Вирус, электронная микроскопия свойства

Чтобы показать, как трудно определить, что такое живой организм,, рассмотрим простейшие виды материи, которая считается живой. Примером могут служить вирусы растений, например вирус кустистой карликовости томата, электронная микрофотография которого приведена на рис. 2.14. Эти вирусы в соответствующих условиях обладают способностью самовоспроизведения. Отдельная частица (индивидуальный организм) вируса кустистой карликовости томата, оказавшись на листе растения, может вызвать превращение значительной части вещества, составляющего клетки данного листа, в точно такие же, как и она сама, вирусные частицы. Эта способность к самовоспроизведению представляется, однако, единственной характерной чертой живого организма, которой обладает данный вирус. После того как вирусные частицы образовались, они не растут, не нуждаются в питательной среде и уже не участвуют в процессах обмена веществ. Насколько можно судить на основании данных, полученных при помощи электронной микроскопии и других методов исследования, отдельные частицы данного вируса совершенно идентичны между собой со временем они не изменяются — явление старения для них не наблюдается. Вирусные частицы не спо собны передвигаться и, по-видимому, не обладают свойством реагировать на внешние раздражители так, как это делают более сложные живые организмы. Однако они обладают свойством самовоспроизведения. [c.382]

Один метод локализации со специфической физиологической активностью был позаимствован нз ПЭМ. Этот метод меток поверхности клетки, который, будучи применен к образцам для РЭМ, приводит к образованию на поверхности клетки морфологически различаемых или аналитически идентифицируемых структур. Такие методики в сочетании с растровой электронной микроскопией высокого разрешения позволяют изучать природу, распределение и динамические свойства антигенных и рецепторных состояний на поверхности клеткн. Методы нанесения меток на поверхность клетки в общем случае достаточно сложны и включают процедуры иммунохимической и биохимической очистки. Подробные ссылки на них можно найти в работах [359—361], но сущность методик состоит в следующем. Для крепления антител в определенных антигенных состояниях на поверхности клетки используются стандартные иммунологические процедуры. Хитрость состоит в том, чтобы модифицировать антитела таким образом, чтобы они также несли морфологически различимую метку, такую, как латексные шарики или сферы из двуокиси кремния, распознаваемый вирус, как, например, вирус табачной мозаики, или один из Т-четных фагов, как показано на рис. 11.18, илн белковая молекула известных размеров, как ферритин или гемоцианин. В работе [362] (рис. 11.19) использовались гранулы золота, которые имеют большой коэффициент вторичной электронной эмиссии. Одна часть антитела имеет средство для специфичного антигенного закрепления на поверхности клетки, в то время как другая часть несет морфологически различимые структуры. В настоящее время иммунологические методы достигли такого уровня, когда они не могут быть использованы для изучения как качественных, так и количественных характеристик поверхности клетки [363, 364]. [c.244]

Следует учесть, что ферменты, как и любые катализаторы, в равной степени ускоряют как прямую, так и обратную реакции. Поэтому ферменты расщепления — гидролазы в то же время являются ферментами синтеза, ферменты окисления — ферментами восстановления и т. д. Некоторые ферменты, как, например, пепсин, трипсин, обладают автокаталитическими свойствами. Попадая на соответствующий белковый субстрат, они превращают его в фермент. Этот процесс, ведущий к размножению фермента, весьма напоминает процесс размножения вирусов— мельчайших возбудителей заболеваний растений и животных. Многие вирусы, подобно ферментам, получены в кристаллическом состоянии, как, например, вирус табачной мозаики с молекулярным весом 4-10 , вирус столбура томата с молекулярным весом 10 , вирус некроза табака (6 10 ), вирус желтой мозаики репы (5-10 ) и т. д. Диаметр наиболее мелких вирусов равен приблизительно 20 ммк, т. е. близок к величине наиболее крупных ферментов. Мелкие вирусы отличаются под электронным микроскопом гомогенностью внутреннего содержимого и полным единообразием размеров и формы. [c.253]

