2025 Вет вирусол Лекция №1 (1)

1.

Лекция № 1
Тема: Основные периоды
развития вирусологии,
свойства, природа и
происхождение вирусов
План:
1. Цель, задачи и значение
изучения курса «Вирусология»
2. Свойства, природа и
происхождение вирусов

2.

Рекомендуемая дополнительная
литература
1. Львов, Д.К. и др. Медицинская
вирусология. – М.: МИА, 2008. – 656с.
2. Львов, Д.К.. и др. Руководство по
вирусологии. Вирусы и вирусные
инфекции человека и животных. – М.:
МИА, 2013. – 1200с.
3. Фрешни, Р.Я. Культура животных клеток
практическое руководство. – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2018. – 691с.

3.

Рекомендуемая дополнительная
литература
4. Джером, К. и др. Лабораторная
диагностика вирусных инфекций по
Леннету. – М.: БИНОМ. Лаборатория
знаний, 2018. – 774с.
5. Белоусова,Р.В. и др. Вирусология и
биотехнология. – СПб.: Издательство
«Лань», 2017. – 220с.
6. Кузнецов, А.Е. Прикладная
экобиотехнология. Том 1. – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2017. – 629с.

4.

Рекомендуемая дополнительная
литература
7. Кузнецов, А.Е. Прикладная
экобиотехнология. Том 2. – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2017. – 485с.
8. Шмид,Р. Наглядная биотехнология и
генетическая инженерия. – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2018. – 325с.
9. Загоскина, Н.В. Биотехнология. Том 1. –
М.: Издательство Юрайт, 2017. – 213с.
10. Загоскина, Н.В. Биотехнология. Том 2. –
М.: Издательство Юрайт, 2017. – 285с.

5.

Рекомендуемая дополнительная
литература
11. Луканин, А.В. Инженерная
биотехнология:процессыи аппараты
микробиологических производств. – М.:
ИНФРА-М. Лаборатория знаний, 2016. –
451с.
12. Алексеев, Г.В. Технологические
машины и оборудование биотехнологий. –
СПб.: ГИОРД, 2015. – 608с.

6.

Вопрос 1. Цель, задачи и
значение изучения курса
«Вирусология»

7.

Дисциплина «Вирусология и
биотехнология» является комплексной и
условно делится на курсы «Вирусология» и
«Биотехнология».
Цель изучения курса «Вирусология» является
овладение
теоретическими
основами
вирусологии и приобретение знаний и навыков
профилактики и диагностики вирусных болезней
животных.
Задачи изучения курса «Вирусология»
изучение
особенностей
биологии
вирусов
и
взаимодействия их с заражаемым организмом;
усвоение основных принципов диагностики вирусных
болезней
животных;
овладение
современными
вирусологическими
методами
лабораторной
диагностики.

8.

Значение изучения курса
«Вирусология»
Вирусология
в
значительной
степени
занимается изучением вирусов, вызывающих
болезни у человека, животных и растений.
Кроме того, вирусы сыграли очень важную
роль в установлении основных законов
современной
молекулярной
биологии.
Например, они были использованы как
простые генетические системы (модели) для
изучения структуры и функции генов.

9.

Вирусные болезни — один из главных бичей
человечества. К ним относятся оспа, желтая
лихорадка,
бешенство,
полиомиелит,
ящур,
африканская чума свиней и др.
Несмотря на успехи профилактики и почти полную
ликвидацию
наиболее
опасных,
смертельных
вирусных болезней человека и животных, вирусы тем
не менее остаются самой распространенной
причиной болезней человека и животных.
Например острых респираторных и желудочнокишечных болезней, а также таких серьезных
болезней, как гепатит и генитальный герпес у
человека, бешенства и африканской чумы свиней у
животных.

10.

При этом новые вирусы появляются постоянно.
Большая часть их, вероятно, не представляют собой
действительно новые вирусы, а только теперь
выявляются.
Поэтому,
изучение
курса
«Вирусология»
позволит будущим специалистам, на основе
полученных знаний, своевременно выявлять вирусы
и их мутации в окружающей среде, проводить
диагностику, профилактику и терапию вирусных
болезней.

11.

История (этапы) развития вирусологии
Ранние упоминания о вирусных болезнях людей и
животных первоначально встречались в древних
папирусах, сказаниях и мифах народов, затем в
трудах Гиппократа (460-377 гг. до н.э.), Галена (131211 гг. н.э.), Авиценны (980-1037 гг. н.э.).
Гиппократ (III-IV в. до н.э.)
Авиценна (980—1037)

12.

Изображения в храме
египетской богини
плодородия Изиды
людей с «сухой ногой и
конской стопой», т.е. с
атрофированной и
укороченной
конечностью,
опирающейся на
пальцы,
свидетельствовали о
заболеваниях людей
полиомиелитом.

13.

Вспышки бешенства у волков, шакалов и собак за 23 тыс. лет до н.э. египтяне связывали с появлением 1920 июня перед восходом солнца яркой звезды Сириус,
которую изображали в виде Бога-человека с пёсьей
головой.
Известно, что за 1000 лет до н.э., в Китае
«бушевала» натуральная ocпа, Только в 18 веке от неё
умерло около 60 млн.человек.

14.

В результате, в истории развития
вирусологии как науки выделяют следующие
четыре этапа.
Первый этап. С древних
времён до 1892 г. Вирусология как
наука пока ещё не была
сформирована, но многие
вирусные болезни были описаны
и были предложены первые
методы специфической
профилактики. Этот этап
характеризуется первыми
попытками вакцинации против
оспы (Эдуард Дженнер, 1796 г.) и
бешенства (Луи Пастер, 1885 г.).
Э. Дженнер (1749-1823)

15.

Луи Пастер был первым, кто
начал (1881 г.) систематически
использовать лабораторных
животных в работах по
изучению вируса бешенства.
Его исследования по
инокуляции материала,
полученного от больных
бешенством, в мозг кролика
были провозвестниками более
поздних экспериментов, в
которых вирусные агенты стали
вводить непосредственно в
высоковосприимчивый к
Луи Пастер (1822-1895)
заболеванию орган или ткань.

16.

Второй этап. С 1892 г. по 1940 год.
Д. И. Ивановский
(1864-1920)
Его начало связано с исследованиями
русского учёного ботаника Дмитрия
Иосифовича Ивановского. Он установил,
что мозаичная болезнь табака (МБТ)
вызывается инфекционным началом,
фильтрующимся через мелкопористые
фильтры Шамберлана, задерживающие в
то время все известные бактерии.
Ещё будучи студентом
Петербургского университета Ивановский
интересовался болезнями табака и
изучал их на Украине и в Молдавии.
МБТ названная так в 1886 г. голландским
агрономом А.Э. Майером из-за
мозаичного расположения тёмно- и
светло-зелёных пятен на листьях табака.

17.

Ивановский листья больных растений табака
растёр в фарфоровой чашке, их сок процедил через
полотно и при помощи капиллярных трубочек
впрыснул эту жидкость в жилки здоровых листьев
табака. Через две недели 80% инфицированных
растений были поражены мозаикой. На заседании
Императорской Санкт-Петербургской Академии наук
в 1892 г. Ивановский доложил о результатах своих
опытов.

18.

Независимо от Ивановского в 1898 г. Мартин
Бейеринк в Высшей политехнической школе в
Делфте получил аналогичные результаты. Однако
своё сообщение он закончил выводом:
что, во-первых, мозаику табака вызывают не
микробы, а «contagium vivum fluidum» (жидкое
заразное начало), или, короче, фильтрующийся
вирус (термин «virus-яд» употреблялся в то время в
значении возбудителя, инфекционного начала любой
болезни);
во-вторых, вирус размножается лишь в живых
органах растений, и, в-третьих, вирус можно
уничтожить кипячением, но при высушивании его
вирулентные (инфекционные) свойства сохраняются.

19.

Ивановский в дальнейшем стал развивать свою
теорию и доказал, что возбудителем МБТ является
contagium fixum – твёрдое инфекционное начало.
Термин «фильтрующийся вирус» продержался с тех
пор довольно долго и только с 1940 г. стал применятся
в сокрощённой форме – virus. Только в 1939 г. группа
учёных под руководством Фуска впервые увидела
вирус табачной мозаики с помощью первой модели
электронного микроскопа.

20.

В связи этим Дмитрий Иосифович Ивановский
считается основоположником учения о вирусах.
Своими исследованиями он выявил и обосновал три
характерные особенности вирусов:
1) фильтруемость — способность проходить
через бактериальные фильтры;
2) контагиозность — способность заражать
здоровый организм после фильтрации;
3) корпускулярность — т.е. вирус состоит из
дискретных частиц-телец, имеет определенную
морфологическую структуру, а не является жидким
живым началом (contagium vivum fluidum).

21.

Затем последовала серия научных открытий,
подтверждающих вирусную этиологию многих давно
известных человечеству болезней
В 1897 году немецкие ученые Фридрих Лёффлер
и П. Фрош установили вирусную природу ящура.
В 1902 году последовало открытие возбудителей
чумы крупного рогатого скота (Николь и Адиль-Бей).
В 1903 году чумы свиней (Швейнитц и Дорсе).
В 1905 году чумы собак (Карре) и тд.
В 1915 году Ф.Туорт и в 1917 год Ф. д' Эрелль
открыли вирусы бактерий - бактериофаги.

22.

Другая важная веха на рубеже столетия - это опыты
Военной комиссии США по желтой лихорадке, которыми
руководил Уолтер Рид. В них было установлено, что вирус
желтой .лихорадки - первый обнаруженный вирус человека присутствует в крови больного в течение первых трех дней
лихорадки, вирус может передаваться при укусе комара и
прежде, чем комар приобретает способность передавать
инфекцию, должно пройти определенное время. Так
появилось представление о внешнем инкубационном
периоде.
Через 30 лет, когда Макс Тейлор, положивший начало
современному этапу работ над желтой лихорадкой,
усовершенствовал и ввёл в систему «животное-хозяин»
использование в качестве восприимчивых животных-хозяев
мышей. Развитие его подхода в конечном итоге привело к
получению других вирусов, причем кульминацией в этом
цикле работ стало выделение Далдорфом и Сайклзом в 1948
г. группы вирусов эпидемической миалгии на мышах-сосунках.

23.

В начале тридцатых годов кроме мышей стали
использовать также куриные эмбрионы, т. е. появился еще
один источник тканей, чувствительных к заражению вирусами
и способных поддерживать их размножение, особенно
подходящий для группы поксвирусов.
По мере того как появлялись и совершенствовались все
эти
экспериментальные
системы,
развивались
количественные методы исследований. К ним относится
тестирование на людях лимфы, содержащей вирус
осповакцины, которое начали проводить с 1920 г., а также
методы определения других вирусов, разработанные после
появления работы Гарви и Актона с вирусом бешенства в
1923 г.

24.

Третий этап. С 1940 по 1972 годы
1940 год оказался переломным в бурном развитии
вирусологии. Э. Гудпасчур ((в начале тридцатых годов)
предложил использовать для выделения вирусов из
исследуемого
материала
куриные
эмбрионы.
Это дало возможность далее открыть и культивировать
вирусы инфекционного ларинготрахеита птиц, оспы птиц,
ньюкаслской болезни, а также вирусы кори, гриппа и
многие другие.
Развитие вирусологии очень сильно зависело от
разработки метода культур клеток, которые сначала
появились в конце 20-х годов, а затем в 40-х годах были
применены для исследования вирусов энцефалитов. В
1949 г. Дж. Эндерс, Ф. Роббинс и Т. Уэллер закончили
исследование по созданию однослойной культуры клеток
и в 1954 г. были удостоены Нобелевской премии.

25.

В 1949 г. в ключевом эксперименте Эндерса и др. было
показано, что культуры клеток способны поддерживать рост
вируса полиомиелита. Это открытие возвестило о приходе
эры современной вирусологии и послужило толчком к ряду
исследований, которые в конечном итоге привели к
выделению многих вирусов, вызывающих серьезные болезни
у человека и животных.
Выделение ряда энтеровирусов (Коксаки, ECHO) и
респираторных
(адено-,
респираторно-синцитального)
вирусов привело к тому, что были установлены причины
большого числа болезней, вирусное происхождение которых
до того момента лишь предполагали. Параллельно с этими
исследованиями после 1952 г., когда Дульбекко применил к
вирусам животных метод бляшек (негативных колоний), в
количественную вирусологию вошли системы культур ткани.
Метод бляшек был прямым продолжением исследований,
проводившихся на бактериях и бактериофагах.

26.

Открытия этих лет стали также возможными после
того, как М. Бориес и Н. Руск сконструировали
электронный микроскоп, усовершенствование которого
позволило в 50-60 годы более детально изучить
структуру вирусов и процессы их репродукции. Таким
образом, 50-е и 60-е годы стали золотым веком
медицинской и ветеринарной вирусологии.
Вирусология (virus – яд, logos – наука) – это наука
о
вирусах,
субмикроскопических
внутриклеточных
паразитах, вызывающих многочисленные болезни
животных.
человека, растений, грибов, бактерий и
простейших.
Становление вирусологии как науки
произошло
после
выделения
вируса
как
самостоятельной
единицы,
способной
вызывать
инфекцию, До этого главенствующей дисциплиной в
изучении микромира являлась бактериология.

27.

Четвёртый этап. С 1972 г. по настоящее
время
Появились доказательства, что многие опухолевые
заболевания вызываются вирусами
(гемобластозы
(лейкоз), папилломатоз и др.).
Помимо вирусов, обнаружена особая форма жизни
- вироиды (Т.О. Дайнер, 1972 г.), представляющие собой
вирусы растений и состоящие только из небольших
молекул РНК и лишённые белковой оболочки.
В 1982 г. американский биохимик Стэнли Прузинер
открыл патогенный агент – прион, инфекционные
белковые частицы, вызывающие медленные инфекции у
человека (Куру, болезнь Крейтцфельда-Якоба, синдром
Герстмана-Штрейусслера-Шенкера и др.) и животных
(скрепи овец, губчатая энцефалопатия крупного рогатого
скота и др.)

28.

Вирусологию условно можно подразделить
на общую и частную.
Общая вирусология изучает природу и происхождение
вирусов , их классификацию, строение и химический состав,
генетику и селекцию, устойчивость к физико-химическим
воздействиям, общие механизмы взаимодействия вируса и
клетки, вируса и макроорганизма, основы противовирусного
иммунитета, общие признаки (клинику) вирусных болезней,
методы диагностики и профилактики.
Частная вирусология изучает название и систематическое
положение конкретных возбудителей, строение, размеры и
устойчивость
вирионов,
лабораторные
методы
культивирования, антигенные свойства, эпизоотологические
особенности вызываемой болезни, методы диагностики,
терапию и специфическую профилактику.

29.

Связь вирусологии с другими науками, роль
вирусов в инфекционной патологии.
С 1956 года вирусология способствовала
развитию многих дисциплин (генетика, онкология,
молекулярная биология и др.), что обусловлено
использованием вирусов в качестве биологических
моделей. Подробное изучение вирусных инфекций
возможно при использовании методов, позволяющих
изучить
взаимодействие
вирусов
с
клеткой
(гистология), вызываемых ими клинических и
патоморфологических изменений
(эпизоотология,
патологическая анатомия). Это, в первую очередь
связано с тем; что роль вирусов в инфекционной
патологии возрастает, и этому способствует ряд
факторов.

30.

1. Отсутствие эффективных химиопрепаратов,
позволяющих полностью инактивировать вирус в
организме человека и животного.
2. Широкое использование вирусов в качестве
биологических
моделей
для
изучения
общебиологических процессов.
3. Широкая распространенность вирусов среди
молодняка,
вызывающих
респираторные и кишечные болезни.
4. Постоянное выделение «новых» вирусов из
организма клинически здоровых животных и
человека, роль которых до настоящего времени
остается неизвестной.
5. Способность вирусов вызывать внутриутробную
патологию и онкологические болезни.

31.

Вопрос 2. Свойства,
природа и происхождение
вирусов

32.

Свойства вирусов.
Вирусы (лат. Virus - яд) - мельчайшие неклеточные
инфекционные агенты, отличительными признаками которых
являются паразитизм на генетическом аппарате живых
клеток и наличие в геноме вируса нуклеиновой кислоты
только одного типа. Вирусы поражают все формы жизни от
растений
и бактерий до животных и человека. Вирусы
являются представителями четвертого царства природы –
«Vira».
Термином «вирус» определяют зрелый внутриклеточный
вирус, закончивший все стадии внутриклеточного развития.
По предложению А. Львова, Т. Адерсена и Ф. Жакоба в 1959 г.
зрелый внеклеточный вирус назвали вирионом. Термин
вирион заменил прежние термины: элементарные тельца,
вирусные частицы, вироспоры который предложил В.Л.
Рыжков в 1955 г.

33.

Таким образом вирусы являются своеобразной формой
жизни, обладающей конкретными свойствами,
характерными для других организмов.
1. Способность к самовоспроизведению (репродукции).
2. Способность передавать потомкам основные свойства
- наследственность. При большом числе генераций
определенный вирус стойко передаёт только свои,
характерные для него свойства. При этом отмечается
консерватизм наследственности у возбудителя оспы и,
наоборот, большая изменчивость у вирусов гриппа и
иммунодефицита человека.
3. Генетическая
изменчивость.
Мутации генов вируса
гриппа А происходят в миллион раз быстрее, чем в клетках,
в которых пни паразитируют. Иммунная система человека
не успевает за данными изменениями, вот почему даже при
наличии массы противогриппозных вакцин управлять
данной инфекцией человек еще не научился.

34.

4. Адаптация к определенной экологической нише, к
определенному хозяину (растения, бактерии,
грибы,
простейшие,
насекомые,
земноводные,
теплокровные
животные и человек). Отдельные группы вирусов циркулируют
со сменой хозяев, это полигостальные вирусы (вирусы
«рождённые»
членистоногими
арбовирусы),
они
размножаются в организме насекомых и животных; другие
вирусы относятся к моногостальным и имеют узкий круг
хозяев (бактериофаги).
5. Способность вызывать инфекцию, размножаться в
клетке хозяина.
6.Функционирование вирусного генома по общим законам
генетического кода (репликация ДНК: А-Т (аденин-тимин) и
Г-Ц (гуанин-цитозин); репликация РНК: У-Ц (урацил-цитозин) и
А-Г (аденин-гуанин).
7. Вирусы эволюционируют и движущей силой их
эволюции является естественный отбор.

35.

Несмотря на то, что вирусы относятся к представителям
живого, их нельзя назвать организмами. Вирусы имеют
ряд принципиальных отличий от других живых систем.
1. Малые размеры вирусов. Самые мельчайшие из
них - вирусы ящура, полиомиелита имеют размеры около 1025 нм (нанометр), средние (гриппа, парагриппа) – 100-120 нм,
крупные (оспы) - достигают до 350 нм.
Массу вирионов
.
измеряют в Дальтонах. Дальтон
(Да) - масса 1 атома
водорода, которая равна 1,67х10-24 г.
2. Простое строение вириона - геном, состоящий из
ДНК или РНК, и капсид. Прионы не содержат генетического
материала и представляют собой инфекционный белок.
3. Отсутствие клеточного строения (нет цитоплазмы,
клеточных мембран, рибосом).

36.

4. Наличие у вириона только одного вида
нуклеиновых кислот - ДНК или РНК по этому принципу
вирусы разделены на два подцарства;
5. Отсутствие способности к росту и бинарному
(простому поперечному) делению. Их репродукция
возможна только в живых клетках и никогда на искусственных
средах.
6.
Дизъюнктивный
(разобщенный)
биосинтез
структурных компонентов вируса внутри клетки.
7. Особая ступень паразитизма. В отличие от
гельминтов
(паразитизм
на
организменном
уровне),
малярийных плазмодиев и гонококков (паразитизм на
клеточном уровне), вирусы паразитируют на молекулярном
(генетическом) уровне.
8. Способность к интеграции собственного генома с
геномом клетки хозяина. Тем самым вирус подчиняет клетку
работать на себя (онковирусы).

37.

9. Вирусы не могут существовать без клетки хозяина,
так как его репродукция возможна только в клетке хозяина.
Это
связано
с
отсутствием
собственных
систем
энергообеспечения.
10. Вирусы могут иметь фрагментированный геном
(вирус гриппа А - 8
отдельных фрагментов, гриппа В – 7
фрагментов,
окруженных
собственным
белком),
или
разобщенный геном (генетическая информация распределена
между 2-3 вирионами, которые могут объединиться только
внутри клетки хозяина, при этом путь проникновения может
быть различным.
11. Вирусы способны к кристаллизации. Вирусы
растений обладают свойством кристаллизоваться, при этом
вирусные
частицы
сохраняют
инфекционность.
Кристаллизация происходит только в зрелом, покоящемся
состоянии. Вирусы, находящиеся в процессе активной
репликации кристаллов не образуют.

38.

Природа и происхождение вирусов
Природа и происхождение вирусов остаются до настоящего
времени
самыми
сложными
вопросами,
не
имеющими
окончательных ответов. Относительно природы вирусов имеется
два противоположных мнения.
1. Сторонники
лауреата Нобелевское премии А. Львова
утверждают, что вирусы не организмы, так как не являются, как все
существа, «независимыми единицами взаимосвязанных структур и
функций».
2. Приверженцы
Нобелевского лауреата С. Лурия, полагают,
что «материал является живым, если, будучи изолированным, он
сохраняет свою специфическую конфигурацию так, что эта
конфигурация может быть интегрирована, т.е. вновь включена в
цикл, в котором участвует генетическое вещество». Но такое
представление о вирусах опровергает первое мнение.
Таким образом, согласно определению С. Лурия, вирусы не
менее живые, чем все существа, так как обладают, как все
организмы, способностью к воспроизведению, наследственностью,
изменчивостью и приспособляемостью к меняющимся условиям
среды.

39.

О происхождении вирусов существует три гипотезы
1. Согласно первой (прогрессивной) гипотезе вирусы
могли явиться первичными формами жизни, давшими начало
клеточной организации, т.е вирусы - это потомки доклеточных
форм,
сохранившиеся
вследствие
перехода
к
паразитическому
существованию
(В.М.
Жданов).
Первоначальными формами жизни являлись РНК содержащие организмы, следовательно, наиболее древними
являются РНК - содержащие вирусы, а ДНК - вирусы
образовались позднее.
2. Вторая (регрессивная) гипотеза предполагает, что
вирусы произошли от свободноживущих микробов, ставших
внутриклеточными
паразитами,
а
затем
поэтапно
утратившими энергообменные системы.

40.

3. Наибольшее число сторонников имеет третья
(регрессивная, эндогенная) гипотеза, согласно которой
вирусы произошли от содержащих нуклеиновые кислоты
структур и органелл клеток или генетических элементов
клетки,
ставших
автономными
самопроизводящимися
элементами.
Её приверженцы полагают, что источником ДНК-вирусов
могли явиться гены митохондрий и хлоропластов, а РНКвирусов - рибосомы или же иРНК клеток и ДНК-содержащих
вирусов, Но в ней не затрагиваются источники получения
генного
материала
одноцепочечных
ДНК-вирусов
и
двухцепочечных РНК-вирусов, а также механизм репликации
вирионной РНК, которых не имеет ни одна клетка.
Таким образом, вопрос о происхождении вирусов
остается нерешённым и лишь только то, что ДНК- и РНК вирусы произошли от разных предков и эволюционируют
двумя путями, ни у кого не вызывает сомнений.