Полиомиелит, құтыру, шешек, герпес, адамның жүре пайда болған иммун тапшылығы синдромы өте ерекше қоздырғыштардан болатын аурулардың барлығына белгілі. Тірі және жансыз арасындағы шекарада тұратын организмдер, облигатты (міндетті) жасушалық паразиттер – вирустар. Морфология, физиология және олардың планетада болуы бүгінде көптеген сұрақтар туғызуда.
Вирусология: Жұмысты бастау
Оқиға орны – Ресей Ғылым академиясы жанындағы Никитский ботаникалық бағының зертханасы, онда биолог Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920) темекінің жұмбақ мозаикалық ауруын зерттеп жатыр. Өсімдіктегі аурудың қоздырғышы ең кішкентай бактериялық сүзгілерден өтеді, қоректік орталарда өспейді және сау өсімдіктер ауру өсімдіктердің фильтраттарымен зақымдалғанда симптомдар бермейді.
Дәл сол кезде, 1892 жылы ғалым бұл бактерия емес деген қорытындыға келді. Ал ол қоздырғышты вирустар деп атайды (латынша вирус,- Мен). Дмитрий Ивановский өмір бойы вирустарды көруге тырысты, бірақ біз вирустардың морфологиясын ХХ ғасырдың 30-жылдарында, электронды микроскоптар ойлап табылған кезде көрдік.
Бірақ дәл осы күн вирусология ғылымының бастауы болып саналады, ал оның негізін қалаушы Дмитрий Ивановский.
Таңғажайып Патшалық
Вирустардың морфологиясы мен физиологиясы соншалықты таңқаларлық, бұл организмдер тәуелсіз Вира патшалығында оқшауланған. Тіршіліктің бұл ең қарапайым түрі микроскопиялық өлшемдерге ие (25-тен 250 нанометрге дейін) және қабықшаға салынған гендер жиынтығы бар нуклеин қышқылы. Бұл басқа тірі ағзалардың жасушаларында ғана көбейе алатын паразиттер - өсімдіктер, саңырауқұлақтар, жануарлар, бактериялар, тіпті басқа вирустар (серік вирустар).
Вирустардың ерекше белгілері келесідей:
- Нуклеин қышқылының тек бір түрін (РНҚ немесе ДНҚ) қамтиды.
- Вирустардың морфологиясында белок синтездейтін және энергетикалық жүйелер жоқ.
- Жасуша құрылымы жоқ.
- Вирус паразитизмі генетикалық деңгейде жүзеге асады.
- Бактериялық сүзгілерден өтіңіз және жасанды ортада өсірмеңіз.
Планетаның органикалық әлемінің бөлігі
Вирустар облигатты паразиттер ретінде жердің флорасы мен фаунасының өкілдерімен айқын генетикалық байланысқа ие. Сонымен қатар, соңғы зерттеулерге сәйкес, адам геномының 32% вирус тәрізді элементтерден тұрады.құрылымдар.
Бүгінгі күнге дейін 6000-нан астам вирустар сипатталған, бірақ олардың саны жүз миллионнан астам деп есептеледі. Бұл планетадағы ең көп биологиялық пішін және ол барлық экожүйелерде (барлық жерде (барлық жерде) таралу) ұсынылған.
Олардың бүгінгі планетадағы көрінісі анық емес. Бір нәрсе белгілі - алғашқы жасушалық тіршілік формалары пайда болған кезде вирустар бұрыннан болған.
Тірі және тірі емес
Бұл таңғажайып организмдердің бір-бірінен айтарлықтай айырмашылығы бар екі түрі бар.
Жасушадан тыс олардың тіршілік ету формасы - вирион. Ол жасушаға енген кезде оның қабықтары ериді және вирустың нуклеин қышқылдары иесінің генетикалық материалына қосылады. Міне, біз вирустық инфекция туралы айтамыз. Вирус геномы иесі жасуша геномының табиғи репликация механизмдеріне бірігеді және оның паразиттік өмір сүруін жүзеге асыра отырып, реакциялар тізбегін бастайды.
Вирион – өмірдің жансыз бөлігі. Ал жасушадағы вирустың геномы оның тірі құрамдас бөлігі болып табылады, өйткені вирустар сол жерде көбейеді.
Вирустардың морфологиясы мен ультрақұрылымы
Бұл контексте біз вирион – жасушадан тыс пішін туралы айтып отырмыз.
Вирондардың өлшемі нанометрлермен өлшенеді - 10-9 метр. Тұмау вирустары орташа өлшемді - 80-120 нанометр, ал шешек вирусы - 400 нанометр өлшемдері бар алып.
Вирустардың құрылымы мен морфологиясы ғарышкерлерге ұқсас. Капсидтің ішінде (белокты қабық, кейдеқұрамында майлар мен көмірсулар бар), «ғарыштық костюмдегі» ең құнды бөлігі – нуклеин қышқылдары, вирустың геномы. Сонымен қатар, бұл «ғарышкер» де ең аз мөлшерде ұсынылған - тек тікелей тұқым қуалайтын материал және оны репликациялауға (көшіруге) арналған минималды ферменттер.
Сыртқа қарағанда, «костюм» таяқша тәрізді, сфералық, оқ тәрізді, күрделі икосаэдр түрінде болуы мүмкін немесе пішіні мүлде дұрыс емес. Бұл вирустың жасушаға енуіне жауап беретін арнайы ақуыздардың капсидте болуына байланысты.
Қоздырғыш ағзаға қалай түседі
Енудің көптеген жолдары бар, бірақ ең көп таралғаны – ауа арқылы. Сансыз ұсақ бөлшектер ғарышқа жөтелгенде немесе түшкіргенде ғана емес, жай тыныс алғанда да ұшып кетеді.
Вириондардың ағзаға енуінің тағы бір жолы – жұқпалы (тікелей физикалық байланыс). Бұл әдіс қоздырғыштардың жеткілікті шағын тобына тән, осылайша герпес, венерологиялық инфекциялар, ЖИТС жұғады.
Ағзалардың әртүрлі топтары болуы мүмкін вектор арқылы жұқтыру әдісі өте күрделі. Инфекция резервуарынан патогенді алған вектор вирустардың репликациялану немесе даму кезеңдері арқылы алға жылжу алаңына айналады. Құтыру вирусы дәл осындай қоздырғыш.
Хосттың денесінде не болады
Капсидтің сыртқы белоктарының көмегімен вирус жасуша қабығына жабысып, эндоцитоз арқылы енеді. Оларлизосомаларға түседі, онда ферменттердің әсерінен олар «ғарыштық костюмнен» құтылады. Ал қоздырғыштың нуклеин қышқылдары ядроға түседі немесе цитоплазмада қалады.
Қоздырғыштың нуклеин қышқылдары иесінің нуклеин қышқылдарының тізбегіне салынып, тұқым қуалайтын ақпаратты репликациялау (көшіру) реакциясы іске қосылады. Жасушада вирустық бөлшектердің жеткілікті саны жиналғанда, вириондар иесінің энергия және пластикалық механизмдері мен ресурстарын пайдаланады.
Соңғы кезең – жасушадан вириондардың бөлінуі. Кейбір вирустар жасушалардың толық жойылуына әкеледі және жасушааралық кеңістікке енеді, басқалары оған экзоцитоз немесе бүршіктену арқылы енеді.
Патогендер стратегиялары
Вирус пен негізгі жасуша арасындағы өзара әрекеттесу бірнеше сценарий бойынша дамуы мүмкін. Оның негізгі ерекшелігі паразиттің автономдылық дәрежесі болып табылады.
Құрылымы Вирустардың морфологиясы қоздырғыштың жасушаның энергетикалық және белок синтездеу потенциалына толық тәуелділігіне әкеледі, жалғыз шарты – ол өзінің нуклеин қышқылдарын өз кестесіне сәйкес қайталайды. Мұндай әрекеттесу өнімді деп аталады (бұл вирус үшін табиғи, бірақ жасуша үшін емес). Жасушаның қорын таусылған вирус оның өліміне әкеледі.
Өзара әрекеттестіктің басқа түрі - консенсуалды. Бұл жағдайда иесінің геномына біріктірілген вирус геномы жасушаның өзіндік нуклеин қышқылдарымен ковалентті түрде репликацияланады. Содан кейін сценарийдің дамуы екі бағытта жүруі мүмкін. Вирус тыныш әрекет етеді және өзін көрсетпейді. Жас вириондар кетедіжасуша белгілі бір жағдайларда ғана. Немесе қоздырғыш гендер үнемі жұмыс істеп, көптеген жас ұрпақты шығарады, бірақ жасуша өлмейді, бірақ олар оны экзоцитоз арқылы қалдырады.
Таксономиядағы қиындықтар
Вирустардың жіктелуі мен морфологиясы әртүрлі көздерде әртүрлі. Сонымен бірге оларды жіктеу үшін келесі мүмкіндіктер пайдаланылады:
- Нуклеин қышқылының түрі (құрамында РНҚ бар және ДНҚ бар) және оның репликациялану әдісі. 1971 жылы американдық вирусолог Дэвид Балтимор ұсынған вирустардың ең көп тараған классификациясы.
- Вирустың морфологиясы мен құрылымы (бір тізбекті, қос тізбекті, сызықты, дөңгелек, фрагменттелген, фрагменттелмеген).
- Өлшемдері, симметрия түрі, капсомерлердің саны.
- Суперкапсидтің болуы (сыртқы қабық).
- Антигендік қасиеттер.
- Генетикалық өзара әрекеттесу түрі.
- Әлеуетті хосттар шеңбері.
- Ие жасушасында локализация – ядрода немесе цитоплазмада.
Бұл микробиологиядағы вирустарды классификациялаудың әртүрлі тәсілдерін анықтайтын негізгі критерий мен вирустардың морфологиясын таңдау. Бұл өте оңай емес. Қиындық мынада: біз вирустың морфологиясы мен құрылымын патологиялық процестерге әкелген кезде ғана зерттей бастаймыз.
Таңдаулы және онша жақсы емес
Ие таңдауы бойынша бұл патогендердің таңдауы өте әртүрлі. Кейбіреулер тек бір биологиялық түрге шабуыл жасайды - оларда өте қатаң «тіркеу» бар. Мысалы, жеңізбасқа жануарлар үшін мүлдем қауіпсіз мысықтардың, шағалалардың, шошқалардың тұмау вирустары. Кейде мамандану таң қалдырады - бактериофаг P-17 вирусы тек E. coli түрінің еркектерін жұқтырады.
Басқа вирустар мүлдем басқаша әрекет етеді. Мысалы, морфологиясы оққа ұқсас оқ тәрізді вирустар мүлде басқа ауруларды тудырады және сонымен бірге олардың иелерінің ауқымы өте кең. Мұндай вирустарға барлық сүтқоректілерді жұқтыратын құтыру вирусы немесе сиырдың везикулярлы стоматит вирусы (айтпақшы, жәндіктер таратады).
Басқа да нюанстар бар. Құйрықты вирустар (вириондар) көбінесе бактериялық жасушаларға шабуыл жасайды, жіп тәрізді немесе спираль тәрізділер өсімдіктердің паразиттері болып табылады, ал жануарлар жасушаларында күрделі капсидті және көп қырлы вириондық пішіні бар вирустар паразиттену ықтималдығы жоғары.
