Ma i virus non possono essere troppo pericolosi per il loro ospite. Altrimenti, ciò può portare alla completa scomparsa dell'organismo donatore, il che significa che anche l'agente patogeno verrà distrutto. Ma i virus non possono essere troppo deboli. Se l’immunità si sviluppa troppo rapidamente nel corpo dell’ospite, questi scompariranno come specie. Accade spesso che questi microrganismi abbiano un unico ospite, all'interno del quale vivono, senza causare problemi a quest'ultimo, e allo stesso tempo abbiano un effetto patogeno su altri esseri viventi.

Si riproducono per riproduzione. Ciò significa che i loro acidi nucleici e le proteine ​​vengono riprodotti per primi. E poi i virus vengono assemblati dai componenti creati.

Tipi di virioni e vie di infezione

Prima di capire come si moltiplicano i virus in una cellula, dobbiamo capire come arrivano queste particelle. Ad esempio, ci sono infezioni che vengono trasmesse esclusivamente dall’uomo. Questi includono il morbillo, l'herpes e in parte l'influenza. Vengono trasmessi per contatto o per goccioline trasportate dall'aria.

Enterovirus, reovirus e adenovirus possono entrare nel corpo attraverso il cibo. Puoi contrarre il papillomavirus, ad esempio, attraverso il contatto diretto con una persona (sia domestico che sessuale). Ma ci sono altri modi di infezione. Ad esempio, alcuni tipi di rabdovirus possono essere contratti attraverso la puntura di insetti succhiatori di sangue.

Esiste anche una via parenterale di infezione. Ad esempio, il virus dell'epatite B può entrare nel corpo umano durante interventi chirurgici, procedure dentistiche, trasfusioni di sangue, pedicure o manicure.

Non dobbiamo dimenticare la trasmissione verticale delle infezioni. In questo caso, quando la madre si ammala durante la gravidanza, il feto ne viene colpito.

Descrizione dei virus

Per molto tempo, gli agenti causali della maggior parte delle malattie sono stati giudicati solo sulla base dell'effetto patogeno sul corpo. Gli scienziati furono in grado di vedere questi organismi patogeni solo quando fu inventato il microscopio elettronico. Quindi è stato possibile scoprire come si riproducono i virus.

Questi microrganismi variano notevolmente in termini di dimensioni. Alcuni di essi hanno dimensioni simili a piccoli batteri. I più piccoli hanno dimensioni vicine alle molecole proteiche. Per misurarli, viene utilizzato il valore convenzionale: un nanometro, che equivale a un milionesimo di millimetro. Possono variare da 20 a diverse centinaia di nanometri. In apparenza sembrano bastoncini, palline, cubi, fili, poliedri.

Composizione dei microrganismi

Per capire come i virus si riproducono nelle cellule, è necessario comprenderne la composizione. Quelli semplici sono costituiti da acido nucleico e proteine. Inoltre, il primo componente è portatore di dati genetici. Sono costituiti da un solo tipo di acido nucleico: può essere DNA o RNA. La loro classificazione si basa su questa differenza.

Se all'interno della cellula i virus sono componenti di un sistema vivente, all'esterno si trovano proteine ​​nucleiche inerti chiamate virioni. Le proteine ​​sono i loro componenti essenziali. Ma differiscono per diversi tipi di virus. Grazie a ciò possono essere riconosciuti mediante reazioni immunologiche specifiche.

Gli scienziati hanno scoperto non solo virus semplici, ma anche organismi più complessi. Possono includere anche lipidi e carboidrati. Ogni gruppo di virus ha una composizione unica di grassi, proteine, carboidrati e acidi nucleici. Alcuni di essi contengono anche enzimi.

Inizio del processo di allevamento

Puoi capire come avviene questo processo se consideri in dettaglio come il microrganismo penetra nella cellula e cosa succede dopo in essa. I virioni possono essere pensati come una particella costituita da DNA (o RNA) racchiusa in una guaina proteica. La riproduzione dei virus inizia solo dopo che il microrganismo si attacca alla parete cellulare, alla sua membrana plasmatica. Dovrebbe essere chiaro che ciascun virione può attaccarsi solo a determinati tipi di cellule che hanno recettori speciali. Centinaia di particelle virali possono essere localizzate su una cellula.

Successivamente inizia il processo di viropessi. La cellula stessa attira i virioni attaccati. Solo dopo inizia la “svestizione” dei virus. Con l'aiuto di un complesso di enzimi che entrano nella cellula, il guscio proteico del virus si dissolve e l'acido nucleico viene rilasciato. È lei che passa attraverso i canali della cellula nel suo nucleo o rimane nel citoplasma. L'acido è responsabile non solo della riproduzione dei virus, ma anche delle loro caratteristiche ereditarie. Il metabolismo delle cellule viene soppresso e tutti gli sforzi sono diretti alla creazione di nuovi componenti dei virus.

Processo di composizione

Incorporato nel DNA della cellula. All'interno iniziano a essere create attivamente copie multiple di DNA virale (RNA), ciò avviene utilizzando la polimerasi. Alcune delle particelle appena create si collegano ai ribosomi e lì avviene anche il processo di sintesi di nuove proteine ​​virali.

Una volta accumulato un numero sufficiente di componenti del virus, inizia il processo di composizione. Passa vicino L'essenza di ciò è che i nuovi virioni vengono assemblati da componenti. Ecco come si riproducono i virus.

Particelle delle cellule in cui si trovavano possono essere rilevate nei virioni appena formati. Spesso il processo della loro formazione termina con l'avvolgimento in uno strato di membrana cellulare.

Completamento della riproduzione

Una volta completato il processo di composizione, i virus lasciano il loro primo ospite. La prole formata se ne va e inizia a infettare nuove cellule. I virus si riproducono direttamente nelle cellule. Ma alla fine vengono completamente distrutti o parzialmente danneggiati.

Avendo infettato nuove cellule, i virus iniziano a moltiplicarsi attivamente in esse. Il ciclo di riproduzione si ripete. Il modo in cui procederà il processo di rilascio dei virioni creati dipende dal gruppo di virus a cui appartengono. Ad esempio, gli enterovirus sono caratterizzati dal fatto che vengono rapidamente rilasciati nell'ambiente. Ma gli agenti dell'herpes, i reovirus e gli ortomixovirus emergono man mano che maturano. Prima di morire, possono attraversare diversi cicli di tale riproduzione. Allo stesso tempo, le risorse cellulari si esauriscono.

Diagnosi delle malattie

La riproduzione in alcuni casi è accompagnata dal fatto che particelle di microrganismi patogeni possono accumularsi all'interno delle cellule, formando grappoli simili a cristalli. Gli esperti li chiamano organismi di inclusione.

Ad esempio, nell'influenza, nel vaiolo o nella rabbia tali accumuli si trovano nel nucleo, nell'encefalite primaverile-estiva si trovano nel nucleo e in altre infezioni possono esserci entrambi. Questo segno viene utilizzato per diagnosticare le malattie. In questo caso, è anche importante dove avviene esattamente il processo di riproduzione del virus.

Ad esempio, quando vengono rilevate formazioni ovali o rotonde nelle cellule epiteliali, si parla di vaiolo. Gli accumuli citoplasmatici nelle cellule cerebrali indicano la rabbia.

Il modo in cui i virus si riproducono è molto specifico. Innanzitutto, i virioni entrano nelle cellule adatte a loro. Successivamente, inizia il processo di rilascio degli acidi nucleici e la creazione di "grezzi" di parti per futuri microrganismi patogeni. Il processo di riproduzione termina con la formazione di nuovi virioni che vengono rilasciati nell'ambiente. È sufficiente interrompere una delle fasi del ciclo in modo che la riproduzione dei virus venga interrotta o inizino a produrre prole inferiore.

lavoro creativo

Metodo di propagazione del virus

Un virus (dal latino virus - veleno) è una particella microscopica che può infettare le cellule degli organismi viventi.

Virologia (da virus e logos - parola, dottrina), scienza dei virus. La virologia generale studia la natura dei virus, la loro struttura, la riproduzione, la biochimica e la genetica.

Il metodo di riproduzione dei virus differisce anche dalla divisione, gemmazione, sporulazione o processo sessuale che si verifica negli organismi unicellulari, nelle cellule degli organismi multicellulari e in questi ultimi in generale. Riproduzione, o replicazione, è il termine comune per la riproduzione dei virus. La formazione dei virioni avviene mediante autoassemblaggio (confezionamento dell'acido nucleico virale in capsidi proteici e formazione di un nucleocapside), oppure con la partecipazione della cellula, o entrambi (virus avvolti). Naturalmente, l'opposizione tra divisione cellulare mitotica e replicazione non è assoluta, poiché i metodi di replicazione del materiale genetico nei virus contenenti DNA non sono fondamentalmente diversi e se teniamo conto che la sintesi del materiale genetico nei virus contenenti RNA viene effettuato anche in base al tipo di modello, quindi l'opposizione è relativa alla mitosi e alla replicazione di tutti i virus. E, tuttavia, le differenze nei metodi di riproduzione di cellule e virus sono così significative che l'intero mondo vivente può essere diviso in virus e non virus.

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Meccanismi di penetrazione del virus nella cellula ospite

Meccanismi di penetrazione del virus nella cellula ospite

Per riprodurre la propria specie, il virus utilizza il sistema di sintesi proteica della cellula ospite, cioè deve penetrare in profondità nella cellula. Innanzitutto, il virus interagisce con una superficie sulla quale sono presenti speciali siti recettoriali. Sul suo guscio sono presenti corrispondenti proteine ​​di attacco che reagiscono con queste zone. Pertanto, i virus sono altamente specifici e infettano solo un certo tipo di cellula di un certo tipo di organismo. La presenza di tali siti recettoriali determina la loro sensibilità a un particolare tipo di virus.

Il virus può attaccarsi ad altri punti della superficie cellulare, quindi l'infezione potrebbe non verificarsi.

Nei virus semplici, le proteine ​​di attacco sono contenute nel guscio proteico. Nei virus complessi si trovano sulla superficie di una membrana aggiuntiva e hanno la forma di punte, aghi, ecc.

Vie attraverso le quali i virus entrano nelle cellule

I virus possono entrare in una cellula in diversi modi:

1. Gli involucri virali possono fondersi con la membrana cellulare (ad esempio, il virus dell'influenza).
2. Il virus entra nella cellula attraverso la pinocitosi. In questo caso, gli enzimi della cellula ospite rompono la sua membrana e rilasciano acido nucleico (ad esempio, il virus della poliomielite animale).
3. Attraverso aree danneggiate della parete cellulare delle cellule vegetali. Quindi passano da una cellula all'altra lungo i ponti citoplasmatici.

I batteriofagi hanno un meccanismo complesso per la penetrazione dei virus nelle cellule batteriche. Con l'aiuto dei filamenti della coda, si collegano ai siti recettori delle cellule batteriche. Dopo l'attaccamento, ad esempio, il batteriofago T4, a causa della contrazione della guaina, inietta una molecola di acido nucleico in profondità nella cellula attraverso un'asta cava. Il guscio vuoto del batteriofago rimane all'esterno.

Riproduzione di virus e varianti di residenza del virus in una cellula

I virus che entrano in una cellula possono attivarsi immediatamente o successivamente, cioè rimanere dormienti per un certo tempo. Sono possibili le seguenti opzioni per la presenza di virus in una cellula:

1. Infezione litica(dal greco lisi– distruzione, dissoluzione) – i virus formati lasciano contemporaneamente la cellula, facendola a pezzi. La cellula muore.
2. Persistente(persistente) – nuovi virus emergono gradualmente. La cellula vive e si divide, anche se il suo funzionamento può cambiare.
3. Latente(nascosto) - il materiale genetico del virus è integrato nel DNA dei cromosomi e durante la divisione cellulare viene trasmesso alle cellule figlie. Viene chiamato il processo di inserimento dell'acido nucleico nel DNA del cromosoma della cellula ospite integrazione. L'acido nucleico di un virus integrato nel genoma della cellula ospite, formato da RNA grazie ad enzimi, è chiamato provirus. Vari fattori (di natura fisica, biologica e chimica) possono attivare il provirus. Si sviluppa quindi un'infezione litica o persistente.

La replicazione virale coinvolge tre processi principali: replicazione dell’acido nucleico virale, sintesi proteica virale e assemblaggio del virione. Nella cellula ospite, l'acido nucleico del virus trasmette informazioni ereditarie sulle proteine ​​virali all'apparato di sintesi proteica della cellula.

Nei virus che contengono mRNA, si lega immediatamente ai ribosomi dell'ospite e provoca la sintesi delle proteine ​​virali. In altri virus, l'mRNA viene sintetizzato dall'RNA o dal DNA del virus.

Alcuni virus a RNA (ad esempio l’HIV, il virus dell’immunodeficienza umana) possono causare la sintesi del DNA nel nucleo della cellula. L'mRNA virale è sintetizzato da una molecola di DNA. Si chiama fenomeno replicazione inversa.

Alcuni virus (ad esempio alcuni batteriofagi e virus che causano alcuni tumori) integrano il DNA virale nel DNA delle cellule ospiti. Se avviene la sintesi, è in combinazione con le proteine ​​cellulari. Le proteine ​​virali modificano le proprietà delle cellule e non le uccidono. Pertanto, le cellule tumorali si dividono frequentemente. Il loro numero aumenta senza limiti.

Con l'aiuto dei propri prodotti metabolici, i virus sopprimono la sintesi delle proteine ​​della cellula ospite. La traduzione delle informazioni dal DNA all’mRNA della cellula si interrompe e viene stimolata la sintesi delle proteine ​​del virus. In questo caso, viene utilizzato l'apparato di sintesi proteica della cellula ospite e le sue risorse energetiche. Le molecole di acido nucleico del virus raddoppiano. L'acido nucleico virale è alloggiato in un guscio di proteina virale sintetizzata dalla cellula.

Opzioni per rilasciare virus dalle cellule ospiti

Esistono diverse opzioni note per rilasciare virus dalle cellule ospiti:

1. Nella maggior parte dei casi, i virus distruggono la membrana della cellula ospite, escono e penetrano in altre cellule (ad esempio i batteriofagi).
2. I virus complessi germogliano verso l'esterno dalla cellula.
3. Le nuove generazioni di virus rimangono a lungo nella cellula ospite, che rimane viva fino all'esaurimento delle sue risorse energetiche e biochimiche.

Il processo di riproduzione del virus è convenzionalmente suddiviso in 5 fasi (Steinier, Edelberg, Ingram, 1979):

penetrazione nella cellula ospite;

sintesi enzimatica;

sintesi dei componenti del virus;

assemblaggio di componenti virali per formare virioni maturi;

rilascio di virioni maturi dalla cellula ospite.

È stato stabilito che i processi di penetrazione del virus nella cellula sono diversi per i virus batterici, vegetali e animali. Pertanto, se i virus animali vengono adsorbiti direttamente sulla membrana della cellula ospite, i virus batterici e vegetali devono passare attraverso la parete cellulare. Allo stesso tempo, i virus delle piante non hanno un apparato speciale per superare la parete cellulare, quindi possono entrare nella pianta solo attraverso varie ferite. Le foglie e le radici delle piante presentano spesso minuscole ferite meccaniche attraverso le quali penetrano i virus del mosaico del tabacco, del virus X della patata, ecc.. Tuttavia, la maggior parte dei virus penetra nelle piante con l'aiuto di vettori, che spesso sono insetti con apparato boccale succhiatore (afidi, cicaline). ), nonché acari, fitonematodi e funghi. Il processo di penetrazione si completa con la rimozione del capside proteico (spogliatura del virione) e la comparsa dell'acido nucleico virale libero all'interno della cellula, che porta alla sintesi di proteine ​​virus-specifiche e alla replicazione dell'acido nucleico virale stesso.

4. Trasmissione dei virus vegetali

I virus vegetali possono essere trasmessi da una pianta all'altra solo attraverso la linfa cellulare. Le fonti di infezione e le modalità di trasmissione possono essere diverse: trasmissione meccanica tramite linfa da una pianta malata a una sana; trasmissione attraverso il suolo o attraverso semi e polline; trasmissione da vettori: insetti, acari, nematodi, funghi (Gibbs, Harrison, 1978).

La trasmissione per contatto meccanico è estremamente rara, ad esempio, quando si toccano le foglie di piante sane, si verificano danni ai bordi delle foglie e ai peli delle foglie con le foglie di piante infette da virus. In questo caso, il succo secreto dalle piante infette penetra nelle ferite delle piante sane e quindi le infetta. A volte l'infezione da virus si verifica quando le radici delle piante sane entrano in contatto con quelle infette nel sottosuolo. Nelle specie arboree le radici delle piante vicine talvolta crescono insieme. La trasmissione dei virus attraverso il suolo comporta il movimento di particelle virali libere mediante una corrente di soluzione del suolo. Tali virus entrano nel terreno dopo la decomposizione dei residui nutritivi. In condizioni di coltura idroponica, le piante possono rilasciare virus liberi dalle radici nel substrato, che infettano le piante sane con un flusso di soluzione nutritiva (Minkevich, 1984). Non si ritiene comunemente che i virus vengano trasmessi attraverso semi e polline, ma esistono almeno trenta virus che infettano le piante in questo modo. Inoltre, secondo A. Gibbs e B. Harrison (1978), la possibilità di tale trasmissione dipende da molti fattori: temperatura, genotipo dell'ospite, momento dell'infezione. Le piante vengono infettate con maggiore successo a temperature moderate che a temperature molto alte o molto basse. L'efficienza della trasmissione del virus dipende dal rapporto tra il momento dell'infezione e il momento della fioritura, nonché dalla posizione dei fiori sulla pianta. La maggior parte dei virus trasmessi dai pollini non sono in grado di infettare le piante una volta che i fiori sono già stati impollinati.

I virus possono trasmettersi anche attraverso le parti vegetative e gli organi delle piante: tuberi, radici, talee e margotte. Tuttavia, nella maggior parte dei casi i virus vengono trasmessi utilizzando vettori quali insetti, acari, nematodi e funghi. Il virus rimane nel corpo del portatore in forma infettiva per un certo tempo. Viene chiamata la condizione in cui il vettore rimane infettivo dopo aver lasciato la pianta infetta persistenza. Esistono tre tipi principali di persistenza: non persistenza, semi-persistenza e persistenza. Non persistenza significa che il vettore rimane infettivo per diverse ore (fino a quattro);

Semipersistenza osservato quando il vettore rimane infettivo per 10-100 ore:

Persistenza– quando il vettore rimane infettivo per più di 100 ore, e talvolta per tutta la sua vita. Tra gli insetti, gli afidi svolgono il ruolo principale come portatori di virus. Il fatto è che il loro apparato boccale è molto ben adattato per inoculare le piante. Gli afidi hanno stiletti molto sottili con i quali perforano i tessuti vegetali senza danni grossolani, il che contribuisce al successo dell'infezione. Il secondo gruppo più importante di portatori di virus, oltre agli afidi, sono le cicaline, i portatori di luce e le megattere. I virus trasportati da questi insetti causano molto spesso l'ingiallimento o l'arricciamento delle foglie delle piante. È stato accertato che questi vettori si nutrono principalmente del floema delle piante, quindi i virus si concentrano principalmente nel floema.

Le mosche bianche possono essere portatrici di numerosi virus, soprattutto nelle regioni con climi caldi. Proprio come le cicaline, si nutrono principalmente di floema, quindi le loro larve sono sedentarie. Molto spesso, le mosche bianche sono portatrici di virus che causano mosaici e deformità.

Tra i coleotteri, i coleotteri fogliari sono più spesso portatori di virus e i tonchi sono meno comuni. I virus trasmessi da questi insetti provocano mosaici e chiazze. Gli scarabei acquisiscono il virus entro 5 minuti e le piante sane possono essere infettate dal virus immediatamente dopo l'ingestione da parte dei loro vettori o il giorno successivo. I virus possono rimanere negli scarabei per giorni o settimane

Anche gli insetti e alcuni altri gruppi sono coinvolti nella trasmissione dei virus, ma per ciascuno di questi gruppi è stato identificato solo un piccolo numero di vettori. Gli acari possono anche essere portatori di virus, sebbene la loro gamma di piante ospiti sia piuttosto limitata. I virus trasmessi dagli acari causano la reversione del ribes, il mosaico del pesco, il mosaico del fico e la malattia della rosetta. Gli acari hanno sottili stiletti che perforano le cellule vegetali. Gli acari si diffondono più spesso da una pianta all'altra attraverso il vento.

Il processo di riproduzione virale può essere approssimativamente suddiviso in 2 fasi . La prima fase comprende 3 fasi: 1) adsorbimento del virus su cellule sensibili; 2) penetrazione del virus nella cellula; 3) deproteinizzazione del virus . La seconda fase comprende le fasi di realizzazione del genoma virale: 1) trascrizione, 2) traduzione, 3) replicazione, 4) assemblaggio, maturazione delle particelle virali e 5) uscita del virus dalla cellula.

L'interazione di un virus con una cellula inizia con il processo di adsorbimento, cioè con l'attaccamento del virus alla superficie cellulare.

Adsorbimentoè un legame specifico della proteina virionica (antirecettore) con la struttura complementare della superficie cellulare - il recettore cellulare. In base alla loro natura chimica, i recettori su cui si fissano i virus appartengono a due gruppi: mucoproteine ​​e lipoproteine. I virus dell'influenza, della parainfluenza e degli adenovirus si fissano sui recettori delle mucoproteine. Enterovirus, virus dell'herpes, arbovirus sono adsorbiti sui recettori lipoproteici della cellula. L'adsorbimento avviene solo in presenza di determinati elettroliti, in particolare ioni Ca2+, che neutralizzano le cariche anioniche in eccesso del virus e della superficie cellulare e riducono la repulsione elettrostatica. L'adsorbimento dei virus dipende poco dalla temperatura. I processi iniziali di adsorbimento non sono di natura specifica e sono il risultato dell'interazione elettrostatica di strutture caricate positivamente e negativamente sulla superficie del virus e della cellula, e quindi si verifica un'interazione specifica tra la proteina di attacco del virione e gruppi specifici sulla membrana plasmatica della cellula. I virus semplici umani e animali contengono proteine ​​di attacco come parte del capside. Nei virus complessi, le proteine ​​di attacco fanno parte del supercapside. Possono assumere la forma di filamenti (fibre negli adenovirus) o di punte, strutture simili a funghi nei virus mixo, retro, rabdo e altri. Inizialmente si verifica una singola connessione del virione con il recettore - tale attacco è fragile - l'adsorbimento è reversibile. Affinché si verifichi un adsorbimento irreversibile, devono verificarsi connessioni multiple tra il recettore virale e il recettore cellulare, cioè un attaccamento multivalente stabile. Il numero di recettori specifici sulla superficie di una cellula è 10 4 -10 5. Recettori per alcuni virus, ad esempio gli arbovirus. sono contenuti sulle cellule sia dei vertebrati che degli invertebrati; per gli altri virus solo sulle cellule di una o più specie.

La penetrazione dei virus umani e animali nelle cellule avviene in due modi: 1) viropessi (pinocitosi); 2) fusione del guscio del supercapside virale con la membrana cellulare. I batteriofagi hanno un proprio meccanismo di penetrazione, la cosiddetta siringa, quando, a seguito della contrazione dell'appendice proteica del fago, l'acido nucleico viene iniettato nella cellula.

La deproteinizzazione del virus, il rilascio dell'emoma virale dai gusci protettivi virali avviene con l'aiuto di enzimi virali o con l'aiuto di enzimi cellulari. I prodotti finali della deproteinizzazione sono acidi nucleici o acidi nucleici associati alla proteina virale interna. Quindi avviene la seconda fase della riproduzione virale, che porta alla sintesi dei componenti virali.

La trascrizione è la riscrittura delle informazioni dal DNA o dall'RNA di un virus nell'mRNA secondo le leggi del codice genetico.

La traduzione è il processo di traduzione dell'informazione genetica contenuta nell'mRNA in una sequenza specifica di aminoacidi.

La replicazione è il processo di sintesi di molecole di acido nucleico omologhe al genoma virale.

L'implementazione delle informazioni genetiche nei virus contenenti DNA è la stessa delle cellule:

Trascrizione del DNA proteina di traduzione dell'mRNA

Trascrizione dell'RNA Proteina di traduzione dell'i-RNA

I virus con un genoma di RNA positivo (togavirus, picornavirus) mancano di trascrizione:

Traduzione delle proteine ​​dell'RNA

I retrovirus hanno un modo unico di trasmettere informazioni genetiche:

Trascrizione inversa dell'RNA Trascrizione del DNA Proteina di traduzione dell'mRNA

Il DNA si integra con il genoma della cellula ospite (provirus).

Dopo che la cellula ha accumulato componenti virali, inizia l'ultima fase della riproduzione virale: l'assemblaggio delle particelle virali e il rilascio dei virioni dalla cellula. I virioni escono dalla cellula in due modi: 1) “esplodendo” la cellula, con conseguente distruzione della cellula. Questo percorso è inerente ai virus semplici (picorna-, reo-, papova- e adenovirus), 2) escono dalle cellule per gemmazione. Inerente ai virus contenenti un supercapside. Con questo metodo, la cellula non muore immediatamente e può produrre più prole virale finché le sue risorse non si esauriscono.

Metodi di coltivazione del virus

Per coltivare virus in condizioni di laboratorio, vengono utilizzati i seguenti oggetti viventi: 1) colture cellulari (tessuti, organi); 2) embrioni di pollo; 3) animali da laboratorio.

Coltura cellulare

Le più comuni sono le colture cellulari a strato singolo, che possono essere suddivise in 1) primarie (principalmente trypsinizzate), 2) semicontinue (diploidi) e 3) continue.

Per origine si classificano in organismi embrionali, tumorali e provenienti da adulti; per morfogenesi- fibroblastico, epiteliale, ecc.

Primario Le colture cellulari sono cellule di qualsiasi tessuto umano o animale che hanno la capacità di crescere sotto forma di monostrato su una superficie di plastica o vetro rivestita con uno speciale mezzo nutritivo. La durata di vita di tali colture è limitata. In ogni caso specifico, vengono ottenuti dal tessuto dopo macinazione meccanica, trattamento con enzimi proteolitici e standardizzazione del numero di cellule. Le colture primarie ottenute da reni di scimmia, reni embrionali umani, amnioti umani ed embrioni di pollo sono ampiamente utilizzate per l'isolamento e l'accumulo di virus, nonché per la produzione di vaccini virali.

Semi-in pelle (O diploide ) colture cellulari - cellule dello stesso tipo, in grado di resistere fino a 50-100 passaggi in vitro, pur mantenendo il loro insieme diploide originale di cromosomi. I ceppi diploidi di fibroblasti embrionali umani vengono utilizzati sia per la diagnosi di infezioni virali che nella produzione di vaccini virali.

Continuo le linee cellulari sono caratterizzate da potenziale immortalità e cariotipo eteroploide.

La fonte delle linee trapiantabili può essere colture cellulari primarie (ad esempio, SOC, PES, BHK-21 - dai reni di criceti siriani di un giorno; PMS - dal rene di una cavia, ecc.) singole cellule di che mostrano una tendenza alla riproduzione infinita in vitro. L'insieme dei cambiamenti che portano alla comparsa di tali caratteristiche nelle cellule è chiamato trasformazione, e le cellule delle colture continue di tessuti sono chiamate trasformate.

Un'altra fonte di linee cellulari trapiantabili sono le neoplasie maligne. In questo caso, la trasformazione cellulare avviene in vivo. Le seguenti linee di cellule trapiantate sono più spesso utilizzate nella pratica virologica: HeLa - ottenuta dal carcinoma cervicale; Ner-2 - dal carcinoma laringeo; Detroit-6 - dalle metastasi del cancro ai polmoni al midollo osseo; RH - dal rene umano.

Per coltivare le cellule sono necessari mezzi nutritivi che, a seconda del loro scopo, sono suddivisi in mezzi di crescita e mezzi di supporto. I terreni di crescita devono contenere più nutrienti per garantire la proliferazione cellulare attiva per formare un monostrato. I mezzi di supporto dovrebbero solo garantire che le cellule sopravvivano in un monostrato già formato durante la moltiplicazione dei virus nella cellula.

I mezzi sintetici standard, come i mezzi sintetici 199 e i mezzi di Eagle, sono ampiamente utilizzati. Indipendentemente dallo scopo, tutti i terreni di coltura cellulare sono formulati utilizzando una soluzione salina bilanciata. Molto spesso è la soluzione di Hanks. Un componente integrale della maggior parte dei terreni di crescita è il siero del sangue animale (vitello, bovino, cavallo), senza il 5-10% del quale non si verifica la riproduzione cellulare e la formazione di monostrati. Il siero non è incluso nei terreni di mantenimento.

Isolamento di virus in colture cellulari e metodi per la loro indicazione.

Quando si isolano i virus da vari materiali infettivi di un paziente (sangue, urina, feci, secrezioni mucose, lavaggi di organi), vengono utilizzate colture cellulari più sensibili al virus sospetto. Per l'infezione vengono utilizzate colture in provette con un monostrato di cellule ben sviluppato. Prima dell'infezione delle cellule, il mezzo nutritivo viene rimosso e in ciascuna provetta vengono aggiunti 0,1-0,2 ml di una sospensione del materiale di prova, pretrattata con antibiotici per distruggere batteri e funghi. Dopo 30-60 minuti. Dopo il contatto del virus con le cellule, il materiale in eccesso viene rimosso, un mezzo di supporto viene aggiunto alla provetta e lasciato in un termostato finché non vengono rilevati segni di replicazione del virus.

Un indicatore della presenza di un virus nelle colture cellulari infette può essere:

1) lo sviluppo di una degenerazione cellulare specifica - l'effetto citopatico del virus (CPE), che ha tre tipi principali: degenerazione a cellule rotonde o piccole; formazione di cellule giganti multinucleate - simplasti; sviluppo di focolai di proliferazione cellulare, costituiti da diversi strati di cellule;

2) rilevamento di inclusioni intracellulari situate nel citoplasma e nei nuclei delle cellule colpite;

3) reazione di amoagglutinazione positiva (RHA);

4) reazione positiva di emoassorbimento (RHAds);

5) fenomeno della formazione della placca: un monostrato di cellule infettate dal virus viene ricoperto da un sottile strato di agar con l'aggiunta di un indicatore rosso neutro (fondo - rosa). In presenza di un virus, nelle cellule si formano zone incolori ("placche") sullo sfondo rosa dell'agar.

6) in assenza di CPD o GA, può essere eseguita una reazione di interferenza: la coltura in studio viene re-infettata con il virus che causa la CPD. In caso positivo non ci sarà CPP (la reazione di interferenza è positiva). Se non è presente alcun virus nel materiale di prova, si osserva CPE.

Isolamento di virus negli embrioni di pollo.

Per gli studi virologici vengono utilizzati embrioni di pollo di 7-12 giorni.

Prima dell'infezione, viene determinata la vitalità dell'embrione. Durante l'ovoscopia, gli embrioni vivi sono mobili e il modello vascolare è chiaramente visibile. I confini della sacca d'aria sono contrassegnati con una matita semplice. Gli embrioni di pollo vengono infettati in condizioni asettiche, utilizzando strumenti sterili, dopo aver pretrattato il guscio sopra lo spazio aereo con iodio e alcool.

I metodi per infettare gli embrioni di pollo possono essere diversi: applicare il virus sulla membrana corion-allantoidea, nelle cavità amniotica e allantoica, nel sacco vitellino. La scelta del metodo di infezione dipende dalle proprietà biologiche del virus studiato.

L'indicazione del virus in un embrione di pollo è data dalla morte dell'embrione, da una reazione di emoagglutinazione positiva sul vetro con liquido allantoico o amniotico e da lesioni focali ("placche") sulla membrana corion-allantoidea.

III. Isolamento dei virus negli animali da laboratorio.

Gli animali da laboratorio possono essere utilizzati per isolare i virus da materiale infetto quando non è possibile utilizzare sistemi più convenienti (colture cellulari o embrioni di pollo). Prendono principalmente topi bianchi appena nati, criceti, porcellini d'India e cuccioli di ratto. Gli animali vengono infettati secondo il principio del citotropismo virale: i virus pneumotropici vengono iniettati per via intranasale, i virus neurotropi - per via intracerebrale, i virus dermatotropi - sulla pelle.

L'indicazione del virus si basa sulla comparsa di segni di malattia negli animali, sulla loro morte, sui cambiamenti patomorfologici e istopatologici nei tessuti e negli organi, nonché su una reazione di emoagglotinazione positiva con estratti di organi.