходимых для этого белков.
Слайд 3
Класс I:
Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК для репликации попадают в ядро клетки,
так как им требуется клеточная ДНК-полимераза. Также репликация ДНК
этих вирусов сильно зависит от стадии клеточного цикла. В некоторых случаях вирус может вызывать деления клетки, что может приводить к раковому перерождению. Примерами таких вирусов являются Herpesvirales, Adenoviridae, Papillomaviridae и Polyomaviridae.
У представителей семейства Poxviridae геномная ДНК реплицируется не в ядре.
Слайд 4
Herpesvirales
Herpesvirales (лат., от греч. herpes — ползучий) — порядок
вирусов
Крупный линейный геном
дцДНК
икосаэдрический капсид(T=16)
белковый тегумент и липидная оболочка,
в которой расположены мембранные белки
Иммунносупресия организма хозяина
Постоянно находятся в организме
Онкогенны
Слайд 5
Геном
Представлет собой линейную двухцепочечную молекулу ДНК
У герпесвируса человека
1-го типа она имеет размер 152 261 пара нуклеотидов
и содержит 77 генов, все из которых кодируют белки; доля пар ГЦ составляет 68 %
Геном герпесвируса человека 2-го типа состоит из 154 746 пар нуклеотидов и несёт 77 генов; доля пар ГЦ составляет 70 %
Слайд 6
Инфицирование
Адсорбция на поверхности фибробластов/ лимфоцитов/ нервных клеток
Слайд 8
Adenoviridae
Аде́новирусы (лат. Adenoviridae) — семейство ДНК-содержащих вирусов позвоночных, лишённых липопротеиновой
оболочки.
диаметр 70—90 нм, содержат единичную двухцепочечную молекулу ДНК длиной
34-36 т.п.н., молекулярной массой 20—29·106 Да.
Наиболее известны аденовирусы, вызывающие острые респираторные заболевания.
На материале аденовирусов впервые было открыто явление альтернативного сплайсинга
Слайд 9
Вред и польза
Большая часть серотипов аденовирусов приводят к
инфекции верхних дыхательных путей. Также зачастую аденовирусы бывают причиной
конъюнктивита, тонзиллита, отита. Также аденовирусы 40 и 41 серотипа могут вызывать гастроэнтерит.
Не существует специфической антивирусной терапии для лечения аденовирусной инфекции, и лечение в основном направлено на устранение симптомов.
Слайд 10
Аденовирусы используются в качестве вирусного вектора для генной
терапии благодаря их способности размножаться в реплицирующихся и нереплицирующихся
клетках
В Китае аденовирусы используются в лечении онкологических заболеваний.
Слайд 11
Papillomaviridae
Размеры вириона около 55 нм. Размножается в ядре
клеток-хозяев
Причина возникновения доброкачесвенных опухолей
Папилломавирусы имеют видоспецифические и некоторые типоспецифические
антигены.
Не культивируются в клеточных системах.
Вирус папилломы человека выявляется в кератоцитах в виде эписомы, 50—200 копий на поражённую клетку.
Слайд 12
Патогенез
известно более 600 штаммов
папилломавирусов, обнаруженных у человека
более 40 из них могут
вызвать поражение
аногенитального тракта мужчин и женщин и появление
остроконечных кондилом.
безвредны /вызывают бородавки /рак
Единственный способ заболевания раком шейки матки
Инфицируют базальный слой эпителия, причём наиболее поражённым участком является зона перехода многослойного плоского эпителия в цилиндрический эпителий.
В заражённой клетке вирус существует в двух формах:
Эписомальной
Интросомальной
Слайд 13
Симптоматика
Понижение иммунитета
Длительный инкубационный период(от половины месяца до
нескольких лет)
Метод ПЦР имеет большую диагностическую значимость и позволяет
идентифицировать отдельные типы ВПЧ
Скрининговый используется (Digene-тест) для быстрого выявления клинически значимых концентраций высоконкогенных типов папилломавируса. Имеет высокую специфичность и точность диагностики. Производится в комплексе с цитологическим исследованием шейки матки.
Так как аногенитальные бородавки в 90 % случаев ассоциируются с другими урогенитальными инфекциями, целесообразно проводить исследования на их наличие методом ПЦР
Согласно исследованиям Центров по контролю и профилактике заболеваний США, естественный иммунитет самостоятельно справляется с вирусом в организме в течение 2 лет в 90 % случаев[.
Средствами удаления поражённых тканей могут быть:
хирургическое удаление;
электрокоагуляция
лазерокоагуляция углекислым или неодимовым лазером
криодеструкция жидким азотом
Побочным эффектом может быть распространение вируса на прилегающие ткани, повреждённые в процессе удаления поражённых участков.
Слайд 14
Polyomaviridae
вирионы небольшие,
диаметр порядка 40—50 нм, икосаэдрической формы
не покрыты липидной оболочкой.
Вирусы обычно онкогенные, часто находятся
в организме хозяина в латентном состоянии и не вызывают болезнь, но образуют опухоли в случае иммунного дефицита хозяина.
Корень «полиома» в названии вируса говорит о том, что вирусы способны вызывать множественные опухоли.
