АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Особливості складу і будови НК вірусів. Відомості про вміст і типи нуклеїнових кислот у вірусах.

Відомості про вміст і типи нуклеїнових кислот у вірусах.

Для нуклеїнових кислот вірусів характерна надзвичайна різноманітність типів макромолекулярної будови. Для одних вірусів установлено макромолекулярну ядерну модель, що відповіла запропонованій Ф.Кріком і Д.Уотсоном для двоспіральної ДНК, для інших спостерігаються деякі відхилення від цієї моделі.

Складніша картина макромолекулярної будови рибонуклеїнових кислот вірусів. Вивчення РНК вірусу тютюнової мозаїки показало, що, на відміну від ДНК, вона являє собою поодинокий полінуклеотидний ланцюг.

Поряд з цими типами макромолекулярної будови НК вірусів на особливу увагу заслуговують одноланцюгові ДНК і двохспіральні РНК.

Особливості будови вірусних нуклеїнових кислот.

Результатом вивчення особливостей мутаційного процесу під впливом азотистої кислоти в окремих фагів є припущення, що ДНК у цих фагів являє собою одноланцюгову молекулу. Пізніше це припущення було підтверджено експериментально. Тепер відомо шість бактеріофагів, ДНК яких має описану будову. Проте цікавий той факт, що реплікація одноланцюгових ДНК фага в бактеріальній клітині забезпечується участю двоспіральної форми ДНК, яка надзвичайно швидко синтезується. Спостерігаються також взаємні переходи однієї форми в іншу. Як було показано пізніше. безпосередньо матеріального взаємозв'язку між цими двома формами не існує. У цьому випадку відбувається щось на зразок взаємозв'язку між ДНК та інформаційною РНК.

Достатня кількість експериментальних даних є відносно існування особливої реплікативної форми РНК, яка з деякими ознаками нагадує описану вище реплікативну ДНК.

Щодо циклічних форм вірусних нуклеїнових кислот, то така макромолекулярна будова уже давно відома для нуклеїнових кислот різного походження.

Зовсім новий тип макромолекулярної організації становлять двоспіральні РНК, виявлені у реовірусів та у вірусу пухлин рослинних тканин. Варто підкреслити деякі особливості, які відрізняють реовіруси від решти РНК-вмісних вірусів: вони значно повільніше розмножуються; на відміну від РНК інших вірусів, як і ДНК, з акридиновим оранжевим дають жовто-зелену флуоресценцію. Саме це свідчить про подібність вторинної структури ДНК і двоспіральної РНК. Відомо, що синтез реовірусів гальмується під впливом актиноміцину Д - специфічного інгібітора розвитку ДНК-вмісних вірусів, що також підтверджує подібність вторинної будови двоспіральної РНК і ДНК.

Цей висновок було експериментально підтверджено. Виявилось, що правило Чаргаффа для двоспіральної ДНК справедливе також і для РНК реовірусів, яка є непридатним субстратом для панкреатичної РНК-ази. Як і двохспіральна ДНК, РНК реовірусів має певну температуру плавлення; для РНК реовірусів не характерна реакція з формальдегідом, що свідчить про заблокованість амінних груп її азотистих компонентів водневими зв'язками.

Температура плавлення двоспіральної РНК реовірусів виявилась значно вищою за температуру плавлення ДНК. Отже, її структура стабільніша за ДНК.

Певний інтерес має кількісна характеристика вмісту нуклеїнових кислот у вірусних частинках.

Як і в хромосомах, нуклеїнова кислота вірусу є молекулярною основою його спадковості та мінливості. Кожна ділянка полімерного ланцюга нуклеїнової кислоти вірусу містить певну генетичну інформацію, хоч за певних обставин деякі гени можуть не функціонувати. Є експериментальні докази, що втрата амінної групи хоча б однією з азотистих основ РНК вірусу тютюнової мозаїки викликає її інактивацію або призводить до мутації.

З ускладненням організації живих організмів збільшується вміст нуклеїнових кислот у них. Є дані про те, що абсолютна кількість нуклеїнової кислоти вірусу еквівалентна розміру його хромосоми. Відносний вміст нуклеїнових кислот залежить від багатьох факторів. Зупинимось на деяких з них.

На величину відносного вмісту нуклеїнової кислоти у вірусній частині насамперед впливає її структура.. У паличкоподібних вірусах нуклеїнова кислота вздовж усього полінуклеотидного ланцюга має тісний контакт з білковою оболонкою, в яку занурено ланцюг. У сферичних вірусів лише зовнішні ділянки нуклеїнової кислоти мають контакт з білковою оболонкою, а внутрішні, де зосереджена, в основному, нуклеїнова кислота, вільні від контакту з білком. Отже, в паличкоподібдних вірусах на одиницю маси нуклеїнової кислоти припадає порівняно багато білка, більше, ніж у сферичних вірусів. При однаковому абсолютному вмісті нуклеїнової кислоти у паличкоподібних і сферичних вірусах процентний вміст у паличкоподібних вірусах завжди значно менший.

Так, абсолютний вміст РНК у вірусі тютюнової мозаїки (паличкоподібна форма) і у вірусі кільцевої плямистості тютюну (сферична форма) однаковий. Та процентний вміст РНК у вірусі тютюнової мозаїки становить 6%, а у вірусі кільцевої плямистості тютюну -40%. Як правило, віруси з великим вмістом нуклеїнової кислоти мають сферичну будову. Вміст нуклеїнових кислот в деяких паличкоподібних і сферичних вірусах подано в таблиці.

Крім білків і нуклеїнових кислот, до складу вірусів входять і інші речовини, що також впливають на відносний вміст нуклеїнових кислот. Так, у деяких вірусах тварин вміст ліпоїдів досягає 30-40 % від сухої ваги, що значно знижує процентний вміст нуклеїнових кислот незалежно від морфологічної будови вірусу.

При визначенні кількості нуклеїнових кислот враховують їхній сумарний вміст, віднесений до сухої ваги (процентний вміст) або до однієї інфекційної одиниці (абсолютний вміст). До складу тваринних вірусів входять нуклеопротеїди, які було виділено в кристалічному стані і в яких вміст РНК коливається від 5% до 40%.

Перші відомості про хімічний склад вірусів з'явилися в 1933 році в працях Шлейзін Гера.

Вірус складається з полінуклеотидного ланцюга РНК або ДНК у білковій оболонці, яка визначає імуноспецифічність вірусів. Вірусна нуклеїнова кислота в клітині господаря здійснює свою репродукцію і синтез вірусного білка без будь-якого зв'язку з власне вірусним білком.

Отже, визначення вірусної частинки як нуклеопротеїд характерна лише для неактивних форм вірусів. Активний вірус, який розмножується, представлений лише нуклеїновою кислотою. Виняткова роль у стабільності вірусів належить просторовій взаємодії між нуклеїновою кислотою і білковим компонентом.

Відносний вміст нуклеїнових кислот у різних групах вірусів.

Молекулярна маса вірусних нуклеїнових кислот.

Нуклеїнові кислоти вегетативного вірусу (реплікативна форма) багатьма властивостями відрізняються від нуклеїнової кислоти вірусу позаклітинного. Реплікативною формою одноланцюгової ДНК є двохспіральна ДНК, а реплікативною формою односпіральної РНК - РНК з двохспіральною структурою.

Останнім часом виявлено рослинні віруси з ДНК. Особливо різноманітні нуклеїнові кислоти трапляються у складі бактеріофагів, у яких виявлено ДНК з урацилом замість тиміну, односпіральні циклічні ДНК і РНК з лінійною будовою. Дуже різноманітними за складом нуклеїнових кислот є тваринні віруси, у яких може міститися як ДНК, так і РНК.

Виділення і дослідження нуклеїнових кислот тваринних вірусів завжди ускладнене домішками нуклеїнових кислот клітини-господаря. Ідентифікацію макромолекулярної структури нуклеїнової кислоти проводиться на основі непрямих тестів.

Наприклад, позитивна реакція на дезоксирибозу або рибозу, в поєднанні з відповідністю або невідповідністю нуклеотидного складу правилу Чаргафа, давало підстави вважати, що досліджувана структура відноситься до двоспіральної ДНК або односпіральної РНК. Виявлення унікальних форм нуклеїнових кислот показало ненадійність таких методів.

Тому лише використання фізичних і фізико-хімічних методів дозволяє точно встановити структуру досліджуваної нуклеїнової кислоти. До таких методів відносять седиментаційні та віскозиметричні, центрифугування в градієнті густини, молекулярної авторадіографії, електронної мікроскопії, рентгеноструктурного аналізу та ін.

Загальний вміст нуклеїнових кислот у вірусному препараті можна оцінити за вмістом у ньому фосфору. У нуклеїновій кислоті на його долю припадає приблизно 9%. Частіше вміст нуклеїнової кислоти у вірусному препараті і структуру молекули визначають ферментативним, флуоресцентним, а також колориметричними методами. Вміст нуклеїнової кислоти у вірусному препараті можна також визначити, вимірюючи оптичну густину розчину при 260 нм після депротеїнізації препарату і гідролізу нуклеїнової кислоти. Для визначення нуклеотидного складу нуклеїнових кислот використовують хімічні методи, при яких нуклеїнові кислоти також гідролізують при різній температурі і різній рН.

Абсолютна кількість нуклеїнових кислот залежить від молекулярної маси вірусів. Чим більша маса вірусу, тим більше нуклеїнових кислот він містить. Отже, кількість ДНК єдиної генетичної ознаки вірусів збільшується для збереження обсягу спадкової інформації. Важливе також ускладнення структурної організації та поява спеціалізованих структур. Це стосується лише вірусів ДНК-геномних, молекулярна маса яких варіює в широких межах від 1∙10⁶ до 250∙10⁶. Найбільші вірусні геноми містять кілька сотень генів, а найменші містять інформацію для синтезу кількох білків.

Іншими особливостями характеризуються віруси, що містять РНК. їх можна поділити на три групи, кожна з яких характеризується постійним вмістом РНК.

І-шу групу становлять найдрібніші віруси рослин і бактерій, молекулярна маса яких дорівнює 4∙10⁶-6∙10⁶, а абсолютний вміст РНК в них коливається в межах 0,8∙10⁶ -1,5∙10⁶.

ІІ-га група вірусів найчисленніша. Вона охоплює майже 90% відомих вірусів. Молекулярні маси в цієї групи відрізняються одна від одної в 20-50 разів, але кожен з них містить приблизно однакову кількість РНК. Середній вміст РНК у таких вірусів становить приблизно 2∙10⁶ що відповідає приблизно 600 нуклеотидів.

ІП-тю групу становлять віруси з величиною вмісту РНК 9∙10⁶-10∙10⁶. Відомо лише три віруси цієї групи. Це реовіруси, для яких характерна двохспіральна РНК, подібна на ДНК. Віруси мієлобластозу і саркоми Рауса з одноланцюговою РНК. Кореляції між молекулярною масою і абсолютним вмістом РНК немає. У геномах, які мають двохспіральні ДНК інформація закодована на обох нитках ДНК.

Це свідчить про максимальну економію генетичного матеріалу у вірусів, що є невід'ємною властивістю їх як генетичних паразитів. Тому оцінка генетичної інформації не може бути проведена за молекулярною масою молекул.

Дата добавления: 2015-11-25 | Просмотры: 507 | Нарушение авторских прав