Die Menschheit lernte Ende des 9. Jahrhunderts nach den Werken von Dmitry Ivanovsky und Martin Beyerink Viren kennen. Bei der Untersuchung nichtbakterieller Läsionen von Tabakpflanzen analysierten und beschrieben Wissenschaftler erstmals 5.000 Arten von Viren. Heute wird angenommen, dass es Millionen von ihnen gibt und sie überall leben.
Lebendig oder nicht?
Viren bestehen aus DNA- und RNA-Molekülen, die Geninformationen in verschiedenen Kombinationen übertragen, einer Hülle, die das Molekül schützt, und zusätzlichem Lipidschutz.
Das Vorhandensein von Genen und die Fähigkeit zur Reproduktion ermöglichen es, Viren als lebend einzustufen, und das Fehlen einer Proteinsynthese und die Unmöglichkeit einer unabhängigen Entwicklung beziehen sie auf leblose biologische Organismen.
Viren können sich auch mit Bakterien verbünden und mutieren. Sie können Informationen durch RNA-Austausch übertragen und die Immunantwort umgehen, indem sie Medikamente und Impfstoffe ignorieren. Die Frage, ob das Virus lebt, bleibt bis heute offen.
Der gefährlichste Feind
Heute ist ein Virus, das nicht auf Antibiotika reagiert, der schlimmste Feind des Menschen. Öffnung antivirale Medikamente hat die Situation ein wenig gelockert, aber AIDS und Hepatitis werden immer noch nicht besiegt.
Impfstoffe bieten Schutz gegen nur wenige saisonale Virusstämme, aber ihre Fähigkeit, schnell zu mutieren, macht Impfungen im nächsten Jahr unwirksam. Die größte Bedrohung für die Weltbevölkerung könnte die Unfähigkeit sein, die nächste virale Epidemie rechtzeitig zu bewältigen.
Influenza ist nur ein kleiner Teil des „viralen Eisbergs“. Die Ebola-Virus-Infektion in Afrika hat weltweit zur Einführung von Quarantänemaßnahmen geführt. Leider ist die Krankheit äußerst schwer zu behandeln und der Prozentsatz der Todesfälle ist immer noch hoch.
Ein Merkmal von Viren ist ihre unglaublich schnelle Fähigkeit, sich zu vermehren. Das Bakteriophagenvirus kann die Reproduktionsrate des Bakteriums um das Hunderttausendfache übertreffen. Deshalb versuchen Virologen aller Länder der Welt, die Menschheit vor einer tödlichen Bedrohung zu retten.
Die wichtigsten Maßnahmen zur Vorbeugung von Virusinfektionen sind: Impfungen, Einhaltung der Hygienevorschriften und rechtzeitiger Zugang zu einem Arzt im Falle einer Infektion. Eines der Symptome war hohes Fieberdas kann nicht alleine runtergebracht werden.
Sie sollten nicht mit einer Viruserkrankung in Panik geraten, aber Vorsicht kann buchstäblich Ihr Leben retten. Ärzte sagen, dass Infektionen mutieren werden, solange die menschliche Zivilisation existiert, und Wissenschaftler haben noch viele wichtige Entdeckungen in Bezug auf die Entstehung und das Verhalten von Viren sowie im Kampf gegen sie.
Planen:
- Einführung
- 1. Geschichte
- 2 Struktur
- 3 Die Rolle von Viren in der Biosphäre
- 4 Position von Viren im lebenden System
- 5 Herkunft der Viren
- 6 Struktur
- 7 Infektionsmechanismus
- 8 Klassifizierung
- 8.1 ICTV-Klassifizierung
- 8.2 Baltimore Klassifizierung
- 9 Interessante Fakten Anmerkungen
Literatur
Einführung
Virus (von lat. virus - Gift) ist ein subzellulärer Infektionserreger, der sich nur in lebenden Körperzellen vermehren kann. Viren sind von Natur aus autonome genetische Elemente, die im Entwicklungszyklus ein extrazelluläres Stadium haben. Viren sind mikroskopisch kleine Partikel, die aus Nukleinsäuremolekülen bestehen - (DNA oder RNA, einige beispielsweise Mimiviren, haben beide Arten von Molekülen), die in einer Proteinhülle eingeschlossen sind und lebende Organismen infizieren können. Die Proteinhülle, in die das Genom gepackt ist, wird als Kapsid bezeichnet. Das Vorhandensein eines Kapsids unterscheidet Viren von virusähnlichen infektiösen Nukleinsäuren - Viroiden. Viren enthalten mit seltenen Ausnahmen nur einen Typ genomischer Nukleinsäuren: Sie klassifizieren DNA-haltige Viren und RNA-haltige Viren, auf denen die Baltimore-Klassifikation von Viren basiert. Früher wurden Prionen auch fälschlicherweise Viren zugeordnet, später stellte sich jedoch heraus, dass diese Krankheitserreger spezielle infektiöse Proteine \u200b\u200bsind und keine Nukleinsäuren enthalten.
Derzeit sind Viren bekannt, die sich in den Zellen von Pflanzen, Tieren, Pilzen und Bakterien vermehren (letztere werden üblicherweise als Bakteriophagen oder Phagen bezeichnet). Trotz einiger allgemeiner Strukturmuster und Entwicklungsstrategien (die mit einer funktionalen Gemeinschaft verbunden sind) haben Viren keinen gemeinsamen Ursprung. Dies wird durch die Tatsache bestätigt, dass die Genome von Viren, die entfernte Gruppen von Organismen infizieren, strukturell verwandt sind, aber darüber hinaus eine gemeinsame Struktur von Genen und regulatorischen Elementen aufweisen, strukturell ähnliche Proteine \u200b\u200bcodieren und gemeinsame Mechanismen zur Regulierung der Genexpression aufweisen. Viren, die andere Viren infizieren (Satellitenviren), wurden ebenfalls erkannt.
1. Geschichte
Zum ersten Mal wurde die Existenz eines Virus (als neuartiger Erreger) 1892 vom russischen Wissenschaftler D. I. Ivanovsky nachgewiesen. Nach langjähriger Forschung über Krankheiten von Tabakpflanzen kommt DI Ivanovsky in einer Arbeit von 1892 zu dem Schluss, dass das Tabakmosaik durch "Bakterien verursacht wird, die durch den Chamberlain-Filter gelangen und jedoch nicht auf künstlichen Substraten wachsen können".
Fünf Jahre später wurde bei der Untersuchung von Krankheiten bei Rindern, nämlich Maul- und Klauenseuche, ein ähnlicher filtrierbarer Mikroorganismus isoliert. Und als er 1898 die Experimente von D. Ivanovsky durch den niederländischen Botaniker M. Beijerinck reproduzierte, nannte er solche Mikroorganismen "filtrierbare Viren". In abgekürzter Form begann dieser Name diese Gruppe von Mikroorganismen zu bezeichnen.
1901 wurde die erste menschliche Viruserkrankung entdeckt - Gelbfieber. Diese Entdeckung wurde vom amerikanischen Militärchirurgen W. Read und seinen Kollegen gemacht.
