Питание вирусов кратко

Вирусы

Питание вирусов кратко

Михаил Октябрь 11, 2016 Вирусы Комментировать

Общая характеристика вирусов

Вирус — это мельчайшая, субмикроскопическая частица, представляющая собой неклеточную форму жизни и содержащая молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белков.

Вирусы открыты в 1892 г. Д.И. Ивановским. В настоящее время известно около трех тысяч различных видов вирусов.

❖ Принципиальные отличия вирусов от клеточных организмов:

■вирусы проявляют свою активность и размножаются только в клетках других организмов, используя их вещество и энергию;

■ вирусы содержат только одну из нуклеиновых кислот — ДНК или РНК (все клеточные организмы имеют обе эти кислоты);

■ у вирусов отсутствует собственная система обмена веществ, а синтез белков, необходимых для размножения вируса, осуществляется рибосомами клетки-хозяина по «команде» проникшего туда вируса.

❖ Особенности жизнедеятельности: в жизненном цикле вирусов наблюдаются две стадии — покоя (вирусы существуют в форме не проявляющих активности вирионов) и репликации (размножения) — генеративная стадия.

Вирион — это зрелая, полностью сформировавшаяся вирусная частица.

Строение вирусов

Размеры вирусов лежат в пределах от 20 до 300 нм;

Формы вирионов разнообразны: нитевидная, палочковидная, похожая на кирпич, в виде симметричного многогранника и др.

Вирусы состоят из молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и молекул одного или нескольких белков, образующих вокруг нуклеиновой кислоты оболочку, называемую капсидом. Некоторые вирусы имеют дополнительную белковую или липо-протеидную оболочку.

Молекулы нуклеиновых кислот у разных вирусов имеют одноцепочечную или двухцепочечную форму и могут быть свернуты в спираль. У некоторых вирусов молекула РНК находится в виде набора кусочков-фрагментов, каждый из которых несет часть генетической программы вируса.

[attention type=yellow]

Вирусная нуклеиновая кислота (как ДНК, так и РНК) имеет от 3 до 200 генов, несет в себе всю информацию, необходимую для функционирования и воспроизводства вируса, обусловливает его специфичность и выполняем роль и-РНК (служит матрицей при синтезе вирусных белков рибосомами клетки-хозяина молекулы по «команде» и «проекту» вируса).

[/attention]

Белковая оболочка вируса защищает его нуклеиновую кислоту от неблагоприятных условий внешней среды и препятствует проникновению ферментов клетки-хозяина к нуклеиновой кислоте вируса и ее расщеплению.

Ретровирусы

Ретровирусы — это РНК-содержащие вирусы, в состав которых входит также особый фермент — обратная транскриптаза (ревертаза), с помощью которого оказывается возможным осуществление обратной транскрипции и, соответственно, передачи генетической информации от РНК к ДНК, а не, как обычно, от ДНК к РНК. Примеры ретровирусов: вирусы гриппа, краснухи, энцефалита, бешенства, иммунодефицита человека.

Механизм обратной транскрипции: после проникновения вируса в клетку его РНК и фермент ревертаза освобождаются от капсида.

Ревертаза, используя вирионную РНК как матрицу, синтезирует по ее подобию молекулу ДНК (так называемую минус-ДНК). Затем, как зеркальное отражение этой молекулы, синтезируется другая нить ДНК — плюс-ДНК.

Две эти молекулы образуют ДНК-копию вирусного генома, который проникает в ядро инфицированной клетки и встраивается в ее геном.

Бактериофаги

Бактериофаги — особая группа вирусов, поражающих бактерии. Открыты Ф. Туортом в 1915г.

Бактериофаг Имеет головку, в которой находится молекула ДНК, полый стержень — хвост, окруженный белковым чехлом и способный сокращаться, базальную (т.е.

лежащую в основании) пластинку и хвостовые нити (см. рис.).

При помощи хвостовых нитей бактериофаг прикрепляется к поверхности бактерии и в месте соприкосновения с ней растворяет с помощью фермента прочную клеточную стенку.

После этого за счет сокращения хвоста бактериофага молекула ДНК фага из его головки впрыскивается через канал стержня в клетку. Геном бактериофага попадает в цитоплазму, а оболочка остается снаружи.

Примерно через Ю-15 мин под действием ДНК перестраивается весь метаболизм бактериальной клетки и она начинает синтезировать нуклеиновую кислоту бактериофага, а не собственную ДНК. При этом синтезируется и фаговый белок. Завершается этот процесс составлением 200-1000 новых фаговых частиц, после чего клетка бактерии погибает.

Способы проникновения вирусов в клетку

❖ Основные способы проникновения вирусов в клетку:■ пиноцитозный,■ фагоцитозный,■ в местах механических повреждений растительных клеток,■ рецепторный;

■ впрыскиванием ДНК через полый стержень (бактериофаги).

Пиноцитозный способ — проникновение вирусов в не имеющую жесткой клеточной стенки и защищенную одной мембраной животную клетку или в одноклеточный организм вместе с жидкостью в процессе пиноцитоза (т.е. при поглощении клеткой питательной жидкости в виде мелких капель путем их захвата выростами цитоплазмы). Если клетки соединены друг с другом, вирус может путешествовать по клеткам, заражая их одну за другой.

