Вирусные частицы

Как показано на рнс. 15-22, хромосома обычно подразделяется на четыре оперона короткий — продуцирующий репрессор, ранний левый, ранний правый и поздний ). Ранние опероны детерминируют в основном синтез ферментов, обеспечивающих репликацию и рекомбинацию, а также синтез регуляторных белков. Поздний оперон связан с синтезом белков, необходимых для организации вирусных частиц он должен транскрибироваться с более высокой скоростью, которая обеспечивается Продуктом гена Q. В пределах позднего оперона гены от А до F участвуют в упаковке ДНК фага Айв образовании головок, тогда как гены от 2 до / обеспечивают синтез и сборку отростков. Гены S -а. R продуцируют белки, вызывающие разрушение мембраны бактерии-хозяина и лизис клетки. На последних стадиях фазы литического развития большая часть ранних генов выключается другим репрессором фага X (кодируемым геном его). Из сказанного видно, что регуляция транскрипции даже у вирусов может представлять собой достаточно сложный процесс. [c.261]

После заражения клетки наружная белковая оболочка вируса повреждается и в цитоплазме оказывается модифицированная вирусная частица. Имеющиеся в клетке рибонуклеозидтрифосфаты получают доступ к вирусной сердцевине, которая содержит 10 сегментов двухнитевой геномной РНК и несколько белков, в том числе РНК-полимеразу, способную использовать РНК-дуплекс в качестве матрицы. Начинается асимметрический и консервативный синтез [c.328]

Кроме того, время от времени я бывал доволен своими экспериментами с бактериальными вирусами. За три месяца мы с Оле закончили серию опытов, проследив судьбу фага, когда он размножается внутри бактерии, образуя несколько сот новых вирусных частиц. Полученных данных было достаточно для вполне приличной публикации, и по обычным нормам я мог бы прекратить всякую работу до конца года, не рискуя быть обвиненным в безделье. С другой стороны, я, совершенно очевидно, нисколько не приблизился к разрешению вопроса о том, что такое ген и как он воспроизводится. И я не видел, как можно было бы это сделать, не изучив сначала химию. [c.23]

Автор. Так мы называем процессы, которые происходят в живых организмах благодаря микродвижениям огромного числа взаимодействующих частиц молекул белков, гормонов, глюкозы, лимфоцитов, макрофагов, вирусных частиц, бактерий и др. [c.5]

Успехи в изучении функций нуклеиновых кислот имеют большое значение для медицины. Еще совсем недавно мы мало знали, например, о таких возбудителях болезней, как вирусы. В настоящее время установлено, что они представляют собой нечто среднее между химическим соединением и живыми организмами. Каждая вирусная частица не содержит ничего, кроме нуклеиновой кислоты, соединенной с белком. Вирус обладает способностью освобождаться от молекулы белка, после чего его нуклеиновая кислота проникает внутрь животной или растительной клетки. Эта нуклеиновая кислота начинает активно синтезировать вирусный белок, подавляя синтез белков, необходимых клетке. В результате происходит резкое нарушение нормальной деятельности клеток—болезнь организма. Трудность борьбы с вирусными заболеваниями заключается в том, что чрезвычайно сложно прекратить деятельность нуклеиновой кислоты вируса внутри клетки, не нарушив деятельность нуклеиновых кислот самой клетки. Подробное изучение [c.455]

Биолог. Физиологические и иммунные процессы, которые мы будем обсуждать, происходят в живых организмах благодаря непрерывным микродвижениям, встречам, контактам и взаимодействиям огромного числа различных частиц лимфоцитов, макрофагов, вирусных частиц, бактерий, а также молекул глюкозы, белков, гормонов и др. Микродвижения и взаимодействия происходят в жидких средах организма в жидкости, которая заполняет пространство между клетками организма (межклеточной жидкости), в плазме крови, лимфе, а также в жидкости, находящейся внутри киеток. Через клеточные рецепторы от молекул гормонов, лимфоцитов и фугих частиц передаются управляющие сигналы клеткам организма, которые запускают в них различные комплексы биохимических процессов. Тем, кго этим заинтересуется, я рекомендую ряд прекрасных книг [Вилли, Детье, 1974 Шмидг-Ниельсен, 1975, 1982 Кемп, Ар с, 1988]. [c.18]