Im Jahr 1911 bewies Francis Routh virale Natur Krebs - Rous-Sarkom (erst 1966, 55 Jahre später, erhielt er für diese Entdeckung den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin).
In den folgenden Jahren spielte die Untersuchung von Viren eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Epidemiologie, Immunologie, Molekulargenetik und anderer Bereiche der Biologie. So wurde das Hershey-Chase-Experiment zum entscheidenden Beweis für die Rolle der DNA bei der Übertragung erblicher Eigenschaften. Im Laufe der Jahre wurden mindestens sechs weitere Nobelpreise für Physiologie oder Medizin und drei weitere Nobelpreise für Chemie für Forschungsarbeiten vergeben, die in direktem Zusammenhang mit der Erforschung von Viren stehen.
Im Jahr 2002 wurde an der New York University das erste synthetische Virus (Polio-Virus) entwickelt.
2. Struktur
Einfach organisierte Viren bestehen aus einer Nukleinsäure und mehreren Proteinen, die eine Hülle um sie herum bilden - kapsid... Ein Beispiel für solche Viren ist das Tabakmosaikvirus. Sein Kapsid enthält eine Art von Protein mit einem kleinen Molekulargewicht. Kompliziert organisierte Viren haben eine zusätzliche Hülle - Protein oder Lipoprotein; Manchmal sind in den Außenschalen komplexer Viren neben Proteinen auch Kohlenhydrate enthalten. Die Erreger von Influenza und Herpes sind Beispiele für komplex organisierte Viren. Ihre äußere Membran ist ein Fragment der Kern- oder Zytoplasmamembran der Wirtszelle, von der das Virus in die extrazelluläre Umgebung gelangt.
3. Die Rolle von Viren in der Biosphäre
Viren sind eine der häufigsten Formen der Existenz organischer Materie auf dem Planeten in Bezug auf die Anzahl: Die Gewässer der Ozeane enthalten eine kolossale Anzahl von Bakteriophagen (etwa 250 Millionen Partikel pro Milliliter Wasser), ihre Gesamtzahl im Ozean beträgt etwa 4 × 10 30 und die Anzahl der Viren (Bakteriophagen) Im Meeresboden hängen Sedimente praktisch nicht von der Tiefe ab und sind überall sehr hoch. Hunderttausende Arten (Stämme) von Viren leben im Ozean, von denen die überwiegende Mehrheit nicht beschrieben und noch weniger untersucht wurde. Viren spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Populationsgröße einiger Arten lebender Organismen (zum Beispiel reduziert das Wildheitsvirus die Anzahl der Polarfüchse mehrmals alle paar Jahre).
4. Position von Viren im lebenden System
5. Herkunft der Viren
Viren sind eine kollektive Gruppe, die keinen gemeinsamen Vorfahren hat. Derzeit gibt es mehrere Hypothesen, die den Ursprung von Viren erklären.
Der Ursprung einiger RNA-Viren ist mit Viroiden verbunden. Viroide sind hochstrukturierte zirkuläre RNA-Fragmente, die durch zelluläre RNA-Polymerase repliziert werden. Es wird angenommen, dass Viroide "entkommene Introns" sind - unbedeutende Regionen von mRNA, die während des Spleißens herausgeschnitten wurden und versehentlich die Fähigkeit zur Replikation erlangten. Viroide codieren keine Proteine. Es wird angenommen, dass der Erwerb von codierenden Regionen (offener Leserahmen) durch Viroide zum Auftreten der ersten RNA-haltigen Viren führte. In der Tat sind Beispiele für Viren bekannt, die ausgeprägte viroidähnliche Regionen enthalten (Hepatitis-Delta-Virus).
Beispiele für Strukturen ikosaedrischer Virionen.
A. Virus ohne Lipidhülle (z. B. Picornavirus).
B. Ein umhülltes Virus (z. B. Herpesvirus).
Die Zahlen geben an: (1) Kapsid, (2) genomische Nukleinsäure, (3) Kapsomer, (4) Nukleokapsid, (5) Virion, (6) Lipidhülle, (7) Membranproteine \u200b\u200bder Hülle.
Viruspartikel (Virionen) sind eine Proteinkapsel - ein Kapsid, das das Virusgenom enthält und durch ein oder mehrere DNA- oder RNA-Moleküle dargestellt wird. Das Kapsid besteht aus kapsomere - Proteinkomplexe, die wiederum aus protomere... Nukleinsäure in einem Komplex mit Proteinen wird mit dem Begriff bezeichnet nucleocapsid... Einige Viren haben auch eine äußere Lipidmembran. Maße verschiedene Viren reichen von 20 (Parvoviren) bis 500 (Mimiviren) und mehr Nanometern. Virionen haben oft eine regelmäßige geometrische Form (Ikosaeder, Zylinder). Eine solche Kapsidstruktur sorgt für die Identität der Bindungen zwischen ihren Proteinbestandteilen und kann daher aus Standardproteinen einer oder mehrerer Spezies aufgebaut werden, wodurch das Virus Platz im Genom sparen kann.
7. Der Infektionsmechanismus
Herkömmlicherweise kann der Prozess der Virusinfektion auf der Skala einer Zelle in mehrere überlappende Stadien unterteilt werden:
Ein stabförmiges Partikel des Tabakmosaikvirus.
Die Zahlen geben an: (1) das RNA-Genom des Virus, (2) das Kapsomer, das nur aus einem Protomer besteht, (3) die reife Region des Kapsids.
- Befestigung an der Zellmembran - die sogenannte Adsorption. Damit ein Virion an der Oberfläche einer Zelle adsorbiert werden kann, muss es normalerweise ein Protein (häufig ein Glykoprotein) in seiner Plasmamembran enthalten - einen für dieses Virus spezifischen Rezeptor. Das Vorhandensein eines Rezeptors bestimmt häufig den Bereich der Wirte eines bestimmten Virus sowie dessen Gewebespezifität.
Die Struktur des Virions eines nicht-kosaedrisch umhüllten Virus am Beispiel von HIV.
Die Zahlen geben an: (1) das RNA-Genom des Virus, (2) das Nukleokapsid, (3) das Kapsid, (4) die Proteinmatrix, die der Lipidmembran zugrunde liegt, (5) gp120 ist das Glykoprotein, über das das Virus an die Zellmembran bindet , (7) gp41 ist ein Transmembranglykoprotein.
Die Zahlen 8-11 geben die Proteine \u200b\u200ban, aus denen das Virion besteht und die für das Virus erforderlich sind frühe Stufen Infektionen: (8) Integrase, (9) reverse Transkriptase, (10) Vif, Vpr, Nef und p7, (11) Protease.
In der Taxonomie von Wildtieren werden Viren in ein separates Taxon aufgeteilt Vira, die sich in der Systema Naturae 2000-Klassifikation zusammen mit den Domänen bilden Bakterien, Archaea und Eukaryota Wurzeltaxon Biota... Während des 20. Jahrhunderts wurden in der Systematik Vorschläge gemacht, ein spezielles Taxon für nichtzelluläre Lebensformen zu schaffen ( Aphanobionta Novak, 1930; das Superreich von Acytota Jeffrey, 1971; Acellularia), solche Vorschläge wurden jedoch nicht kodifiziert.