Основные положения. Вирусы — мельчайшие патогенные агенты, видимые только под электронным микроскопом и способные размножаться только внутри живых клеток. Вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белка — компонентов, которые можно разделить химическим путем и даже кристаллизовать. Воссоединение этих двух компонентов возрождает вирус со всеми его биологическими свойствами. Когда вирус поражает живую клетку, ее цитоплазма быстро трансформируется в частицы размножающегося вируса, способного поражать другие клетки. Вирусы вызывают катар верхних дыхательных путей, грипп, корь, скарлатину, ветряную оспу, полиомиелит, бешенство и некоторые виды рака. [c.411]

В предыдущих разделах настоящей главы рассмотрены методы определения количества вируса, основанные на его биологических свойствах способности размножаться в культуре клеток и куриных эмбрионах, а также агглютинировать эритроциты. Очевидно, что эти методы не пригодны для определения числа физических частиц вируса. Соотношение между единицами гемагглютинации или инфекционности и числом вирусных частиц в очень большой степени зависит от штамма вируса, и поэтому часто возникает необходимость определения числа вирусных частиц с помощью электронной микроскопии. Наиболее распространенный метод подсчета вирусных частиц состоит в том, что образец исследуемого вируса смешивают с равным объемом суспензии шариков латекса с известной концентрацией эти шарики имеют примерно такой же диаметр (около 100 нм), что и вирионы вируса гриппа. Полученную смесь после негативного контрастирования (например, фосфорно-вольфрамовой кислотой) наносят на сеточки для электронной микроскопии и сравнивают число шариков латекса и вирусных частиц в одних и тех же полях (рис. 6.4). Зная концентрацию шариков латекса в исходной смеси, нетрудно подсчитать концентрацию вирусных частиц [15]. [c.181]

Электрическая ориентация. Мы уже говорили о том, что ориентация коллоидных частиц в электрическом и магнитном полях имеет то существенное преимущество перед ориентацией в потоке, что ориентирующее воздействие поля может быть наложено и прекращено практически мгновенно. Таким образом, имеется возможность изучать не только стационарные состояния ориентации, но и переходные состояния, прежде всего спонтанную разориентацию частиц под действием броуновского движения. При данной форме частиц броуновское движение однозначно связано с их размерами, которые и могут быть определены рассматриваемым методом. Так, Бенуа (1950 г.), изучая релаксацию при разориентации вируса табачной мозаики (ориентированного под действием электрического поля), вычислил длину вируса, которая оказалась близкой к величине, полученной из данных электронной микроскопии. Основной недостаток этого метода состоит в том, что его применимость ограничена частицами, обладающими специфической чувствительностью по отношению к электрическому или магнитному полю, а это свойство, к сожалению, не является универсальным. Приблизительные расчеты Стоилова для эллипсоида вращения показали, что диамагнитные частицы очень мало чувствительны к действию [c.32]

По той же причине вместо самих биологических препаратов, например, вирусов, бактерий, в электронном микроскопе фактически наблюдают их углеродные оболочки. Путем сравнительного изучения изменений органических препаратов, наблюдаемых в результате электронного облучения и температурной обработки в вакууме, удалось отделить термические повреждения от тех, которые вызываются специфическим действием электронов [66]. Было установлено, что изменение ряда свойств органических объектов — исчезновение растворимости, иовышенио термостойкости, уменьшение рассеивающей способности электронов — обусловлено ионизирующим действием электронного пучка. Были определены зависимости между дозой облучения объекта и изменением указанных выше его свойств [66, 67]. После облучения частиц латекса дозой 3,5-10 а-сев/сж они уже практически не растворяются в амилацетате. Было изучено изменение свойств полистироловых, нитроцеллюлозных, углеродных и других пленок после их облучения электронами дозами до нескольких а-сек1см [68, [c.50]

Помимо рассмотренных работ следует также указать па работы, в которых электронная микроскопия в сочетании со структурными методами применялась для исследования морфологических и структурных превращений, имеющих место при старении гелей гидроокиси алюминия [71—74]. Так называемые вильштеттеровские С-альфа-, С-бета- и С-гамма-гели гидроокиси алюминия, представляющие особый интерес ввиду их сорбционных свойств по отношению к энзимам и вирусам, отличаются разнообразгем формы частиц и изменением этой формы и свойств при старении. Электронно-микроскопическое исследование старения С-альфа-гелей показало, что сферические или бесформенные вначале частицы через несколько часов превращаются в кристаллические фибриллы, характерные для С-бета-гелей, которые далее переходят в соматоиды [71]. Электронномикроскопическое и рентгеновское изучение гелей позволило констатировать сложную морфологию и различную кристаллическую структуру частиц в зависимости от метода приготовления и возраста геля [72]. Например, С-гамма-гели и соответствующие золи состоят из гексагональных призм, которым мон<но приписать структуру гибсита, а также из конусообразных частиц со структурой байерита. Су уки [73], изучая старение гелей гидроокиси алюминия при повышенной температуре, описал превращение вначале аморфных частиц в волокнистые кристаллы бемита и далее в гексагональные монокристаллические пластинки гидратов байерита и гидраргиллита. Идентификация кристаллов осуществлялась электронографическпм методом. [c.153]

Поля распространяются в пространстве в виде волн — световых, звуковых, гравитационных и т. д. Французский ученый Луи де Бройль ввел представление о том, что каждой материальной частице (корпускуле, лат. orpus ula — тельце) соответствует своя волна. Так возникло ныне признанная всеми теория корпускулярно-волнового дуализма (лат. duo — два, dualis — двойной, двойственный). Например, электрон при определенных условиях обнаруживает волновые свойства. Это доказано экспериментально путем дифракции электронов. Созданы электронные микроскопы, позволяющие достигать увеличения во много сотен тысяч раз и дающие возможность изучать строенне мельчайших образований (например, вирусов) и даже молекул. [c.7]

Задача физической химии нуклеиновых кислот состоит в описании и интерпретации ряда свойств, возникающих благодаря наличию у этих полимеров вторичной структуры. Первичная структура, т. е. природа и расположение ковалентных связей в молекуле, изучалась и будет изучаться специальными методами биохимии и органической химии. Аспекты вторичной структуры касаются размеров, формы и конформации макромолекулы, и их изучение проводится методами рентгенографии, а также менее специализированными методами физической химии. Чисто морфологические детали третичной структуры изучаются главным образом методами современной электронной микроскопии. Они включают вопросы взаимоотношения нуклеиновой кислоты и белка в нуклеопротеидах, организации агрегатов полинуклеотидных тяжей и упаковки субъединиц в вирусах и нуклеопротеидных частицах. При рассмотрении еще более высоких уровней организации, например вопроса о распределении нуклеиновых кислот в хромосомах, сомнительно, уместно ли для таких структур пользоваться термином молекула (или даже макромолекула). [c.519]

Перейдем теперь к генетике бактериофагов, которые изучены гораздо лучше, чем все другие вирусы. Картина заражения клетки бактериофагом следующая. Бактериофаг адсорбируется своим хвостом на внешней поверхности клетки, проделывает в оболочке микроскопическое отверстие, для чего в его хвосте присутствует специальный фермент со свойствами лизоцима, затем инъецирует внутрь клетки свое содержимое, что у больших фагов сопровождается настоящим сократительным движением (рис. 124). В результате от фага остается нустая белковая оболочка, или тень . Отдельные эпизоды во всей этой последовательности удается хорошо заснять с помощью электронного микроскопа. Освободить бактериальную клетку от адсорбированных на ней пустых оболочек фагов легко с помощью быстрой мешалки. [c.364]

Первые определения этих новых агентов — вирусов носили исключительно негативный характер вирусы не задерживаются бактериальными фильтрами, они не видны в микроскоп, не поддаются культивированию in vitro ни на одной из питательных сред. Два первых свойства обусловлены тем, что вирусы по своим размерам обычно меньше бактерий. Однако, как теперь стало известно, видимые в микроскоп элементарные тельца, наблюдаемые при заболевании оспой,— не что иное, как вирусы оспы. Более того, в наше время с помощью электронного микроскопа можно увидеть все вирусы. Что же касается фильтруемости, то усовершенствование методов получения мембран с желаемой степенью пористости дало возможность Элфорду в 30-х годах дифференцировать вирусы по их размерам. [c.14]

Полиовирус относится к наиболее подробно охарактеризованным вирусам. В табл. 18.4 описаны некоторые его физические свойства. Вирион имеет примерно сферическую форму. Он лишен липидной оболочки, поэтому его инфекционность практически не меняется при обработке органическими растворителями, такими как эфир или хлороформ. Согласно электронно-микроскопическим данным, диаметр частиц варьирует от 24 до 30 нм. Столь широкий диапазон размеров обусловлен уплощением частиц или разной проницаемостью их для красителей (солей тяжелых металлов) в ходе высушивания и окрашивания, проводимых при приготовлении образцов для электронной микроскопии. Лиофилизованные препараты теряют 99,99% или более исходной инфекционности это означает, что вода играет важную роль в поддержании целостности нуклеокапсида. Недеструктивные методы, такие как седиментационное равновесие [32], малоугловое рентгеновское рассеяние, рентгеновская дифракция [93, 160], с помощью которых измеряют диаметр влажных частиц, показывают, что диаметр вириона находится в интервале 29,8—30,7 нм. [c.199]

Собирательный термин миксовирусы был предложен в 1955 г. Эндрюсом и др. [Г] для вирусов гриппа А, В и С, вируса паротита (свинки) и вируса ньюкаслской болезни (NDV). Однако серологические исследования показали, что вирус паротита и NDV отличаются от вирусов гриппа, хотя и сходны с ними по антигенным свойствам [1, 37]. Дальнейщие исследования с применением электронной микроскопии с негативным контрастированием и других технических новшеств позволили разделить миксовирусы на две группы ортомиксовирусы (вирусы гриппа) и парамиксовирусы (вирус паротита и NDV). При негативном контрастировании у вируса паротита и NDV выявился внутренний компонент в виде стержня с выраженной спиральной структурой (см. рис. 24.3,5), в то время как у вирусов гриппа подобных структур не обнаружилось. В 1962 г. Уотерсон [71] привел еще несколько свидетельств в пользу существования принципиальных различий между миксовируса- [c.446]

Первонрячиной создания эффективных и весьма тонких методов исследования вирусных частиц нослужило применение новейшей техники (препаративные и аналитические ультрацентрифуги, аминокислотные анализаторы и высокоразрешающие электронные микроскопы) и совершенно новых материалов для фракционирования биологических макромолекул (ионообменные целлюлозы и гели сефадекса, агарозы и полиакриламида). Это позволило всесторонне изучить вирусы на молекулярном уровне, узнать их антигенную структуру и архитектонику, состав и физико-химические свойства как самих вирусных частиц, так и их компонентов. [c.3]

На основании сравнительного изучения физико-хид1ических свойств вирусного нуклеопротеида и пустой вирусной белковой оболочки, обнаруженной в препаратах вируса желтой мозаики турнепса (ВЖМТ), Маркхэм [1147] пришел к выводу, что РНК вируса долн на находиться внутри белковой ободочки. Эта точка зрения сейчас ун<е широко подтверждена в отношении этого и других вирусов данными рентгеноструктурного анализа. Крик и Уотсон [417] предположили, что белковые оболочки мелких вирусов построены из большого числа идентичных субъединиц, образуюпщх либо палочкообразные частицы со спиральной симметрией, либо сферические структуры с кубической симметрией. Последующие рентгенографические и химические-исследования подтвердили эту точку зрения. Каспар и Клуг [332] сформулировали общую теорию, ограничивающую возможное число и расположение белковых субъединиц, образующих ободочки мелких изометрических вирусов. Наши современные знания о крупных вирусах с более сложной симметрией и структурой основаны на данных электронной микроскопии с использованием методов негативного контрастирования и ультратонких срезов. [c.12]

В своей ) ажной работе Брандес и Веттер [271] указали на значение морфологий частиц при объединении вирусов, имеющих удлиненные частицы, в группы. Они установили, что их можно сгруппировать по характерной средней (модальной) длине их частиц. Сходство в длине вирионов отран<ает сходство в длине РНК и в структуре белковой субъединицы, так ках этими факторами контролируется спиральная структура частиц. Вирусы, отнесенные на основании этого критерия к одной группе, имеют и другие общие свойства, панример стабильность и внешний вид под электронным микроскопом. Кроме того, оказалось, что в пределах таких грунп миогие вирусы [c.481]