ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

10. ВІРУСИ: ПОШИРЕННЯ ТА СТРУКТУРА

10.2. БУДОВА ВІРУСІВ

Вірусна частина (віріон) складається з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК), оточеної білковою оболонкою. Білкова оболонка називається капсидом. Така одиниця (капсид + нуклеїнова кислота - нуклеокапсид) може бути “голою” або оточена оболонкою (рис. 10.1). Голими нуклеокяпсидами є вірус тютюнової мозаїки, аденовірус, вірус поліоми. Додаткова оболонка оточує віруси грипу, герпесу. Капсид у свою чергу складається з субодиниць — кадсомерів. Він найчастіше має симетричну будову. Розрізняють два види симетрії — спіральну та кубову (рис. 10.2).

Рис. 10.1. Форма і величина частин (віріонів) деяких вірусів:

Б — еліптичне білкове тільце; О — оболонки; 1 — вірус віспи; 2 — вірус епідемічного паротиту; 3 — вірус герпесу; 4 — вірус тютюнової мозаїки; 5 — вірус грипу; 6 — вірус поліедрозу комах; 7 — аденовірус; 8 — вірус поліоми; 9 — вірус поліомієліту

Puс. 10.2. Структурні типи вірусних частин: зображено чотири форми: дві зі спіральною і дві з кубовою симетрією

(в обох випадках один віріон “голий" і один з оболонкою)

У табл. 10.1 наведено морфологічні класи вірусів (різні віруси згруповані за їх структурою). Розглянемо детальніше деякі з цих вірусів

Вірус тютюнової мозаїки. Це типовий приклад вірусу зі спіральною симетрією. Він легко виділяється з вичавленого соку уражених рослин. Вірус являє собою палички завтовшки 18 нм (див. рис. 10.1). Цей паличкоподібний нуклеокапсид складається приблизно з 1200 капсомерів, розташованих за гвинтовою лінією, які утворюють порожнистий циліндр. Кожен капсомер складається з одного поліпептидного ланцюга (158 амінокислот). У стінці порожнистого циліндра між капсомерами розміщується ланцюг РНК (за гвинтовою лінією).

Вірус грипу. Частини вірусу грипу мають діаметр 110 нм (див. рис. 10.1). Нуклеокапсид має спіральну будову (як і вірус тютюнової мозаїки), але він не паличкоподібний, а багаторазово закручений. Нуклеокапсид оточений оболонкою — фрагментом мембрани клітини-хазяїна, з якої вийшов віріон. Оболонка має з зовнішнього боку шипи, що служать для адсорбції фага на поверхні нової клітини-хазяїна.

Існує багато різновидів вірусу грипу.

Поліедричні віруси без зовнішньої оболонки. Багато які віруси, що здаються сферичними, насправді мають форму багатогранника. Найчастіше це ікосаедр (двадцятигранник) — тіло, обмежене 20 рівносторонніми трикутниками, яке має 12 вершин (рис. 10.3). Капсид ікосаедричного вірусу складається з капсомерів двох типів: 1) у вершинах розміщуються пептони·, які складаються з п'яти білкових мономерів (протомерів); 2) решту поверхні граней ікосаедра і ребра утворюють гексони (складаються з шести протомерів). Є віруси, які побудовані з 252 і навіть 812 капсомерів.

Таблиця 10.1.

Морфологічні класи вірусів

Складові частини вірусів

Нуклеїнова кислота

“Голий капсид”

Капсид з оболонкою

Спіральна структура

РНК

Вірус тютюнової мозаїки та інші віруси рослин

Віруси грипу, віруси парагрипу (свинка, кір)

ДНК

Коліфаг td

 

Поліедрична структура (ікосаедри)

РНК

Пікорнавіруси: віруси ящуру, поліомієліту

Ретровіруси (онкогенні): віруси саркоми, лейкозів, карциноми

Тогавіруси: вірус енцефаліту, жовтої лихоманки

Кільцева ДНК

Паповавіруси (онкогенні): Віруси папіломи, поліоми, SV40

 

Одноланцюгова кільцева ДНК

Коліфаги ØX174, М13

 

ДНК

 

Віруси простого герпесу, оперізувального лишаю, вітряної віспи, вірус Епштейна- Барр (індукційного мононуклеозу)

Складні віруси (ікосаедрична голівка + спіральним хвіст)

ДНК

Великі бактеріофаги (Т2, Т4; Т6)

 

Складні віріони

ДНК

Віруси віспи, коров’ячої віспи

 

За принципом ікосаедра побудовано багато вірусів: ящура, поліомієліту, аденовіруси та онкогенний вірус SV40.

Поліедричні віруси з зовнішньою оболонкою. Ікосаедр, оточений оболонкою, — таку форму мають віруси-збудники вітряної віспи, простого герпесу та оперізувального лишаю.

Ікосаедричний капсид вірусу герпесу складається з 162 капсомерів, зовнішня оболонка утворюється я внутрішньої ядерної мембрани клітини-хазяїна.

Рис. 10.3. Можливі структури! елементи кансиду ікосаедричннх вірусів:

зображено капсомери двох типів: гексагональний (гексон) і пентагональний (пентон).

Перший складається з шести, другий — з п’яти протомерхн, кожен з яких у свою чергу складається з одного або двох поліпептидних ланцюгів. Праворуч — ікосаедр, що складається з 12 пентон ів та 30 пексонів, тобто з 42 капсомерів

Віруси герпеcy розмножуються в ядрах, капсиди нових вірусних частин одягаються в оболонку з ядерної мембрани і виводяться назовні по системі ендоплазматичного ретикулуму.

Вітряна віспа є відносно легкою дитячою хворобою. Вірус інфікує верхні дихальні шляхи, розноситься кров’ю по всьому тілу і, закріплюючись у шкірі, утворює на ній бульбашки. Оперізувальний лишай з’являється в результаті реактивації вірусу вітряної віспи. Отже, ці обидва захворювання спричиняються одним і тим самим вірусом.

Вірус віспи. Віруси віспи є найбільшими із зоопатогенних вірусів. їх частини побудовані інакше, ніж розглянуті (див. рис. 10.1). Вони містять ДНК. білок і кілька ліпідів, тому їх часто називають комплексними віріонами. Віріони натуральної та коров’ячої віспи мають вигляд округлених блоків.

Вони складаються з внутрішнього тільця, яке містить дволанцюгову ДНК; подвійного шару, який містить білок; еліптичних білкових тілець; зовнішньої мембрани.

Вірі он обвивають нитки, які щільно до нього прилягають. Ці вірусні частини дуже стійкі до нагрівання і тому надзвичайно інфекційні. Натуральною віспою можуть захворіти тільки люди та мавпи. Вірусом коров’ячої віспи можуть уражатись також корови, кролики та вівці. Обидва віруси мають спільні антигени. Тому для профілактики людям прививають вірус коров’ячої віспи, який у людини викликає дуже слабкі симптоми хвороби. Така вакцинація приводить до утворення антитіл, які зумовлюють імунітет також і до натуральної віспи.