Слайд 15
Инфекцию, вызываемую Human polyomavirus 1—4, сложно отличить от
инфекции, вызываемой Macaca mulatta polyomavirus 1
Human polyomavirus 1 приводит
к мягким респираторным инфекциям, и поражает почки у пациентов со сниженной иммунной системой, например, после трансплантации органов. Human polyomavirus 2 поражает клетки дыхательной системы, почек или мозга. Оба эти вируса широко распространены в популяции, порядка 80 % взрослых жителей США имеют антитела к этим вирусам.
Human polyomavirus 5 описан в 2008 году, вызывает рак кожи Меркеля
Human polyomavirus 8 описан в 2010 году, вызывает триходисплазию.
Слайд 16
Поксвирусы
Поксви́русы или вирусы оспы (лат. Poxviridae, от англ. рох —
оспа + вирусы) — семейство вирусов животных, объединяющее самые крупные
ДНК-содержащие вирусы, вирионы которых имеют кирпичеобразную или овоидную форму; включает виды, патогенные для человека, например, возбудителей оспы, пустулезного дерматита.
Геном, представленный двунитчатой линейной гантелеобразной формы ДНК
Двухслойный капсид, между слоями которого находятся боковые тела.
Поверх нуклеокапсида расположена двухслойная липопротеидная оболочка с воронкообразными фибрами.
Слайд 17
Репродукция вируса
Поксвирусы обладают наиболее сложным репродуктивным циклом, при
этом синтезируется более 100 различных белков, входящих в состав
вирионов (большинство образует наружную оболочку). Репродукция поксвирусов характеризуется следующими особенностями.
Транскрипция ДНК начинается до полной депротеинизации вируса, так как она полностью осуществляется белками, имеющимися в вирионе.
Репликация происходит только в цитоплазме и полностью независима от клеточных полимераз, так как, в отличие от прочих вирусов, поксвирусы имеют собственную ДНК-зависимую РНК-полимеразу, которая обеспечивает транскрипцию генов репликации в течение ранней и средней стадий.
В репродуктивном цикле выделяют три стадии:
Ранняя стадия репродукции поксвирусов запускается сразу же после раздевания вируса и выхода вирусной ДНК в цитоплазму. На этой стадии за счёт РНК-полимеразы вириона транскрибируются гены, необходимые для репликации генома.
На средней стадии транскрибируется примерно половина вирусной ДНК. Транслируются мРНК, синтезированные в раннюю стадию. Транскрибируются средние гены.
Поздняя стадия репродукции поксвирусов совпадает с началом репликации ДНК. Регуляторные белки блокируют трансляцию ранней мРНК и запускают синтез поздних (структурных) белков. Сборка вирионов осуществляется только в цитоплазме посредством реакций мембранного синтеза. Упаковка генома в вирион идёт с затратой АТФ. Высвобождение зрелых популяций сопровождается лизисом клетки.
Слайд 18
Мимивирус
Единственный опознанный вид Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV).
До октября
2011 года, когда был описан ещё более крупный вирус
Megavirus chilensis, считалось, что мимивирус обладает самым крупным капсидом среди всех известных вирусов — около 500 нм в диаметре.
В отличие от большинства других вирусов, мимивирус не проходит через фильтр с диаметром пор 0,22 мкм
Виден в световой микроскоп, по размерам он близок к небольшим бактериям, таким как микоплазма. Кроме того, по сравнению с другими вирусами и даже некоторыми бактериями, мимивирус обладает более объёмным (около 1,2 миллионов пар нуклеотидов) и сложноструктурированным геномом
В свете нехватки точных данных о природе данного вируса его открытие вызвало большой интерес в научных кругах. Один из первооткрывателей мимивируса высказал предположение, что он представляет собой недостающее звено между вирусами и клеточными организмами. Имеется и более радикальное мнение, согласно которому мимивирус представляет собой принципиально новую форму жизни, не относящуюся к вирусам или бактериям.
Слайд 19
Открытие и этимология
Название «мимивирус» было дано этому вирусу
как сокращение от «мимикрирующий под микроб» (англ. mimicking microbe virus).
Это связано с тем, что некоторое время этот вирус считали микроорганизмом, а не вирусом, на основании таких признаков, как крупный размер, наличие белковых нитей, похожих на жгутики, и способность окрашиваться по методу Грама.
APMV был впервые обнаружен в 1992 году в амёбе Acanthamoeba polyphaga, в честь которой он и был назван, в ходе поисков возбудителей легионеллёза. Вирус был обнаружен в препарате, окрашенном по методу Грама, и вследствие этого ошибочно принят за грамположительную бактерию. Организм был назван Bradfordcoccus в честь района, в котором была найдена амёба (Брадфорд, Англия). После неудачных попыток культивирования и ПЦР-типирования этого организма с помощью универсальных праймеров, узнающих гены бактериальной 16S рРНК, образец пролежал в холодильнике 10 лет.
