Мутация вирусов характеристика мутагенов


добавить материал

[ исправить ] Текст может содержать ошибки, пожалуйста проверяйте прежде чем использовать.
Скачать

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФГОУ ВПО

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра микробиологии и вирусологии

реферат

«Мутация вирусов, характеристика мутагенов»

Орел - 2008

план

введение

Мутация у вирусов

Частота мутаций и механизмы их возникновения

Модификации, вызываемых хозяином

Изменчивость вирусов при пассажах

Изменчивость вирусов при пассажах на животных

Изменчивость вирусов при пассажах на куриных эмбрионах

Изменчивость вирусов при пассажах на культуре клеток

Изменчивость вирусов, возникающая в процессе пассажей при пониженных и повышенных температурах

химические мутагены

физические мутагены

вывод

список литературы

введение

Улучшение безопасности и продуктивности сельскохозяйственных животных невозможно без дальнейшего совершенствования ветеринарного обслуживания животноводства. среди ветеринарных дисциплин важное место принадлежит вирусологии. современный ветеринарный врач должен знать не только клинико - патологическую сторону болезни, но и мама четкое представление о вирусы Их свойства, методы лабораторной диагностики и особенности постинфекционного и поствакцинального иммунитета.

Вирусы - облигатные внутриклеточные паразиты животных, растений, насекомых, бактерий, грибов, простейших и других живых существ.

Вирусы изменяют свой свойства как в естественных условиях размножения , Так и в эксперименте. В основе наследственного изменение свойств вирусов могут лежать два процессы 1) мутация , То есть изменение последовательности нуклеотидов в определенном участке генома вируса, ведет к фенотипически выраженного изменения свойства; 2) рекомбинация, то есть обмен генетическим материалом между двумя близкими, но отличаются по наследственным свойствам вирусами.

Мутация у вирусов

Мутация - изменчивость, связанная с изменением самих генов. Она может иметь прерывистый, скачкообразный характер и приводить к устойчивым изменением наследственных свойств вирусов. все мутации вирусов делятся на две группы:

спонтанные;

индуцированные;

По протяженности их делят на точечные и аберрационные (изменения, затрагивающие значительный участок генома). точечные мутации обусловленные заменой одного нуклеотида (для РНК-содержащих вирусов). Такие мутации могут иногда ревертировать с восстановлением исходной структуры генома.

Однако мутационные изменения способны захватывать и большие участки молекул нуклеиновых кислот, то есть несколько нуклеотидов. В этом случае тоже могут происходить выпадение, вставки и перемещения (транслокация) целых участков и даже повороты участков на 180 ° (так называемые инверсии), смещения рамки считывания - большие перестройки в структуре нуклеиновых кислот, а следовательно, и нарушения генетической информации.

Но не всегда точечные мутации приводят к изменению фенотипа. Есть ряд причин, по которым такие мутации могут не проявляться. Одна из них - вырожденность генетического кода. Код белкового синтеза выродились, то есть некоторые аминокислоты могут кодироваться несколькими триплетами (кодонами). Например, аминокислота лейцин может кодироваться шестью триплетами. Вот почему, если в молекуле РНК в результате каких-то воздействий произошла замена триплета ЦУУ на ЦУЦ, ЦУА на ЦУГ, то в молекуле синтезируемого белка все равно включится аминокислота лейцин. Поэтому ни структура белка, ни его биологические свойства не нарушатся.

Природа пользуется своеобразным языком синонимов и, заменяя один кодон другим, вкладывает в них одно и тоже понятие (Аминокислоту), сохраняя, таким образом, в синтезированных по белку его естественную структуру и функцию.

Другое дело, когда какая аминокислота кодируется всего одним кодоном, например, синтез триптофана кодируется только одним кодоном УГГ и замены, то есть синонима, нет. В этом случае в белок включается какая-то другая аминокислота, может привести к появлению мутантного признака.

Аберрация в фагов обусловлена ​​делеция (выпадением) различного числа нуклеотидов, от одной пары к последовательности, обусловливает одну или несколько функций вируса. Как спонтанные, так и индуцированные мутации делят также на прямые и обратные.

