РЕФЕРАТ

на тему:

“Антигенна структура вірусів і бактерій”

1. Поняття антигенів мікроорганізмів, антегенної структури

Антигени мікроорганізмів — вхідні до складу тіла чи мікробів виділювані
ними в навколишнє середовище речовини (прості і складні білки,
ліпополісахариди, полісахариди), що володіють властивістю антигенності.

Кількість і якість антигенів (Аг), т.зв. антигенна структура мікробів,
залежать від складності їх будови й активності власних метаболічних
процесів.

Віріони простих вірусів мають один чи більше Аг, як можуть по антигенній
специфічності сильно варіювати, що визначає існування в таких видів
безлічі серотипів.

Віріони складних вірусів складаються з декількох нуклеокапсидних (З, S)
і поверхневих (V) Аг. Поверхневі Аг звичайно володіють більшою
протективною активністю і варіабельністю, ніж нуклеокапсидні. До складу
суперкапсиду деяких вірусів входять мембранні білки хазяїна, що знижує
чи псує імунну відповідь організму хазяїна.

В інфікованих вірусом клітках виявляються додаткові Аг, яких немає ні у
віріона, ні в нормальної клітки хазяїна. Це так звані ранні чи
функціональні білки вірусу. Антигенна структура бактерій складається з
десятків Аг.

У залежності від локалізації в бактерій виділяють кілька груп Аг.
Антигенні речовини капсули чи мікрокапсули називають капсульними чи
оболочечними Аг (К-Аг). Вони мають полісахаридну, білкову, поліпептидну
чи рідше комплексну хімічну природу.

Антигенна активність їх нижче інших Аг, а протективна, як правило, вище.
Антигенна активність К-Аг багатьох бактерій варіабельна, що широко
використовують для цілей систематики. При рості на живильних
бактеріальних середовищах часто втрачають здатність до синтезу К-Аг, а
при влученні в сприйнятливий організм синтез К-Аг чи включається
активується. Молекули капсульної речовини звичайно неміцно фіксовані до
клітинної стінки, тому К-Аг виявляються не тільки в місці локалізації
мікроба, але і широко дифундують по організму. Вираженими антигенними
властивостями володіє білок, з якого побудовані жгутики бактерій, —
Н-Аг. Для Н-Аг характерні термолабільність, виражена типова
варіабельність, відносно невисока протективна активність. Білок, з якого
побудовані війки, також має антигенними властивостями, відмінними від
білка жгутиків. Клітинна стінка бактерій містить кілька типів
макромолекул з антигенною активністю. Найбільш вивчений і відомий О-Аг,
що володіє вираженими антигенними, протективними, а також токсичними
властивостями. О-Аг складається з ліпополісахариду, до останнього
приєднані олігосахаридні ланцюжки, що визначають специфічність молекули.
Утрата синтезу олігосахаридів веде до утрати видової і типової
специфічності бактерій. Численні цитоплазматичні Аг, які
характеризуються білковою і нуклеопротеїдною сполуками. Звичайно вони
антигенно родинні у філогенетично близьких видів. Їх антигенна
активність іноді сполучається з алергенною і толерогенною. Антигенними
властивостями володіють ліпопротеїди мембранних структур.

Деякі групи бактерій, крім того, продукують позаклітинні Аг, до яких
відносять ектоферменти і екзотоксини. Ще більш складні і різноманітні Аг
грибів і найпростіших. По специфічності Аг розділяють на: видоспецифічні
— виявляються у всіх штамів того чи іншого виду і не зустрічаються в
штамів ін. видів; типоспецифічні — зустрічаються в окремих варіантів
того чи іншого виду; гетерофільні — загальні для штамів різних видів;
стадіоспецифічні — властиві визначеним стадіям розвитку виду;
штаммоспецифічні — виявляються тільки в окремих штамів. Аг
функціонально активні як у вільному стані, так і в складі мікробних
кліток, тому термін Аг нерідко поширюється і на цілі особи мікробів.
Імунна відповідь тваринного організму на такі корпускулярні Аг складний
і виявляється розвитком різних іммунологічних феноменів: клітинної і
гуморальної імунної відповіді, ГНТ і ГЗТ, іммунологічної толерантності.

2. Структура вірусів

Специфічність вірусів у тому, що вони є особливою групою неклітинних
форм життя, яким властивий строгий паразитизм на молекулярному, а часто
й на молекулярно-генетичному рівні. Для визначення предмета вірусології
не можна оперувати тими самими критеріями, які використовують для
визначення тварин або рослин. Визначення вірусів набагато складніше, і
навіть певною мірою довільне, бо саме питання про природу вірусів ще
повністю не з’ясовано.

«Віруси — це об’єкти, геномом яких є нуклеїнова кислота (ДНК або РНК).
Ця нуклеїнова кислота репродукується в живих клітинах і, використовуючи
їхній апарат синтезу, спонукає клітини синтезувати спеціалізовані
частинки, або віріони, що містять геном вірусу і можуть передавати його
в інші клітини» (С. Лурія, Дж. Дарнелл, 1970). Це визначення наголошує
на двох основних властивостях вірусів — наявності у них власного
генетичного матеріалу, що поводить себе в клітині хазяїна як частина
цієї клітини, та наявності неклітинної інфекційної фази існування
вірусів у вигляді спеціалізованих частинок, або віріонів, що
репродукуються в клітині під генетичним контролем вірусу, і є придатними
для введення геному вірусу в інші клітини хазяїна.

За К. С. Суховим (1965), віруси характеризуються такими основними
ознаками: 1) дуже малими розмірами тіла (вимірюються нанометрами); 2)
відсутністю клітинної будови; 3) відносно простим хімічним складом
(найпростіші віруси складаються з білка і нуклеїнової кислоти); 4)
нездатністю до культивування на штучних синтетичних середовищах; 5)
особливим циклом розвитку в організмі сприятливого хазяїна або частиною
цього циклу в безклітинному середовищі, яке включає деякі органоїди
клітини і речовини, необхідні для синтезу нуклеїнових кислот і білків;
6) здатністю деяких із них кристалізуватися за певних умов довкілля.

Суттєвими ознаками, що відрізняють віруси від усіх інших відомих
організмів, є відсутність власних систем білка (це визначає характер
паразитизму вірусів — паразитизм на генетичному рівні) і те, що віруси є
неклітинними формами життя.

Унікальна особливість вірусів — різноманітність організації їхнього
генетичного матеріалу. Відомо, що в усіх клітинних формах генетичний
матеріал має вигляд дволанцюгових молекул ДНК, а у вірусів ним можуть
бути як молекули ДНК, так і молекули РНК; при цьому кожен з типів
нуклеїнових кислот може перебувати у віріоні у формі подвійного або
одинарного ланцюга.

Аналізуючи сучасні досягнення вірусологічної науки, російські вчені В.
М. Жданов, С. Я. Гайдамович, Т.І. Тихоненко, А. П. Биков-ський та інші
(1982) доходять висновку, що віруси є автономними генетичними
структурами, уламками життя, фрагментами живих систем, які нездатні до
самостійного існування поза повноцінними організмами або клітинами, чи
то, нарешті, субклітинними структурами. Як автономні генетичні структури
віруси певною мірою мають або, вірніше, зберігають основні атрибути
життя, включаючи такий кардинальний атрибут, як здатність до еволюції.

На різних етапах розвитку вірус існує в різних формах, а тому
складається враження, що віруси є дуже лабільними. Проте дослідження
показують, що кожен вид вірусів має певні, властиві тільки йому, ознаки.
Найхарактерніші властивості для кожного виду мають зрілі форми вірусів,
які називають в і р і о н а м и .

Розміри різних вірусів коливаються від 8 до 750 нм.

До групи великих вірусів можна віднести віріони віспи, пситакозу,
трахоми, мозаїки цукрових буряків, Х-вірус картоплі та ін. Середні
розміри мають віруси грипу, сказу, герпесу тощо. Дуже малі розміри у
віріонів енцефаліту, поліомієліту, ящуру та багатьох фітопатоген-них
вірусів. Цікаво, що найбільші за розмірами віруси наближаються до малих
бактерій, наприклад мікоплазм, а найменші — до макромолекул білка.

Результати електронно-мікроскопічних досліджень показали, що за формою
віруси поділяються на такі групи.

Ниткоподібні — віруси жовтяниці цукрових буряків, мозаїки пшениці,
квасолі, сої, кавунів, Х-вірус картоплі.

Сферичні — віруси грипу, курячої саркоми, японського енцефаліту, кору,
паротиту, арбовіруси, віруси лейкозу курей і мишей.

Кубо їдальні — віруси вісповакцини, натуральної віспи, аденовіруси,
ентеровіруси, реовіруси, віруси папіломи людини і тварин тощо.

Булавовидні — віруси бактерій (бактеріофаги).

3. Структура бактерій

Зовні цитоплазматичної мембрани бактеріальної клітини розміщуються так
звані поверхневі структури: оболонка, капсула, слизовий чохол, джгутики
і ворсинки (війки). Цитоплазматичну мембрану разом з цитоплазмою,
органелами і включеннями прийнято називати протопластом. Розглянемо
спочатку будову, хімічний склад і функції поверхневих структур
бактеріальної клітини.

Ззовні бактеріальна клітина оточена щільною оболонкою, яку часто
називають клітинною стінкою. Вона є обов’язковим структурним елементом
прокаріотної клітини, за винятком мікоплазм і L-форм бактерій. На
клітинну оболонку припадає від 5 до 50 % сухої речовини клітини.
Оболонка зумовлює відносну сталість форми клітини, є захистом від
несприятли-

У складі клітинної оболонки грампозитивних оактерш^киж »п-явлено в
невеликих кількостях білки, ліпіди І полю а*а№ З ясова-но то
полісахариди і ліпіди можуть ковалентне з єднуватися з мак
ромГе^лашГоСонки. Стосовно білків, то припускають, шо вони виконують
захисну функцію.

Комбіноване схематичне зображення прокаріотної клітини

(за Г. Шлегелем, 1972):

/ — поверхневі структури: / — оболонка клітини; 2 — капсула; 3 — слизові
виділення; 4 — слизовий чохол; 5 — джгутики; 6 — війки. // —
цитоплазматичні клітинні структури: 7 — цитоплазматична мембрана; 8 —
нуклеоїд; 9 — рибосоми; 10 — цитоплазма; // — хроматофори; 12 —
хлоросоми; 13 — пластинчасті тилакоїди; 14 — фікобілісоми; 15 —
трубчасті тилакоїди; 16 — мезосома; 17 — аеросома (газова

вакуоля); 18— ламелярні структури. ///— запасні речовини: 19—
полісахаридні гранули; 20— гранули полі-р-оксимасляної кислоти; 21 —
гранули поліфосфату; 22 — гранули ціанофіцину; 23 — карбоксисоми; 24 —
включення сірки; 25 — крапельки жиру; 26 — гранули вуглеводів

У грамнегативних еубактерій будова клітинної оболонки є^багато
складнішою, ніж у грампозитивних (див. табл. 2.У3»»’ оболонки цих
бактерій міститься пептидошкановии шар.^ювнмад нього розташований ще
один шар (зовнішня мембрана) який складається з фосфоліпідів,
ліпополісахаридів І білків, а під ним -цитоплазматична (внутрішня)
мембрана, до складу якої також входять фосфоліпіди, білки тощо.

Серед прокаріотів виявлено види бактерій, клітинна оболонка яких за
структурою та хімічним складом помітно відрізняється вщ гшмпозитивнш: і
грамнегативних типів.

Поряд з цим слід зазначити, що за певних умов прокаріоти можуть існувати
і без клітинних оболонок. Наприклад, за дії на клітини певними хімічними
речовинами можна дістати стурктури, які повністю або частково позбавлені
оболонки. Вперше цТструктури було виявлено у разі дії на бактерії
ферментом лізоцимом з явного білка. Встановлено, що цей фермент розриває
р-1 4-глікозидні зв’язки, які з’єднують залишки N-ацетил-глюкозоаміну і
N-ацетилмурамової кислоти в пептидоглікані. Одержані при цьому
протопласти або сферопласти набувають сферичної форми і в сприятливих
умовах можуть виявляти певну метаболічну активність. Проте здатність до
розмноження вони втрачають.

Унікальність структури і хімічного складу оболонки еубактерій та їх
відмінність від рослинних і тваринних клітин дає змогу створювати і
застосовувати медикаментозні препарати, які специфічно діють тільки на
клітинну стінку прокаріотів і не завдають шкоди клітинам інших
організмів. Прикладом цього є дія пеніциліну та деяких інших
антибіотиків.

Капсули і слизові чохли. У багатьох прокаріотів клітинна оболонка ззовні
оточена шаром слизової речовини. Залежно від структурних особливостей
(товщина, консистенція) цей утвір дістав назву капсули або слизового
чохла. Розрізняють макро- і мікрокапсули. Слизовий шар, який обволікає
оболонку клітини, зберігає з нею зв’язок і має аморфну будову,
називається капсулою. Якщо товщина такого шару є меншою за 0,2 мкм, то
його називають мікро-капсулою, а якщо більшою, то макрокапсулою. У
деяких бактерій капсули значно більші за самі клітини.

Якщо слизовий шар, що обволікає бактерію, має тонку структуру, в якій
подекуди проглядаються декілька шарів з різною будовою, то його
називають слизовим чохлом. Слизова речовина аморфна, легко
відокремлюється від оболонки; вона дістала назву слизового шару. Між
цими структурами виявлено багато перехідних форм.

До поверхневих структур прокаріотної клітини належать також ворсинки,
які ще називають фімбріями або пілі. Вони мають форму порожнистих
циліндриків, стінки яких утворені з білка піліну. На одній клітині їх
може бути більше тисячі. До руху бактерій вони не мають відношення.
Товщина ворсинок сягає 10 нм, а довжина — 0,2—2 мкм. Найкраще вивчено
ворсинки Е. соїі. Нині відомі ворсинки загального типу і статеві (їх
називають F-пілями), які беруть участь у кон’югації. Вони властиві
чоловічим клітинам бактерій. F-пілі формуються тільки у клітин, які
активно ростуть, їх утворення зумовлює статевий чинник.

Література:

Гудзь С.П. та ін. Основи мікробіології. – К., 1991.

Векірчик К.М. Мікробіологія з основами вірусології: Підручник. – К.:
Либідь, 2001.

PAGE

PAGE 2

Похожие записи