Клетки хозяева для вирусов

Вирусы (по латыни вирус означает яд , отрава ) являются возбудителями болезней растений и животных. С биологической точки зрения вирусы - это внутриклеточные паразиты [4], которые могут размножаться только внутри клетки-хозяина. Вирусы, инфицирующие бактерии, называются бактериофагами. Вирус представляет собой шарообразную или палочкообразную полую частицу, образованную одним или несколькими сортами белка, диаметром в несколько сот ангстрем, внутри которой заключена нуклеиновая кислота (ДНК или РНК, одноцепочечная или двухцепочечная), длиной до сотен микрометров. Белковая оболочка вируса, называемая капсидом, у некоторых вирусов животных может быть заключена во внешнюю мембранную оболочку, состоящую из двойного липидного слоя. [c.91]

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. [c.141]

В соответствии с типом клетки-хозяина вирусы делят на три группы вирусы растений, животных и бактерий. Вирусы растений содержат только РНК и белок. Вирусы животных содержат белок и РНК или ДНК- Вирусы бактерий, называемые также бактериофагами, состоят обычно из ДНК и белка. В состав всех известных в настоящее время вирусов входят белок и генетически однородная нуклеиновая кислота. Некоторые крупные вирусы содержат также жиры и углеводы. Но мы ограничимся рассмотрением только мелких вирусов, структура которых довольно хорошо изучена. Обычно вирусные частицы имеют либо палочкообразную, либо сферическую форму. В первом случае вес частицы равен примерно 40 -10 , а во втором — 5 10 . Независимо от веса вирусной частицы молекулярный вес входящей в ее состав РНК равен обычно примерно 2- 10 . [c.358]

Исследователи часто задаются вопросом, живые ли вирусы Если считать живой любую структуру, обладающую генетическим материалом (ДНК или РНК) и способную к самовоспроизведению, то ответ должен быть утвердительным да, вирусы — живые. Если же признаком живого считать наличие клеточного строения, то ответ будет отрицательным вирусы не живые. К этому следует добавить, что вне клетки-хозяина вирусы неспособны к самовоспроизведению. [c.33]

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 последние годы стало очевидным, что изменчивость как эу-, так и прокариотических организмов связана не только с точечными мутациями, хромосомными перестройками или описанными рекомбинационными событиями, но и с подвижными, или мобильными, генетическими элементами — сравнительно автономными сегментами ДНК, способными встраиваться в геном клетки-хозяина и вырезаться из него. К мобильным элементам можно отнести и некоторые вирусы — в этом случае возможно перемещение не только в пределах генетического материала одной клетки, но и между клетками (см. гл. ХП1). У бактерий перенос генетической инфор.мации между клетками могут осуществлять не только вирусы, но и плазмиды многие из которых могут встраиваться в различные участки генома клетки-хозяина и поэтому тоже могут быть отнесены к мобильным эле.ментам. Плазмиды и мобильные генетические элементы играют существенную роль в эволюции бактерий. [c.110]

Таким образом, набор ферментативных активностей, необходимых для репликации генома данного вируса, задается схемой репликации, а происхождение соответствующих ферментов — вирусное или клеточное — может быть разным. Вирусы с крупным геномом обычно имеют собственный набор репликационных ферментов и дополнительных белков, что, очевидно, делает вирусную репликационную систему более автономной от клетки-хозяина. [c.283]

Аденоассоциированные вирусы (ЛАВ) - это небольшие непатогенные вирусы человека с одноцепочечным ДНК-геномом (4,7 т. п. п.), который может интегрировать в специфический сайт 19-й хромосомы. Такое название они получили потому, что для продуктивной инфекции им необходимы белки другого вируса (вируса-помощника), например аденовируса. После того как ААВ попадает в ядро, его геном с помощью полимераз клетки-хозяина преобразуется в двухцепочечную ДНК и транскрибируется. [c.496]

После проникновения в клетки хозяина вирус тесно связан с органеллами клетки, так как и в этой невидимой форме он обеспечивает защиту клетки от последующего проникновения в нее другого (или того же) вируса [58]. Вероятно, возможно одновременное заражение сразу двумя вирусами, так как Танада [263] наблюдал одновременное заражение Pseudaletia unipun ta полиэдрозом и гранулезом. [c.73]