Позднее он был передан во Францию, где были проведены дополнительные исследования, позволившие заключить, что Bradfordcoccus на самом деле является гигантским вирусом. Результаты работы были опубликованы в 2003 году в журнале «Science»
Слайд 20
Немного о геноме
Ряд белков мимивируса, принимающих участие в
репликации генома, оказались гомологичными белкам других крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих
вирусов, что говорит об их общем происхождении.
Большое количество мимивирусных белков не обнаруживают сходства ни с одним известным в настоящее время белком.
Геном кодирует значительное количество белков, напоминающих эукариотические и бактериальные. По-видимому, эти гены были приобретены мимивирусом вторично и происходят из геномов хозяев вируса и их паразитов.
Слайд 21
обладает бо́льшим объёмом генетической информации, чем как минимум
30 организмов, имеющих клеточное строение
Несмотря на большой размер генома,
он используется довольно эффективно: на долю кодирующей ДНК приходится около 90,5 % всего объёма геном
Открытые рамки считывания разделены между собой промежутками примерно в 157 пар нуклеотидов.
Две цепочки ДНК, названные R (англ. right — правая) и L (англ. left — левая), кодируют примерно одинаковое количество генов (450 и 465 соответственно)
Не онаружено признаков деградации, характерных для геномов паразитических бактерий, таких как псевдогены и мобильные генетические элементы. Содержание адениновых и тимидиновых нуклеотидов довольно высоко — 72 %, что ведёт к повышенному содержанию в белках аминокислот, кодируемых АТ-богатыми кодонами (например, изолейцина, аспарагина и тирозина).
Вблизи концов молекулы ДНК были обнаружены инвертированные повторы длиной 617 пар нуклеотидов. Предполагают, что комплементарное взаимодействие этих участков может приводить к формированию Q-структуры — кольцевой ДНК с двумя небольшими хвостами
Слайд 23
Есть признаки, соответствующие принципам ламаркизма. В условиях пониженной
конкуренции происходит репрессия некоторых генов. Это изменение наследуется следующими
поколениями вируса, в некоторых случаях усиливаясь вплоть до полной инактивации этих генов. Предположительно, эффект является следствием худшей репарации менее используемых генов
Мимивирус является одним из немногих дцДНК-вирусов, в геноме которых обнаружена последовательность, кодирующая интеин. Интеин представляет собой белковый домен, который катализирует своё собственное вырезание из несущей молекулы и сшивание образовавшихся концов. Такая последовательность присутствует в гене ДНК-полимеразы B мимивируса
Октамерная последовательность AAAATTGA была обнаружена примерно перед половиной генов мимивируса в положении от −80 до −50. Эта последовательность является TATA-подобным промоторным элементом и узнаётся транскрипционным аппаратом вируса на ранней стадии жизненного цикла. Другая вырожденная АТ-богатая последовательность является поздним промотором
Слайд 24
24-часовой литический (сопровождающийся лизисом клетки-хозяина) жизненный цикл
Вирионы
мимивируса, напоминающие бактерий своими размерами и присутствием характерных полисахаридов
на поверхности, поглощаются амёбой как пища в процессе эндоцитоза
Белковые нити частично лизируются в эндосомах, в результате чего капсид может взаимодействовать с эндосомальной мембраной;
Через 2 часа после инфицирования капсид раскрывается в районе звёздчатой структуры, и его содержимое высвобождается в цитоплазму в результате слияния внутренней мембраны и мембраны эндосомы
После выхода коровой частицы (внутренней части нуклеокапсида) в цитоплазму, благодаря наличию в ней вирусного аппарата транскрипции, начинается синтез вирусных мРНК. Эти мРНК накапливаются внутри коровой частицы в виде гранул. Предполагают, что первыми под действием вирусной РНК-полимеразы транскрибируются гены, которые находятся под контролем AAAATTGA-промотора
Через 4—5 часов после заражения вирусная ДНК выходит из коровой частицы и деконденсируется, начинается репликация. В результате рядом с пустой оболочкой коровой частицы формируется так называемая «вирусная фабрика» — место синтеза компонентов и сборки вирусных частиц. Если в клетку проникли несколько вирусных частиц, то формируемые ими «фабрики» сливаются в одну по мере разрастания;
Через 6—9 часов после заражения можно наблюдать процессы сборки капсидов и упаковки в них ДНК, которые происходят на периферии «вирусных фабрик». Необычным свойством мимивируса является то, что ДНК упаковывается и выходит из капсида через два разных отверстия
Через 14—24 часа после инфекции происходит лизис клетки амёбы и высвобождение вирионов, к этому моменту их накапливается в клетке более 300 единиц.
Слайд 25
Патогенез
Существует гипотеза, что мимивирус может вызывать у людей
некоторые формы пневмонии
Мимивирус способен заражать человеческие макрофаги, проникая в
клетки в процессе фагоцитоза, и реплицироваться в них.
В нескольких исследованиях у небольшого количества пациентов, страдающих пневмонией, были обнаружены антитела против мимивируса. Также был описан единичный случай развития пневмонии у лаборанта, который работал с культурами этого вируса. Содержание антител против мимивируса в его крови тоже было повышенным
Присутствие антител против вируса само по себе не говорит о его патогенности, не исключено, что мимивирус просто обладает сильными иммуногенными свойствами.