Вирусы — простейшие организмы, которые состоят, по-видимому, только из белка и нуклеиновой кислоты. Они кристаллизуются [23], причем рентгенограммы говорят о высокой степени регулярности их структуры. Например, палочковидные частицы вируса, вызывающие болезнь табака, размещаются, как в кристалле, причем по гексагональному закону. Сферические вирусные частицы полиомиелита объединяются в кристалл по форме, близкой к обычному ромбододекаэдру. Вирусы — это, по-видимому, некоторая категория, лежащая на границе между тем, что считают живым и неживым. [c.67]

Вторая область кодирует минорные структурные белки вириона и некоторые белки, принимающие участие в морфогенезе вирусной частицы. Эти белки нужны в относительно небольших количествах. Соответственно даже два главных из имеющихся здесь промотора можно отнести к разряду слабых . Разделяющий две области фагового генома межгенный район содержит ряд регуляторных сигналов (в том числе ori для синтеза как (—), так и (+)цепей ДНК) и не транскрибируется, так как включает несколько р-зависимых и р-независимых терминаторов. [c.291]

Переходим к рассмотрению вирусных систем, в которых цикл репликации генома схематически можно разбить на две главные реакции синтез РНК на матрице ДНК и синтез ДНК на матрице РНК-При этом в состав вирусной частицы в качестве генома может входить либо РНК (как у ретровирусов), либо ДНК (как у вирусов гепатита В и мозаики цветной капусты). [c.308]

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]

В результате химического изучения вирусов растений было показано, что они состоят главным образом из белков и нуклеиновых /смс-лот —веществ, природа которых рассмотрена в данной и последующей главах. Вирусные частицы или гигантские молекулы — с молекулярной массой порядка 10 000 000 —можно описать как агрегаты меньщих мо лекул, связанных между собой определенным образом. [c.383]

Человек, заразившийся оспой, может умереть в результате нарушений, которые вызывает вирус оспы, размножающийся в клетках организма. Если организм выживает, он приобретает против оспы иммунитет, который сохраняется до конца жизни, однако не защищает его от других вирусных заболеваний. Иммунитет обеспечивается специфическими белковыми молекулами — антителами, которые вырабатываются в организме в ответ на инъекцию определенных молекул. Молекулы (в случае оспы — вирусные частицы), стимулирующие образование антител в организме, называются антигенами. [c.447]

Необычайный интерес в последние годы вызвали РНК-содержащие онкогенные вирусы. Большинство исследователей, занимающиеся биохимической генетикой и функциями нуклеиновых кислот, считали, что ДНК образуется только за счет репликации других молекул ДНК- Если транскрибирование РНК с ДНК может протекать свободно, то обратный процесс, а именно образование ДНК на РНК-матрице, считался маловероятным. Большой неожиданностью поэтому оказалось обнаружение во многих онкогенных РНК-содержащих вирусах, и в том числе в вирусах, вызывающих у животных лейкоз, РНК-зави-симой ДНК-полимеразы (т.е. обратной транскриптазы). Этот фермент обнаруживается в зрелых вирусных частицах. Наиболее тщательно очищенный фермент вирусов миелобластоза птиц состоит из двух белковых субъединиц, имеющих мол. вес ПО ООО и 70 000, и содержит два атома связанного Zn +. Для функционирования фермента необходима короткая затравка и матричная цепь РНК. При этом сначала получается гибрид ДНК—РНК, из которого затем (вероятно, после гидролитического расщепления цепи РНК под действием РНКазы Н, разд. Д, 5, в) получается двухцепочечная ДНК. Таким образом, заражение РНК-содержащими вирусами сопровождается образованием [c.288]