Явление это, по-видимому, лежит в области пограничной вирусологии здесь нет четкой границы между клеточной и вирусной ДНК. В нормальных условиях перенос части генома от донора к реципиенту у многих бактерий совершается одним из двух механизмов трансформацией или конъюгацией бактерий. Таким же путем происходит и перенос плазмид, эписом и нехромосомных генов. А к ним относятся половые и бактериоциногенные факторы, большинство которых имеют некоторые общие свойства с бактериофагами. Особая роль лизогенизирующих и особенно трансдуцирующих фагов в генетике бактерий состоит в их способности переносить почти любую часть бактериальной хромосомы. Что касается самого понятия вирус, то, по-видимому, от различных компонентов клетки-хозяина вирус отличается лишь способностью [c.282]

Наиболее простой цикл репликации / транскрипции вирусной РНК — это когда с геномной РНК снимается комплементарная копия и эта копия, в свою очередь, служит матрицей для синтеза геномной РНК роль мРНК в образовании всех необходимых для размножения вируса белков выполняет родительская РНК. Если отвлечься от частностей, то этот принцип реализуется у фага Ор и у вируса полиомиелита. Однако стратегии этих вирусов различаются в одном существенном отношении. Фаг Ор размножается в клетках прокариот, поэтому его (+)РНК может функционировать как истинная полицистронная мРНК. Хозяин вируса полиомиелита — эукариотная клетка. Соответственно на (+)РНК этого вируса имеется единственная точка инициации трансляции, и все зрелые вирус-специфические белки возникают в результате ограниченного протеолиза единого полипротеина-предшественника. Как и у ДНК-содержащих вирусов, у вирусов с РНК-геномом разные вирус-специфические белки требуются в разных количествах и в разное время, а образование всех этих белков из единого предшественника затрудняет количественную и временную регуляцию их производства. Поэтому у РНК-содержащих вирусов эукариот возникли механизмы, обеспечивающие появление разных мРНК для [c.331]

Любой вирус (варион) состоит из нуклеиновой кислоты (НК), защищаемой капсидой (цилиндрической или сферической оболочкой белкового типа, иногда с включением липидов и сахаров). Капсида выполняет также функцию взаимодействия с клетками чужого организма, способствуя проникновению вирусной НК внутрь клетки-хозяина и запуску там синтеза новых вирусных молекул. В случае ВИЧ сложность заключается в том, что в чужом организме он встраивается в оетки самой иммунной системы (в лейкоциты, фагоциты, лимфоциты), призванной бороться с патогенными микроорганизмами. И как только зараженный организм включает в действие защитную иммунную систему, вместе с размножением собственных иммунных клеток начинается бурный рост числа ВИЧ, и клетка-хозяин теряет генетический контроль над биопроцессами. Иммунные силы (сопротивляемость) организма, таким образом, слабеют, и у больных СПИДом возрастает вероятность заражения другими инфекциями - туберкулезом, пневмонией, лейкозами и т.д. [c.152]

Пытаясь найти по возможности более простые системы для изучения синтеза ДНК, многие исследователи обратились к мелким ДНК-содержащим вирусам типа ФХ174 и М13. Они не обошли при этом вниманием бактериофаги, снабженные отростками фаги Я, Т7 и Т4, а также плазмиду колицина Е-1. Преимущество этих систем состоит в том, что для них легче смоделировать репликацию ДНК в клеточных экстрактах, а кроме того, ДНК вирусов и плазмид хорошо изучены с генетической точки зрения. Во многих случаях репликация зависит как от генов вируса, так и от генов клетки-хозяина. Так, например, мутации генов dnaB, D, Е, F и О приводят к потере способности поддерживать рост фага X точно так же, как и в случае, когда инактивированы /s-гены. Вместе с тем фаг X сохраняет способность к репликации в бактериях с мутантными генами А я С. Многие вирусы, в том числе Т-четные фаги, содержат гены, кодирующие синтез своих собственных специфических ДНК-полимераз и других белков, необходимых для репликации. [c.276]