Фагоцитозный способ — проникновение вирусов в животную клетку или в одноклеточный организм в процессе фагоцитоза (при этом вирус обволакивается клеточной мембраной и втягивается в цитоплазму).

Способ проникновения в клетки в местах их механических повреждений характерен для вирусов растений и бактерий, клетки которых (растений) защищены не только плазматической мембраной, но и прочной целлюлозной оболочкой.

Рецепторный способ проникновения характерен для вирусов, на поверхности которых имеется особый белок, способный «узнавать» другой специфический белок-«рецептор», находящийся на внешней плазматической мембране определенных клеток, и присоединяться к нему. После этого участок мембраны, к которому присоединился вирус, погружается в цитоплазму клетки.

Рецепторный механизм проникновения вируса в клетку обеспечивает специфичность (избирательность) инфекционного процесса. Примеры: вирус гепатита А или В проникает и размножается только в клетках печени, аденовирусы и вирус гриппа — в клетках эпителия слизистой оболочки верхних дыхательных путей.

Размножение вирусов

Вирусы — внутриклеточные паразиты на генетическим уровне.

Проникший в клетку вирус начинает размножаться, перестраивая в своих интересах многие внутриклеточные процессы. Процесс размножения происходит так. Сначала нуклеиновая кислота вируса сбрасывает капсид.

Затем с нее, как с матрицы, по заложенной в ней программе синтезируется информационная РНК (и-РНК), которая переключает работу биохимических конвейеров инфицированной клетки на производство ферментов, необходимых для репликации вирусной молекулы ДНК (или РНК) и вирусных белков. После этого происходит репликация (удвоение) вирусного генома.

При этом репликация ДНК или РНК вируса в инфицированной клетке может повторяться многократно. Наконец, в клетке происходит сборка из образованных нуклеиновых кислот и белков многочисленных потомков одного попавшего в эту клетку вируса.

Вирусные инфекции

Типы вирусных инфекций (в зависимости от длительности пребывания вируса в клетке и характера изменения ее функционирования): литический, персистентный и латентный.

Литическая инфекция развивается, если образовавшиеся в клетке вирусы покидают ее одновременно, разрывая клетку (и тем самым приводя ее к гибели). Вышедшие из нее вирусы поражают новые клетки.

При персистентной инфекции новые вирусы, покидают клет-ку-хозяина постепенно. Клетка продолжает жить и делиться, производя новые вирусы, хотя ее функционирование может измениться.

При латентной (скрытой) инфекции гены попавшего в клетку вируса встраиваются в хромосомы клетки и при ее делении воспроизводятся и передаются дочерним клеткам.

В таком виде геном вируса может существовать в клетке-хозяине длительное время. При определенных условиях в некоторых из инфицированных клеток латентный вирус активизируется, начинает размножаться, и его потомки покидают клетки.

Далее инфекция может развиваться по литическому или персистентному типу.

Изменчивость вирусов

Механизмы изменчивости вирусов:■ мутации;

■ прямой обмен фрагментами нуклеиновых кислот между вирусами разных видов (пример: возникновение новых разновидностей вируса гриппа).

Роль вирусов

❖ Положительная роль:

■ вирусы — одни из «двигателей» эволюции органического мира. Они способствуют обмену генетической информацией между организмами разных видов (не скрещивающихся друг с другом).

Вирионы, образующиеся в результате внутриклеточного развития, могут «прихватывать» отдельные гены клетки-хозяина и переносить их новому хозяину, организм которого в результате может приобрести новые, иногда полезные свойства;

■ латентные вирусы, встраивающиеся в геном клетки, могут своим воздействием «разбудить» молчавшие до этого гены клетки-хозяина и этим также вызвать изменение ее свойств;

■ человеком вирусы используются в генной инженерии, а бактериофаги — в микробиологической промышленности.

❖ Отрицательная роль:■ вирусы вызывают многие опасные заболевания растений, животных и человека;

■ многие вирусы являются паразитами.

❖ Некоторые вирусные заболевания:
сельскохозяйственных растений: мозаичная болезнь табака, томатов и огурцов, скручивание листьев, карликовость и др.

;
домашних животных: ящур, чума свиней и птиц, инфекционная анемия лошадей, птичий грипп и др.

;
человека: грипп, гепатит, корь, оспа, энцефалит, полиомиелит, свинка, бешенство и др.

Организмы, обладающие хорошим иммунитетом, способны бороться с вирусами, образуя интерферон.

Интерферон — белок, вырабатываемый клетками млекопитающих и птиц и обладающий защитными противовирусными свойствами.

Спид и вирус иммунодефицита человека (вич)

СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита) — эпидемическое заболевание человека, поражающее преимущественно иммунную систему, осуществляющую защиту организма от различных болезнетворных факторов, и центральную нервную систему, а также ослабляющее способность организма противостоять развитию злокачественных новообразований. Для СПИДа характерен длительный (до 5 и более лет) инкубационный период, исчисляемый с момента заражения до появления первых признаков болезни.

Возбудитель СПИДа — вирус иммунодефицита человека (ВИЧ, см. рис.), размножающийся главным образом в клетках его иммунной системы, в результате чего организм становится беззащитным к микробам, которые в обычных условиях не вызывают заболеваний. У инфицированных людей ВИЧ находится в крови, сперме и влагалищных выделениях женщин.

❖ Особенности ВИЧ:■ он принадлежит к семейству ретровирусов;■ его геном представлен двумя идентичными молекулами РНК, состоящими из примерно Ю тысяч нуклеотидов каждая;■ он обладает уникально высокой изменчивостью (более чем в 100 раз превосходящей изменчивость вируса гепатита В);

■ считается, что этот вирус может сохраняться в организме человека пожизненно.

Это значит, что до конца своей жизни инфицированные люди могут заражать других, а при соответствующих условиях могут сами заболеть СПИДом.

❖ Основные пути передачи ВИЧ-инфекции:■ половые контакты (особо опасны гомосексуальные контакты между мужчинами), проституция и частая смена половых партнеров;■ через нестерильные медицинские инструменты (которыми часто пользуются наркоманы);■ через кровь и некоторые лекарственные препараты при пересадке органов и тканей и др.;

■ от матери, инфицированной ВИЧ, к ребенку — при вынашивании плода, во время рождения ребенка или в период его грудного вскармливания.

❖ Меры профилактики СПИДа:■ здоровый образ жизни;■ крепость брачных уз и семьи;■ использование физических контрацептивов — презервативов;

■ борьба с наркоманией, половой распущенностью и сексуальными извращениями.

вирусы

Источник: https://esculappro.ru/virusyi.html

Конспект по биологии

Питание вирусов кратко

Ключевые слова конспекта: неклеточные формы жизни, царство вирусы, фаги (бактериофаги)

Вирусы являются неклеточной формой жизни и занимают пограничное положение между неживой и живой матерней. Вирусы — внутриклеточные паразиты и могут проявлять свойства живых opганизмов, только попав внутрь клетки.

Отличия вирусов от неживой природы:

  1.  способность к размножению;
  2.  наследственность и изменчивость

Отличия вирусов от клеточных организмов:

  1.  не имеют клеточного строения;
  2.  не проявляют обмена веществ и энергии (метаболизма);
  3.  могут существовать только как внутриклеточные паразиты;
  4.  не увеличиваются в размерах (не растут);
  5.  имеют особый способ размножения;
  6. имеют только одну нуклеиновую кислоту — либо ДНК, либо РНК.

Вирусы существуют в двух формах:

  • покоящейся (внеклеточной), когда их свойства как живых систем не проявляются,
  • внутриклеточной, когда осуществляется размножение вирусов.

Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки капсида. Некоторые более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.

) помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов.

Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.

В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.

Проникновение в клетку

При проникновении вируса внутрь клетки специальные белки вирусной частицы связываются с белками-рецепторами клеточной оболочки. В животную клетку вирус может проникать при процессах пино- и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки.

Вирус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нуклеиновой кислоты и белка, из которых собираются новые вирусы. После этого клеточные оболочки разрушаются и новообразованные вирусы покидают клетку, которая при этом погибает.

Бактериофаги (вирусы, паразитирующие на бактериях), как правило, не попадают внутрь клетки, так как этому препятствуют толстые клеточные стенки бактерий. Внутрь клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса.

Полагают, что происхождение вирусов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.

Вирусы — возбудители заболеваний

Вирусы способны поражать различные живые организмы. Первым открытым вирусом был вирус табачной мозаики, поражающий растения.

Вирусную природу имеют такие заболевания животных и человека, как натуральная оспа, бешенство, энцефалиты, лихорадки, инфекционные гепатиты, грипп, корь, бородавки, многие злокачественные опухоли, СПИД и др. Кроме того, вирусы способны вызывать генные мутации.

Заболевания у животных   • Бруцеллез
   • Лейкоз
   • Ящур
   • Инфекционная анемия лошадей
   • Рак крови кур
   • Чума у свиней и птиц. И другие
Заболевания у растений   • Табачная мозаика
   • Карликовость
   • Желтая сеть
   • Пятнистая мозаика
Заболевания у человека   • Оспа
   • Гепатит
   • Энцефалит
   • Краснуха
   • Бешенство
   • Грипп
   • Корь
   • Полиомиелит
   • Паротит (свинка)
   • СПИД и др.

Вирус, вызывающий заболевание СПИДом (синдром приобретённого иммунодефицита), поражает клетки крови, обеспечивающие иммунитет организма. В результате больной СПИДом может погибнуть от любой инфекции.

Вирусы СПИДа могут проникнуть в организм человека во время половых сношений, во время инъекций или операций при несоблюдении условий стерилизации.

Профилактика СПИДа заключается в избегании случайных половых связей, использовании презервативов, применении одноразовых шприцев.

Это конспект по теме «НЕКЛЕТОЧНЫЕ. Вирусы и фаги». Выберите дальнейшие действия:

Источник: https://uchitel.pro/%D0%BD%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%B2%D0%B8%D1%80%D1%83%D1%81%D1%8B-%D0%B8-%D1%84%D0%B0%D0%B3%D0%B8/

Вирусы, что это такое? Виды, устройство, формы, размножение

Питание вирусов кратко

Вирусы — это микроскопические патогены, заражающие клетки живых организмов для самовоспроизводства.

Они состоят из одного вида нуклеиновой кислоты (или ДНК или РНК, но не обе вместе), которая защищена оболочкой, содержащей белки, липиды, углеводы или их комбинацию.

Размер типичного вируса варьируется от 15 до 350 нм, поэтому его можно увидеть только с помощью электронного микроскопа.

В 1892 году русский ученый Д.И. Ивановский впервые доказал существование ранее неизвестного типа возбудителя болезней, это был вирус мозаичной болезни табака.

А в 1898 году Фридрих Лоффлер и Пол Фрош нашли доказательства того, что причиной ящура у домашнего скота была инфекционная частица, которая меньше, чем любая бактерия.

Это были первые шаги к изучению природы вирусов, генетических образований, которые лежат где-то в серой зоне между живыми и неживыми состояниями материи. На текущий момент описано около 6 тыс. вирусов, но их существует несколько миллионов.

Формы вирусов

Вирусы встречаются в трех основных формах. Они бывают:

  1. Сферическими (кубическими или полигидральными). Вирусы герпеса, типулы, полиомы и т.д.
  2. Спиральными (цилиндрическими или стержнеобразными). Вирусы табачной мозаики, гриппа, эпидемического паротита и др.
  3. Сложными. Например, бактериофаги.

Сфера, спираль и сложная ассиметричная формы вирусов (ПостНаука/)

Проникновение вирусов в клетку-хозяина

Капсид в основном защищает нуклеиновую кислоту от действия клеточного нуклеазного фермента.

Но некоторые белки капсида способствуют связыванию вируса с поверхностью клеток-хозяев, и работают, как ключики, вставляемые в нужные замочки.

[attention type=red]

Другие поверхностные белки действуют как ферменты, они растворяют поверхностный слой клетки-хозяина и таким образом помогают проникновению нуклеиновой кислоты вируса в клетку-хозяина.

[/attention]

Вирусные популяции используют механизмы и метаболизм клетки-хозяина, чтобы произвести множество своих копий, которые собираются в клетке, пока не «выжмут из нее все соки», а затем выходят из погибшей клетки. Это наиболее частый сценарий, но не единственный.

Жизненный цикл вирусов сильно отличается у разных видов, но существует шесть основных этапов жизненного цикла вирусов:

  1. Прикрепление
  2. Проникновение
  3. Сброс капсида («раздевание»)
  4. Репликация
  5. Сборка
  6. Выход из клетки

Присоединение к клетке-хозяину представляет собой специфическое связывание между вирусными капсидными белками и рецепторами на клеточной поверхности. Эта специфика определяет хозяина вируса.

Проникновение следует за прикреплением: вирионы проникают в клетку-хозяина через рецептор-опосредованный эндоцитоз или слияние мембран. Это часто называют вирусной записью.

Проникновение вирусов в клетку достигается за счет:

  • Образования пор
  • Слияния мембран
  • Ретракции пилуса
  • Выброса
  • Проницаемости
  • Механизмов эндоцитоза

Мембраны растительных и грибковых клеток отличаются от мембран животных клеток. Растения имеют жесткую клеточную стенку из целлюлозы, а грибы – из хитина, поэтому большинство вирусов могут проникать внутрь этих клеток только после травмы («пробивания») клеточной стенки.

Бактерии, как и растения, имеют прочные клеточные стенки, которые вирус должен разрушить, чтобы заразить клетку.

Учитывая, что бактериальные клеточные стенки намного тоньше стенок растительных клеток из-за их гораздо меньшего размера, некоторые вирусы выработали механизмы ввода своего генома в бактериальную клетку через клеточную стенку, оставляя вирусный капсид снаружи. У прокариот происходит слияние мембран, образование пор через прокалывающее устройство.

Вироиды

Вироиды – это наименьшие из известных патогенов, они представляют собой голые круглые одноцепочечные молекулы РНК, которые не кодируют белок капсида, а реплицируются автономно при попадании в клетку растения-хозяина. Первый вироид был открыт в 1971 году, и он вызывает болезнь картофеля («веретенообразность» клубней). С тех пор было обнаружено 29 других вироидов длиной от 120 до 475 нуклеотидов.

Вироиды заражают только растения. Одни вызывают экономически важные заболевания сельскохозяйственных культур, в то время как другие являются доброкачественными. Двумя примерами экономически важных вироидов являются кокосный cadang-cadang (он вызывает массовую гибель кокосовых пальм) и вироид рубцовой кожицы яблок, который безнадежно портит товарный вид яблок.

30 известных вироидов были классифицированы в две семьи.

  • Члены семейства Pospiviroidae, названные по имени вироида клубневого веретена картофеля, имеют палочковидную вторичную структуру с небольшими одноцепочечными областями, имеет центральную консервативную область, и реплицируются в ядре клетки.
  • Avsunviroidae, названный в честь вироида авокадо, имеет как палочковидную, так и разветвленную области, но не имеет центральной консервативной области и реплицируется в хлоропластах растительной клетки.

В отличие от вирусов, которые являются паразитами механизма трансляции хозяина, вироиды являются паразитами клеточных транскрипционных белков.

Характеристика бактериофагов

Существуют тысячи разновидностей фагов, каждый из которых может заразить только один тип или несколько близких типов бактерий или архей. Фаги классифицируются по ряду семейств вирусов; например:

  • Inoviridae
  • Microviridae
  • Rudiviridae
  • Tectiviridae и т.д.

Как и все вирусы, фаги являются простыми организмами, которые состоят из ядра генетического материала (нуклеиновой кислоты), окруженного капсидом белка. Нуклеиновая кислота может представлять собой либо ДНК, либо РНК, и может быть двухцепочечной или одноцепочечной.

Существует три основных структурных формы фага:

  1. Икосаэдрическая (20-сторонняя) головка с хвостом
  2. Икосаэдрическая головка без хвоста
  3. Нитевидная форма

Вирулентные и умеренные фаги

Во время заражения фаг прикрепляется к бактерии и вставляет в нее свой генетический материал. После этого фаг обычно следует одному из двух жизненных циклов: литическому (вирулентному) или лизогенному (умеренному).

Литические, или вирулентные, фаги захватывают механизм клетки, чтобы скопировать компоненты фага. Затем они разрушают или лизируют клетку, высвобождая новые частицы фага.

Лизогенные, или умеренные, фаги включают свою нуклеиновую кислоту в хромосому клетки-хозяина и реплицируются с ней как единое целое, не разрушая клетку. При определенных условиях лизогенные фаги могут индуцироваться в соответствии с литическим циклом.

Существуют и другие жизненные циклы, в т.ч. псевдолизогенез и хроническая инфекция.

При псевдолизогении бактериофаг проникает в клетку, но не использует механизм репликации клеток и не интегрируется в геном хозяина, просто как бы прячется внутри бактерии, не нанося ей никакого вреда.

Псевдолизогенез возникает, когда клетка-хозяин сталкивается с неблагоприятными условиями роста и, по-видимому, играет важную роль в выживании фага, обеспечивая сохранение генома фага до тех пор, пока условия роста хозяина снова не станут благоприятными.

При хронической инфекции новые фаговые частицы образуются непрерывно и длительно, но без явного уничтожения клеток.

Фаговая терапия

Вскоре после открытия фаги начали использовать для лечения бактериальных заболеваний человека, таких как бубонная чума и холера. Но фаговая терапия тогда не была успешной, и после открытия антибиотиков в 1940-х годах она была практически заброшена. Однако с появлением устойчивых к антибиотикам бактерий терапевтическому потенциалу фагов уделяется все больше внимания.

Наше время с антибиотиками заканчивается. В 2016 году женщина в штате Невада умерла от бактериальной инфекции, вызванной Klebsiella pneumoniae, которая была устойчивой ко всем известным антибиотикам. Бактерии, устойчивые к колистину, антибиотику последней инстанции, были обнаружены на свинофермах в Китае. В настоящее время бактерии приспосабливаются к антибиотикам быстрее, чем когда-либо.

Тем временем ученым требуется десять или более лет, чтобы разработать новый антибиотик и получить разрешение на его применение. В итоге мы проигрываем бактериям в этой «гонке вооружений».

[attention type=green]

Человечеству срочно нужен альтернативный метод борьбы с бактериальными инфекциями.

[/attention]

Одним из самых перспективных методов уничтожения бактерий является использование бактериофагов: вирусов, которые заражают и убивают бактерии.

Источник: https://sci-news.ru/2019/viruses/

Взаимодействие вируса с клеткой

Найдя клетку, на поверхности которой есть подходящий рецептор, вирус взаимодействует с ним и прикрепляется к мембране клетки. Путем эндоцитоза (образование вакуоли) вирус проникает внутрь клетки, выходит из вакуоли в цитоплазму. Наследственный материал (ДНК/РНК) вируса реализуется по схеме: ДНК ↔ РНК → белок.

Проникнув внутрь клетки (инфицировав ее), вирус реализует собственный генетический материал (ДНК/РНК) путем синтеза вирусного белка на рибосомах клетки хозяина. Клетка даже и не подозревает, что вирус встроил в ее РНК/ДНК свой генетический код – она принимает его как свой собственный, а в результате синтезирует вирусные белки.

Образовавшиеся белки объединяются в вирусные частицы, которые могут выходить из клетки разными путями. Вирионы вирусов гепатита C выходят из клетки путем почкования (экзоцитозом), при таком варианте клетка долгое время остается живой и служит для продукции новых вирионов.

Известен и другой механизм выхода вирионов из клетки: взрывной, при котором оболочка клетки разрывается, и тысячи вирионов отправляются инфицировать новые клетки. Такой способ характерен для аденовирусов, ротавирусов.

Бактериофаги (“бактерия” + греч. phag(os) — пожирающий)

Это уникальная группа вирусов, инфицирующая только бактерии. Бактериофаг имеет капсид, с содержащимся внутри наследственным материалом – ДНК (реже РНК), протеиновым хвостом. Бактериофаги открыты в 1915 году и с тех пор активно применяются в ходе генетических исследований.

Ниже вы можете видеть типичное строение бактериофага. Бактериофаг напоминает шприц, который протыкает стенку бактерии и впрыскивает внутрь нее свою нуклеиновую кислоту.

Бактериофаги успешно применяются в медицине для лечения многих заболеваний. Это высокоэффективные, дорогостоящие препараты, которые помогают, например, нормализовать микрофлору кишечника при бактериальных инфекциях.

Пищевые продукты как источник вирусных инфекций

Питание вирусов кратко

Болезни пищевого происхождения часто называют пищевыми отравлениями. Пищевые отравления могут быть вызваны химическими веществами, бактериями или определенными пищевыми продуктами, например, ядовитыми грибами. Также любой продукт питания может содержать ряд инфекционных агентов вирусной природы [8, 10].

О случаях выявления в продуктах питания вирусов известно намного меньше, чем о выявлении других микроорганизмов. Это связано с тем, что вирусы, в отличие от бактерий, не способны размножаться на питательных средах и для их культивирования используют чувствительные клетки.

Также вирусы не размножаются в продуктах питания и их количество намного меньше, чем бактерий, потому для их выделения нужны методы экстракции и концентрирования. Следует отметить, что лабораторные вирусологические методики нельзя применить во многих микробиологических лабораториях, которые исследуют пищевые продукты.

Из литературы известно [2, 8], что среди энтеровирусов наиболее часто встречаются возбудители болезней пищевого происхождения — это норовирус Norwalk (NOV) и вирус гепатита, А (HAV).

Через пищевые продукты могут передаваться и другие вирусы — такие, как ротавирус, вирус гепатита Е (HEV), астровирус, вирус Айчи, саповирус, энтеровирус, коронавирус, парвовирус, аденовирус и другие [2, 3, 4].

Основные пути передачи вирусов в организм человека

В зависимости от симптомов заболевания, вирусы, передающиеся через пищевые продукты, можно распределить по следующим группам: возбудители гастроэнтерита (NOV), возбудители кишечного вирусного гепатита (HAV с репликацией в печени) и третья группа вирусов — с репликацией в кишечнике человека, которые становятся возбудителями заболеваний лишь после миграции в другие органы, такие, как центральная нервная система (энтеровирус) [2, 3, 8].

Основными вирусами пищевого происхождения являются те, которые проникают через желудочно-кишечный тракт и выделяются с фекальными и рвотными массами, также те, которые инфицируют человека при пероральном проникновении. Широко распространено бессимптомное инфицирование и выделение вирусов, на которое необходимо обращать внимание при производстве продуктов питания [3].

Для размножения (репликации) вирусам необходимо проникнуть в живые клетки. В отличие от бактерий они не могут развиваться в пище. Следовательно, вирусы не вызывают ухудшения состояния продукта, и органолептические свойства еды не изменяются от вирусного заражения.

[attention type=yellow]

Энтеровирусы человека, такие как NOV и HAV, имеют высокую инфекционную активность, и наиболее распространенным путем инфицирования является их передача от одного человека к другому.

[/attention]

Вторичное распространение этих вирусов после их первичного проникновения, например, с зараженной инфицированной едой, является обычной практикой, и приводит к активным и длительным вспышкам заболевания [2, 3, 5].

Простые вирусы, такие, как NOV и HAV, имеют только одну белковую оболочку — капсид. Сложные вирусы, например, вирус гриппа, кроме внутренней оболочки, имеют еще и внешнюю оболочку (биомембрану), которая является дериватом чувствительной клетки.

Наличие у вирусов как капсидной, так и мембранной структуры повышает их устойчивость к среде обитания и сопротивляемость к очистке и дезинфекции.

При этом простые вирусы проявляют повышенную сопротивляемость к действию растворителей (например, хлороформу) и обезвоживанию.

Вирусы, могут в течение нескольких месяцев храниться в пищевых продуктах или в окружающей среде (например, в почве, воде, осаждениях, двустворчатых моллюсках или на разных поверхностях).

Большинство вирусов пищевого происхождения более стойкие, чем бактерии, к охлаждению, замораживанию, изменению pH, высушиванию, ультрафиолетовому облучению, нагреванию, изменению давления, дезинфекции и так далее [3, 9].

Температуры замораживания и охлаждения не приводит к инактивации вирусов, и считаются важными факторами, которые повышают стойкость вирусов пищевого происхождения к условиям окружающей среды. Нагревание и высушивание могут применяться для инактивирования вирусов, однако, уровень стойкости к таким процедурам у разных вирусов неодинаковый.

[attention type=red]

Традиционная практика мытья рук может быть эффективнее в борьбе с вирусами по сравнению с обработкой рук дезинфицирующими средствами. Большинство химических дезинфицирующих средств, которые применяются на объектах пищевой промышленности, не обеспечивают эффективную инактивацию вирусов без оболочки, таких, как NOV или HAV.

[/attention]

Зоонозный путь передачи пищевых вирусов менее распространен, чем для патогенных микроорганизмов, таких, как Salmonella и Campylobacter, однако таким образом передается вирус HEV.

Выделение вирусов из пищевых продуктов

Совершенствование методов выделения вирусов, которые основываются на применении ревертазной полимеразной цепной реакции (ПЦР), позволило непосредственно обнаруживать ряд вирусов в пищевых продуктах [1]. Эффективность методики выявления вирусов с помощью ревертазной ПЦР в продуктах питания была доказана многочисленными исследованиями [3].

Естественным источником, способным накапливать энтеровирусы, могут быть моллюски, поскольку они являются биофильтрами водоемов.

В искусственно инфицированных полиовирусом (104 бляшкообразующих единиц, БОЕ) устрицах инфекционные свойства вирусов наблюдались на протяжении 30–90 дней в условиях хранения устриц при пониженной температуре [9].

Хотя, маловероятно поглощение энтеровирусов устрицами и моллюсками, в случае, когда концентрация вирусов в открытом водоеме менее 0,01 БОЕ/мл [5].

При исследовании сырых устриц в каждом из 17 образцов был выявлен ЕСНО-вирус и полиовирус 1, при этом полиовирус 3 был найден в одном из 24 исследуемых образцов [9].

Обычно индекс БГКП является достоверным показателем наличия кишечной палочки в воде, но он не распространяется на энтеровирусы, которые являются более стойкими к неблагоприятным экологическим условиям, чем патогенные бактерии [10].

При исследовании больше 150 образцов рекреационных вод из Техасского залива энтеровирусы были выявлены в 43% образцов, при этом 44% образцов имели допустимые показатели индекса БГКП.

[attention type=green]

Следует отметить, что энтеровирусы были выявлены в 35% образцов воды, которые удовлетворяли стандартам чистоты по показателям индекса БГКП для промышленного получения моллюсков. Из этого следует, что показатель коли-индекса не коррелирует с наличием в водоемах вирусов [9].

[/attention]

При исследовании моллюсков в открытых и закрытых водоемах в 23% образцов из открытых водоемов были выделены энтеровирусы, при этом в исследуемых образцах отсутствовали бактерии рода Salmonella, Shigella, Yersinia, которые вызывают кишечные заболевания.

В 40% образцов моллюсков из закрытых водоемов были выделены бактерии рода Salmonella, при этом в исследованных образцах не было обнаружено бактерий родов Shigella и Yersinia.

Следует также отметить, что корреляции между титром энтеровирусов и общим числом колиформ в моллюсках не обнаружено [5, 9].

Способность вирусов сохраняться в пищевых продуктах

Энтеровирусы могут храниться в говядине до 8 дней при температуре 23–24 °С, при этом на их инфекционные свойства не влияет размножение бактерий, которые вызывают порчу продукта. Вирус Коксаки В5 сохраняет свои инфекционные свойства на овощах при температуре 4 °С на протяжении 5 дней [3].

При исследовании инфекционных свойств вируса холеры свиней (HCV) и вируса африканской свиной лихорадки (ASFV) в мясе больных животных, было показано, что даже после промышленной обработки вирусы сохраняют свою жизнеспособность.

Из мяса инфицированных указанными вирусами животных была изготовлена пастеризованная ветчина, сухая колбаса и колбаса типа салями, при этом вирусы не были выявлены в пастеризованной ветчине, но были выделены из ветчины после посола.

Вирус ASFV был выделен в двух колбасных продуктах после добавления ингредиентов посола и стартовых культур, но не выявлялся после 30 дней ферментации колбасы.

Следует отметить, что вирус HCV также оставался активным после внесения ингредиентов для посола и посевных культур, но сохранял способность к заражению даже после 22 дней ферментации мяса [6].

Исследования инфекционных свойств вируса ящура в зависимости от температуры показали, что термическая обработка зараженной говядины при температуре 93,3 °С приводит к полному инактивированию вируса.

Однако, в лимфоузлах крупного рогатого скота вирус выдерживал нагревание до 90 °С на протяжении 15 минут [1]. Кипячение крабов на протяжении 8 минут оказалось достаточным, чтобы инактивировать полиовирус 1, ротавирус и ЕСНО-вирус [7, 9].

[attention type=yellow]

При этом полиовирус способен выдерживать тушение, прожарку, запекание и пропаривание устриц [9].

[/attention]

Следует отметить, что в жареных гамбургерах энтеровирусы были выявлены в 8 из 24 не прожаренных пирожков (до температуры внутри пирожка 60 °С) при их быстром охлаждении до 23 °С. Вирусов не было выявлено при охлаждении пирожков на протяжении 3 минут при комнатной температуре [5].

Следует отметить, что проверка продуктов питания на наличие вирусов является сложной процедурой, которая требует матричного анализа проб и концентрирования вирусов, а также основана на выявлении вирусных нуклеиновых кислот.

В настоящее время отсутствуют простые и доступные методы оценки уровня инактивации вирусов в пищевых продуктах.

Таким образом, главной задачей вирусологических исследований пищевых продуктов является разработка простых методов выявления вирусов, а также способов их инактивирования.

Литература

  1. A highly sensitive and specific multiplex RT-PCR to detect foot-and-mouth disease virus in tissue and food samples / H.-F. Bao, D. Li, J.-H. Guo, Z.-J. Lu, Y.-L. Chen, Z.-X. Liu, X.-T. Liu, Q.-G. Xie. // Archives of Virology. — 2008. — v. 153, № 1. — 205–209.
  2. A 549 and PLC/PRF/5 cells can support the efficient propagation of swine and wild boar hepatitis E virus (HEV) strains: demonstration of HEV infectivity of porcine liver sold as food / Hideyuki T., Toshinori T., Suljid J., Shigeo N., Masaharu T., Tsutomu N., Hitoshi M., Yasuyuki Y., Hiroaki O. / // Archives of Virology. — 2012. -v. 157, № 2. — 235–246.
  3. Bstection of hepatitis A virus RNA in oyster meat. / Cromeans, T.L., Nainan O.V, Margolis H.S. // Appl. Environ. Microbiol. — 1998. — v. 63. — 2460–2463.
  4. Enterovirus: Poliovirus, coxsackievirus, echovirus / Percival S., Chalmers R., Embrey M., Hunter P., Sellwood J., Wyn-Jones P. // Microbiology of Waterborne Diseases. — 2004. — Р. 401–418.
  5. Foodborne viruses and fresh produce / Seymour I.J., Appleton H. // Appl. Microbiol. — 2001. — v. 91. — Р. 759–773.
  6. Hepatitis A virus detection in food: current and future prospects / G. Sánchez, A. Bosch, R. M. Pintó //Letters in Applied Microbiology. — 2007. — v. 45, № 1. — Р. 1–5.
  7. Reduction of Norwalk virus, polioviras 1, and bacteriophage MS2 by ozone disinfection of water / Shin G.-A., Sobsey M.D. // Appl. Environ. Microbiol. — 2003. — v. 69. — Р. 3975–3978.
  8. Reported behavior, knowledge and awareness toward the potential for norovirus transmission by food handlers in Dutch catering companies and institutional settings in relation to the prevalence of norovirus / L.Verhoef, G. J. Gutierrez, M.Koopmans, I.Boxman. // Food Control. — 2013. — v. 34, № 2. — Р. 420–427.
  9. Survival of human enteric viruses in the environment and food / Rze?utka A., Cook N. // FEMS Microbiology Reviews. — 2004. — v. 45, № 1. — Р. 441–453.
  10. Virus hazards from food, water and other contaminated environments / D. Rodríguez-Lázaro, N. Cook, F. M. Ruggeri, J.Sellwood, A.Nasser [et al.]. // FEMS Microbiology Reviews. — 2012. -v. 34, № 4. — 786–814.

Literature

  1. A highly sensitive and specific multiplex RT-PCR to detect foot-and-mouth disease virus in tissue and food samples / H.-F. Bao, D. Li, J.-H. Guo, Z.-J. Lu, Y.-L. Chen, Z.-X. Liu, X.-T. Liu, Q.-G. Xie. // Archives of Virology. — 2008. — v. 153, № 1. — 205–209.
  2. A 549 and PLC/PRF/5 cells can support the efficient propagation of swine and wild boar hepatitis E virus (HEV) strains: demonstration of HEV infectivity of porcine liver sold as food / Hideyuki T., Toshinori T., Suljid J., Shigeo N., Masaharu T., Tsutomu N., Hitoshi M., Yasuyuki Y., Hiroaki O. / // Archives of Virology. — 2012. -v. 157, № 2. — 235–246.
  3. Bstection of hepatitis A virus RNA in oyster meat. / Cromeans, T.L., Nainan O.V, Margolis H.S. // Appl. Environ. Microbiol. — 1998. — v. 63. — 2460–2463.
  4. Enterovirus: Poliovirus, coxsackievirus, echovirus / Percival S., Chalmers R., Embrey M., Hunter P., Sellwood J., Wyn-Jones P. // Microbiology of Waterborne Diseases. — 2004. — Р. 401–418.
  5. Foodborne viruses and fresh produce / Seymour I.J., Appleton H. // Appl. Microbiol. — 2001. — v. 91. — Р. 759–773.
  6. Hepatitis A virus detection in food: current and future prospects / G. Sánchez, A. Bosch, R. M. Pintó //Letters in Applied Microbiology. — 2007. — v. 45, № 1. — Р. 1–5.
  7. Reduction of Norwalk virus, polioviras 1, and bacteriophage MS2 by ozone disinfection of water / Shin G.-A., Sobsey M.D. // Appl. Environ. Microbiol. — 2003. — v. 69. — Р. 3975–3978.
  8. Reported behavior, knowledge and awareness toward the potential for norovirus transmission by food handlers in Dutch catering companies and institutional settings in relation to the prevalence of norovirus / L.Verhoef, G. J. Gutierrez, M.Koopmans, I.Boxman. // Food Control. — 2013. — v. 34, № 2. — Р. 420–427.
  9. Survival of human enteric viruses in the environment and food / Rze?utka A., Cook N. // FEMS Microbiology Reviews. — 2004. — v. 45, № 1. — Р. 441–453.
  10. Virus hazards from food, water and other contaminated environments / D. Rodríguez-Lázaro, N. Cook, F. M. Ruggeri, J.Sellwood, A.Nasser [et al.]. // FEMS Microbiology Reviews. — 2012. -v. 34, № 4. — 786–814.

Библиографическая ссылка

Волошина И. Н., Скроцкая О. И., Пищевые продукты, как источник вирусных инфекций // «Живые и биокосные системы». — 2014. — № 9; URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-9/article-13.

Источник: https://jbks.ru/archive/issue-9/article-13/

Лечимся дома
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: