: Главная arrow Клетка и ее структура arrow Строение вирусов  

Строение вирусов

Печать E-mail
 

Вирусная частица, называемая также вирионом, со­стоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной белковой оболочкой. Эту оболочку называют капсидом. Такая единица (капсид + + нуклеиновая кислота = нуклеокапсид) может быть «голой», а в дру­гих случаях окружена оболочкой (рис. 4.2 и 4.3). Голыми нуклеокапсида-ми являются, например, частицы вируса табачной мозаики, вируса, вы­зывающего бородавки, и аденовируса. Дополнительная оболочка окружает вирусы гриппа и герпеса.

Капсид в свою очередь состоит из субъединиц-капсомеров. Он ча­ще всего имеет симметричное строение. Различают два вида симме­трии - спиральную и кубическую. В табл. 4.1 различные вирусы сгруппи­рованы по их структуре. Ниже будут рассмотрены четыре вируса, которые известны как возбудители болезней: два вируса со спиральной симметрией, из них один с голыми частицами (вирус табачной мозаики) и один с дополнительной оболочкой (вирус гриппа), и два типа вирусов с кубической симметрией-с голыми частицами (вирус полиомиелита и другие полиэдрические вирусы) и с оболочкой (вирус герпеса).

 

Image

 

 

Image

 

 

Image

 

 

Image

Вирус табачной мозаики. Это типичный пример вируса со спиральной симметрией. Его легко выделить из выжатого сока зараженных расте­ний. Частицы представляют собой палочки толщиной 18 нм (рис. 4.4, А). Этот палочковидный нуклеокапсид состоит примерно из 2100 капсоме-ров. Они расположены по винтовой линии и образуют полый цилиндр. Каждый капсомер состоит из одной полипептидной цепи (158 аминокис­лот, последовательность которых определена). В стенке полого цилин­дра между капсомерами помещается цепь РНК, которая тоже идет по винтовой линии (рис. 4.4, Б).

Вирус гриппа. Частицы вируса гриппа имеют диаметр ПОнм (рис. 4.5, А). Нуклеокапсид, как и у вируса табачной мозаики, имеет спи­ральное строение, но он не палочковидный, а многократно закрученный (рис. 4.5, Б). Нуклеокапсид окружен оболочкой - фрагментом мембраны клетки-хозяина, из которой вышел вирион. Оболочка имеет на своей на­ружной стороне шипы, которые служат для адсорбции вириона на по­верхности новой клетки-хозяина и содержат мукопротеины и фермент нейраминидазу. Этот фермент отщепляет от мукопротеинов инфицируе­мой клетки один компонент-N-ацетилнейраминовую кислоту-и, по-ви­димому, играет определенную роль в разжижении слизи, покрывающей эпителиальные клетки носоглотки. Размножение вируса происходит внутри клеток. Освобождение вириона напоминает процесс почкования; при этом наружная оболочка вирусной частицы образуется  из  мем-

 

Image

Существует много различных разновидностей вируса гриппа. Какую именно ткань будет поражать вирус, зависит от специфичности вируса по отношению к клеткам-хозяевам и от рецепторных свойств клеток. Вирус может вызвать нарушение клеточного метаболизма или даже ги­бель клетки. Кроме того, он действует как антиген и стимулирует обра­зование антител в организме хозяина. Вирусы, ответственные за боль­шие эпидемии гриппа, отличаются друг от друга по своей вирулентно­сти и патогенности.

Полиэдрические вирусы без наружной оболочки. Многие вирусы, ка­жущиеся сферическими, на самом деле имеют форму многогранника. Чаще всего это икосаэдр (двадцатигранник)-тело, ограниченное 20 рав­носторонними треугольниками и имеющее 12 вершин (рис. 4.5, В и 4.6). Капсид икосаэдрического вируса состоит из капсомеров двух типов: в вершинах располагаются пептоны, состоящие из пяти белковых моно­меров (протомеров); остальную поверхность граней и рёбра образуют гексоны, состоящие из шести протомеров. Построение капсида из капсо­меров следует законам кристаллографии; в соответствии с этим на-

 

Image

именьший икосаэдрический капсид должен состоять из 12 пентонов, сле­дующий по величине-из 12 пентонов и 20 гексонов. Существуют вирусы из 252 и даже 812 капсомеров.

По принципу икосаэдра построено очень много вирусов: вирусы по­лиомиелита, ящура, аденовирусы (рис. 4.5, № и онкогашый вирус SV40 (рис. 4.5, Г).

То, что вирусный капсид состоит из большого числа идентичных субъеди­ниц, станет понятным, если мы учтем, что масса нуклеиновой кислоты у многих вирусов очень невелика; цепи ДНК или РНК так коротки, что содержащейся в них информации хватает для кодирования лишь немногих полипептидных це­пей, большая часть которых выполняет ферментативные функции при репродук­ции вируса внутри клетки-хозяина. Принцип построения капсида из множества идентичных субъединиц гарантирует максимальный эффект при минимуме гене­тического материала.

Полиэдрические вирусы с наружной оболочкой. Икосаэдр, окруженный оболочкой,-такова форма возбудителей ветряной оспы, опоясывающего лишая и простого герпеса.

Икосаэдрический капсид вируса герпеса состоит из 162 капсомеров. Наружная оболочка, несомненно, образуется из внутренней ядерной мембраны клетки-хозяина. Вирусы герпеса размножаются в ядрах кле­ток; капсиды новых вирусных частиц одеваются оболочкой из ядерной мембраны, «отпочковываются» от ядра и выводятся наружу по системе эндоплазматического ретикулума.

Ветряная оспа-относительно легкая детская болезнь. Вирус инфици­рует верхние дыхательные пути, разносится кровью по всему телу и, за­крепляясь в коже, в конечном счете вызывает здесь образование пузырь­ков. Опоясывающий лишай возникает у частично иммунных лиц; он появляется в результате реактивации вируса ветряной оспы. Таким образом,   оба   заболевания   вызываются   одним   и   тем   же   вирусом.

Вирусы оспы. Вирусы оспы-наиболее крупные из зоопатогенных ви­русов. Их частицы устроены совсем не так, как у вирусов четырех пред­ставленных выше типов. Они содержат ДНК, белок и несколько липи-дов, из-за чего их иногда называют комплексными вирионами (табл. 4.1). Частицы вирусов натуральной оспы (variola) и коровьей оспы (vaccinia) имеют вид округленных блоков. Они состоят из внутрен­него тельца, содержащего двухцепочечную ДНК, двойного слоя, содер­жащего белок, эллиптических белковых телец и наружной мембраны; частицу обвивают плотно прилегающие к ней нити. Эти вирусные ча­стицы очень устойчивы к высыханию и поэтому чрезвычайно инфек-ционны. Натуральной оспой могут заболевать только люди и обезьяны. Вирусом коровьей оспы могут заражаться также коровы, кролики и овцы. Оба вируса имеют общие антигены. Поэтому людям профилак­тически прививают вирус коровьей оспы, который получают от коров и который у человека вызывает весьма слабые симптомы болезни. Та­кая активная вакцинация приводит к образованию антител, которые обусловливают иммунитет также и к натуральной оспе.

 
« Пред.   След. »