Характеристика нуклеиновых кислот вирусов

(Л – линейная; К – кольцевая; н.ф. – нефрагментированная)

Типичная природная формула двухцепочеччной ДНК характерна для наиболее многочисленной группы вирусов, поражающих человека, животных и бактерии.

Одноцепочечная ДНК впервые была открыта в 1959 г. в вирионе фага. Молекулы двухцепочечных и одноцепочечных ДНК вирусов могут иметь линейное и кольцевое строение. Практически все линейные молекулы ДНК вирусов имеют концевые повторы.

Для кольцевых молекул ДНК многих вирусов характерна суперспирализация, которая обуславливает образование компактной третичной структуры и позволяет ей уложиться в небольшой объем капсида.

Большинство РНК-геномных вирусов содержат обычную природную форму одноцепочечной РНК. Двухцепочечная РНК впервые была открыта в 1962 г. в составе вирионов реовирусов. Позднее стало известно, что двухцепочечную РНК содержат вирусы, поражающие организмы животных, растений, бактерий и грибов.

В ДНК-геномных вирусах нуклеиновые кислоты всегда представлены одной молекулой ДНК. Среди РНК-геномных вирусов часть вирионов содержат одну молекулу нуклеиновой кислоты и являются однохромосомными. Однако к РНК-геномным вирусам относится и обширная группа многохромосомных вирусов, или вирусов с фрагментированным геномом.
Так, геном реовирусов животных включает 10 фрагментов РНК, геном двухцепочечных РНК вирусов раневых опухолей растений состоит из
12 фрагментов.

Монохромные вирусы, в свою очередь, могут быть подразделены на две группы. К первой группе относятся вирусы, у которых фрагменты генома распределены между несколькими вириономи. Вирионы такого типа называютсяковирусами. Инфекционной единицей ковируса является сообщество нескольких вирионов, несущих разные молекулы РНК, или ковирусная система. Ко второй подгруппе многохромосомных вирусов относятся вирусы, у которых полный набор фрагментов генома входит в состав одного вириона. Такие вирусы получили название моновирусы (ортомиксовирусы, буньявирусы, реовирусы).

Внешняя оболочка вириона. Многие сложноорганизованные вирусы животных, а также некоторые вирусы растений и бактерий на поверхности капсид имеют дополнительную внешнюю оболочку, или суперкапсид.

Суперкапсид вирусов представлен двойным слоем липидов, в который погружены молекулы специфических белков. Содержание липидов в суперкапсидах нередко достигает 20–40% от сухой массы вириона. Липиды суперкапсида имеют клеточное происхождение, состоят из нейтральных жиров. Суперкапсид имеет клеточное происхождение и формируется из клеточной или ядерной мембраны в момент выхода из клетки.

Помимо липидной фракции, в суперкапсидах сложноорганизованных вирусов обнаружены сахара. Это олигосахариды, состоящие из двух или четырех остатков, присоединенных к белковому или липидному компоненту с помощью клеточных глюкозилтрансфераз. В состав гликопротеидов и гликолипопротеидов суперкапсида входят такие сахарные остатки, как рамноза, глюкоза, манноза и т.д. Количество сахаров может достигать 10–13% от сухой массы вириона. О роли сахаров в составе вириона известно пока мало. Однако удалось установить, что удаление нейраминовой кислоты из суперкапсида нарушает способность вирусов адсорбироваться на клетке хозяина.

Бактерифаги – вирус бактерий, это название предложил Д‘Эррель, который в 1917 году обнаружил вирусы дезинтерийных бактерий, а ранее в 1915 Туорт описал лизис стафилококов, предложив вирусную природу этого явления.

Морфотипы бактериофагов – это различные морфологические группы бактериофагов, способные лизировать культуры микроорганизмов. Выделены 6 групп.

Фаги 1 морфотипа – палочковидные, нитчатые, 7000–8500А^º длины и 50–80А^º ширины. Выявлены у кишечных, синигнойных и чудесной палочки, других бактерий. Нукленовые кислоты – ДНК, РНК.

Фаги 2 морфотипа – состоят из одной головки гексагенной формы, очень мелкие, 230 – 300А^º в диаметре. Нуклеиновые кислоты: РНК.

Фаги 3 морфотипа – имеют головку с короткими выступами, мелки (как и 2-й тип), устойчивы по форме. ДНК или РНК.

Фаги 4 морфотипа – состоят из головки от 400 до 640А^º в диаметре, отростка 70 – 200А^º. Тип – ДНК.

Фаги 5 типа: наиболее распространены. Головка гексогональная – от 500 до 4250А^º, отросток от 1700 до 5000А^º, шириной – от 70 –120А^º. Чехол отростка не сокращается. Тип – ДНК.

Фаг 6 типа – напоминает 5 тип, но чехол сокращается и имеет стержень отростка. Размеры варьируют. Тип – ДНК.

Головка фагов имеют наружный белковый слой (капсид), внутри содержится нуклеиновая кислота.

Отросток имеет наружный чехол и внутренний сержень с каналом, имеет базальную пластину с шипами (зубцами) и отростками (нитями). Верхняя часть отростка имеет вороничок.

Лизогения – явление фагонасительства, культуры обладают способностью продуцировать зрелые частицы фага. В клетках фаг является профагом, формой неинфекционной и ведет себя как плазмида.

Бактериофаги используются для лечения и профилактики инфекционных болезней (холера, дизентирея, брюшной тиф и паратифы, др.).

Фаги – модели биологических процессов для генетики, молекулярной биологии и др.