Эукариотические вирусы до сих пор нашли более скромное применение в качестве векторов. Практически используются только онкогенный вирус SV 40 и его производные. Все эти векторы — дефектные вирусы, не способные давать полноценные вирусные частицы в клетке хозяина. Анализируемую ДНК можно вводить и в другие репликоны, способные размножаться в клетках, например бактериофаги. Чаще всего из известных фагов в качестве векторов применяют сконструированные производные фага X и фагов М13 и fd. В векторах на основе бактериофага I. используется его особенность, состоящая в том, что большая часть его ДНК не участвует в размножении фага в клетке. Это позволяет вводить чужеродную ДНК в ДНК фага X в качестве вектора. [c.120]

В приведенной ниже таблице охарактеризованы некоторые известные нам типы вирусов и ряд отдельных вирусов. Форма вирусных частиц обозначена буквами И (икосаэдр) С (спираль) и Сл (более сложная). Для некоторых спиральных вирусов и вирусов с более сложным строением приведена длина частиц в нм. Указана также длина молекулы нуклеиновой кислоты в тысячах оснований (для одноцепочечных ДНК или РНК) или в тысячах нуклеотидных пар (для двухцепочечных нуклеиновых кислот). Число генов, содержащихся в вирусной частице, иногда несколько превышает это число. [c.286]

Икосаэдрические вирусные частицы [47] [c.289]

Наиболее ярким примером самосборки служит процесс сборки Т-чет-ных фагов (дополнение 4-Д) [101—103]. Результаты тщательного генетического анализа (гл. 15, разд. Г.2) показали, что для образования головки требуется по крайней мере 18 генов, для образования отростка— 21 ген, а для образования нитей — 7 генов. Большинство этих генов кодирует белки, которые непосредственно включаются в зрелую вирусную частицу, однако несколько генов детерминируют специфиче- ские ферменты, необходимые для процесса сборки. Получены мутантные штаммы вируса, способные синтезировать все структурные белки, кроме одного. В этом случае все синтезированные белки скапливались внутри хозяйской бактериальной клетки и не агрегировали. Однако при добавлении недостающего белка (синтезированного бактерией, инфицированной вирусом другого штамма) быстро осуществлялась сборка полноценных вирусных частиц. Эти н другие данные позволили сделать вывод, что белки присоединяются к растущей структуре в строго определенной последовательности. Присоединение одного белка формирует связывающий участок для следующего. [c.327]

Примером существования аналогичных глобул в биологии является сгроение вируса гепатита (рис. 13), который имеет сплошную структуру полная вирусная частица сосгоит из двух белковых оболочек и ДНК, заключенной внутри капсида (внутренней оболочки). Интересно, что форма вируса может быть как сферическая, напоминающая фуллерен, так и продолговатая, напоминающая тубелен. [c.23]

Многие вирусы имеют геном в виде (—)нитн РНК. У некоторых таких вирусов геном представлен единой непрерывной молекулой, а у других он сегментирован, т. е. состоит из нескольких молекул. Общим свойством вирусов с (—)РНК-геномом является то, что в состав их вирусных частиц входит РНК-полимераза, способная копировать РНК-матрицу. Биологический смысл такой организации понятен. Поскольку, по определению, (—)РНК не может выполнять функции мРНК, для образования своих мРНК вирус должен внести в клетку не только геном, но и фермент, умеющий снимать с этого генома комплементарные копии. Другое общее свойство этих вирусов заключается в том, что матрицей для репликации / транскрипции является не свободная РНК, а вирусный рибонуклеопротеид (РНП) — молекула РНК, равномерно покрытая вирус-специфическим белком. [c.323]

Последующие события в схематическом виде представляются следующим образом (рис. 151 . Участок фаговой ДНК со сближенными концами контактирует с каким-либо участком клеточной хромосомы, причем это может быть любой (или почти любой) участок клеточной ДНК. Далее под действием вирус-специфических белков происходит рекомбинация. В обе цепи клеточной ДНК на расстоянии пяти нуклеотидов вносятся однонитевые разрывы кроме того, однонитевые разрывы вносятся в вирусную ДНК — по границе между Ь- и К-концами и вирус-специфическими последовательностями. При этом выступающие 5 -концы клеточной ДНК ковалентно соединяются с З -концами вирус-специфической ДНК. Старые Ь- и К-концы фаговой ДНК удаляются, и после репарации брешей фаговый геном оказывается встроенным в клеточную хромосому и окруженны.м вновь появившимся повтором клеточной ДНК длиной 5 п. н. Возможны две разные ориентации профага относительно клеточных генов расположение генов в профаге н в ДНК вирусной частицы одинаково. [c.287]

