правило, соответствует числу вирионов (или числу молекул вирусной

нуклеиновой кислоты), способных при условиях данного опыта вызвать

инфекцию.

Утрата инфекционности

Как правило, чувствительность вирионов данного вируса к действию тех или

иных инактивирующих веществ определяется специфическими свойствами его

белков, вследствие чего методы инактивации инфекционности, разработанные

для данного конкретного вируса, эффективны лишь в отношении

близкородственных ему вирусов. Исключение составляет чувствительность

вирусов к рентгеновским лучам, которая зависит от типа нуклеиновой кислоты

вирионов и ее количества. В основе этой закономерности лежит тот факт, что

действие рентгеновских лучей приводит к разрыву молекул нуклеиновой

кислоты, и даже одного такого разрыва часто бывает достаточно для утраты

инфекционного вируса. Результаты экспериментов показывают, что мелкие

вирусы инактивируются рентгеновскими лучами значительно эффективнее, так

как для них характерна большая величина отношения содержания в вирионе

нуклеиновой кислоты к содержанию в нем белка, чем для крупных вирионов,

более богатых белком.

Серологические методы

В целях определения вида данного вируса при изучении защитных процессов в

организме больного человека или зараженного животного применяются

серологические методы. Серология (от лат. Serum - сыворотка, жидкая

составная часть крови) - это раздел иммунологии, изучающий реакции

антигена специфическими защитными веществами, антителами, которые находятся

в сыворотке крови. Антитела нейтрализуют действие вируса. Они связываются

с определенными антигенными веществами, находящимися на поверхности

вирусных частиц. В результате связывания молекул антител с поверхностной

структурой вируса последний теряет свои патогенные свойства. Для

установления уровня (количества) антител в сыворотке или определения типа

данного вируса проводится реакция нейтрализации вируса . Ее можно

проводить как на животных, так и на культуре клеток.

Минимальную концентрацию сыворотки, содержащей антитела, достаточную для

того, чтобы нейтрализовать вирус, не дать ему проявить цитопатическое

действие, называют титром сыворотки, нейтрализующей вирус. Эта концентрация

может быть выявлена и с помощью метода бляшек.

Для обнаружения антител используется метод торможения гемагглютинации

(склеивания эритроцитов под воздействием вируса) и метод связывания

комплемента. Из методов, применяемых в вирусологии для различных

исследовательских целей, можно еще упомянуть методы, при помощи которых

вирусологический материал подготавливается для физических и химических

анализов, которые облегчают изучение тонкого строения и состава вирусов.

Эти анализы требуют большого количества совершенно чистого вируса. Очистка

вируса - процесс, при котором из суспензии с вирусом устраняются все

посторонние, загрязняющие ее частицы. В основном это кусочки и «обломки»

клеток - хозяев. Одновременно с очисткой происходит обычно сгущение

суспензии, повышение концентрации вируса. Так получается исходный материал

для многих исследований.

Из отдельных методов очистки упомянем лишь наиболее эффективный - метод

ультрацентрифугирования, который дает препараты вируса очень высокой

концентрации.

Опишем вкратце процедуру получения и очистки вирусной суспензии. Процесс

этот начинается с искусственного введения вируса в мозг подопытного

животного. По прошествии нескольких дней вирус размножится в ткани мозга.

При этом обнаружатся характерные нарушения функций нервной системы

«хозяина», и у животного выявятся признаки заболевания. Когда симптомы

достигнут наибольшего развития, зверька умерщвляют, а его мозг, в тканях

которого содержатся большие количества вируса, извлекают в стерильных

условиях из черепа животного. Затем из мозга готовится, скажем ,10 %-ная

суспензия. Кроме вирионов она содержит еще и большое количество кусочков

нервной ткани, остатки кровеносных сосудов, кровяные тельца и другие

биологические компоненты. Кусочки ткани и другие крупные частицы

устраняются первым центрифугированием со скоростью 5000-10000 оборотов в

минуту. Оно продолжается около получаса. Жидкость над осадком (суперкатакт)

осторожно сливают в специальные пробирки для центрифугирования, сделанные

из пластмассы или нержавеющей стали, поскольку стекло не выдерживает

давление, которое развивается при высокоскоростном центрифугировании. А

осадок обезвреживают дезинфицирующими средствами. Слитый «супернатант»

обрабатывается затем уже в ультрацентрифуге.

Для седиментации мельчайших вирусов необходимо многочасовое

ультрацентрифугирование, причем полученный осадок часто бывает не больше

булавочной головки. Но и после такой обработки мы имеем не совсем чистый

вирусный материал, в нем еще содержатся чужеродные примеси. Для тонких

анализов этот осадок надо несколько раз обработать различными реактивами и

повторить ультрацентрифугирование. Только тогда можно получить

концентрированную суспензию вируса высокой чистоты, которая требуется для

точных и достоверных биохимических, кристаллографических анализов или для

наблюдений в электронно-оптических приборах.

В распоряжении вирусологов вообще много различных технических

приспособлений, как , например , центрифугирование по градиентам

концентрации, когда вирионы разделяются по степеням концентрации или по

форме. Другой прибор, представляющий в наше время стандартное оборудование

почти каждой научно-исследовательской вирусологической лаборатории -

электронный микроскоп. Это дорогостоящий, большой и сложный аппарат.

Для получения изображения вирусов существует много различных методов, и все

они прошли свои этапы развития. Чтобы обнаружить вирионы в клетках, в

настоящее время пользуются методом ультратонких срезов Фиксированный

материал, залитый эпоксидной смолой, разрезается тончайшим стеклянным или

алмазным ножом. При помощи точных ультрамикротомов одну клетку можно

разрезать более чем на тысячу тонких срезов. Полученные таким образом срезы

обрабатываются затем специальными химикалиями, что обеспечивает лучшую их

видимость.

Для наблюдения тонкого строения отдельных вирионов применяется метод

негативного контрастирования (окрашивания), внедрение которого значительно

повысило качественный уровень электронного микроскопирования. Вирусные

частицы при этом осторожно смешиваются с раствором фосфовольфрамовой

кислоты, дающей осадок, не пропускающий электронные лучи. В результате

вирионы предстают в виде своих совершенно точных отпечатков, по которым

можно изучать самые тонкие детали их поверхностей. При методе позитивного

окрашивания (или «металлизирования» препарата) применяются такие вещества,

которые способны выборочно прилипать к поверхности вирионов (например,

специфические антитела, меченные ферритином, содержащим в своей молекуле

железо и потому хорошо различимые в электронном микроскопе).

Общие методы изучения вирусов

О присутствии вируса в организме как при спонтанном заболевании, так и при

экспериментальном заражении хозяина судят по появлению тех или иных

патологических симптомов. Всякий раз, когда возникает подозрение о

присутствии вируса в изучаемом объекте, приходится подбирать определенный

комплекс условий - подходящий организм и соответствующий способ заражения,

- при котором вирус вызывает в зараженном организме распознаваемые

изменения. Так что вирусологам приходится затрачивать большие усилия на

разработку методов получения экспериментальных инфекций.

Как известно, для доказательства того ,что данное заболевание действительно

вызывается определенным микроорганизмом, необходимо выполнить так

называемые постулаты Коха: 1) показать, что данный микроорганизм регулярно

обнаруживается в больном организме; 2) получить культуру этого

микроорганизма на искусственной питательной среде; 3) воспроизвести данное

заболевание заражением экспериментального животного выделенной культурой

и, наконец, ;4) повторно выделить данный микроорганизм, но теперь уже из

организма искусственно зараженного хозяина. Те же постулаты mutatis

mutandis справедливы и для диагностики вирусных заболеваний. В этом случае,

согласно Риверсу, постулаты формируются следующим образом: 1) выделение

вируса из организма больного, 2) культивирование вируса в организме или в

клетках экспериментального животного, 3) доказательство фильтруемости

инфекционного агента (чтобы исключить патогенные агенты большего размера,

например бактерии), 4) воспроизведение подобного заболевания у другого

представителя данного или родственного вида и, наконец, 5) повторное

выделение того же вируса.

Культивирование и идентификация вирусов - основные вирусологические методы,

используемые в практической вирусологии при диагностике вирусных

заболеваний. Материал, в котором подозревается наличие вируса, например

лизат бактерий, кусочек ткани или биологическая жидкость, при необходимости

измельчают или гомогенезируют с тем, чтобы при контролируемых условиях

перевести его в суспензированное состояние.

Большие фрагменты клеток, а также возможные загрязняющие материал

микроорганизмы удаляют при помощи центрифугирования и фильтрования. Такую

очищенную суспензию вводят подходящему хозяину, либо добавляют к суспензии

клеток, либо наносят на монослой соответствующих клеток. В результате в

слое чувствительных клеток, таких, как бактерии, растущие в чашке с

агаром, или клетки животных, растущие на поверхности стекла, могут

появиться локальные поражения, так называемые бляшки, которые характерны

для данного вируса.. Бляшки образуются в результате заражения расположенных

в данной области клеток, размножения в них вируса и их полного или

частичного лизиса. Если размножение вируса не ведет к образованию визуально

выявляемых дискретных бляшек, вирус может быть обнаружен и охарактеризован

по изменениям, вызываемым им в культуре клеток, или по повреждению слоя

клеток либо при помощи других тестов.

Если исследуемый материал не наносят на слой культивируемых клеток, а

вводят в организм хозяина, то цель эксперимента - выявление общих реакций

организма, свидетельствующих о развитии инфекции: появление симптомов

заболевания, гибель животного или какие-либо иные специфические реакции,

например образование антител.

Наконец, если ни заражение культуры клеток, ни введение материала в

организм хозяина не ведут к появлению каких-либо симптомов вирусной

инфекции, вирусологи прибегают к так называемым «слепым пассажам», т.е. к

повторным переносам исследуемого материала, что часто приводит к повышению

вирулентности вируса или к увеличению его титра.

Общий химический состав вирусов

Непременным компонентом вирусной частицы является какая-либо одна из двух

нуклеиновых кислот, белок и зольные элементы. Эти три компонента являются

общими для всех без исключения вирусов, тогда как остальные двалипоиды и

углеводы - входят в состав далеко не всех вирусов.

Вирусы, состоящие только из белка нуклеиновой кислоты и зольных элементов,

чаще всего принадлежат к группе простых, так называемых минимальных,

вирусов, лишенных дифференциации, собственных ферментов или каких-либо

специализированных структур. К такого рода вирусам принадлежат вирусы

растений, некоторые вирусы животных и насекомых. В то же время практически

все бактериофаги, которые по химическому составу, безусловно принадлежат к

группе минимальных вирусов, на самом деле являются очень сложными и

высокодифференцированными структурами. Вирусы, в состав которых наряду с

белком и нуклеиновой кислотой входят также липоиды и углеводы, как правило,

принадлежат к группе сложно устроенных вирусов. Большая часть вирусов этой

группы паразитирует на животных.

Белки вирусов

Аминокислотный состав вирусных белков

Белок всех исследованных до настоящего времени вирусов построен из обычных

аминокислот, принадлежащих к естественному L-ряду. D-аминокислот в составе

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15