Введение. практическое пособие

Вирусология

практическое пособие

для студентов 3 курса

специальности 1― 31 01 01 02 «Биология»

В 2 частях

Часть 1

Гомель 2010

УДК 578 (075.8)

ББК 28.3я73

Ш 378

Рецензенты: Н. М. Дайнеко, кандидат биологических наук, заведующий кафедрой ботаники и физиологии растений; Л. А. Евтухова, кандидат биологических наук, заведующая кафедрой физиологии человека и животных

Рекомендовано к изданию научно-методическим советом учреждения образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

Шевцова, Л. В.

Ш 378 Вирусология: практическое пособие для студентов 3 курса специальности 1―31 01 01 02 «Биология» (научно-педагогическая деятельность): в 2 частях. Ч. 1 / Л. В. Шевцова; Мн-во образования РБ. ― Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2010. ― с.

ISBN

Практическое пособие ставит своей целью повышение уровня усвоения достаточно сложного материала по разделам «Строение вирусных частиц и функции их отдельных структур», «Основные семейства вирусов животных и растений», «Организация геномов вирусов и особенности их репликации» и адресовано для использования студентами 3 курса специальности 1 ― 31 01 01 02 «Биология» (научно-педагогическая деятельность) как на занятиях по соответствующим темам курса «Вирусология», так и для самостоятельной подготовки.

УДК 578. (075.8)

ББК 28.3я73

ISBN © Шевцова Л.В., 2010
© УО «ГГУ им. Ф.Скорины», 2010

Содержание

Введение....................................................... 4

Тема 1 Строение вирусных частиц и функции

отдельных их структур........................................... 6

Лабораторное занятие 1 Морфология и ультраструктура вирусов.... 12

Тема 2 Принципы классификации вирусов животных,

Человека и растений............................................19

Лабораторное занятие 2Основные семейства вирусов животных

и растений.................................................... 39

Лабораторное занятие 3 Методы выделения, культивирования

и идентификации вирусов........................................40

Тема 3 Организация геномов вирусов и особенности их репликации.... 42

Лабораторное занятие 4 Организация геномов вирусов и

выражение вирусного генома при репродукции вирусов.............. 51

Тема 4 Взаимодействие вирусов с клеткой -хозяином............... 52

Лабораторное занятие 5 Взаимодействие вирусов

с клеткой -хозяином............................................ 56

Литература.................................................... 58

Введение

Вирусология занимает одно из центральных мест среди медико-биологических наук. Бурное развитие ее в последние два десятилетия обусловлено следующими факторами. Во-первых, вирусные болезни имеют ведущее значение в инфекцион­ной патологии человека. Во-вторых, в настоящее время получила признание вирусная теория этиологии рака, лейкозов и других злокачественных новообразований. В-третьих, на основании изучения природы вирусов и взаимодействия их с клетками хозяев в настоящее время решаются фундаменталь­ные проблемы биологии: раскрытие природы генетического кода, механизмов синтеза нуклеиновых кислот и бел­ков, химического мутагенеза. В-четвертых, вирусы являются особой категорией органической материи, отличающейся от животного и растительного цар­ства. Поэтому в настоящее время изучение разных форм органического мира немыслимо без изучения вирусов.

В переводе с латинского virus означает «яд, ядовитое начало». До конца 19 в. термин «вирус» использовался для обозначения любого инфекционного агента, вызывающего заболевание. Открытое Д. И. Ивановским (1892) «фильтрующееся ядовитое начало», вызывающее табачную мозаику, М. Бейеринк назвал «фильтрующимся вирусом». Этот термин постепенно сократился до одного слова – «вирус».

Основные свойства вирусов, по которым они отличаются от всех остальных живых существ:

– имеют ультрамикроскопические размеры;

– они не имеют клеточного строения;

– содержат нуклеиновую кислоту только одного типа – или ДНК, или РНК. Все другие организмы содержат нуклеиновые кислоты обоих типов, геном у них представлен только ДНК;

– геном у подавляющего большинства вирусов гаплоидный;

– у вирусов отсутствуют собственные системы мобилизации энергии;

– у вирусов нет собственных белоксинтезирующих систем;

– вирусы не способны к росту и бинарному делению. Они размножаются путем воспроизведения себя из собственной геномной нуклеиновой кислоты, т. е. вирусы образуются в виде зрелых форм (вирионов) путем самосборки из готовых (преформированных) компонентов. Размножение всех прочих организмов включает стадии бинарного деления клеток;

– репликация вирусов происходит в клетках хозяина с использованием белоксинтезирующих и энергетических систем последних. Поэтому вирусы – абсолютные (облигатные) внутриклеточные паразиты.

В настоящее время известны вирусы бактерий (бактериофаги), актиномицетов, грибов, растений и животных. Вирусы – разнообразная и гетерогенная группа микроорганизмов. Их рассматривают не только как этиологический агент определенных инфекционных заболеваний, но и как один из факторов эволюции всех живых организмов. При этом вирусы являются уникальной эволюционной системой, обладающей необычайно высокой изменчивостью. Популяции вирионов в инфицированном организме человека достигают до 10¹³ в 1 см³ плазмы крови. Генетический дрейф, обусловленный заменой нуклеотидных последовательностей, выявляется значительно чаще, чем в геноме у клеток хозяев. Рекомбинационный процесс отдельных фрагментов геномов разных вирусов приводит к формированию новых вариантов, видов и семейств вирусов. В вирусологии все больше внимания обращается на изучение биологических процессов коэволюции вирусов с их хозяевами.

Вирусология изучает морфологию, строение, экологию, генетику, молекулярную биологию вирусов, процессы их репликации, направление и механизмы эволюции; эпидемиологию, методы лабораторной диагностики, профилактики и лечения вызываемых ими заболеваний.

Если в прошлое столетие наблюдался прогресс в контроле за вирусными инфекциями (ликвидировано одно из наиболее опасных заболеваний – оспа, получены вакцины против полиомиелита, кори и др.), то настоящее время в развитии вирусологии может рассматриваться как постгеномный период. Ряд новых направлений постгеномного периода получили дополнительный суффикс «-омика», например, геномика, транскриптомика, протеомика.

Геномика изучает структурно-функциональные межгенные взаимосвязи в процессах физиологической и патологической экспрессии генома. Она используется для идентификации, таксономии, изучения процессов эволюции генов и микроорганизмов.

Транскриптомика изучает способы, механизмы и закономерности транскрипции генов, разрабатывает методы и препараты для ее регуляции и практического использования.

Протеомика изучает структурно-функциональные взаимосвязи и проводит анализ закономерностей биосинтеза отдельных вирусных и клеточных белков, белок-белковых взаимодействий и изменений в процессах инфекции или лечения.