Вирусная частица содержит две молекулы геномной РНК таким образом, редкой (если не уникальной) особенностью ретровирусов является диплоидность их генома. [c.309]

Естественно, что помимо субгеномных (+)РНК одним из продуктов репликации / транскрипции должны быть и полноразмерные (геномные) (+)РНК, которые, во-первых, направляют синтез белков, закодированных в 5 -концевом районе генома, а во-вторых, включаются в дочерние вирусные частицы. Полноразмерные (-Н)РНК считываются с такой же (—)матрицы, как и субгеномные мРНК- Динамика образования различных видов вирус-специфических РНК различна синтез (—)РНК более характерен для ранних стадий инфекционного цикла, а синтез (+)РНК — для поздних обнаруживаются и различия в динамике синтеза субгеномных и полноразмерных (+)РНК. Известно, что в этой регуляции принимают участие вирус-специфические белки, но конкретные их функции пока не выяснены, если не считать, что некоторые из них входят в состав РНК-зависимой РНК-полимеразы. [c.323]

Сначала — о вирусах с непрерывным (—)РНК-геномом. Наиболее изученный представитель этой группы — вирус везикулярного стоматита (ВВС). Геном ВВС — однонитевая РНК, содержащая около И т. н. В вирусной частице эта РНК формирует РНП, ком-плексируясь с белком N. С вирусным РНП прочно ассоциированы [c.323]

Нуклеопротеидные частицы, известные под названием вирусов, атакуют самые разные живые организмы — от мельчайшей микоплазмы до человека. Они не обладают собственным метаболизмом и оживают , лишь когда содержащаяся в них нуклеиновая кислота проникает в живую клетку. Вирусы привлекают к себе большое внимание не только в связи с тем, что они являются болезнетворными агентами, но также и потому, что широко используются в молекулярно-биологических исследованиях. Зрелая вирусная частица, ил вирион, состоит из одной или нескольких молекул нуклеиновых кислот и белковой оболочки — капсида, которая имеет обычно спиральную или икосаэдрическую форму. Капсид построен из морфологических субъединиц , или капсомеров иногда хорошо различимых под электронным микроскопом. Капсомеры в свою очередь состоят из большого числа белковых субъединиц меньшего размера. Некоторые крупные вирусные частицы имеют мембраноподобную оболочку. Другие, например Т-четные бактериофаги, инфицирующие Е. oli, весьма необычны по форме (дополнение 4-Д). [c.286]

Изменения в структуре ДНК встречаются очень редко. Так, например, в среднем ген может удвоиться 10 раз, прежде чем произойдет заметная мутация [128а]. Тем не менее, работая с бактериями нли бактериофагами, мы можем обследовать чрезвычайно большое число особей в поисках мутаций. Если, например, посеять один миллион вирусных частиц на чашку с агаром в условиях, позволяющих распознать мутацию определенного гена, то в среднем мы можем надеяться обнаружить один мутант. Наиболее часто встречаются мутации, обусловленные заменами пар оснований (точковые мутации). Оии происходят в результате включения неправильного основания при репликации или репарации ДНК. При таких мутациях одно основание в триплете кодона замещается другим. В результате возникает другой кодон, что приводит к замене в соответствующем белке одной аминокислоты на другую . Замену одного пиримидина на другой С—)-Т или Т—)-С) или одного пурина на другой пурин иногда называют транзицией, тогда как замену пурина на пиримидин или, [c.246]

Однако вирусы в качестве векторов обладают и существенными недостатками имеют небольшую емкость, патогенны и неспособны встраиваться в хромосомы хозяина. Небольшую емкость можно увеличить, если инфицировать вирусом (например, ВМЦК) растительные протопласты, а не клетки. В этом случае инфекция не передается от клетки к клетке, нет необходимости в упаковке ДНК в вирусные частицы. [c.148]

