Фундаментальные отличия и морфология вирионов
Зрелая, полностью сформированная вирусная частица называется вирионом. Как «фильтрующиеся агенты», вирусы сопоставимы по размерам с толщиной бактериальной клеточной стенки. Самыми мелкими считаются возбудители полиомиелита и парвовирусы (около 18–20 нм), а самыми крупными — поксвирусы (например, вирус натуральной оспы), достигающие 350 нм в длину.
По своей форме вирионы крайне разнообразны. Выделяют несколько основных морфологических типов:
- Сферические (характерно для ВИЧ, полиовирусов, герпесвирусов).
- Палочковидные (классический пример — вирус табачной мозаики).
- Пулевидные (закругленные с одного конца и плоские с другого, как у вируса бешенства).
- Нитевидные или филовидные (длинные извитые структуры, присущие филовирусам).
- Сперматозоидные (характерное строение многих бактериофагов).
Генетическая организация
Геном вирусов представлен ДНК или РНК, которые могут быть линейными, кольцевыми либо фрагментированными. По плоидности абсолютное большинство вирусов гаплоидны (имеют одинарный набор генов), и лишь ретровирусы обладают диплоидным геномом. Объем генетической информации варьирует от нескольких единиц до сотен генов.
Внутри зараженной клетки вирусный геном может существовать в виде провируса (когда генетический материал встраивается в хромосому хозяина) или в плазмидоподобной форме (автономное нахождение нуклеиновой кислоты в цитоплазме, что типично для герпесвирусов).
Особое значение имеет полярность однонитевых РНК-содержащих вирусов:
- Плюс-нить (+РНК): выполняет сразу и наследственную функцию, и роль информационной РНК. Такая нить сама по себе инфекционна и способна напрямую запускать трансляцию белков на рибосомах хозяина.
- Минус-нить (-РНК): несет исключительно наследственную информацию. Чтобы начался синтез белка, на ее матрице сначала должна образоваться комплементарная плюс-нить.
- Амбиполярные вирусы: геном имеет участки обеих полярностей.
Принципы структурной классификации
Базовая систематика опирается на три главных критерия: тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), структуру генома (одна или две нити) и наличие наружной липопротеиновой оболочки.
- Простые («голые») вирусы состоят только из нуклеиновой кислоты и защитной белковой оболочки — капсида. Сам капсид формируется из отдельных субъединиц (капсомеров). Примерами служат вирусы гепатита А и полиомиелита.
- Сложные вирусы поверх нуклеокапсида имеют дополнительный слой — суперкапсид, который часто снабжен специальными шипами. К сложным относятся коронавирусы, ортомиксовирусы и вирусы герпеса.
Ключевые семейства патогенных вирусов
Систематика вирусов включает несколько крупных клинически значимых групп.
Группа ДНК-вирусов: Среди двунитевых вирусов без оболочки выделяются Adenoviridae (вызывают ОРВИ), Papillomaviridae (бородавки и онкология) и Polyomaviridae. Однонитевые ДНК-вирусы без оболочки — это мельчайшие Parvoviridae (возбудители инфекционной эритемы) и Anelloviridae. Среди ДНК-вирусов, имеющих оболочку, наибольшее значение имеют сложные и крупные Poxviridae, сферические Herpesviridae (вирусы простого герпеса, цитомегаловирус, вирус Эпштейна—Барр, Varicella Zoster) и мелкие Hepadnaviridae.
Группа РНК-вирусов: К двунитевым безоболочечным относятся Reoviridae, в частности, ротавирусы (основная причина гастроэнтеритов). Однонитевые вирусы без оболочки представлены мелкими семействами Picornaviridae (гепатит А), Caliciviridae (норовирусы), Hepeviridae и Astroviridae. Оболочечные однонитевые РНК-вирусы — самая обширная группа. Сюда входят сферические формы: Coronaviridae (возбудители тяжелых ОРВИ), трансмиссивные Flaviviridae (желтая лихорадка, клещевой энцефалит, гепатит С), Orthomyxoviridae, Retroviridae и Togaviridae. Пулевидную форму имеют Rhabdoviridae, а нитевидную — Filoviridae.
Чтобы запомнить отличие простого вируса от сложного, представьте зимнюю одежду: «голый» вирус носит только свитер (капсид), а «сложный» надевает поверх еще и куртку (суперкапсид).
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое дизъюнктивный способ репродукции?
Это разобщенный способ размножения, при котором нуклеиновые кислоты и белки вируса синтезируются в разных частях клетки, а затем собираются в единую вирусную частицу (вирион).
Чем +РНК вирусы отличаются от -РНК?
Плюс-нить РНК может сразу выступать матрицей (иРНК) для синтеза белка на рибосомах, поэтому она изначально инфекционна. Минус-нить сначала должна достроиться до плюс-нити.
В чем разница между провирусом и плазмидоподобной формой?
Провирус жестко интегрируется в геном клетки-хозяина. Плазмидоподобная форма существует в цитоплазме клетки автономно, не встраиваясь в хромосомы.
Что ещё разобрать по теме
- Этапы дизъюнктивной репродукции вирусов в клетке
- Механизмы сборки простых и сложных вирионов
- Особенности амбиполярных вирусов (ambisense)
- Морфология и клиническое значение бактериофагов
- Роль ретровирусов и особенности их диплоидного генома
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Морфология и классификация вирусов» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Морфология и классификация микробов»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.