Рассмотрим теперь вкратце не совсем понятные химические явления, лежащие в основе таких явлений, как генетическая рекомбинация, интеграция вирусной ДНК с геномом клетки-хозяина и исключение профага из хромосомы клетки-хозяина. О сложности процесса рекомбинации свидетельствует тот факт, что у мутантов, дефектных по способности к рекомбинации, мутации локализуются не в одном, а в нескольких участках (генах) хромосомы Е. oli-, соответствующие гены обозначаются через гесА, В, С, F, G и Н. Бактерии с мутациями в некоторых из этих генов необычайно чувствительны к ультрафиолетовому облучению, что свидетельствует об их неспособности репарировать (восстанавливать) повреждения ДНК, вызванные действием ультрафиолета (гл. 13, разд. Г, 2). Из этого следует, что некоторые из ферментов, обеспечивающих процесс рекомбинации, нужны клетке также и для восстановления повреждений, вызванных действием ультрафиолетового излучения. Однако специфические функции большинства продуктов этих генов все еще до конца не выяснены. Считают, что у Е. oli имеются две полноценные системы общей рекомбинации. В геноме фага Я, имеются гены, кодирующие другую рекомбинационную систему, функционирующую независимо от продуктов генов фага Я, inf и xis (рис. 15-15), необходимых для интеграции и исключения генетического материала вируса и обеспечивающих процессы сайт-специфической (для определенных участков геномов) рекомбинации между генами клетки-хозяина и вируса. [c.281]

Легкость, с которой чужеродная ДНК встраивается в хромосомы бактб рий, поразительна. Происходит ли то же самое в организме человека На этот вопрос можно ответить утвердительно. Однако, в какой степени клетки человека устойчивы к изменениям, обусловленным внедрением в них вирусов, не ясно. Нам известно, что вирусы, вызывающие опухоли (онкогенные), могут включаться в геном клеток животных. Простейшими из них являются вирус полиомы и SV40 (дополнение 4-В). После включения вирусной ДНК в хромосому клетки-хозяина некоторые вирусные гены продолжают транскрибироваться. Другие находятся в неактивном состоянии, как в случае с фагом %. В редких случаях включение вирусной ДНК в геном клетки-хозяина приводит к трансформации клетки в опухолеподобное состояние. Связано ли это с действием специфических продуктов вирусных генов, с изменением фенотипического выражения генов хозяина или же с мутациями (как это имеет место при включении фага % в хромосому Е. соН), не известно. Ясно лишь, что свойства поверхностей трансформированных клеток при этом изменяются. Это в свою очередь приводит уменьшению контактного ингибирования (гл. 1, разд. Д, 3, в), ив результате начинается глубокое прорастание трансформированных клеток. Таким образом, основная отличительная черта опухолей может быть обусловлена включением вирусной ДНК в геном нормальной клетки [234, 235]. [c.288]

Липидный состав клеточных мембран изменчив. В меньшей степени это проявляется в животных клетках, находящихся в условиях стабильной внутр. среды. Однако и в этом случае можно модифицировать состав липидов в нек-рых мембранах, меняя пнщ. рацион. Липидный состав мембран растений заметно измейяется в зависимости от освещенности, т-ры н pH. Еще более изменчив состав бактериальных мембран. Он варьирует не только в зависимости от штамма, но и в пределах одного и того же штамма, а также от условий культивирования и фазы роста. У вирусов, имеющих липопротеиновую оболочку, липидный состав мембран также не постоянен и определяется составом лршидов клетки-хозяина. [c.29]

ДНК этого вируса длиноЛ около 5 т. п. о. реплицируется в ядре клетки-хозяина и представляет собой короткую кольцевую хроматиновую фнбрнллу) а — ДНК вируса 5 40, с которой удалены гистоны б — мини-хромосомы при низкой ионной силе после удаления гнстона Н1 — миии-хромосомы. содержащие Н1, при физиологической ионной силе г — хроматиновые глобулы прн той же ионной силе видны структуры типа бусы на нитке (б), фибрилла толщиной им <л) [c.244]

Эта простая картина остается в силе для большинства видов клеток, однако она должна быть модифицирована в случаях двух типов вирусов. Во-первых, некоторые вирусы, подобные полиови-русу и бактериофагу М52, содержат хромосому, которая представляет собой цепь РНК. Потомство этих вирусов образуется без вмешательства ДНК [1]. Во-вторых, некоторые опухолевые вирусы также содержат в качестве генетического материала РНК, но в инфицированной клетке хозяина она транскрибируется в ДНК и с этого провируса в дальнейшем транскрибируются цепи РНК потомков. По очевидным причинам фермент, проявляющий эту специфическую активность, был назван обратной транскриптазой. [c.198]

Существует четыре типа вирусных нуклеиновых кислот одно-и двунитевые как РНК, так и ДНК. Двунитевая ДНК вирусов реплицируется в основном таким же способом, как бактериальная. Вирусы, содержащие однонитевую ДНК, типа бактериофага ФХ 174, начинают свой жизненный цикл впрыскиванием своей кольцевой ДНК в клетку хозяина, бактерии Е. соИ, в которой инфекционная плюс -цепь действует как матрица для построения комплиментарной минус -цепи, что приводит к образованию кольцевого дуплекса. После этого новая копия плюс -цепи постепенно сворачивается и разрезается на отрезки идентичной длины перед пединением 3 - и 5 -концов в замкнутое однонитевое кольцо. [c.200]

Небольшая группа РНК-содержащих опухолевых вирусов, таких как вирус саркомы Роуса, ведет себя особым образом. Когда нить инфекционной РНК проникает в клетку хозяина, она приносит с собой не менее одной копии фермента обратной транскриптазы. В результате первоначально синтезируется комплиментарная инфекционной РНК кольцевая ДНК. Затем последняя превращается Б кольцевую двунитевую ДНК провируса. Провирус включается в клеточную хромосому, с участка которой, в результате процесса, сходного с нормальной транскрипцией, могут быть получены многочисленные копии нитей инфекционной РНК. Открытие этого удивительного фермента в 1970 г. привело к присуждению Давиду Балтимору и Говарду Темину Нобелевской премии [2,3]. Хотя первоначальные надежды на то, что этот фермент может помочь в диагностике вирусных форм рака, в значительной степени не оправдались, его значение для общих вопросов молекулярной биологии по-прежнему велико. [c.201]

Хорошим примером дискретной системы, которую можно выделить и которая содержит тесно ассоциированные друг с другом белки и нуклеиновые кислоты, является вирус. Вирус простейшего типа состоит из РНК или ДНК, одно- либо двухцепочечной, окруженной белковой оболочкой, состоящей из идентичных или различных субъединиц, организованных в симметричную структуру. В более сложных типах вирусов имеется также внешний слой, состоящий из липидов и гликопротеинов. Между нуклеиновой кислотой и белком (белками) оболочки существует тесная взаимосвязь, генетическая информация для биосинтеза этого белка закодирована в нуклеиновой кислоте, и в то же время белок предохраняет нуклеиновую кислоту от действия нуклеаз клетки-хозяина. Еще более тесная физическая связь имеет место между белковыми субъединицами. Такая связь была продемонстрирована в результате разрушения вируса табачной мозаики, за которым следовала спонтанная самосборка белка в отсутствие нуклеиновой кислоты. Пустая оболочка, или капсида, была, однако, менее стабильна, чем содержавшие нуклеиновую кислоту реконструированные вирусные частицы. Этот результат указывает, что взаимодействия белок-ну-клеиновая кислота играют важную, хотя, вероятно, не столь значительную роль, по сравнению с белок-белковыми взаимодействиями. Вирусы, таким образом, как бы образуют смысловой мостик между предыдущим разделом и рассматриваемым ниже взаимодействием гистонов с нуклеиновыми кислотами. [c.567]

Вирусы, содержащие неидентичные субъединицы, вынуждают, по-видимому, клетку-хозяина синтезировать вначале первичный белок, содержащий в единственной цепи последовательности субъединиц. В процессе самосборки и созревания вируса этот первичный белок селективно расщепляется (возможно, протеиназами хозяина), образуя все необходимые субъединицы. Так, предполагается, [21], что пикорнавирусы, типа энтеровирусов, собираются и соЗ ревают в ступенчатом режиме. Первичный белок вначале расщепляется на три фрагмента (VPO, VP1, VP3). Эти фрагменты, как полагают, через промежуточные формы VP0-VP1-VP3 и (VPO-VPl-VP-3)s собираются в прокапсиду (VP0-VP1-УРЗ)бо- Были выделены пустые оболочки этого типа. Затем в капсиде располагается РНК и происходит созревание посредством протеолитического расщепления VPO. В результате расщепления образуются субъединицы VP2 и VP4 и в результате созревший вирус состоит из капсиды (VPl-VP2-VP3-VP4)eo, окружающей вирусную РНК- Неизвестно, играет ли РНК какую-либо роль в управлении созреванием белков капсиды. [c.568]