Мутации могут иметь разные последствия. В одних случаях они ведут к изменению фенотипических проявлений в нормальных условиях. Например, увеличивается или уменьшается размер бляшек под агаровой покрытием; увеличивается или ослабляется нейровирулентность для определенного вида животных; вирус становится более чувствительным к действию химиотерапевтического агента и т. п.

В других случаев мутация является летальной, так как вследствие ее нарушается синтез или функция жизненно важного вирус-специфических белков, например вирусной полимеразы.

В некоторых случаях мутации являются условно летальными, так как вирусспецифической белок сохраняет свои функции в определенных для него условиях и теряет эту способность в Неразрешающаяся (непермиссивних) условиях. -мутациы, при которых вирус теряет способность размножаться при повышенных температурах (39 - 42 ° С), сохраняя эту способность при обычных температурах выращивания (36 - 37 ° С).

Типичным примером таких мутаций является температурно-чувствительные - ts-мутации, при которых вирус теряет способность размножаться при повышенных температурах (39 - 42 ° С), сохраняя эту способность при обычных температурах выращивания (36 - 37 ° С).

Морфологические или структурные мутации могут касаться размера вириона, первичной структуры вирусных белков, изменения генов, детерминирующих ранние и поздние вирусспецифической ферменты , Обеспечивающие репродукцию вируса.

по своему механизмом мутации могут быть тоже разными. В одних случаях происходит делеция, то есть выпадение одного или нескольких нуклеотидов, в других - происходит встраивания одного или нескольких нуклеотидов, а в некоторых случаях - замена одного нуклеотида другим. [1]

Мутации могут быть прямыми и обратными. Прямые мутации меняют фенотип, а обратные (реверсии) - его восстанавливают. Возможны истинные реверсии, когда обратной мутация происходит вместе первичного повреждения, и псевдореверсии, если мутация происходит в другом участке дефектного гена (интрагенная угнетение мутации) или в другом гене (екстрагенная угнетение мутации). Реверсия не является редким событием, так как ревертанты обычно более приспособлены к данной клеточной системе. Поэтому при получении мутантов с заданными свойствами, например вакцинных штаммов, приходится считаться с возможным их реверсией к дикого типа.

Вирусы отличаются от других представителей живого мира не только своими малыми размерами, избирательной способностью размножаться в живых клетках, особенностями строения наследственного вещества, но и значительной изменчивостью. Изменения могут касаться величины, формы, патогенности, антигенной структуры, тканевого тропизма, устойчивости к физико - химическим воздействиям и других свойств вирусов. Значение причин, механизмов и характера изменения имеет большое значение при получении необходимых вакцинных штаммов вирусов, а также для разработки эффективных мер борьбы с вирусными эпизоотиями, в процессе которых, как известно, свойства вирусов могут существенно изменят одной из причин сравнительно высокую способность вирусов изменять свои свойства является то, что наследственное вещество этих микроорганизмов менее защищено от воздействия внешней среды.

Мутация вирусов может возникать в результате химических изменений цистрона или нарушение последовательности их расположения в структуре молекулы вирусной нуклеиновой кислоты.

В зависимости от условий различают естественную изменчивость вирусов, наблюдалась в обычных условиях размножения, и искусственную, получаемый в процессе многочисленных специальных пассажей или путем воздействия на вирусы особых физических или химических факторов ( мутагенов ). [2]

В естественных условиях изменчивость проявляется не у всех вирусов одинаково. Наиболее ярко этот признак выражен у вируса гриппа. В значительной изменчивости склонен вирус ящура. Об этом свидетельствует наличие большого количества вариантов в разных типов этих вирусов, и существенные изменения его антигенных свойств в конце почти каждой эпизоотии.

Частота мутаций и механизмы их возникновения

мутации бактериофагов изучались очень интенсивно не только с целью генетического анализа, но и для получения информации о свойствах самих фагов. Частота появления тех или иных мутантов в фаговой потомство варьирует в довольно широких пределах: например, некоторые мутанты образуются с частотой не выше 10, тогда как другие возникают с частотой 10 и выше. Неблагоприятный эффект высокой частоты мутаций обычно компенсируется действием отбора. Например, мутант фага может быть вытеснен диким типом, который дает больше выход фага.

Высокая частота вспонтанного возникновения обычно характерна для таких мутаций, которые могут происходить во многих сайтах одного локуса. В тех случаях, когда нормальный признак Соответствует функциональной форме гена, а мутантный появляется в результате какого-то изменения в любой точке данного локуса, частота прямых мутаций будет выше, чем частота обратных, так как обратные мутаций должны приводить к восстановлению нормального состояния. Иногда ревертанты оказываются на самом деле псевдоревертантами: это происходит либо в результате изменений в любом другом гене (супресорние мутации), или вследствие изменений в том же гене, которые обусловливают другую, но также активную форму продукта.

В зрелых фаговых частиц частота вспонтанних мутаций очень низкая, но их можно идуцировать, воздействуя любыми мутагенными факторами, например рентгеновскими или ультрафиолетовыми лучами, азотистой кислотой, гидроксиламином или алкилирующие агентами. Азотистая кислота дезаминирует основания нуклеотидов, а етилметилсульфонат их етилирует. Гидроксиламин превращает щитозин в урацил. При зарожении модифицированными фагами вследствие ошибок, происходящих при репликации химически измененной нуклеиновой кислоты, возникают мутации, и потомство фага, высвобождается из одной бактерии, содеожит как нормальные, так и мутантные частицы. Однако, как и следовало ожидать при обработке мутагеном фага, содержащий одноцепочечную ДНК, образуется чистый клон мутанта.

изучение мутационного процесса , Что происходит во время размножения фага, имеет большое прямое отношение к анализу развития фага. Сначала рассмотрим спонтанный мутационный процесс . В бактериальной клетке, в которой произошла мутаций фага, образуется как нормальный, так и мутантный фаг. Число мутантных фаговых частиц, которые в популяции фага, выходит из данной единичной бактериальной клетки, очевидно, определяется характером репродукщии фага, ибо новые гены могут образоваться только путем репликации предсуществовавших. Если вероятность данной мутации при каждой репликации одинакова, то число возникли мутантов зависит от механизма репликации. Например, если каждая новая копия гена образуется независимо от других, то распределение мутантных копий в потомстве фага из разных инфицированных бактерий будет случайным. Если же, наоборот, каждая из образовавшихся копий будет в свою очередь репродуцироваться, то мутантные копии будут встречаться группами, или клонами, состоящими из мутантных «сибсов».

Для проверки этих предложений были проведены эксперименты. -мутанты (вызывающие быстрый лизис).

Бактериальные клетки заражали фагом Т2 и подсчитывали бляшки, образованные мутантными частицами, - r-мутанты (вызывающие быстрый лизис). Затем находили распределение по частоте клонов, содержащих 1, 2, 3 ,. . .5 ... Мутантов, и сравнивали найденное распределение с рассчитанным, основанный на предположении, что воспроизведение фаговых генов - экспоненциальный процесс, состоящий из последовательных дупликаций, а вероятность мутации гена при каждой репликации - величина постоянная. , С которой образуются клоны, содержащие Если эти предположения верны, то следует ожидать, что частота y, с которой образуются клоны, содержащие

х (= 2) мутантов, будет такой:

- вероятность мутации, N - конечное число копий гена, а n - число поколений фаговых генов, полученных в данном опыте.

где m - вероятность мутации, N - конечное число копий гена, а n - число поколений фаговых генов, полученных в данном опыте. образования клонов, содержащих x или более мутантов: Поскольку на практике геномы фага реплицируются несинхронно, удобнее анализировать распределение мутантов, исходя из частоты Yx образования клонов, содержащих x или более мутантов:

Распределение, полученный в эксперименте очень хорошо совпадает с теоретическим, особенно если учитывать влияние, которое оказывает на результаты опыта ограничена величина каждого выхода фага - составление зрелых фаговых частиц из фонда реплицируются элементов. Из полученных данных следует, что репликация генов фага - экспоненциальный процесс, аналогичный размножению любого организма, которое происходит путем повторных делений. Конечно, эта аналогия носит чисто формальный характер и просто следствием полу консервативного механизма репликации фаговой ДНК, то есть результатом образования с каждой двухцепочечной молекулы ДНК двух новых двухцепочечных молекул. [3]

интересная ситуация была обнаружена при анализе распределения мутантов, образовавшихся в результате обработки фага Т4 мутагеном етилметилсульфонатом. Оказалось, что клоны с 1, 2, 4, 8 мутантами встречались примерно с одинаковой частотой. Известно, что действие этого мутагена на фагов ДНК состоит в этилирования гуанина. Поэтому полученные данные были интерпретированы в том смысле, что для каждого етилгуанина, что входит в состав ДНК, существует некоторая постоянная вероятность замены на неправильная основа. Итак, какая мутация может возникнуть с равной вероятностью в любой генерации фага и все копии, которые образуются после этого события, будут мутантами. Результаты этого опыта показали, что цепи ДНК исходных частиц фага Т4 неоднократно копировались внутри одной зараженной бактериальной клетки.

Модификации, вызываемых хозяином

В дополнение к мутациям бактериофаги подвергаются негенетических изменений, в которых основная роль принадлежит клетки-хозяина. , Human, 1952; Arber, 1965, 1974).

Это явление получило название модификаций, вызываемых хозяином (Luria, Human, 1952; Arber, 1965, 1974). Важность этих модификаций для молекулярной биологии заключается в том, что они продемонстрировали способность внутриклеточной среды вызывать такие изменения в химическом строении генетического материала, с помощью которых можно идентифицировать клеточные линии, синтезирующих ДНК. Подобные явления были впервые открыты на фаговой ДНК, однако они верны и для любой ДНК бактериальной клетки. Есть также наблюдения, согласно которым этот феномен справедлив и для эукариотических клеток. В особых случаях могут возникнуть более сложные ситуации. Двусторонняя ограничения фага двумя хозяевами иногда наблюдается, но оно не является обязательным.

Фаг, который откидывается клетками, способен адсорбироваться на них и инъецировать свою ДНК. Однако часть последней быстро разрушается и репликации не происходит. -нуклеазы), которые способны узнавать особые участки ДНК и расщеплять их, если они НЕ были модифицированы под влиянием М-ферментов.

Деградация ДНК обусловлена ​​специфическими эндонуклеазы (рестриктазы, или R-нуклеазы), которые способны узнавать особые участки ДНК и расщеплять их, если они не были модифицированы под влиянием М-ферментов. После этого происходит расщепление ДНК экзонуклеаза к отдельным нуклеотидов. -нуклеаз и одновременно М-ферменты, Которые предохраняют собственную ДНК клетки. Бактериальный штамм может иметь одну или несколько R-нуклеаз и одновременно М-ферменты, которые предохраняют собственную ДНК клетки. Предложено удобная номенклатура этих ферментов. -нуклеаз не всегда совпадают с участками расщепления ДНК; возможно, фермент способен мигрировать вдоль цепи, прежде чем он найдет участок, где ДНК подвергнется расщепления. Согласно ряду данных, участки узнавания R-нуклеаз не всегда совпадают с участками расщепления ДНК; возможно, фермент способен мигрировать вдоль цепи, прежде чем он найдет участок, где ДНК подвергнется расщепления. Модификации обычно заключается в метилировании аденина или цитозина в специфических участках ДНК. -аденозилметионин. Донором метильных групп при этом служит S-аденозилметионин. - и М-ферментами, часто являются палиндромамы: Участки, которые способны распознаваться R - и М-ферментами, часто является палиндромами:

... 3

5 ... pGpTpPupPypApCp ... 3

... 5

3 ... pCpApPypPupTpGp ... 5

и Py обозначают соответственно пурины и пиримидины.

где Pu и Py обозначают соответственно пуринов и пиримидинов. Метилирования даже одной цепи вполне достаточно для защиты последовательностей от действия рестриктаз. -активности входят в состав ферментного комплекса, построенного из нескольких субъединиц. М и R-активности входящих в состав ферментного комплекса, построенного из нескольких субъединиц. Последние кодируются системой из трех генов. Одна из субъединиц ответственная за распознавание нуклеотидной последовательности.

Функциональная роль модификаций, вызываемых хозяином , Неясная. Они способны защитить данный штамм бактерий от массивно разрушения фагами, растущие на различных бактерии. В более общем виде роль модификаций можно определить как защиту от попадания неприемлемой чужеродной ДНК в бактериальную клетку и дальнейшего ее «приживления». Бактерия А, которая отвергает фаг, размножающийся на штамме В, отвергает также и ДНК бактерии В, если ее вводить с помощью конъюгации или трансдукции.

Изменчивость вирусов при пассажах

Изменчивость вирусов при пассажах на животных .

Основоположником этого метода изменения наследственности вирусов был Пастер (1882 год), который впервые получил живую антирабической вакцины путем серийных пассажей через мозг кролика дикого (вирулентного) штамма вируса бешенства. Было продемонстрировано, что изменчивость вирулентности вируса в процессе пассажей происходит не сразу, а поэтапно, путем последовательных наследственных изменений. Так, при внутримозговом заражении кролика культурой вируса десятого пассажа инкубационный период колебался от 10 до 14 дней, после 21 пассажа он сократился до 7 - 8 дней, а штамм, выделенный после 90-го пассажа, имел строго фиксированным инкубационным периодом (6 - 7 дней) для кролика и был авирулентным для человека. Селекционированные аттенуированные вариант был использован для иммунизации людей против бешенства. Аттенуированные штамм при подкожном введении потерял патогенность для собак и кроликов, не проникала в слюнные железы, более активно размножался в мозгу кролика, вызывая при этом менее выражены патоморфологические изменения в ЦНС как исключение вызвал образование телец Бабеша - Негри и, наконец, быстро инактивировался глицерином. Этими еследованиями был открыт один из методов экспериментального получения живых вакцин против вирусных болезней.

В ряде исследований показано изменчивость отдельных свойств вируса осповакцины при пассажах на животных (кроликах, телятах и ​​других животных). Успешные опыты были проведены с вирусом желтой лихорадки, показали возможность значительного усиления нейровирулентность для мышей при пассажах через мозг, с одновременной потерей вирулентности для обезьян при подкожном и введении. В процессе чередуются подкожных и внутрибрюшинно пассажей был селекцию авирулентный вариант для мышей, сохранивший иммуногенные свойства. После 260 пассажей селекционированных мутаген использовали для приготовления живой вакцины .

Изменчивость вирулентности и других признаков при пассажах на животных наблюдали у вирусов ящура, чумы свиней, истиной чумы птиц, болезни Ньюкасла, гриппа и др

Изменчивость вирусов при пассажах на куриных эмбрионах.

Метод пассажей на куриных эмбрионах получил широкое распространение при изучении изменчивости многих вирусов. При пассажах вируса осповакцины отмечали усиление патогенности для куриного эмбриона и для кролика при подкожном введении. Был выведен мутант по ряду генетических признаков, сходных с вирусом натуральной оспы.

Вирус бешенства после 30 пассажей на куриных эмбрионах приобрел способность проникать во все ткани и органы зародыша, а после 75 пассажей потерял вирулентность для кролика при заражении в мозг.

При пассажах в куриных эмбрионах вируса ящура наблюдали снижение вирулентности для крупного рогатого скота, а после 120 пассажа вирус потерял не только патогенные, но и иммуногенные свойства. Пассажами в куриных эмбрионах был получен высокоиммуногенной штамм Н вируса ньюкаслской болезни, нашел широкое применение для приготовления живой вакцины. При пассажах на утиных эмбрионах было выделено несколько вакцинных штаммов этого вируса.

Однако при длительных пассажах в куриных эмбрионах не всегда отмечали снижение вирулентности (вирусы ньюкаслской болезни, инфекционного аборта лошадей, лошадиного энцефаломиелита, западнонильского и венесуэльского энцефалитов , Оспы птиц, классической чумы птиц и др) Так, с 16 штаммов вируса чумы крупного рогатого скота только один штамм потерял вирулентность, сохранив иммуногенные свойства. Изменчивость вирусов при пассажах в куриных эмбрионах зависит от ряда условий: свойств штамма вируса, возраста эмбрионов, способа их заражения, чередование пассажей на восприимчивом животное и эмбрионе и других факторов.

Изменчивость вирусов при пассажах на культуре клеток.

Культура клеток - одна из наиболее употребляемых методов для изменения вирулентности и других свойств вирусов. Широкое использование этого способа позволило получать по наследству измененные варианты вирусов и селекцию их с генетически неоднородной вирусной популяции. Кроме первично трипсинизированних тканей, с этой целью широко использовали перевиваемых линии клеток. Причем отдельные клеточные линии могут быть высокочувствительными к определенным вирусов, но тем не менее в них вирус не накапливается в высоких титрах. Другие же клеточные линии, обладают пониженной чувствительности к вирусам, обеспечивает накопление их высоких концентрациях.

Используя перевиваемых или первичные культуры ткани, были выделены аттенуированные штаммы вируса классической чумы птиц. Вирулентность вируса японского инцефалита была ослаблена пассирования в культуре клеток почки Хомика с последующими пассажами на мышах-сосунков. Выделенный вариант вируса потерял вирулентность для мышей при внутримозговом заражении и не передавался комарами.

За последние годы появилось много обнадеживающих сообщений о получении стабильных вирулентных штаммов вируса ящура при пассаже на различных типах культуры тканей. После многократных пассажей в культуре тканей куриного эмбриона вируса желтой лихорадки наблюдали потерю нееротропних и висцетропних свойств для обезьян с сохранением иммуногенности. Этот вариант (штамм 1917 Д) успешно используется для приготовления живой вакцины. [4]

При пассажах вируса полиомиелита в культуре почечной ткани обезьян был выделен ряд мутантов, которые не вызывают у обезьян параличей при введении в головной и спинной мозг . Авирулентные штаммы были получены при быстро следующих друг за другом пассажах, благодаря чему создаются благоприятные условия для отбора вариантов, обладающих наибольшей активностью размножения. Сочетая отбор с многократными пассажами, были выделены мутанты с наследственно ослабленной нейровирулентностью для обезьян. Для снижения вирулентности необходимо было выполнить 20-40т пассажей.

Изменчивость вирусов, возникающая в процессе пассажей при повышенных и пониженных температурах.

Убедительные данные об ослаблении вирулентности в процессе пассажей при пониженной температуре полученных в опытах с вирусом ящура. Вирус пассерованный на первичных культурах почки телят при 37 °, 28 ° и 22 °. Вирулентность проверяли на свиньях и мышах сосунков. Как выяснилось, все авирулентные для свиней варианты не размножались в культуре клеток при 40 °. В то же время вирулентные и авирулентные штаммы одинаково активно размножались при 28 °, а при 22 ° активно репродуцировали только авирулентные варианты. Однако не у всех авирулентный для свиней штаммов оптимум температуры размножения был ниже 37 °. Отдельные варианты более активно размножались при 37 ° и не размножались при 22 °. Таким образом, во всех случаях ослабления вирулентности для свиней и мышей сопровождалось изменениями активности репродукции при пониженных температурах, не дает основания считать основание абсолютной взаимосвязи в ящура между вирулентностью и активностью репродукции при пониженной и пониженной температурах.

В ряде наблюдений была так же показана возможность получения авирулентный вариантов в других вирусов в процессе пассажа их при пониженных температурах (гриппа, чумы свиней, полиомиелита, кори, японского энцефалита и др.) Да, при пассажах вирусы гриппа на куриных эмбрионах при пониженных (32-25 ° С) температурах были селекции мутанты, более активно размножаются при 28 ° и 32 °, чем при 36 °. В них закономерно наблюдалось ослабление или утрата вирулентности и токсических свойств. И, наоборот, мутанты селекционированные в процессе пассажей при повышенных температурах, более активно размножались при 39 ° и 41 °, чем исходные штаммы. Варианты потеряли свойства размножаться при 25-28 ° С

Похожие результаты были получены в опытах с другими видами вирусов. На основании проведенных исследований можно сделать выводы, что пассажи вирусов при пониженных температурах, как правило, приводили к появлению вариантов с ослабленной вирулентностью. Снижение или полная потеря ее в ряде случаев коррелировали с потерей способности размножаться при повышенных температурах.

Причина изменчивости вирусов при пассажах еще мало выяснены. Согласно селекционной теории, культура вируса генетически однородная и в процессе пассажей на животных или культуре клеток происходит отбор и накопление вариантов для которой это условие культивирования более благоприятно. Другая возможная причина возникновения вариантов при пассажах - рекомбинация вирусов. [5]

Изменчивость вирусов при пассажах принципиально не отличается от мутации, возникающие при воздействии физическими и химическими мутогенами, так как в обоих случаях изменения признаков у вируса связаны с изменениями в его генотипе. Различия между ними несущественны, главным образом количественные. Одна из особенностей изменчивости при пассажах заключается в том, что для изменения генетических признаков, особенно таких сложных полигиния признаков, как патогенность или репродуктивная активность, требуется ряд мутаций, возникающих в серии пассажей. Такого типа многоступенчатые мутации являются отражением процесса перехода количественных изменений в качественные. Следует при этом отметить, что изменения свойств у вирусов при пассажах возникают раньше, чем мы их обнаруживаем. С момента появления первых изменений к выявлению их проходит, какой-то период количественных изменений, которые на каком-то этапе пассажей переходит в качественные, существенно изменяющие наследственные признаки вируса.

химические мутагены

Предложено три классификации химических мутагенов:

Рехборна, Фриза, Раппопорта.

Фриз предложил разделить мутагены на две основные группы:

мутагены, реагирующие с нуклеиновой кислотой только во время ее репликации;

мутагены, вступающие в реакцию с покоится молекулой нуклеиновой кислоты, но требуют для формирования мута дальнейших ее репликации.

В основе молекулярных изменений вирусной нуклеиновой кислоты, которые приводят к мутации, лежат два основных процесса: замена основания или вставка основания. Различают два типа замены оснований: простую (транзиции) - на место одного пуринового основания возникает другой или один пиримидиновое основание заменяется другим; сложную (трансверсии) - вместо пуринового основания появляется пиримидиновое или пиримидиновое основание заменяется пуриновым. Вставка основания - ведет более к глубоким изменениям генетического кода, чем простая замена оснований. В то же время основанием для изменения генетического признака, имеющего одно и то же фенотипическое выражение, могут быть мутационные повреждения различных генов.

Кроме простых замен, алкилирующие агенты способны индуцировать сложные замены - пурин на пиримидин. Мутагенное действие этих соединений было показано с вирусами ньюкаслской болезни и клещевого энцефалита.

Гидроксиламин индуцирует мутации по типу образования простых замен оснований в нуклеиновой кислоте, направление которых зависит от типа нуклеиновой кислоты, содержащейся вирус. С помощью гидроксиламина были индуцированные мутации у вирусов герпеса , Ньюкаслской болезни, полиомиелита.

В последнее время был синтезирован и изучен один из аналогов гидроксиламина - оксиметилгидроксиламин (ОмГАУ), реагирующий только с цитозином, но не с урацилом РНК, а следовательно, обладает более высокой специфичностью и одной направленностью мутагенного действия.

Для вирусов человека и животных мутагеном является и формальдегид, с помощью которого были индуцированные мутанты у вируса полиомиелита и вируса западного енцефаломиелиталошадей при воздействии на очищенную РНК и внутриклеточный вирус. Механизм мутагенного действия формальдегида недостаточно изучен.

О2) как мутагена на нуклеиновые кислоты заключается в дезаминировании органических оснований, т. Е. Отщеплением от их молекул аминогруппы (NH 2).

Механизм действия азотистой кислоты (N О2) как мутагена на нуклеиновые кислоты заключается в дезаминирования органических оснований, то есть отщепление от их молекул аминогруппы (NH 2).

физические мутагены

Мутагенное действие ультрафиолетового излучения. Действие УФ лучей как мутагенов заключается в том, что они взаимодействуют с молекулами нуклеиновых кислот и поглощаются ими, особенно лучи с длинной волны 260 - 280 нм. Попадая в молекулу нуклеиновой кислоты, они поглощаются входят в ее состав органическими основаниями. Оказалось, что тимин, урацил, цитозин более чувствительны к ультрафиолетовым лучам, чем аденин и гуанин. При облучении УФ-лучами две соседние молекулы тимином соединяются друг с другом в пары, образуя так называемые тиминових диммеры.

-фенотипом в культуре клеток ФКЭ.

Под воздействием УФ-облучения получено мелкобляшечний мутант вируса западного лошадиного энцефаломиелита, обладающий стабильным S-фенотипом в культуре клеток ФКЕ. установлено принципиальную возможность получения мутаций при действии УФ-лучей на репродуцируются вирус и его нуклеиновых кислот, в которой происходят структурные нарушения РНК: компонент ее - урацил - образует диаметр и гидраты.

вывод

Не все мутации, которые образуются под влиянием мутагенов, одинаково стабильны. Мутанты, полученные при воздействии повышенной температуры, кислой среды, ультрафиолетовых лучей и ультразвуковых волн, давали около 20% реверсе, при воздействии профлавина все мутанты оказались полностью стабильными. Эти различия в стабильности связаны с неодинаковым молекулярным механизмом действия использованных мутагенов. Повышенная температура, кислая среда, ультрафиолетовые лучи вызывают главным образом локальные изменения вирусной нуклеиновой кислоты, которые ведут к замене отдельных оснований. при мутагенное действие профламина, а также частично азотистой кислоты причиной мутаций является выпадение или вставки оснований. При получении вакцинных вирусных штаммов путем воздействия на вирус мутагенами целесообразно использовать мутагены, вызывающие более глубокие изменения генетического кода - типа выпадений или вставок, так как такие мутанты обладают стабильностью наследственных свойств.

Эволюция вирусов в природе идет в разных направлениях, то есть изменение патогенности вируса, спектра патогенности, антигенные , Иммуногенные свойства вирусов и т. Д. эволюция различных видов имеет свои особенности. Одно из важных изменений, это изменение круга хозяев Приспособления к бактерий, грибов, насекомых, растений.

Список литературы:

Сюрин В. Н. ветеринарная вирусология. - второй изд., Перераб. и доп. - М .: Агропромиздат, 1991. 431 с., С ил.

Горьский Б. В. И др Основы общей ветеринарной вирусологии. Второй изд., М., «Колос», 1978., 192 с., С ил.

Гендон Ю. С. Общая и частная вирусология. - М .: Мир, 1981. - 680 с., С ил.

Земсков М. В. И др Основы общей микробиологии, вирусологии и иммунологии. - второй изд., Испр. и доп. М., «Колос», 1977., 312 с., С ил.

в редакцией Сюрин М. Руководство по ветеринарной вирусологии. - М., «Колос», 1966., 686С.

Добавить в блог или на сайт

Этот текст может содержать ошибки.


Биология

| реферат
75.8кб. | Скачать
Похожие работы:
свойства вирусов
маскировки вирусов
разнообразие вирусов
культивирование вирусов
Медицинское и ветеринарное значение вирусов
Классификация структура и особенности биологии вирусов
Методы защиты от компьютерных вирусов
Несколько классических примеров компьютерных вирусов
Защита программ от компьютерных вирусов