Особенности генетики вирусов

Геном вирусов имеет простое строение и малую молекулярную массу. Число генов у вирусов колеблется от 4 до 6 (парвовирусы) до 150 генов и больше (вирус оспы). В основе изменчивости вирусов лежат мутации. Мутации носят случайный характер или могут быть направленными. Вирус, являясь облигатным внутриклеточным паразитом, реализует этот паразитизм на генетическом уровне. Присутствие нескольких типов вирусов в инфицированных клетках, т.е. смешанная инфекция, может приводить к таким генетическим взаимодействиям между ними, как множественная реактивация, рекомбинация, кроссреактивация и др.; могут иметь место и негенетические взаимодействия – комплементация и др. Множественная реактивация – процесс взаимодействия вирусов с поражением разных генов, в результате которого взаимодействующие вирионы дополняют друг друга благодаря генетической рекомбинации, образуя неповрежденный вирус. Рекомбинация – обмен генетическим материалом между вирусами – возможна в виде обмена генами (межгенная рекомбинация) или участками одного и того же гена (внутригенная рекомбинация). У вирусов рекомбинация происходит в процессе заражения двумя или более типами вирусов, отличающимися друг от друга по генетическим признакам. Вариантом рекомбинации является перекрестная реактивация, или кроес-реактивация, происходящая в том случае, когда у одного из штаммов вируса часть генома повреждена, а другой геном нормальный. При смешанной инфекции двумя такими вирусами в результате рекомбинации появляются штаммы вируса со свойствами родительских микроорганизмов. В качестве примера негенетического взаимодействия вирусов может быть приведена комплементация: при смешанной инфекции стимулируется репродукция обоих участников взаимодействия или одного из них без изменения генотипов вирусов. Комплементация широко распространена среди вирусов и наблюдается между как родственными, так и неродственными вирусами. Обмен генетическим материалом при этом феномене не наблюдается. Если геном одного вируса заключен в капсид другого вируса, этот феномен называется фенотипическим смешиванием, наблюдаемым при смешанной инфекции. Возможны также генетические взаимодействия неродственных вирусов, изучаемые генетической инженерией (см. главу 6).

Изучение генетики микроорганизмов не только имеет важное биологическое значение, но и способствует решению многих медицинских пооблем, таких, как разработка патогенетических основ лечения и профилактики инфекционных болезней, способов диагностики (гтолимеразная цепная реакция, ДНК-зонды), создание профилактических, лечебных и диагностических препаратов.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) основана на амплификации, т.е. увеличении количества копий специфического («маркерного») гена возбудителя. Для этого двунитчатую ДНК, выделенную из исследуемого материала, денатурируют («расплетают») и достраивают к «расплетенным» нитям ДНК новые комплементарные нити, в результате чего из одного гена образуются два. Этот процесс копирования генов многократно повторяется при различных температурных режимах. Достраивание новых комплементарных нитей ДНК происходит в пробирке (in vitro) при добавлении к амплифицируемым генам праймеров (затравки из коротких однонитевых ДНК), ДНК-полимеразы и нуклеотидов.

Дата добавления: 2015-08-18