Инфицирование клетки Е. соИ бактериофагом происходит следующим путем фаг впрыскивает свою ДНК через клеточную стенку в цитоплазму. Приблизительно через 20 мин после этого клетка лопается, и из нее выходит около 100 полностью готовых копий исходной вирусной частицы. Такая высокая скорость размножения позволяет проводить в пробирке в течение 20 мин генетические эксперименты, для которых потребовалось бы все население земного шара, если бы эти опыты проводились на людях. Главные принципы, лежащие в основе этого метода, были ясно изложены Бензером [130], который впервые составил карту тонкого строения гена. Частицы бактериофагов, подобно бактериям, можно посеять в чашке с агаром. Отличие заключается лишь в том, что агар должен содержать однородную суспензию бактерий, чувствительных к вирусу. В какой бы участок чашки ни попали вирусные частицы, они заражают какую-либо бактерию. Вокоре инфекция распространяется на соседние бактерии и в результате образуется стерильное пятно (рис. 15-20). Число основных вирусных частиц, содержащихся в суспензии, можно легко определить, сосчитав число стерильных пятен, образовавшихся в результате посева. [c.248]

Когда ДНК бактериофага проникает в бактериальную клетку, она обычно практически мгновенно начинает контролировать работу метаболического аппарата клетки и направляет его полностью на образование новых вирусных частиц. В результате приблизительно через 20 мин образуется 100—200 новых вирусных частиц, что приводит к лизису клетки и ее гибели. Принципиально отлично от этого ведут себя умеренные фаги. Проникнув в клетку, ДНК умеренного фага может репрессироваться и интегрироваться с бактериальным геномом точно так же, как фактор Р (рис. 15-2). При этом он переходит в состояние профага и вступает в гак называемую лизогенную фазу развития репрессированная ДНК фага реплицируется как часть генома бактерии, не причиняя эреда летке до тех пор, пока какой-нибудь фактор не снимет репрессию и не активирует интегрированный генетический материал. После этого происходят репликация фага и л нэис бактерии. Умеренные [c.258]

Было установлено, что на первом этапе репликации вирусов Ф X и М13 присходит превращёние одноцепочечной замкнутой кольцевой ДНК инфицирующей вирусной частицы в кольцевую двухцепочечную репли- [c.276]

ДНК, которая дальше может служить матрицей для абразования других вирусных частиц. ДНК может включаться в ДНК клетки-хозяина, что может служить причиной появления опухолей [236—240]. [c.289]

Чем больше размер экспланта, тем легче идет морфогенез, в результате которого получается целое растение, но тем больше вероятность присутствия вирусов в экспланте. У многих видов и сортов растений зона, свободная от вирусных частиц, различна. Так, при клонировании апикальной меристемы картофеля размером 0,2 мм (конус нарастания с одним листовым зачатком) 70 % полученных растений были свободны от У-вируса картофеля, но только 10 % — от Х-вируса. В некоторых случаях не удается найти оптимальное соотношение между размером меристематического экспланта и морфогенезом в нем, и при этом избавиться от вирусной инфекцрш. Приходится дополнять метод культуры меристем термо- или(и) хемитерапией. Так, предварительная термотерапия исходных растений позволяет получать свободные от вирусов растения-регенеранты из меристемных эксплантов размером от 0,3 мм до 0,8 мм. Вместе с тем этот прием может вызвать отставание растений в росте, деформацию органов, увеличение латентных (скрытых) инфекций. [c.199]

На рис. 4-7 приведены красивые спиральные структуры четырех разных типов, образованные из отдельных молекулярных фрагментов. Это пиль Е. oli, нить актина (F-актин) из мышечного волокна, жгутик бактерии ( . соИ) и вирион вируса табачной мозаики. Считается, что каждая из этих структур состоит из большого числа протомеров одного типа. Наиболее детально изучена структура вирусной частицы. Известна, в частности, последовательность 158 аминокислотных остатков, образующих каждую из субъединиц вирусного белка (мол. вес=17 500) число субъединиц на частицу равно примерно 2200, из них сформирова- [c.273]

