Неклеточные инфекционные агенты
В микробиологии, помимо классических (канонических) вирусов, выделяют особую группу инфекционных молекул, к которым относятся прионы и вироиды. Главная особенность этих патогенов заключается в их крайне простом и нетипичном строении.
В норме в организме человека и многих животных постоянно присутствует нормальный прионовый протеин (обозначается как $PrP^c$). Этот нормальный белок не является патогенным, он выполняет важные регуляторные функции в клетках. Однако при определенных условиях этот эндогенный белок способен трансформироваться в смертельно опасный инфекционный агент.
Механизм патогенеза (конформационные болезни)
Заболевания, вызываемые прионами, относятся к категории так называемых конформационных болезней. Это означает, что в основе патогенеза лежит не разрушение клеток токсинами или размножение классического вируса, а изменение пространственной структуры самого белка.
Процесс развития патологии включает следующие этапы:
- Инфекционный агент представляет собой белок с измененной пространственной конфигурацией. В нем происходит грубое нарушение нормальной третичной или четвертичной структуры.
- Патологический прион попадает в организм или спонтанно образуется в нем.
- Происходит физический контакт измененного инфекционного приона с нормальным клеточным белком $PrP^c$.
- Этот контакт запускает цепную реакцию: нормальный белок меняет свою конформацию и сам трансформируется в патологический прион.
Таким образом, инфекционный процесс поддерживается за счет постоянной перестройки собственных белков организма по шаблону патологического агента.
Генетические аспекты и причины возникновения
Несмотря на то, что прионы не содержат собственных нуклеиновых кислот, их существование тесно связано с генетическим аппаратом хозяина.
- Кодирование: Строение нормального предшественника прионного белка заложено в ДНК человека.
- Локализация: Ген, ответственный за синтез этого белка (ген $PrP$), располагается на коротком плече 20-й хромосомы.
Переход нормального белка в инфекционную форму может быть спровоцирован двумя основными причинами. Во-первых, это может произойти в результате генетической мутации в самом гене $PrP$. Во-вторых, процесс трансформации может начаться вследствие внешнего заражения, когда в организм извне попадает уже измененная патологическая молекула.
Клиническая картина и последствия для клеток
Клиническая классификация относит прионные болезни к группе трансмиссивных губкообразных энцефалопатий. Это название точно отражает характер поражения тканей организма.
В ходе развития заболевания патологический белок начинает в больших количествах накапливаться непосредственно внутри нейронов. Цитопатический эффект прионной инфекции весьма специфичен: пораженные клетки нервной системы приобретают характерный «губкообразный» вид (вакуолизация). Следствием такого массивного разрушения нейронов становится развитие крайне тяжелых неврологических нарушений, которые носят прогрессирующий характер.
Наиболее известными примерами прионных патологий у человека являются:
- Болезнь Крейтцфельдта — Якоба;
- Болезнь Куру.
Вироиды: принципиальные отличия
Для полного понимания неклеточных агентов важно отличать прионы от вироидов. Вироиды — это инфекционные агенты, которые близки к вирусам, но обладают еще более примитивным строением.
- Структура: В отличие от прионов (которые состоят только из белка), вироиды представляют собой небольшую молекулу кольцевой суперспирализованной РНК.
- Оболочка: Ключевое отличие вироидов от классических вирусов заключается в полном отсутствии белковой оболочки (капсида).
- Мишени: В отличие от прионов, поражающих нервную систему животных и человека, вироиды вызывают заболевания исключительно у растений.
Для быстрого запоминания: ПРИОНЫ — это ПРотеины (белки, вызывающие губчатую энцефалопатию у людей и животных), а ВИРОИДЫ — это голая ВИРусоподобная РНК (вызывают болезни только у растений).
Вопросы с занятий и экзамена
Содержат ли прионы генетический материал (ДНК или РНК)?
Нет, прионы полностью лишены нуклеиновых кислот. Это исключительно инфекционные белковые частицы с измененной пространственной конфигурацией.
Каков основной механизм развития прионных болезней?
Патогенез основан на конформационных изменениях. Контакт измененного инфекционного приона с нормальным белком организма (PrP^c) приводит к трансформации нормального белка в патологический.
Где локализуется ген, кодирующий нормальный прионный белок?
Нормальный белок кодируется геном PrP, который локализуется на коротком плече 20-й хромосомы человека.
Какой цитопатический эффект характерен для прионных инфекций?
Накопление патологического белка внутри нейронов придает клетке характерный «губкообразный» вид, что ведет к тяжелым неврологическим нарушениям.
Что ещё разобрать по теме
- Детальный механизм трансформации нормального белка PrP^c в патологическую форму
- Специфические неврологические нарушения при трансмиссивных губкообразных энцефалопатиях
- Болезнь Крейтцфельдта — Якоба: клиническая картина и эпидемиология
- История открытия болезни Куру и ее связь с каннибализмом
- Роль мутаций гена PrP на 20-й хромосоме в развитии наследственных форм болезни
- Жизненный цикл вироидов: как кольцевая РНК вызывает патологию у растений
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Прионы» 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.