MOM без El-области и последовательности, ответственной за упаковку, провели котрансфекцию клетки-хозяина, экспрессирующей Е1-гены. Молекула ДНК аденовируса, дефектная по репликации и упаковке, поставляет гены для синтеза компонентов вируса, а продукт лигирования реплицируется и упаковывается в вирусные частицы. При этом около 99% высвобождаемых вирусных частиц содержат молекулу ДНК с терапевтическим геном (генами). С помощью центрифугирования их можно отделить от дефектных по репликации вирусов, которые все же образуются в незначительном количестве. ДНК-клонирующая емкость такой системы достигает 28 т. п. и. [c.496]

Отсутствие патогенности делает ААВ весьма перспективным вектором для доставки в организм человека терапевтических генов. Рекомбинантный ААВ получают с помощью котрансфекции клетки-хозяина, инфицированной каким-нибудь аденовирусом (вирусом-помощником), двумя плазмидами (рис. 21.8). Одна из них несет терапевтический ген, фланкированный инвертированными концевыми повторами (длиной от 125 п. н.) ААВ, а вторая - два его гена, гер и ap, ответственные за репликацию генома и синтез капсида соответственно. После [c.496]

Рис. 21.8. Вектор на основе аденоассопиированного вируса (ААВ). Проведена котрансфекция клетки-хозяина, инфицированной аденовирусом-помощником, двумя плазмидами, одна из которых содержит терапевтический ген (ТГ), фланкированный инвертированными концевыми повторами (ITR) ААВ, а другая — гены ААВ, ответственные за репликацию гер) и формирование капсида ap), которые находятся под контролем промотора р), и последовательность полиаденилирования (ра). Высвободившиеся после лизиса частицы рекомбинантного ААВ и аденовируса разделяют центрифугированием, а оставшиеся аденовирусные частицы инактивируют нагреванием.

Большинство систем доставки генов на основе HSV предполагает использование вируса-по-мощника, который поставляет белки, необходимые для репликации и сборки вируса, но не образует инфекционные вирусные частицы, поскольку его геном модифицирован и не способен упаковываться. Для получения рекомбинантного HSV осуществляют трансфекцию ампликон-плазмиды в инфицированную вирусом-помощником клетку-хозяина. ДНК ампли- [c.498]

Рис. 21.9. Вектор на основе HSV-ампликон-плазмиды. Точка инициации репликации HSV (ori HSV), сигнал упаковки HSV и терапевтический ) ген (ТГ) встраивают в плазмиду Е. соН (HSV-ампликон-плазмида). Проводят трансфекцию клетки-хозяина, инфицированной вирусом-помощником HSV, полученной плазмидой. ДНК ампли-кон-плазмиды реплицируется по типу катящегося кольца . 10 амп-ликонов, соответствующих полноразмерному геному HSV, упаковываются в HSV-капсид, который поставляет вирус-помощник HSV. Геном этого вируса не упаковывается. HSV-частицы, несущие множество копий терапевтического гена, высвобождаются при лизисе клетки и используются для трансдукции нейронов.

Вирус-помощник (Helper virus) Вирулентный штамм вируса, в присутствии которого дефектный вирус может размножаться в клетке-хозяине. [c.545]

Литический цикл (Lyti y le) Размножение вируса в клетке-хозяине, оканчивающееся лизисом клетки. [c.552]

Тельца включения (In lusion bodies) Мелкие частицы из кристаллизовавщегося белка, образующегося в избыточном количестве в бактериальной клетке при заражении ее вирусом или при встраивании вирусного генома в ДНК клетки-хозяина. Их наличие свидетельствует о патологических изменениях в ютетке. [c.561]

Острейшая сегодняшняя проблема — создание средств против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Не приходится удивляться тому, что к решению этой огромной сложности проблемы прилагаются огромные усилия. Прежде всего, необходимо было получить подробную информацию о структуре компонентов вируса и биохимии его взаимодействия с клетками хозяина. Накопленные данные были далее использованы для выявления наиболее уязвимых компонентов ВИЧ как мишеней для атаки сконструированного химического агента. Внимание исследователей сосредоточилось на специфической протеазе вируса (ВИЧП), и начались энергичные поиски ингибиторов этого фермента. Как это обычно бывает, при дизайне оптимальной структуры специфических ингибиторов ВИЧП применялись существенно различные подходы. Ниже мы обсудим только один из них, который представляется особенно поучительным примером таких исследований. Мы выбрали его из-за нетривиальности подхода, приведшего к открытию группы экзотических ингибиторов ВИЧП среди (как это ни странным покажется ) производных... фуллеренов (конкретнее бакибола). [c.514]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология