7. Самые страшные вирусные эпидемии.
n XVI век. Оспа. 3,5 миллиона ацтеков.
n 1918-19 гг. Европа. «Испанка». 50–100 млн.
n 1970-е. Бешенство. Количество погибших в
США енотов скрывается правительством.
n 1981 - … ВИЧ. 25 миллионов человек. Около
40 млн. больных во всем мире.
n 1989 - … Гепатит С. Ежегодно только в США
от него умирают до 20 тыс. человек. Во всем
мире до 200 млн. зараженных.
8. Что такое вирус? Форма жизни?
n Virus (лат.) – яд.
n Вирусы неспособны к синтезу АТФ и
самостоятельному перемещению в
пространстве.
n Цикл жизни вируса сводится к заражению
клетки-хозяина, размножению там и
высвобождению вновь синтезированных
вирусных частиц.
n Вирус – мобильный генетический элемент.
10. 5 признаков жизни
n Клетки
n Рост и поддержание своей структуры за
счет потребления химических соединений и
энергии из окружающей среды
n Активный ответ на изменения среды
n Воспроизведение и передача структуры
клетки потомкам
n Эволюция и адаптация к внешней среде
11. Вирусы:
n Неклеточная форма жизни
n Всегда являются внутриклеточными
паразитами
n Не имеют системы производства АТФ
n Не имеют рибосом или других «машин» для
производства белков
12. Бактерии рода Rickettsia.
n Живут в цитоплазме эндотелиальных клеток
эукариот.
n Не способны синтезировать аминокислоты и
нуклеозиды.
n АТФ может синтезироваться, а может
захватываться из клетки-хозяина.
n Вызывают болезни человека, в том числе
эпидемический сыпной тиф.
13. Мегавирус. Мимивирус. Мамавирус.
n Мимивирус открыт в
1992 году
n Живет в амебах
n Содержит и РНК, и
ДНК
n Вирусная частица
имеет размер около
0,5-0,7 μм.
14. Четвертый домен живого мира?
n Мегавирусы имеют огромный дцДНК-геном,
имеющий длину 1,2 Мbp, и кодирующий 1262
гена.
n Для сравнения: геном E.coli 4,6 Mbp,
кодирует 4289 гена.
n Для сравнения: геном R. prowazekii кодирует
всего 834 гена.
n Nanoarchaeum equitans: размер генома 481
kbp
16. Происхождение мимивируса.
n Топоизомераза IB - поксивирусы
n Топоизомераза IIA - эукариоты
n Топоизомераза IA - бактерии
___________________________________
1. Деградация от сложного организма.
2. Древний вирус, возникший еще до
разделения живого мира на домены.
17. Вирофаг. Паразит паразита.
n Sputnik: поражает амебы вместе с
мимивирусами
n Использует белки мимивируса для
собственного размножения
n В результате его действий мимивирус
производит дефектные вирусные частицы
n Гепатит D
14
18. Жизненный цикл вируса.
1. Присоединение
2. Проникновение
3. Высвобождение
генетического
материала
4. Транскрипция и
трансляция
5. Репликация
6. Сборка
7. Высвобождение
19. Вирусный геном «упакован» в белки.
В 1955 году Fraenkel-Conrat и Williams показали, что при простом
смешивании в пробирке РНК и белков оболочки вируса мозаики табака
(TMV) самопроизвольно образуются цилиндрические вирусные частицы.
21. Капсида вируса (лат. Сapsa – ящик)
n Физические повреждения – от действия
механических сил.
n Химические повреждения – UV-
излучение (солнечные лучи), приводящее
к химическим модификациям вирусного
генома.
n Энзиматические повреждения – от
действия нуклеаз, в избытке
присутствующих в живых организмах.
24. РНК-содержащие вирусы
n (+)РНК – геномная РНК является сразу и
матричной РНК.
n (-)РНК – комплементарна матричной РНК.
n Ретровирусы – переводят свой геном в
форму ДНК и интегрируются в геном
клетки-хозяина.
25. РНК - матрица для НК-полимераз.
n При репликации РНК-
содержащих вирусов
происходит синтез
РНК или ДНК с
использованием
вирусной геномной
РНК в качестве
матрицы для
полимеразы
27. Как вирусы попадают в клетку?
n Бактериофаг Т4
присоединяется
просто к клеточной
стенке кишечной
палочки
n Образуя в клеточной
стенке отверстие,
«впрыскивает» туда
свою ДНК
28. Жизненный цикл фага Т4
n Ранние белки
уничтожают
клеточную ДНК
и реплицируют
фаговую
n Поздние белки
образуют
капсиду и
лизируют
клеточную
стенку
30. Бактериофаг λ
n После заражения
клетки способен
интегрироваться в
геном клетки-
хозяина и
существовать в
форме профага
n При клеточном
стрессе способен
активироваться
31. Откуда берется энтеротоксин?
n Энтеротоксин
кодируется фагом
CTX, поражающим
холерный вибрион.
n В отсутствие этого
фага Vibrio cholerae
безопасны для
человека
33. Как вирусы попадают в клетку?
Вирус Клеточный рецептор
Influenza virus Сиаловая кислота и ее производные
Picornavirus
Риновирус: ICAM-1
Полиовирус: CD155
Бешенство Ацетилхолиновый рецептор
Herpes Simplex HVEM
HIV CD4
34. Прикрепление HIV к клетке
gp120
gp41
V3
CD4
CCR5
Связывание CD4 Связывание
CCR5
Экспонирование
белка для
связывания
35. Устойчивость к ВИЧ?
n Для проникновения в клетку вирусу нужны
рецепторы CD4 и ССR5.
n Возможны мутации в рецепторе,
приводящие к неспособности вируса
взаимодейстовать с клеткой.
n Считается, что мутация CCR5Δ32,
распространенная в Европе, способствует
устойчивости к чуме. Поэтому ее частота
велика в странах, переживших эпидемию.
36. Герпес
n ДНК-содержащий вирус
n Находится в липидной оболочке
n Поражает нервные клетки
n Способен интегрироваться в геном и
существовать в форме провируса.
37. Герпес
n Herpes simplex virus 1
– вызывает
«лихорадку» на губах.
n До 90% жителей США
являются его
переносчиками.
n Herpes simplex virus 2
– генитальный
герпес.
n Около 20% жителей
США заразны.
38. Вирусы и рак.
1. Вирусы вызывают аномальную экспрессию
нормальных клеточных генов.
A) Содержат вирусные онкогены (v-onc), являющиеся
производными обычных клеточных генов (c-onc).
B) Трансформация онкогенными ретровирусами
2. Вирусы производят белки, мешающие работе
регуляторов клеточного цикла.
A) Вирусные белки, ответственные за
трансформацию, не имеют клеточных гомологов и
необходимы для жизнеобеспечения самого
вируса.
B) Трансформация ДНК-содержащими вирусами.
40. ДНК-содержащие онковирусы
Papovavirus - SV40 большой “T” антиген
Adenovirus – белки E1A и E1B
Papillomavirus - human papilloma virus E6 и E7
Herpesvirus – вирус Эпштейна-Барра, белки EBNA-1 и
EBNA-2
Hepatitis B Virus - ORF X
Белки, останавливающие пролиферацию:
р53 – останавливает переход G1/S. Вирусные белки
нарушают его функцию или просто приводят к его
деградации.
RB1 – останавливает переход из G0/G1 в S фазу
41. SV40 large T antigen
LXCXE
Rb, p107, p130
Активация E2F
Белки S-фазы
Пролиферация
p21
Bax
ARF
Mdm2 p53
arrest
apoptosis
Остановка
клеточного цикла
X
42. Грипп.
1918 -1919 «Испанка» (H1N1)– 50 миллионов погибших
1957 -1958 Азиатский грипп (H2N2) – 1 миллион
погибших
1968 -1969 Гонконгский грипп (H3N2) – 700,000 погибших
Разработаны антибиотики для борьбы со
вторичными бактериальными инфекциями
Почему снижается количество жертв?
45. Как клетка защищается от вирусов?
n В процессе
репликации вирусов в
клетке появляется
двуцепочечная РНК
n дцРНК активирует
PKR
n PKR фосфорилирует
фактори инициации
трансляции eIF2α
46. Интерферон против вирусов
n PKR
n RNase L – неспецифически гидролизует
мРНК в клетке
n Препятствует пролиферации клеток
n Заставляет клетку саму синтезировать
интерферон
47. Каждое действие рождает…
n HIV
n Аденовирусы
n Вирус Эпштейна-Барра
дцРНК, связывается с PKR,
но блокирует активацию
n HIV
n Вирус коровьей оспы
n Реовирус
n Грипп
n HСV
n Грипп
n Герпес
Вирус кодирует белки,
связывающие дцРНК, тем
самым лишая PKR субстрата
для активации
Связываются с PKR,
препятствуя его активации
n Все вирусы, родственные оспе
n HCV
Вирус кодирует белок,
являющийся субстратом
для PKR, «снимая нагрузку»
с eIF2
50. А могут ли быть вирусы полезны?
n Удалить из вируса опасные белки
n Оставить оболочку, систему репликации
n Заставить синтезировать нужные человеку
белки, попадая в нужные клетки
n Лечение генетически обусловленных
заболеваний
n Лечение рака (напр., активация р53)