РИС. 4-8. А. Предполагаемое расположение а-спиральных белковых палочек размером 1,0X7,0 нм в белковом чехле нитчатого бактериофага Pfl [38]. Пунктирная линия в верхней части рисунка — левая а-спираль, на которой предположительно располагаются N-концы палочек. Б. Схематическое представление расположения а-атомов углерода в смежных а-спнральных палочках атомы спроектированы на плоскость, параллельную оси вирусной частицы. Числа в кружочках—номера аминокислотных остатков. На примере трех субъединиц показано взаимное расположение одной нз них (0) и находящихся ниже по ходу спирали субъединиц — пятой (—5) и девятой [c.275]

Многие вирусы обладают белковым чехлом, близким по форме к сфере внутри него содержится ДНК или РНК (дополнение 4-В)- Чехол состоит обычно из большого числа идентичных субъединиц — факт, который можно понять, исходя из соображений экономии генетического материала. Действительно, для формирования специфической структуры из большого числа идентичных субъединиц достаточно одного гена [48]. Электронно-микроскопические данные показывают, что вирусные частицы часто имеют форму икосаэдров (рис. 4-11), а согласно химическим исследованиям, число белковых субъединиц в вирусной частице кратно 60. Например, чехол РНК-содержащего вируса хлоротической пятнистости коровьего гороха диаметром 25 нм состоит из 180 белковых субъединиц с мол. весом 19 600 каждая из субъединиц содержит 183 аминокислотных остатка [49]. Небольшой РНК-содержащий бактериофаг 2 имеет чехол из 180 субъединиц [50] с мол. весом 13 750, в который заключена молекула РНК с мол. весом 1,1-10 . Чехол вируса кустистой карликовости томатов диаметром 33 нм также состоит из 180 субъединиц, тогда как у вируса бородавок человека диаметром 56 нм их 420, что в семь раз превышает число частиц в правильном икосаэдре. Согласно концепции квазиэквивалентности субъ- [c.289]

Как мы уже отмечали, субъединицы оболочек икосаэдрических вирусов и некоторых ферментов могут быть квазиэквивалентньши. Эта особенность ответственна за спирализацию жгутиков бактерий, она же лежит в основе некоторых интересных структурных особенностей вируса табачной мозаики. Белковые субъединицы вируса могут быть уложены либо в спираль с числом субъединиц на один виток, равным 16,3 (рис. 4-7), либо в плоские кольца из 17 субъединиц каждое [36а]. При этом конформационные различия очень малы. Кольца способны диме-ризоваться, однако крупных агрегатов они не образуют. Удивительно, что димерные кольца не обладают диэдрической симметрией. Все субъединицы в них ориентированы одинаково, но находятся в двух разных конформациях. Есть предположение, что такие диски являются промежуточной структурой при сборке вирусной частицы. Согласно рентгеноструктурным данным, внутренние участки нвазиэквивалентных субъединиц диска играют роль своего рода ловушек, ожидающих момента, когда в состав вируса включится РНК. После этого диски меняют конформацию и образуют завиток , инициируя рост спиральных вирусных частиц [36а]. Эти и многие другие интересные данные позволили предположить, что квазиэквивалентность белковых субъединиц в сочетании с их способностью менять свою конформацию лежит в основе многих биологических явлений. [c.295]

Одним из наиболее интересных объектов, которые удается наблюдать под электронным микроскопом, являются Т-четные бактериофаги (Т2, Т4 и Тб), инфицирующие бактерии Е. со-Путь проникновения многих вирусов в клетку неизвестен, и Т-четные фаги являются редким исключением Эти частицы действуют как своего рода молекулярные шприцы , прокалывая клеточную стенку бактерий-хозяев и впрыскивая в них свою ДНК. Вирусная частица, длина которой 200 нм, а масса 255-10 дальтон, содержит в своей головке, имеющей форму вытянутого икосаэдра размером 100X70 нм, приблизительно 130-60 дальтон ДНК. Поверхность головки бак- [c.327]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология