Основные свойства вирусов. Вирусы – это особое царство ультрамикроскопических размеров организмов, обладающих только одним типом нуклеиновых кислот, лишённых собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии, являющиеся абсолютными внутриклеточными паразитами. 1.Ультрамикроскопические размеры. 2.
Вирусы содержат нуклеиновую кислоту только одного типа- ДНК или РНК. 3. Вирусы не способны к росту и бинарному делению. 4. Вирусы размножаются путём воспроизводства себя из собственной геномной нуклеиновой кислоты. Другие организмы способны к росту и размножаются путём бинарного деления. 5. У вирусов отсутствуют собственные системы мобилизации энергии. 6.
У вирусов нет собственных белоксинтезирующих систем. 7. Являются абсолютными внутриклеточными паразитами. Средой обитания вирусов являются бактерии, клетки растений, животных и человека. 2. Морфология и структура вириона. Капсид, функции, типы симметрии. Суперкапсид. Внеклеточная форма — вирион — содержит в себе все составные элементы.
По морфологии выделяют вирусы палочковидные, пулевидные, сферические, округлые, комбинированные. Генетический материал вирусов упакован в специальный симметричный футляр — капсид. Основные функции капсида — зашита вирусного генома от внешних воздействий, обеспечение адсорбции вириона к клетке, проникновение его в клетку путём взаимодействия с клеточными рецепторами.
Капсид образуют одинаковые по строению субъединицы — капсомеры, организованные в один или два слоя по двум типам симметрии — кубическому или спиральному. Симметричность капсида связана с тем, что для упаковки генома требуется большое количество капсомеров, а компактное их соединение возможно лишь при условии симметричного расположения субъединиц.
Формирование капсида напоминает процесс кристаллизации и протекает по принципу самосборки. Число капсомеров строго специфично для каждого вида и зависит от размеров и морфологии вирионов. Капсомеры (морфологические единицы вирусов) образуют молекулы белка— протомеры (структурные единицы).
Протомеры могут быть мономерными (содержать один полипептид) либо полимерными (включать несколько полипептидов). Некоторые вирусы могут содержать поверх капсида особую оболочку — суперкапсид, организованный двойным слоем липидов и специфичными вирусными белками, наиболее часто образующими выросты-шипы, пронизывающие липидный бислой. Такие вирусы называют «одетыми».
Образование суперкапсида происходит на поздних этапах репродуктивного цикла, обычно при отпочковывании дочерних популяций. Вирусы, не имеющие суперкапсида, называют «голыми». Как правило, они резистентны к действию эфира и более устойчивы к денатурации.
Химический состав виронов.
Простые вирусы состоят из белка и нуклеиновый кислоты. Наиболее важная часть вирусной частицы — нуклеиновая кислота — является носителем генетической информации. У вирусов обнаружен лишь один тип — или ДНК, или РНК, что положено в основу их классификации.
Второй обязательный компонент вириона — белки отличаются у разных вирусов, что позволяет распознавать их с помощью иммунологических реакций. Более сложные по структуре вирусы, кроме белков и нуклеиновых кислот, содержат углеводы, липиды.
Для каждой группы вирусов характерен свой набор белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Некоторые вирусы содержат в своём составе ферменты.
Каждый компонент вирионов имеет определённые функции: белковая оболочка защищает их от неблагоприятных воздействий, нуклеиновая кислота отвечает за наследственные и инфекционные свойства и играет ведущую роль в изменчивости вирусов, а ферменты участвуют в их размножении.
Обычно нуклеиновая кислота находится в центре вириона и окружена белковой оболочкой (капсидом), как бы одета в неё. Капсид состоит из определённым образом уложенных однотипных белковых молекул (капсомеров), которые образуют симметричные геометрические формы в месте с нуклеиновой кислотой вирусы (нуклеокапсид). В случае кубической симметрии нуклеокапсида нить нуклеиновой кислоты свёрнута в клубок, а капсомеры плотно уложены вокруг неё.
Таксономия и классификации вирусов. Признаки, лежащие в основе их классификации.
- Международный комитет по таксономии вирусов (МКТВ) на III Международном конгрессе вирусологов (Мадрид, 1975) произвел группирование вирусов в роды и семейства на основании морфологии вириона, химического состава вирусов, характера репродукции их. Основные признаки, на которых базируется классификация вирусов:
- 1) характеристика нуклеиновой кислоты; тип (ДНК,РНК), число нитей в ней (одно- или двунитчатая), процентное содержание ее в вирионе, молекулярная масса, содержание гуанина и цитозина;
- 2) морфология вириона, тип симметрии, наличие внешних липопротеидных. оболочек, форма и размер вириона;
- 3) биофизические свойства вирусов и их химический состав (белки, липиды);
Особенности репликации вирусов. Большое значение также придают устойчивости вируса к физическим и химическим факторам, кругу поражаемых хозяев и антигенным свойствам вирусов. Как «вид» предложено рассматривать набор вирусов, имеющих сходные характеристики. Род — группа видов с определенными общими свойствами, а семейство — группа родов, имеющих общие свойства.
Все изученные в настоящее время вирусы сгруппированы в 14 семейств, помимо которых существует группа неклассифицированных вирусов, например вирус гепатита А (возбудитель инфекционного гепатита) и вирус гепатита В (возбудитель сывороточного гепатита).
Классификация и номенклатура вирусов
Основы классификации. Современная классификация (таксономия) вирусов, созданная Международным комитетом по таксономии вирусов (МКТВ), является Международной универсальной системой, единой для всех вирусов позвоночных, беспозвоночных, растений, грибов и бактерий.
Она основана на фундаментальных свойствах вирусов, главными из которых являются признаки, характеризующие нуклеиновую кислоту, стратегию вирусного генома, а также морфологию нуклеокапсида и наличие или отсутствие липопротеидной оболочки.
Все вирусы независимо от круга естественных хозяев по фундаментальным признакам занимают в классификации следующие уровни (таксоны): порядок, семейство, подсемейство, род и вид.
Однако, согласно правилам МКТВ, обязательными среди них считаются таксоны: семейство, род и вид.
Основой классификации является вид вируса. Большинство видов группируются в роды, а большинство родов — в семейства. Виды, не отнесенные к роду, считаются не классифицированными внутри семейства.
Роды, не отнесенные к семейству, считаются не классифицированными, или «свободными». Некоторые семейства группируются вместе в порядок.
Подразделения на подсемейства проводятся только для решения сложных иерархических вопросов.
Ниже уровня вида существуют такие подразделения, как серотип, штамм, вариант, изолят.
Их классификацией занимаются международные группы специалистов, которые принимают решение об отнесении того или иного изолята или группы изолятов в отдельный вид.
Естественно возникающие изоляты, имеющие геном, рекомбинированный из штаммов разных видов, классифицируются как виды или подвидовые сущности. Искусственно созданные вирусы и вирусы-мутанты не включены в Международную классификацию.
Вироиды могут классифицироваться по тем же правилам, которые относятся и к вирусам.
Сателлиты, т. е. вирусы, реплицирующиеся только в присутствии вируса-помощника, и прионы не классифицируются как вирусы. Они имеют свою условную классификацию, удобную для специалистов, работающих с ними.
Характеристика таксономических уровней. Под видом понимают политетический класс вирусов, составляющих реплицирующую линию и занимающих определенную экологическую нишу.
Это означает, что члены вида имеют общее происхождение (предшественника), ряд общих признаков, среди которых нет единого определяющего, что объясняет их вариабельность внутри вида и схожую биотическую среду обитания.
В основе формирования вида лежат следующие критерии: феномены генетических взаимодействий; антигенные свойства; спектр естественных хозяев; клеточный тропизм; патогенность и цитопатология; пути передачи.
Род объединяет группу видов вирусов, имеющих определенные общие признаки. К ним относятся: морфология вирионов (в том числе размер, тип симметрии и число капсомеров); наличие липопротеидной оболочки; физико-химические свойства (в том числе чувствительность к растворителям, pH среды, температуре и т. д.).
Семейство объединяет группу родов, имеющих ряд наиболее постоянных общих признаков. К ним относятся: тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и ее структура (количество цепей и их форма); стратегия вирусного генома (в том числе полярность и возможность обратной транскрипции для некоторых вирусов).
Современная классификация позволила объединить все известные вирусы (имеющие таксономический статус) в три порядка, объединяющих семейства вирусов по сходной организации генома и единой стратегии репликации, 56 семейств, 9 подсемейств, 233 рода и 1550 видов. Вирусы позвоночных входят в 28 семейств, из которых 10 ДНК-содержащие и 18 — РНК-содержащие, и в два «свободных» рода. Некоторые из этих семейств имеют в своем составе также вирусы беспозвоночных и растений.
Систематика вирусов
Вопросы:
1. Принципы классификации вирусов
2. Таксономические признаки вирусов животных
3. Номенклатура вирусов
Современная классификация
вирусов является универсальной
для вирусов позвоночных, беспозвоночных, растений, бактерий и грибов. Основной
принцип ее- сравнение рассматриваемого вируса с типичным видом ра.
К виду отнесена группа штаммов вируса, явно сходных между собой, но четко отличающихся от других вирусов.
Виды, обладающие многими общими признаками, сгруппированы в таксоны более высокого ранга – ры, последние, в свою очередь, объединены в таксоны еще более высокого ранга- семейства.
Важным признаком для
классификации, который учитывается
наряду со структурными признаками, является стратегия вирусного
генома, п которой понимают используемый вирусом способ репрукции, обусловленный особенностями его генетического материала. Например, полярность вирусной РНК является основным критерием для группировки вирусов и при отсутствии общих антигенных свойств.
В основу современной
классификации положены следующие
основные критерии:
1) тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), ее структура (количество нитей);
2) наличие липопротеидной оболочки;
3) стратегия вирусного генома;
4) размер и морфология вириона, тип симметрии, число капсомеров;
5) феномены генетических взаимодействий;
6) круг восприимчивых хозяев;
7) патогенность, в том числе патологические изменения в клетках и образование внутриклеточных включений;
8) географическое распространение;
9) способ передачи;
10) антигенные свойства
Современная классификация вирусов человека и животных охватывает более 4/5 всех известных вирусов, которые распределены в 20 семейств, из них 7- ДНК-содержащих и 13 – РНК-содержащих вирусов. Некоторые из этих семейств имеют в составе также вирусы беспозвоночных и растений. К числу семейств вирусов исключительно позвоночных относятся вирусы семейства (поквирусы, герпесвирусы, гепаднавирусы, аденовирусы и др.).
Некоторые вирусы обладают
уникальной способность преодолевать филогенетические барьеры и размножаться как в позвоночных, так и в беспозвоночных хозяевах (клещи, комары, москиты).
К таким семействам относятся буньявирусы, тогавирусы, ры Vesiculovirus и Lyssavirus семейства рабдовирусов, р Orbivirus семейства реовирусов, вирус африканской чумы свиней семейства иридовирусов. Для этих вирусов членистоногие являются и естественными хозяевами, и переносчиками инфекции между позвоночными.
Такие вирусы составляют экологическую группу арбовирусов, т.е. вирусов позвоночных, передающихся членистоногими.
Таксономические
признаки вирусов животных:
| Семейство | Нуклеиновая кислота | Симметрия капсида | Наличие оболочки | Чувствительность к эфиру | Размер вириона, нм | ||
| тип | структара | Мол.масса | |||||
| Поксвирусы | ДНК | Д | 85.·106-240.06 | Сложный тип | + | У | 130-240 |
| Герпесвирусы | ДНК | Д | 90.105130.106 | Кубический | + | Ч | 200 |
| Гепаднавирусы | ДНК | Д | 1,6.105 | Сложный | + | Ч | 45-50 |
| Аденовирусы | ДНК | Д | 20.10630.106 | Кубическая | — | У | 70-90 |
| Парвовирусы | ДНК | О | 1,5.106-2,2.106 | Кубическая | — | У | 18-26 |
| Паповавирусы | ДНК | ДК |
Вирусы Вопросы: Что лежит в основе классификации вирусов? Что лежит в основе классификации вирусов? Из каких систематических категорий, (согласно иерархии) — презентация
1 Вирусы
2 Вопросы: Что лежит в основе классификации вирусов? Что лежит в основе классификации вирусов? Из каких систематических категорий, (согласно иерархии) состоит классификация вирусов? Из каких систематических категорий, (согласно иерархии) состоит классификация вирусов? Приведите примеры семейств и виды вирусов РНК и ДНК-содержащие. Приведите примеры семейств и виды вирусов РНК и ДНК-содержащие.
3 Что лежит в основе классификации вирусов? В основу классификации вирусов положены следующие категории: тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома; размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии; наличие суперкапсида; чувствительность к эфиру и дезоксихолату; место размножения в клетке; антигенные свойства и пр. В основу классификации вирусов положены следующие категории: тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома; размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии; наличие суперкапсида; чувствительность к эфиру и дезоксихолату; место размножения в клетке; антигенные свойства и пр.
4 Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают: Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают: а) ДНК-содержащие а) ДНК-содержащие б) РНК-содержащие вирусы. б) РНК-содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов.
Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными.
Среди РНК- содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК) Среди РНК- содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом.
Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК) Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус- нить РНК) геномом. Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию. Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус- нить РНК) геномом.
Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию.
5 Из каких систематических категорий, (согласно иерархии) состоит классификация вирусов? Главной задачей классификации является описание разнообразия вирусов и группировка их на основании общих свойств.
В 1962 году Андре Львов, Роберт Хорн и Пауль Турнье были первыми, кто разработал основные принципы классификации вирусов на основании Линнеевской иерархической системы. Основными таксонами в этой системе являются отдел, класс, порядок, семейство, род и вид.
Вирусы были разделены на группы по общим свойствам (но не таковым у их хозяев) и типу нуклеиновых кислот в геномах. Позднее был создан Международный комитет по таксономии вирусов.
Однако в таксономии вирусов не применяются понятия «отдел» и «царство», поскольку их малый размер генома и высокая частота мутаций затрудняет выяснение родства групп старше порядка. По существу, классификация вирусов по Балтимору является дополнением более традиционной классификации.
6 Международный комитет по таксономии вирусов разработал современную классификацию вирусов и выделил основные свойства вирусов, имеющие больший вес для классификации с сохранением единообразия семейств.
Международный комитет по таксономии вирусов разработал современную классификацию вирусов и выделил основные свойства вирусов, имеющие больший вес для классификации с сохранением единообразия семейств.
Основными таксономическими единицами являются: Основными таксономическими единицами являются: Отряд (-virales) Отряд (-virales) Семейство (-viridae) Семейство (-viridae) Подсемейство (-virinae) Подсемейство (-virinae) Род (-virus) Род (-virus) Вид (-virus) Вид (-virus) Современная классификация ICTV включает 7 отрядов вирусов: Caudovirales, Herpesvirales, Ligamenvirales, Mononegavirales, Ni dovirales, Picornavirales иTymovirales. Существование восьмого порядка (Megavirales) пока ещё было только предположено. Классификация не выделяет подвиды, штаммы и изоляты. Всего насчитывается 6 порядков, 87 семейств, 19 подсемейств, 349 родов, около 2284 видов и свыше 3000 ещё неклассифицированных вирусов. Современная классификация ICTV включает 7 отрядов вирусов: Caudovirales, Herpesvirales, Ligamenvirales, Mononegavirales, Ni dovirales, Picornavirales иTymovirales. Существование восьмого порядка (Megavirales) пока ещё было только предположено. Классификация не выделяет подвиды, штаммы и изоляты. Всего насчитывается 6 порядков, 87 семейств, 19 подсемейств, 349 родов, около 2284 видов и свыше 3000 ещё неклассифицированных вирусов.
- 7 Примеры вирусов РНК и ДНК содержащие.
- 8 РНК содержащие вирусы. РНК-содержащие вирусы 1 — парамиксовирусы; 2 — вирусы гриппа; 3 — коронавирусы; 4 — ареновирусы; 5 — ретровирусы; 6 — реовирусы; 7 — пикорнавирусы; 8 — капицивирусы; 9 — рабдовирусы; тогавирусы, флавивирусы; буньявирусы
- 9 ДНК содержащие вирусы вирусы оспы; 2 — вирусы герпеса; 3 — аденовирусы; 4 — паповавирусы; 5 — гепаднавирусы; 6 — парвовирусы;
10 Вирусы – многочисленные микроорганизмы, разнообразные по форме и размерам. Вирусы – исключительно паразиты, заражающие людей, животных, растения, бактерии.
Вирусы играют довольно важную роль в биосфере – они выступают как бы одним из факторов естественного отбора, позволяют стабилизировать численность популяций живых организмов. Более сильные организмы вырабатывают антитела и вместе с ними иммунитет, более слабые – погибают.
Это позволяет более приспособленным давать потомство с уже сформированным иммунитетом к данному вирусу. Вирусы помогли ученым изучить роль ДНК в организме.
А также было выяснено, что ретровирусы не только являются возбудителями страшных заболеваний: рака и СПИДа, — но и позволяют всем нам появиться на свет, т.к. они блокируют иммунные Т-лимфоциты матери, что не позволяет плоду быть отторгнутым.
Классификации вирусов
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
- Размещено на http://allbest.ru
- ФГБОУ ВПО
- Новосибирский государственный аграрный университет
- Факультет ветеринарной медицины
- Кафедра
- Реферат на тему: Классификации вирусов
- Выполнил: студент группы
- Махамбетов Арман
- Приняла:
- Новосибирск 2014
- Оглавление
- 1. Вирусы
- 2. История
- 3. Строение
- 4. Роль вирусов в биосфере
- 5. Положение вирусов в системе живого
- 6. Структура
- 7. Механизм инфицирования
- 8. Классификация вирусов
- 9. Классификация ICTV
- 10. Классификация Балтимора
- 11. Интересные факты
- Литература
1. Вирусы
Вирус (лат. virus — яд) — субклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри живых клеток организма. По природе вирусы являются автономными генетическими элементами, имеющими внеклеточную стадию в цикле развития.
Вирусы представляют собой микроскопические частицы, состоящие из молекул нуклеиновых кислот — (ДНК или РНК, некоторые, например, мимивирусы, имеют оба типа молекул), заключённые в белковую оболочку, способные инфицировать живые организмы.
Белковую оболочку, в которую упакован геном, называют капсидом.
Наличие капсида отличает вирусы от вирусоподобных инфекционных нуклеиновых кислот — вироидов. Вирусы, за редким исключением, содержат только один тип геномной нуклеиновой кислоты.
Классифицируют ДНК-содержащие вирусы и РНК-содержащие вирусы, на чем основана классификация вирусов по Балтимору.
Ранее к вирусам также ошибочно относили прионы, однако впоследствии оказалось, что эти возбудители представляют собой особые инфекционные белки и не содержат нуклеиновых кислот.
Вирусы являются облигатными паразитами, так как не способны размножаться вне клетки. Вне клетки вирусные частицы не проявляют признаки живого и ведут себя как частицы органических полимеров.
От живых организмов-внутриклеточных паразитов отличаются полным отсутствием основного и энергетического обмена, и отсутствием сложнейшего элемента живых систем — аппарата трансляции (синтеза белка), степень сложности которого превышает таковую самих вирусов.
В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (последних обычно называют бактериофагами или фагами).
Несмотря на некоторые общие закономерности строения и стратегии развития (связанные с функциональной общностью), вирусы не имеют общего происхождения.
Это подтверждается тем, что геномы вирусов, инфицирующих далёкие между собой группы организмов, структурно родствены, но притом имеют общую структуру генов и регуляторных элементов, кодируют структурно близкие белки, имеют общие механизмы регуляции экспрессии генов.
2. История
Впервые существование вируса (как нового типа возбудителя болезней) доказал в 1892 году русский учёный Д.И. Ивановский.
После многолетних исследований заболеваний табачных растений, в работе, датированной 1892 годом, Д.И.
Ивановский приходит к выводу, что табачная мозаика вызывается «бактериями, проходящими через фильтр Шамберлана, которые, однако, не способны расти на искусственных субстратах».
Пять лет спустя, при изучении заболеваний крупного рогатого скота, а именно — ящура, был выделен аналогичный фильтрующийся микроорганизм. А в 1898 году, при воспроизведении опытов Д. Ивановского голландским ботаником М. Бейеринком, он назвал такие микроорганизмы «фильтрующимися вирусами». В сокращённом виде, это название и стало обозначать данную группу микроорганизмов.
В 1901 годубыло обнаружено первое вирусное заболевание человека — жёлтая лихорадка. Это открытие было сделано американским военным хирургом У. Ридом и его коллегами. В 1911 году Фрэнсис Раус доказал вирусную природу рака — саркомы Рауса (лишь в 1966 году, спустя 55 лет, ему была вручена за это открытие Нобелевская премия по физиологии и медицине).
В последующие годы изучение вирусов сыграло важнейшую роль в развитии эпидемиологии, иммунологии, молекулярной генетики и других разделов биологии. Так, эксперимент Херши-Чейз стал решающим доказательством роли ДНК в передаче наследственных свойств.
В разные годы еще как минимум шесть Нобелевских премий по физиологии и медицине и три Нобелевских премии по химии были вручены за исследования, непосредственно связанные с изучением вирусов.
В 2002 году в Нью-Йоркском университете был создан первый синтетический вирус (вирус полиомиелита).
3. Строение
Просто организованные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, образующих вокруг неё оболочку — капсид. Примером таких вирусов является вирус табачной мозаики.
Его капсид содержит один вид белка с небольшой молекулярной массой. Сложно организованные вирусы имеют дополнительную оболочку — белковую или липопротеиновую; иногда в наружных оболочках сложных вирусов помимо белков содержатся углеводы.
Примером сложно организованных вирусов служат возбудители гриппа и герпеса. Их наружная оболочка — это фрагмент ядерной или цитоплазматической мембраны клетки-хозяина, из которой вирус выходит во внеклеточную среду.
4. Роль вирусов в биосфере
Вирусы являются одной из самых распространённых форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат колоссальное количество бактериофагов (около 250 миллионов[3] частиц на миллилитр воды), их общая численность в океане — около 4?1030[4], а численность вирусов (бактериофагов) в донных отложениях океана практически не зависит от глубины и всюду очень высока[4].
В океане обитают сотни тысяч видов (штаммов) вирусов, подавляющее большинство которых не описаны и тем более не изучены[5][6]. Вирусы играют важную роль в регуляции численности популяций некоторых видов живых организмов (например, вирус дикования раз в несколько лет сокращает численность песцов в несколько раз).
Вирусы имеют генетические связи с представителями флоры и фауны Земли. Согласно последним исследованиям, геном человека более чем на 32 % состоит из информации, кодируемой вирус-подобными эл ементами и транспозонами.
С помощью вирусов может происходить так называемый горизонтальный перенос генов (ксенология), то есть передача генетической информации не от непосредственных родителей к своему потомству, а между двумя неродственными (или даже относящимися к разным видам) особями. Так, в геноме высших приматов существует ген, кодирующий белок синцитин, который, как считается, был привнесён ретровирусом.
Иногда вирусы образуют с животными симбиоз. Так, например, яд некоторых паразитических ос содержит структуры, называемые поли-ДНК-вирусами (Polydnavirus, PDV), имеющие вирусное происхождение.
Примеры структур икосаэдрических вирионов. А. Вирус, не имеющий липидной оболочки (например, пикорнавирус). B. Оболочечный вирус (например, герпесвирус).
Вирусные частицы (вириомны) представляют собой белковую капсулу — капсид, содержащую геном вируса, представленный одной или несколькими молекулами ДНК или РНК. Капсид построен из капсомеров — белковых комплексов, состоящих, в свою очередь, из протомеров. Нуклеиновая кислота в комплексе с белками обозначается термином нуклеокапсид.
Некоторые вирусы имеют также внешнюю липиднуюоболочку. Размеры различных вирусов колеблются от 20 (парвовирусы) до 500 (мимивирусы) и более нанометров.
Вирионы часто имеют правильную геометрическую форму (икосаэдр, цилиндр). Такая структура капсида предусматривает идентичность связей между составляющими её белками, и, следовательно, может быть построена из стандартных белков одного или нескольких видов, что позволяет вирусу экономить место в геноме.
7. Механизм инфицирования
- Условно процесс вирусного инфицирования в масштабах одной клетки можно разбить на несколько взаимоперекрывающихся этапов:
- Палочковидная частица вируса табачной мозаики.
- Цифрами обозначены: (1) РНК-геном вируса, (2) капсомер, состоящий всего из одного протомера, (3) зрелый участок капсида.
· Присоединение к клеточной мембране — так называемая адсорбция. Обычно для того, чтобы вирион адсорбировался на поверхности клетки, она должна иметь в составе своей плазматической мембраныбелок (часто гликопротеин) — рецептор, специфичный для данного вируса.
Наличие рецептора нередко определяет круг хозяев данного вируса, а также его тканеспецифичность.
Проникновение в клетку
На следующем этапе вирусу необходимо доставить внутрь клетки свою генетическую информацию. Некоторые вирусы переносят также собственные белки, необходимые для её реализации (особенно это характерно для вирусов, содержащих негативные РНК).
Различные вирусы для проникновения в клетку используют разные стратегии: например, пикорнавирусы впрыскивают свою РНК через плазматическую мембрану, а вирионы ортомиксовирусов захватываются клеткой в ходе эндоцитоза, попадают в кислую среду лизосом, где происходит их окончательное созревание (депротеинизация вирусной частицы), после чего РНК в комплексе с вирусными белками преодолевает лизосомальную мембрану и попадает в цитоплазму.
Вирусы также различаются по локализации их репликации, часть вирусов (например, те же пикорнавирусы) размножается в цитоплазме клетки, а часть (например, ортомиксовирусы) в её ядре.
Перепрограммирование клетки
При заражении вирусом в клетке активируются специальные механизмы противовирусной защиты. Заражённые клетки начинают синтезировать сигнальные молекулы — интерфероны, переводящие окружающие здоровые клетки в противовирусное состояние и активирующие системы иммунитета.
Повреждения, вызываемые размножением вируса в клетке, могут быть обнаружены системами внутреннего клеточного контроля, и такая клетка должна будет «покончить жизнь самоубийством» в ходе процесса, называемого апоптозом или программируемой клеточной смерти. От способности вируса преодолевать системы противовирусной защиты напрямую зависит его выживание.
Неудивительно, что многие вирусы (например, пикорнавирусы, флавивирусы) в ходе эволюции приобрели способность подавлять синтез интерферонов, апоптозную программу и так далее.
Кроме подавления противовирусной защиты, вирусы стремятся создать в клетке максимально благоприятные условия для развития своего потомства.
Хрестоматийным примером перепрограммирования систем клетки-хозяина является трансляция РНК энтеровирусов (семейство пикорнавирусы).
Вирусная протеаза расщепляет клеточный белок eIF4G, необходимый для инициации трансляции подавляющего большинства клеточных мРНК (транслирующихся по так называемому кэп-зависимому механизму).
При этом инициация трансляции РНК самого вируса происходит другим способом (IRES-зависимый механизм), для которого вполне достаточно отрезанного фрагмента eIF4G. Таким образом, вирусные РНК приобретают эксклюзивные «права» и не конкурируют за рибосомы с клеточными.
Персистенция
Некоторые вирусы могут переходить в латентное состояние (так называемая персистенция для вирусов эукариот или лизогения для бактериофагов — вирусов бактерий), слабо вмешиваясь в процессы, происходящие в клетке, и активироваться лишь при определённых условиях. Так построена, например, стратегия размножения некоторых бактериофагов — до тех пор, пока заражённая клетка находится в благоприятной среде, фаг не убивает её, наследуется дочерними клетками и нередко интегрируется в клеточный геном.
Однако при попадании заражённой лизогенным фагом бактерии в неблагоприятную среду, возбудитель захватывает контроль над клеточными процессами так, что клетка начинает производить материалы, из которых строятся новые фаги (так называемая литическая стадия).
Клетка превращается в фабрику, способную производить многие тысячи фагов. Зрелые частицы, выходя из клетки, разрывают клеточную мембрану, тем самым убивая клетку. С персистенцией вирусов (например,паповавирусов) связаны некоторые онкологическиезаболевания.
Создание новых вирусных компонентов
Размножение вирусов в самом общем случае предусматривает три процесса — 1) транскрипция вирусного генома — то есть синтез вирусной мРНК, 2) её трансляция, то есть синтез вирусных белков и 3) репликация вирусного генома (в некоторых случаях, когда генетическая информация вируса закодирована в виде РНК геномная РНК одновременно играет роль мРНК, и, следовательно, процесс транскрипции в паразитируемой клетке не происходит за ненадобностью). У многих вирусов существуют системы контроля, обеспечивающие оптимальное расходование биоматериалов клетки-хозяина.
Например, когда вирусной мРНК накоплено достаточно, транскрипция вирусного генома подавляется, а репликация напротив — активируется.
Созревание вирионов и выход из клетки
В конце концов, новосинтезированные геномные РНК или ДНК одеваются соответствующими белками и выходят из клетки. Следует сказать, что активно размножающийся вирус не всегда убивает клетку-хозяина.
В некоторых случаях (например, ортомиксовирусы) дочерние вирусы отпочковываются от плазматической мембраны, не вызывая её разрыва. Таким образом, клетка может продолжать жить и продуцировать вирус.
8. Классификация вирусов
В таксономии живой природы вирусы выделяются в отдельный таксон Vira, образующий в классификации Systema Naturae 2000 вместе с доменами Bacteria, Archaea и Eukaryota корневой таксон Biota.
В течение XX века в систематике выдвигались предложения о создании выделенного таксона для неклеточных форм жизни (Aphanobionta Novak, 1930; надцарство Acytota Jeffrey, 1971; Acellularia), однако такие предложения не были кодифицированы.
Систематику и таксономию вирусов кодифицирует и поддерживает Международный Комитет по Таксономии Вирусов (International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV), поддерживающий также и таксономическую базу The Universal Virus Database ICTVdB.
вирус бактериофаг иммунитет
9. Классификация ICTV
- Международным Комитетом по Таксономии Вирусов в 1966 году была принята система классификации вирусов основанная на различии типа (РНК и ДНК), количества молекул нуклеотических кислот (одно- и двух-цепочечные) и на наличии или отсутствии оболочки ядра. Система классификации представляет собой серию иерархичных таксонов:
- Отряд (-virales)
- Семейство (-viridae)
- Подсемейство (-virinae)
- Род (-virus)
- Вид (-virus)
10. Классификация Балтимора
- Нобелевский лауреат, биолог Дэвид Балтимор, предложил свою схему классификации вирусов, основываясь на различиях в механизме продукции мРНК. Эта система включает в себя семь основных групп:
- · (I) Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК и не имеющие РНК-стадии (например, герпесвирусы, поксвирусы, паповавирусы, мимивирус).
- · (II) Вирусы, содержащие двуцепочечную РНК (например, ротавирусы).
- · (III) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу ДНК (например, парвовирусы).
- · (IV) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК положительной полярности (например, пикорнавирусы, флавивирусы).
- · (V) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК негативной или двойной полярности (например, ортомиксовирусы, филовирусы).
- · (VI) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК и имеющие в своем жизненном цикле стадию синтеза ДНК на матрице РНК, ретровирусы (например, ВИЧ).
- · (VII) Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК и имеющие в своём жизненном цикле стадию синтеза ДНК на матрице РНК, ретроидные вирусы (например, вирус гепатита B).
- В настоящее время, для классификации вирусов используются обе системы одновременно, как дополняющие друг друга[11][12][13].
- Дальнейшее деление производится на основе таких признаков как структура генома (наличие сегментов, кольцевая или линейная молекула), генетическое сходство с другими вирусами, наличие липидной оболочки, таксономическая принадлежность организма-хозяина и так далее.
11. Интересные факты
В 2008 году В.Д. Зорькин отмечал, что популярные правозащитники, выступая в европейских парламентах, требовали законодательной защиты прав вирусов, там же им было отмечено, что рядом со сторонниками прав вирусов находились ультраэкстремисты, убеждённые в том, что человек — это враждебный вирус, который следует уничтожать во имя сохранения природы.
Литература
1. Mayo M.A., Pringle C.R. Virus taxonomy — 1997 // Journal of General Virology. — 1998. — № 79. — С. 649—657
2. http://www.ru.wikipedia.org, «Википедия»
Размещено на Allbest.ru
…
Классификация вирусов
Аннотация: В лекции рассматриваются существующие типы вредоносных программ. Даются их определения, характеристики, способы распространения, вредоносная нагрузка, жизненный цикл.
Созданием любой компьютерной программы ее автор преследует определенную цель или цели. Иногда им могут быть допущены ошибки, и написанная программа будет делать не совсем то, что первоначально задумывалось или даже совсем не то.
Однако каждая программа обязательно несет в себе некоторую смысловую нагрузку — точно в соответствии с задумками программиста или же вследствие каких-либо причин немного видоизмененную. Например, электронный словарь должен помочь пользователю быстро и точно найти перевод заданного слова, браузер — просмотреть запрошенный веб-сайт, а калькулятор — вычислить квадратный корень.
Ряд программ выполняют неявную цель — примером могут служить драйверы, которые в фоновом режиме обеспечивают взаимосвязь различных устройств компьютера.
Все упомянутые выше программы предназначены для выполнения полезной нагрузки и не должны выполнять какие-либо дополнительные действия, не связанные с обеспечением возложенных на них задач — калькулятор не должен проверять орфографию введенных формул или показывать точное время. То есть в идеальном варианте все программы должны вести себя четко в соответствии с их описанием и приложенной документацией, при этом пользователь должен полностью контролировать установку и удаление программы на свой компьютер. Однако на деле это не всегда так.
Существует класс программ, которые были изначально написаны с целью уничтожения данных на чужом компьютере, похищения чужой информации, несанкционированного использования чужих ресурсов и т. п., или же приобрели такие свойства вследствие каких-либо причин. Такие программы несут вредоносную нагрузку и соответственно называются вредоносными.
Вредоносная программа 1 — это программа, наносящая какой-либо вред компьютеру, на котором она запускается, или другим компьютерам в сети.
Поскольку мало пользователей в здравом уме добровольно поставят себе на компьютер заведомо вредоносную программу, их авторы вынуждены использовать различные обманные методы или специальные технологии для несанкционированного проникновения в систему. Следовательно, классифицировать вредоносные программы удобно по способу проникновения, размножения и типу вредоносной нагрузки.
Все вредоносные программы в соответствии со способами распространения и вредоносной нагрузкой можно разделить на четыре основные типа — компьютерные вирусы, черви, трояны и другие программы.
Так исторически сложилось, что термином «компьютерный вирус» часто называют любую вредоносную программу.
Это обусловлено в первую очередь тем, что первые широко известные вредоносные программы были именно вирусами и в течение следующих десятилетий число вирусов значительно превышало количество всех остальных вредоносных программ вместе взятых.
Однако в последнее время наметились тенденции к появлению новых, невирусных технологий, которые используют вредоносные программы. При этом доля истинных вирусов в общем числе инцидентов с вредоносными программами за последние годы значительно сократилась.
На сегодняшний день вредоносные программы — это уже большей частью именно не вирусы, хотя такие термины как «заражение вирусом», «вирусный инцидент» применяются по отношению ко всем вредоносным программам повсеместно. Поэтому далее в этом курсе, если не оговорено иначе, под термином «вирус» будет также пониматься и вредоносная программа.
Основная черта компьютерного вируса — это способность к саморазмножению.
Компьютерный вирус — это программа, способная создавать свои дубликаты (не обязательно совпадающие с оригиналом) и внедрять их в вычислительные сети и/или файлы, системные области компьютера и прочие выполняемые объекты. При этом дубликаты сохраняют способность к дальнейшему распространению.
Условно жизненный цикл любого компьютерного вируса можно разделить на пять стадий:
- Проникновение на чужой компьютер
- Активация
- Поиск объектов для заражения
- Подготовка копий
- Внедрение копий
Путями проникновения вируса могут служить как мобильные носители, так и сетевые соединения — фактически, все каналы, по которым можно скопировать файл.
Однако в отличие от червей, вирусы не используют сетевые ресурсы — заражение вирусом возможно, только если пользователь сам каким-либо образом его активировал.
Например, скопировал или получил по почте зараженный файл и сам его запустил или просто открыл.
После проникновения следует активация вируса. Это может происходить несколькими путями и в соответствии с выбранным методом вирусы делятся на такие виды:
- Загрузочные вирусы заражают загрузочные сектора жестких дисков и мобильных носителей.
-
Файловые вирусы — заражают файлы. Отдельно по типу среды обитания в этой группе также выделяют:
- Классические файловые вирусы — они различными способами внедряются в исполняемые файлы (внедряют свой вредоносный код или полностью их перезаписывают), создают файлы-двойники, свои копии в различных каталогах жесткого диска или используют особенности организации файловой системы
- Макровирусы, которые написаны на внутреннем языке, так называемых макросах какого-либо приложения. Подавляющее большинство макровирусов используют макросы текстового редактора Microsoft Word
- Скрипт-вирусы, написанные в виде скриптов для определенной командной оболочки — например, bat-файлы для DOS или VBS и JS — скрипты для Windows Scripting Host (WSH)
Дополнительным отличием вирусов от других вредоносных программ служит их жесткая привязанность к операционной системе или программной оболочке, для которой каждый конкретный вирус был написан.
Это означает, что вирус для Microsoft Windows не будет работать и заражать файлы на компьютере с другой установленной операционной системой, например Unix.
Точно также макровирус для Microsoft Word 2003 скорее всего не будет работать в приложении Microsoft Excel 97.
При подготовке своих вирусных копий для маскировки от антивирусов могут применять такие технологии как:
- Шифрование — в этом случае вирус состоит из двух частей: сам вирус и шифратор.
- Метаморфизм — при применении этого метода вирусные копии создаются путем замены некоторых команд на аналогичные, перестановки местами частей кода, вставки между ними дополнительных, обычно ничего не делающих команд.
Соответственно в зависимости от используемых методов вирусы можно делить на шифрованные, метаморфные и полиморфные, использующие комбинацию двух типов маскировки.
Основные цели любого компьютерного вируса — это распространение на другие ресурсы компьютера и выполнение специальных действий при определенных событиях или действиях пользователя (например, 26 числа каждого четного месяца или при перезагрузке компьютера). Специальные действия нередко оказываются вредоносными.
Загрузка...