Die Taxonomie und Taxonomie von Viren wird vom Internationalen Komitee für die Taxonomie von Viren (ICTV) kodifiziert und verwaltet, das auch die Universal Virus Database ICTVdB unterhält.
8.1. ICTV-Klassifizierung
1966 verabschiedete das Internationale Komitee für die Taxonomie von Viren ein Klassifizierungssystem für Viren, das auf dem Unterschied in Typ (RNA und DNA), der Anzahl der Nukleinsäuremoleküle (einzel- und doppelsträngig) und dem Vorhandensein oder Fehlen einer Kernhülle basiert. Das Klassifizierungssystem besteht aus einer Reihe hierarchischer Taxa:
Ablösung ( -virales) Familie ( -viridae) Unterfamilie ( -virinae) Gattung ( -Virus) Aussicht ( -Virus)
8.2. Baltimore Klassifizierung
Der Nobelpreisträger-Biologe David Baltimore schlug sein eigenes Klassifizierungsschema für Viren vor, das auf Unterschieden im Mechanismus der mRNA-Produktion basiert. Dieses System umfasst sieben Hauptgruppen:
- (I) Viren, die doppelsträngige DNA enthalten und kein RNA-Stadium aufweisen (z. B. Herpesviren, Pockenviren, Papovaviren, Mimivirus).
- (Ii) Viren, die doppelsträngige RNA enthalten (z. B. Rotaviren).
- (III) Viren, die ein einzelsträngiges DNA-Molekül enthalten (z. B. Parvoviren).
- (Iv) Viren, die ein einzelsträngiges RNA-Molekül positiver Polarität enthalten (z. B. Picornaviren, Flaviviren).
- (V) Viren, die ein einzelsträngiges RNA-Molekül mit negativer oder doppelter Polarität enthalten (z. B. Orthomyxoviren, Filoviren).
- (VI) Viren, die ein einzelsträngiges RNA-Molekül enthalten und in ihrem Lebenszyklus das Stadium der DNA-Synthese auf einer RNA-Matrize aufweisen, Retroviren (z. B. HIV).
- (VII) Viren, die doppelsträngige DNA enthalten und in ihrem Lebenszyklus ein Stadium der DNA-Synthese auf einer RNA-Matrix aufweisen, Retroidviren (zum Beispiel Hepatitis B-Virus).
Derzeit werden zur Klassifizierung von Viren beide Systeme gleichzeitig als komplementär zueinander verwendet.
Eine weitere Unterteilung erfolgt auf der Grundlage von Merkmalen wie der Struktur des Genoms (Vorhandensein von Segmenten, kreisförmigen oder linearen Molekülen), genetischer Ähnlichkeit mit anderen Viren, Vorhandensein einer Lipidmembran, taxonomischer Zugehörigkeit des Wirtsorganismus usw.
9. Interessante Fakten
- Im Jahr 2008 stellte V.D. Zorkin fest, dass populäre Menschenrechtsverteidiger, die in europäischen Parlamenten sprachen, einen gesetzgeberischen Schutz der Rechte von Viren forderten, und er stellte dort fest, dass Ultra-Extremisten, die davon überzeugt waren, dass eine Person ein feindliches Virus ist, neben den Befürwortern der Rechte von Viren standen. die im Namen des Naturschutzes zerstört werden sollte.
Anmerkungen
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- "Verfassung und Menschenrechte im 21. Jahrhundert" - www.ozon.ru/context/detail/id/4181595/ Vorsitzender des Verfassungsgerichts der Russischen Föderation, Geehrter Anwalt der Russischen Föderation, Doktor der Rechtswissenschaften, Professor V.D. Zorkin: „Wie kann man die Vorschläge zur Verteidigung der Parlamente nicht nur der Rechte der Menschen, sondern auch der Rechte der Tiere nennen und Abgeordnete aus verschiedenen Tierarten wählen? Die populären Radikalen, die dies proklamieren, haben sich jedoch darauf geeinigt, dass es notwendig ist, die Rechte von Viren zu schützen und Gesetze in dem geeigneten Format zu genehmigen. " (S. 21-22), ISBN 978-5-468-00282-7, Virology.
Text verfügbar unter der Creative Commons Attribution-ShareAlike-Lizenz.
1901 stellten der amerikanische Militärchirurg W. Reed und seine Kollegen fest, dass der Erreger des Gelbfiebers auch ein filtrierbares Virus ist. Gelbfieber war die erste menschliche Krankheit, die als viral identifiziert wurde, aber es dauerte weitere 26 Jahre, bis der virale Ursprung endgültig nachgewiesen war.
Es ist allgemein anerkannt, dass Viren durch die Isolierung (Autonomisierung) einzelner genetischer Elemente der Zelle entstanden sind, die zusätzlich die Fähigkeit erhielten, von Organismus zu Organismus übertragen zu werden. In einer normalen Zelle bewegen sich verschiedene Arten genetischer Strukturen, beispielsweise Matrix- oder Informations-RNA (mRNA), Transposons, Introns und Plasmide. Solche mobilen Elemente können die Vorgänger oder Vorläufer von Viren gewesen sein.
Einige Viren haben neben dem Kapsid auch eine äußere Hülle, die aus Proteinen und Lipiden besteht. Es wird aus den Membranen der infizierten Zelle gebildet, die eingebettete virale Proteine \u200b\u200benthalten. Die Begriffe "nackte Virionen" und "unbeschichtete Virionen" werden synonym verwendet. Die Kapside der kleinsten und am einfachsten angeordneten Viren können nur aus einer oder mehreren Arten von Proteinmolekülen bestehen. Mehrere Moleküle desselben oder verschiedener Proteine \u200b\u200bwerden zu Untereinheiten zusammengefasst, die als Kapsomere bezeichnet werden. Kapsomere bilden wiederum regelmäßige geometrische Strukturen des viralen Kapsids. Bei verschiedenen Viren ist die Kapsidform ein charakteristisches Merkmal (Merkmal) des Virions.
Virionen mit einer spiralförmigen Symmetrie haben wie das Tabakmosaikvirus die Form eines länglichen Zylinders; In der Proteinhülle, die aus getrennten Untereinheiten - Kapsomeren - besteht, befindet sich eine Spiralwendel aus Nukleinsäuren (RNA). Virionen mit ikosaedrischer Symmetrie (aus dem Griechischen).
eikosi - zwanzig, Hedra - Oberfläche) haben wie das Poliovirus eine kugelförmige oder vielmehr vielschichtige Form; Ihre Kapside bestehen aus 20 regelmäßigen dreieckigen Facetten (Oberflächen) und sehen aus wie eine geodätische Kuppel.Einzelne Bakteriophagen (Bakterienviren; Phagen) weisen eine gemischte Symmetrie auf. Bei den sogenannten. Von "Schwanz" -Phagen sieht der Kopf aus wie ein kugelförmiges Kapsid; ein langer röhrenförmiger Prozess - "Schwanz" weicht davon ab.
Es gibt Viren mit einer noch komplexeren Struktur. Pockenvirus-Virionen (Pockenviren) haben kein regelmäßiges, typisches Kapsid: Röhren- und Membranstrukturen befinden sich zwischen dem Kern und der Außenhülle.
REPLIKATION VON VIREN Genetische Informationen, die in einem bestimmten Gen kodiert sind, können im Allgemeinen als Anweisungen für die Produktion eines bestimmten Proteins in einer Zelle angesehen werden. Eine solche Anweisung wird von der Zelle nur dann wahrgenommen, wenn sie in Form von mRNA gesendet wird. Daher müssen Zellen, in denen das genetische Material durch DNA dargestellt wird, diese Informationen in eine komplementäre Kopie von mRNA "umschreiben" (transkribieren) (siehe auch NUKLEINSÄUREN) ... DNA-haltige Viren unterscheiden sich in der Art der Replikation von RNA-haltigen Viren.DNA liegt normalerweise in Form doppelsträngiger Strukturen vor: Zwei Polynukleotidketten sind wasserstoffgebunden und so verdrillt, dass eine Doppelhelix entsteht. Im Gegensatz dazu liegt RNA üblicherweise in Form von einzelsträngigen Strukturen vor. Das Genom einzelner Viren ist jedoch einzelsträngige DNA oder doppelsträngige RNA. Stränge (Ketten) der viralen Nukleinsäure, doppelt oder einfach, können linear oder in einem Ring geschlossen sein.
Die erste Stufe der Virusreplikation ist mit dem Eindringen der viralen Nukleinsäure in die Wirtszelle verbunden. Dieser Prozess kann durch spezielle Enzyme erleichtert werden, die Teil des Kapsids oder der äußeren Hülle des Virions sind, und die Hülle bleibt außerhalb der Zelle oder das Virion verliert sie unmittelbar nach dem Eindringen in die Zelle. Das Virus findet eine Zelle, die für seine Reproduktion geeignet ist, indem es einzelne Teile seines Kapsids (oder seiner Außenhülle) mit bestimmten Rezeptoren auf der Zelloberfläche in einer "Schlüsselverriegelungs" Weise in Kontakt bringt. Wenn spezifische ("erkennende") Rezeptoren auf der Zelloberfläche fehlen, ist die Zelle nicht empfindlich gegenüber Virusinfektionen: Das Virus dringt nicht in sie ein.
Um seine genetische Information zu realisieren, wird die in die Zelle eingedrungene virale DNA von speziellen Enzymen in mRNA transkribiert. Die resultierende mRNA bewegt sich zu den zellulären "Fabriken" der Proteinsynthese - Ribosomen, wo sie zelluläre "Nachrichten" durch ihre eigenen "Anweisungen" ersetzt und übersetzt (gelesen) wird, wodurch virale Proteine \u200b\u200bsynthetisiert werden. Die virale DNA selbst wird wiederholt dupliziert (dupliziert), wobei ein anderer Satz von Enzymen beteiligt ist, sowohl virale als auch zur Zelle gehörende.
Das synthetisierte Protein, das zum Aufbau des Kapsids verwendet wird, und die in vielen Kopien multiplizierte virale DNA verbinden sich und bilden neue "Tochter" -Virionen. Die gebildeten viralen Nachkommen verlassen die verwendete Zelle und infizieren neue: Der Virusreproduktionszyklus wiederholt sich. Einige Viren fangen während des Knospens von der Zelloberfläche einen Teil der Zellmembran ein, in den virale Proteine \u200b\u200b"im Voraus" eingefügt wurden, und erwerben so eine Membran. Die Wirtszelle wird schließlich beschädigt oder sogar vollständig zerstört.
Bei einigen DNA-Viren ist der Reproduktionszyklus selbst in der Zelle nicht mit der sofortigen Replikation viraler DNA verbunden. Stattdessen wird die virale DNA in die DNA der Wirtszelle eingefügt (integriert). In diesem Stadium verschwindet das Virus als einzelne Strukturformation: Sein Genom wird Teil des genetischen Apparats der Zelle und repliziert sich sogar als Teil der zellulären DNA während der Zellteilung. Später, manchmal nach vielen Jahren, kann das Virus jedoch wieder auftreten - der Mechanismus der Synthese viraler Proteine \u200b\u200bwird ausgelöst, die in Kombination mit viraler DNA neue Virionen bilden.
Bei einigen RNA-Viren kann das Genom (RNA) direkt als mRNA fungieren. Dieses Merkmal ist jedoch nur für Viren mit einem "+" - RNA-Strang typisch (dh mit RNA mit einer positiven Polarität). Viren mit "
- "Der RNA-Strang muss zuerst den" + "- Strang" überschreiben "; Erst danach beginnt die Synthese viraler Proteine \u200b\u200bund das Virus repliziert.Die sogenannten Retroviren enthalten RNA als Genom und haben eine ungewöhnliche Art, genetisches Material zu transkribieren: Anstatt DNA in RNA zu transkribieren, wie es in einer Zelle geschieht und typisch für DNA-haltige Viren ist, wird ihre RNA in DNA transkribiert. Die doppelsträngige DNA des Virus wird dann in die chromosomale DNA der Zelle eingebaut. Auf der Matrix einer solchen viralen DNA wird neue virale RNA synthetisiert, die wie andere die Synthese viraler Proteine \u200b\u200bbestimmt. siehe auch RETROVIREN.
VIRUSKLASSIFIZIERUNG Wenn Viren tatsächlich mobile genetische Elemente sind, die "Autonomie" (Unabhängigkeit) vom genetischen Apparat ihrer Wirte (verschiedene Zelltypen) erhalten haben, sollten verschiedene Gruppen von Viren (mit unterschiedlichem Genom, unterschiedlicher Struktur und Replikation) unabhängig voneinander entstanden sein. Daher ist es unmöglich, für alle Viren einen einzigen Stammbaum zu erstellen, der sie auf der Grundlage evolutionärer Beziehungen verbindet. Die in der Tiertaxonomie verwendeten Prinzipien der "natürlichen" Klassifizierung sind für Viren nicht geeignet.In der Praxis ist jedoch ein Virusklassifizierungssystem erforderlich, und es wurden wiederholt Versuche unternommen, es zu erstellen. Der produktivste Ansatz basierte auf den strukturellen und funktionellen Eigenschaften von Viren: Um verschiedene Gruppen von Viren voneinander zu unterscheiden, beschreiben sie den Typ ihrer Nukleinsäure (DNA oder RNA, von denen jede einzelsträngig oder doppelsträngig sein kann), ihre Größe (die Anzahl der Nukleotide in der Nukleinsäurekette). Säuren), die Anzahl der Nukleinsäuremoleküle in einem Virion, die Geometrie des Virions und die Strukturmerkmale des Kapsids und der äußeren Hülle des Virions, die Art des Wirts (Pflanzen, Bakterien, Insekten, Säugetiere usw.), die Merkmale der durch Viren verursachten Pathologie (Symptome und Art der Krankheit). antigene Eigenschaften viraler Proteine \u200b\u200bund Merkmale der Reaktion des körpereigenen Immunsystems auf die Einschleppung des Virus.
Für viele Viren wie Masern, Herpes und teilweise Influenza ist der Mensch das wichtigste natürliche Reservoir. Die Übertragung dieser Viren erfolgt durch Tröpfchen in der Luft oder durch Kontakt.
Die Ausbreitung einiger Viruserkrankungen wie auch anderer Infektionen ist voller Überraschungen. Zum Beispiel in Gruppen von Menschen, die unter unhygienischen Bedingungen leben, fast alle Kinder in junges Alter tragen Poliomyelitis, in der Regel mild, und erwerben Immunität. Wenn sich die Lebensbedingungen in diesen Gruppen verbessern, sind die Kinder jüngeres Alter Polio ist normalerweise nicht krank, aber die Krankheit kann in einem höheren Alter auftreten und ist dann oft schwerwiegend.
Viele Viren können in der Natur bei einer geringen Ausbreitungsdichte der Wirtsspezies nicht lange persistieren. Der Mangel an Populationen primitiver Jäger und Pflanzensammler schuf ungünstige Bedingungen für die Existenz einiger Viren; Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass einige menschliche Viren später auftauchten und städtische und ländliche Siedlungen entstanden. Es wird angenommen, dass das Masernvirus ursprünglich bei Hunden existierte (als Erreger von Fieber) und Pocken beim Menschen möglicherweise als Folge der Entwicklung von Pocken bei Kühen oder Mäusen aufgetreten sind. Zu den jüngsten Beispielen für die Entwicklung von Viren gehört das erworbene humane Immundefizienz-Syndrom (AIDS). Es gibt Hinweise auf genetische Ähnlichkeiten zwischen humanen Immundefizienzviren und afrikanischen grünen Affen.
"Neue" Infektionen sind normalerweise schwerwiegend, oft tödlich, aber während der Entwicklung des Erregers können sie leichter werden. Ein gutes Beispiel ist die Geschichte des Myxomatose-Virus. 1950 wurde dieses in Südamerika endemische und für lokale Kaninchen ziemlich harmlose Virus zusammen mit europäischen Rassen dieser Tiere in Australien eingeführt. Die Krankheit bei australischen Kaninchen, die bisher nicht mit diesem Virus aufgetreten war, war in 99,5% der Fälle tödlich. Einige Jahre später nahm die Mortalität aufgrund dieser Krankheit in einigen Gebieten bis zu 50% signifikant ab, was nicht nur durch die "Abschwächung" (Schwächung) von Mutationen im viralen Genom, sondern auch durch die erhöhte genetische Resistenz von Kaninchen gegen die Krankheit erklärt wird, und in beiden Fällen fand eine wirksame natürliche Selektion unter statt starker Druck der natürlichen Auslese.
Die Vermehrung von Viren in der Natur wird von verschiedenen Arten von Organismen unterstützt: Bakterien, Pilze, Protozoen, Pflanzen, Tiere. Beispielsweise leiden Insekten häufig unter Viren, die sich in Form großer Kristalle in ihren Zellen ansammeln. Pflanzen sind häufig von kleinen und einfach angeordneten RNA-Viren betroffen. Diese Viren haben nicht einmal spezielle Mechanismen, um in die Zelle einzudringen. Sie werden von Insekten (die sich von Zellsaft ernähren), Spulwürmern und durch Kontakt übertragen und infizieren die Pflanze, wenn sie mechanisch beschädigt ist. Bakterienviren (Bakteriophagen) haben den komplexesten Mechanismus zur Abgabe ihres genetischen Materials an eine empfindliche Bakterienzelle. Zunächst haftet der "Schwanz" des Phagen, der wie eine dünne Röhre aussieht, an der Wand des Bakteriums. Dann lösen spezielle Enzyme des „Schwanzes“ einen Abschnitt der Bakterienwand auf und das genetische Phagenmaterial (normalerweise DNA) wird wie durch eine Spritzennadel durch den „Schwanz“ in das resultierende Loch injiziert.
Mehr als zehn Hauptgruppen von Viren sind für den Menschen pathogen. Unter den DNA-haltigen Viren ist dies die Familie der Pockenviren (die Pocken, Vaccinia und andere Pockeninfektionen verursachen), Viren der Herpesgruppe (Herpesbläschen auf den Lippen, Windpocken) und Adenoviren (Krankheiten) atemwege und Augen), die Papovavirus-Familie (Warzen und andere Hautwucherungen), Hepadnaviren (Hepatitis)
B. ). Es gibt viel mehr RNA-haltige Viren, die für den Menschen pathogen sind. Picornaviren (von lat. Pico - sehr klein, englisch.RNA - RNA) - die kleinsten Säugetierviren, ähnlich einigen Pflanzenviren; Sie verursachen Poliomyelitis, Hepatitis A, akut erkältungen... Mixoviren und Paramyxoviren sind die Ursache für verschiedene Formen von Influenza, Masern und Mumps (Mumps). Arboviren (aus dem Englischen.gliederfüßer borne - "von Arthropoden übertragen") - die größte Gruppe von Viren (mehr als 300) - von Insekten übertragen - und Erreger von durch Zecken übertragener und japanischer Enzephalitis, Gelbfieber, Meningoenzephalitis bei Pferden, durch Zecken übertragenem Colorado-Fieber, schottischer Schaf-Enzephalitis und anderen gefährlichen Krankheiten. Reoviren, die beim Menschen eher seltene Erreger von Atemwegserkrankungen und Darmkrankheiten sind, sind aufgrund der Tatsache, dass ihr genetisches Material durch doppelsträngige fragmentierte RNA dargestellt wird, Gegenstand eines besonderen wissenschaftlichen Interesses geworden. siehe auch VENERALE KRANKHEITEN; WINDPOCKEN; HEPATITIS; GRIPPE; DENGE FEVER; MONONUCLEOSIS INFEKTION; MASERN; RÖTELN; MENINGITIS; NATÜRLICHER POISK; POLIO; ATEMVIRALKRANKHEITEN; SCHWEINCHEN; SYNDROM DER ERWORBENEN IMMUNODEFIZIENZ (AIDS); ENCEPHALITIS.Die Erreger einiger Krankheiten, einschließlich sehr schwerwiegender, fallen in keine der oben genannten Kategorien. Bis vor kurzem wurden beispielsweise die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit und Kuru, degenerative Erkrankungen des Gehirns mit einer sehr langen Inkubationszeit, auf eine spezielle Gruppe langsamer Virusinfektionen verwiesen. Es stellte sich jedoch heraus, dass sie nicht durch Viren verursacht werden, sondern durch die kleinsten Infektionserreger einer Protein-Natur - Prionen ( cm... PRION).
Behandlung und Vorbeugung. Die Reproduktion von Viren ist eng mit den Mechanismen der Protein- und Nukleinsäuresynthese der Zelle im infizierten Organismus verknüpft. Daher ist es eine äußerst schwierige Aufgabe, Medikamente zu entwickeln, die das Virus selektiv unterdrücken, aber den Körper nicht schädigen. Es stellte sich jedoch heraus, dass bei den größten Herpes- und Pockenviren genomische DNAs eine große Anzahl von Enzymen codieren, die sich in ihren Eigenschaften von ähnlichen zellulären Enzymen unterscheiden, und dies diente als Grundlage für die Entwicklung antiviraler Arzneimittel. In der Tat wurden mehrere Medikamente entwickelt, deren Wirkmechanismus auf der Unterdrückung der Synthese von viraler DNA beruht. Einige Verbindungen, die für die allgemeine Anwendung zu giftig sind (intravenös oder oral), eignen sich zur topischen Anwendung, z. B. für Augeninfektionen mit dem Herpesvirus.Es ist bekannt, dass der menschliche Körper spezielle Proteine \u200b\u200bproduziert - Interferone. Sie unterdrücken die Translation viraler Nukleinsäuren und hemmen so die Reproduktion des Virus. Dank der Gentechnik sind von Bakterien produzierte Interferone verfügbar geworden und werden in der medizinischen Praxis getestet (cm.GENTECHNIK) .
Zu den wirksamsten Elementen der natürlichen Abwehrkräfte des Körpers gehören spezifische Antikörper (spezielle Proteine, die vom Immunsystem produziert werden), die mit dem entsprechenden Virus interagieren und dadurch die Entwicklung der Krankheit wirksam verhindern. Sie können jedoch kein Virus neutralisieren, das bereits in die Zelle eingedrungen ist. Ein Beispiel ist herpesinfektion: Das Herpesvirus bleibt in den Zellen der Nervenknoten (Ganglien) bestehen, wo Antikörper es nicht erreichen können. Von Zeit zu Zeit wird das Virus aktiviert und verursacht Rückfälle der Krankheit.
In der Regel werden im Körper durch das Eindringen eines Infektionserregers spezifische Antikörper gebildet. Dem Körper kann geholfen werden, indem die Produktion von Antikörpern künstlich gesteigert wird, einschließlich des Aufbaus einer Immunität im Voraus durch Impfung. Auf diese Weise wurde die Pockenkrankheit durch Massenimpfungen praktisch weltweit beseitigt. siehe auch IMPFUNG UND IMMUNISIERUNG.
Moderne Impf- und Immunisierungsmethoden sind in drei Hauptgruppen unterteilt. Erstens ist dies die Verwendung eines geschwächten Virusstamms, der die Produktion von Antikörpern im Körper stimuliert, die gegen einen pathogeneren Stamm wirksam sind. Zweitens die Einführung eines abgetöteten Virus (zum Beispiel mit Formalin inaktiviert), das auch die Bildung von Antikörpern induziert. Die dritte Option ist die sogenannte. "Passive" Immunisierung, d.h. Einführung von vorgefertigten "fremden" Antikörpern. Ein Tier, zum Beispiel ein Pferd, wird immunisiert, dann werden Antikörper aus seinem Blut isoliert, gereinigt und zur Verabreichung an einen Patienten verwendet, um eine sofortige, aber kurzfristige Immunität zu erzeugen. Manchmal werden Antikörper aus dem Blut einer Person verwendet, die die Krankheit hatte (z. B. Masern, durch Zecken übertragene Enzephalitis).
Ansammlung von Viren. Um Impfstoffe herzustellen, muss das Virus akkumuliert werden. Zu diesem Zweck werden häufig sich entwickelnde Hühnerembryonen verwendet, die mit diesem Virus infiziert sind. Nach einer bestimmten Zeit Inkubation der infizierten Embryonen wird das aufgrund der Reproduktion in ihnen angesammelte Virus gesammelt, gereinigt (durch Zentrifugation oder auf andere Weise) und gegebenenfalls inaktiviert. Es ist sehr wichtig, alle Ballastverunreinigungen aus den Präparaten des Virus zu entfernen, die während der Impfung schwerwiegende Komplikationen verursachen können. Ebenso wichtig ist es natürlich sicherzustellen, dass die Präparate kein nicht inaktiviertes pathogenes Virus mehr enthalten. In den letzten Jahren wurden verschiedene Arten von Zellkulturen häufig zur Akkumulation von Viren verwendet. Methoden zur Untersuchung von Viren Bakterienviren waren die ersten, die Gegenstand detaillierter Studien wurden, als das bequemste Modell, das eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Viren aufweist. Vollständiger Zyklus der Phagenreplikation, d.h. Die Zeit von der Infektion einer Bakterienzelle bis zur Freisetzung multiplizierter Viruspartikel aus dieser Zelle beträgt innerhalb einer Stunde. Andere Viren reichern sich normalerweise über mehrere Tage oder sogar länger an. Kurz vor dem Zweitender Zweite Weltkrieg und kurz nach seinem Ende wurden Methoden zur Untersuchung einzelner Viruspartikel entwickelt. Platten mit Nähragar, auf denen eine Monoschicht (feste Schicht) von Bakterienzellen gezüchtet wurde, werden unter Verwendung ihrer Reihenverdünnungen mit Phagenpartikeln infiziert. Bei der Fortpflanzung tötet das Virus die "geschützte" Zelle ab und dringt in benachbarte Zellen ein, die ebenfalls nach der Ansammlung von Phagennachkommen sterben. Der Bereich der toten Zellen ist mit bloßem Auge als heller Fleck sichtbar. Solche Flecken werden "negative Kolonien" oder Plaques genannt. Die entwickelte Methode ermöglichte es, die Nachkommen einzelner Viruspartikel zu untersuchen, die genetische Rekombination von Viren nachzuweisen und die genetische Struktur und Methoden der Phagenreplikation in Details zu bestimmen, die zuvor unglaublich erschienen.Die Arbeit mit Bakteriophagen trug zur Erweiterung des methodischen Arsenals bei der Untersuchung von Tierviren bei. Zuvor wurden Untersuchungen an Wirbeltierviren hauptsächlich an Labortieren durchgeführt; Solche Experimente waren sehr mühsam, teuer und nicht sehr informativ. Anschließend erschienen neue Methoden, die auf der Verwendung von Gewebekulturen basierten; In Phagenexperimenten verwendete Bakterienzellen wurden durch Wirbeltierzellen ersetzt. Um die Mechanismen der Entwicklung von Viruserkrankungen zu untersuchen, sind Experimente an Labortieren sehr wichtig und werden derzeit noch durchgeführt.
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Eine Infektion mit einer Virusinfektion wie HIV kann durch Blut oder durch sexuellen Kontakt erfolgen. Erst nach drei bis fünf Jahren beginnt der Patient, sich über Symptome dieser Infektion wie Unwohlsein, Schwäche, Nachtschweiß, schwächenden Durchfall, Fieber, Gewichtsverlust und einige andere Sorgen zu machen.
Das Kind ist besorgt kopfschmerzenTränenfluss, Schmerzen in den Muskeln, im Hals, verstopfte Nase, Heiserkeit, allgemeines Unwohlsein. Anschließend kann ein trockener und schmerzhafter Husten auftreten, der dem Baby viel Unbehagen und Schmerzen bereitet.
Im Gegensatz zu anderen Lebensformen hat diese Form keine zelluläre Struktur. Das Virus trägt erbliche Informationen, die im DNA- oder RNA-Molekül gespeichert sind, die Oberseite des Moleküls ist mit einer Proteinhülle bedeckt.
Wenn Sie in die Apotheke gehen für antivirale MedikamenteSie müssen wissen, dass alle Arzneimittel zur Behandlung von Viren in drei Kategorien fallen.
Es ist wichtig zu beachten, dass ein lebender Organismus mit mehreren Viren gleichzeitig infiziert sein kann. Die meisten dieser Infektionen haben eine gewisse Affinität zu einem bestimmten Organ. Beispielsweise vermehren sich Hepatitis-Viren hauptsächlich in Leberzellen.
Es gibt eine sehr große Anzahl der meisten verschiedene Typen solche Infektionen. Sie führen zu verschiedenen Viruserkrankungen. Dieser Artikel konzentriert sich auf Viren, die beim Eindringen in den Körper von Kindern verschiedene Krankheiten entwickeln, die einem bestimmten Alter eigen sind. Diese viruserkrankungen werden Kinder genannt, weil es meistens Kinder sind, die mit ihnen krank sind.
Um diese Art von Krankheit zu bekämpfen, gibt es eine große Anzahl von drogen, die im Grunde keine genau gerichtete Wirkung haben und in den Körper gelangen, töten die gesamte nützliche Flora darin, was oft zu schwerwiegenden Konsequenzen führt. Im Idealfall ist es natürlich am besten, die Entwicklung des Virus in Ihrem Körper zu verhindern, indem Sie es mit Hilfe von Bad Tiens auf einem guten Niveau halten.
Falls Sie krank sind und nehmen medikamente, dann lohnt es sich parallel, mit Hilfe von Bad Tyansha Prävention durchzuführen, um die schädlichen Auswirkungen auszugleichen, nebenwirkungen Medikamente und Aufrechterhaltung der Immunität.
Viren (lateinisches Virus - Gift) Ist eine nichtzelluläre Lebensform, die eine autonome genetische Struktur ist, die sich in den Zellen von Pflanzen und Tieren vermehren kann, die für sie empfindlich sind.
Viren sind in der Natur weit verbreitet und können verschiedene Krankheiten von Pflanzen, Tieren und Menschen verursachen.
In Umrissen, virus ist ein Nukleinsäuremolekül (DNA oder RNA), das von einer speziellen Hülle umgeben ist. Einige Infektionen dieses Typs umfassen auch Enzyme, die an der Regulierung des Lebenszyklus des Virus beteiligt sind. Dieser autonome Organismus dringt in die Zellen eines anderen Organismus ein und setzt sein genetisches Material frei, das unter Verwendung der Ressourcen der infizierten Zelle beginnt, neue Viruspartikel zu bilden.
Neben Viren gibt es in der Natur mehrere andere nichtzelluläre Lebensformen wie Viroide, Virusoide und Prionen. Viroide sind kleine zirkuläre RNA-Moleküle (Ribonukleinsäure), die nicht von einer Membran umgeben sind und verschiedene Pflanzenkrankheiten verursachen. Virioide sind auch zirkuläre RNA-Moleküle ohne Proteinhülle, die im Gegensatz zu Viroiden nicht in der Lage sind, Zellen anderer Organismen nur in Gegenwart eines Helfervirus zu infizieren.
Prionen sind eine Gruppe pathogener Proteinmoleküle, die bei Tieren und Menschen verschiedene Krankheiten verursachen können, z. B. Jacob-Creutzfeldt-Krankheit (Rinderwahnsinn), Kuru-Krankheit usw.
Trotz der eher einfachen organischen Struktur sind diese Mikroorganismen vollwertige Vertreter der lebenden Natur. Sie zeichnen sich durch die grundlegenden Merkmale des Lebens aus, wie zum Beispiel: die Fähigkeit, sich selbst zu reproduzieren, Variabilität, Vererbung, die Fähigkeit, sich an Umweltbedingungen anzupassen, den Gehorsam gegenüber den Gesetzen der Evolution, einen bestimmten Platz in der Hierarchie lebender Organismen.
Die Struktur von Viren
In der Struktur all dieser Mikroorganismen können zwei Hauptkomponenten unterschieden werden: Nukleinsäure - der Träger der genetischen Information und die Schale.
Genetischer Apparat von Viren... In der Natur sind Nukleinsäuren der Träger der genetischen Information. Es gibt zwei Haupttypen von Nukleinsäuren: DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA (Ribonukleinsäure). In den meisten lebenden Organismen sind Nukleinsäuren im Zellkern und im Zytoplasma (Zellsaft) enthalten. Die beschriebenen Mikroorganismen enthalten, obwohl sie nichtzelluläre Strukturen sind, auch Nukleinsäuren. Nach der Art der enthaltenen Nukleinsäure werden Viren in zwei Klassen unterteilt: DNA-haltig und RNA-haltig. DNA-haltige Viren umfassen Hepatitis-B-Viren, Herpes usw. RNA-haltige Mikroorganismen werden durch Influenza und Parainfluenza, HIV (Human Immunodeficiency Virus), Hepatitis A usw. dargestellt. In diesen Mikroorganismen sowie in anderen lebenden Organismen spielen Nukleinsäuren die Rolle des Trägers genetischer Information. Informationen über die Struktur verschiedener Proteine \u200b\u200b(genetische Informationen) werden in der Struktur von Nukleinsäuren in Form spezifischer Sequenzen von Nukleotiden (Bestandteile von DNA und RNA) kodiert. Virale Nukleinsäuregene codieren eine Vielzahl von Enzymen und Strukturproteinen. DNA und RNA von Viren sind das materielle Substrat der Vererbung und Variabilität dieser Mikroorganismen - die beiden Hauptkomponenten bei der Entwicklung von Viren im Besonderen und aller lebenden Natur im Allgemeinen.
Virenhülle... Das genetische Material eines solchen reifen Mikroorganismus ist von einer speziellen Membran umgeben. Bei vielen Viren (wie Poliomyelitis) besteht die Hülle aus Proteinmolekülen, die sich zu einer räumlichen Struktur mit einem Hohlraum im Inneren verbinden, in dem sich die Nukleinsäure eines bestimmten Mikroorganismus befindet. Bei anderen Viren (HIV, Hepatitis B, Masern, Tollwut) gibt es neben der Proteinhülle auch eine zweite, die Proteine \u200b\u200bund Fette enthält. In ihrer Zusammensetzung ist diese Membran einer gewöhnlichen Zellmembran sehr ähnlich, da dieser Mikroorganismus sie von der Wirtszelle entlehnt, jedoch sind auch spezifische virale Proteine, die verschiedene Funktionen erfüllen, in sie eingebettet.
Die Virenhülle hat viele Funktionen. Erstens schützt es die fragile Nukleinsäure eines Mikroorganismus vor Zerstörung unter dem Einfluss nachteiliger Umweltfaktoren. Zweitens trägt die Hülle des Virus verschiedene Rezeptorproteine, die die Zielzelle erkennen und diesem gefährlichen Mikroorganismus helfen, in sie einzudringen. Drittens werden verschiedene Komponenten der Virushülle vom Wirtsorganismus als Antigene erkannt und stimulieren die Entwicklung der Immunantwort. Bestimmung im Blut verschiedene Komponenten Ein bestimmter Mikroorganismus oder spezifische Antikörper gegen Virusproteine \u200b\u200bist ein wichtiger Punkt bei der Diagnose verschiedener Viruserkrankungen.
Unter Verwendung der Ressourcen der infizierten Zelle synthetisiert das Virus seine eigenen Proteine \u200b\u200bund Nukleinsäuren. Im Zytoplasma (innere Umgebung) der Wirtszelle verbinden sich die neu synthetisierten Proteine \u200b\u200bund Nukleinsäuren zu neuen Viruspartikeln. Die reifen Partikel werden Virionen genannt. Durch das Brechen der Zellmembran gelangen sie in die interzelluläre Umgebung oder in das Blut und infizieren neue Zellen.
Infolge der Vermehrung dieser Mikroorganismen erfahren die infizierten Zellen tiefgreifende Veränderungen, wodurch die Zelle selbst sterben kann. Im Allgemeinen erfolgt die Zerstörung von Zellen aus zwei Gründen: In einem Fall wird die Zelle von den Viren selbst zerstört, in anderen Fällen wird sie vom körpereigenen Immunsystem zerstört, das infizierte Zellen erkennt und zerstört. Es ist der Zelltod, der den Grund für die Entwicklung verschiedener klinischer Anzeichen einer solchen Infektion darstellt. Beispielsweise kommt es bei einer akuten Virusinfektion der Atemwege zu einer direkten Zerstörung des Epithels des Nasopharynx, der Luftröhre und der Bronchien durch Vermehrung von Viren und zum Auftreten von Symptomen wie Schmerzen, Husten, Schleimsekreten usw. Bei viraler Hepatitis B kommt es zur Zerstörung von Leberzellen (Hepatozyten) durch die Zellen des menschlichen Immunsystems, die infizierte Zellen erkennen und zerstören. Die massive Zerstörung von Hepatozyten führt zum Auftreten von Symptomen und klinischen Anzeichen wie Gelbsucht, erhöhten Leberfunktionstests und in schweren Fällen zum Auftreten von Leberversagen.
Das körpereigene Immunsystem reagiert auf eine Virusinfektion und produziert eine Reihe von Faktoren (Antikörper), die diesen Mikroorganismen widerstehen. Das Auftreten spezifischer Antikörper wird ab dem Ende der ersten Woche einer Virusinfektion beobachtet. Durch die Bindung an Viren bewirken Antikörper, dass diese inaktiviert und aus dem Körper entfernt werden. Dieser Zeitraum wird als Erholungsphase bezeichnet. In einigen Fällen wird der Körper nach einer Virusinfektion aufgrund der entwickelten Immunität vor dem erneuten Eindringen desselben Mikroorganismus geschützt. Die Wiederherstellung nach einer Virusinfektion kann vollständig oder teilweise erfolgen. Bei akuten Virusinfektionen wird dieser Mikroorganismus normalerweise vollständig aus dem Körper entfernt. In einigen Fällen verläuft eine Virusinfektion jedoch chronisch, wobei die offensichtliche klinische Erholung mit dem Fortbestehen dieser Infektion im Körper (Hepatitis B) einhergeht.
Es ist erwähnenswert, dass einige virusinfektionen kann schwerwiegende Komplikationen oder den Tod des Patienten verursachen.
Literaturverzeichnis:
- Borisov LB Medizinische Mikrobiologie, Virologie, Immunologie, M.: Medicine, 1995
- Korotyaev A. I. Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Virologie, St. Petersburg. : SpecLit, 2000
- Volina E.G. Grundlagen der Allgemeinen Mikrobiologie, Immunologie und Virologie, M.: Medizin, 2004
Viren.
(Speicherung und Übertragung genetischer Informationen durch Viren)
ZUSAMMENSETZUNG, GRÖSSE UND FORM.
Schematisch gesehen sind Viren Erbmaterial, das in einer schützenden Proteinhülle verpackt ist und manchmal auch Lipid- und Kohlenhydratkomponenten enthält. In einer erblichen Substanz - einem Molekül oder mehreren Molekülen RNA oder DNA - ist notwendigerweise der "minimale Verbraucherkorb" kodiert: Enzyme zum Kopieren dieser viralen Nukleinsäuren sowie Proteine, aus denen das virale Partikel (Virion) besteht.
Wenn in allen Organismen einer Zellstruktur die erbliche Substanz doppelsträngige DNA-Moleküle sind, können Viren nicht nur DNA, sondern auch RNA enthalten, und beide Arten von Nukleinsäuren kommen sowohl in doppelsträngiger als auch in einzelsträngiger Form vor. Jedes Virus hat eine spezifische Form von Nukleinsäure. Moleküle viraler RNA und DNA sind unverzweigte (manchmal kreisförmige) Polymere, die aus vielen Verbindungen - Nukleotiden in einem solchen Molekül - von mehreren tausend bis mehreren hunderttausend Nukleotiden aufgebaut sind. Virale Nukleinsäuren sind lange Stränge, flexibler bei einzelsträngigen Molekülen und elastischer bei doppelsträngigen.
Es gibt verschiedene grundlegende Optionen für das "Auftreten" von Virionen. Viren, die nur aus Nukleinsäure und Protein aufgebaut sind, können einer starren stabförmigen oder flexiblen filamentösen Helix, einer Kugel und auch einer Struktur ähneln, die sozusagen einen Kopf- und einen Schwanzprozess aufweist. Falls vorhanden, bilden Lipide eine äußere Membran, in der einige virale Proteine \u200b\u200benthalten sind, und eine solche Lipoproteinhülle umhüllt den Proteinkern mit der darin "versiegelten" Nukleinsäure.
Die Größen der Viruspartikel variieren ebenfalls signifikant. Die "dünnsten" haben einen Durchmesser von etwa 10 nm und ihre Länge im ausgedehntesten Bereich erreicht 2 Mikrometer. Der Durchmesser von kugelförmigen Virionen reicht von -20 bis 300 nm. Die größten bekannten Viren sind Verwandte des Pockenvirus, und ihre Virionen können bis zu 450 nm lang und 260 nm breit und dick sein.
VERTEILUNG IN DER NATUR.
Es gibt Viren, die sich in den Zellen von Tieren, Pflanzen, Bakterien und Pilzen vermehren.
Die Strukturmerkmale der infizierten Zelle sind einer der Faktoren, von denen die Form des Virions abhängt.
Einige Viren haben eine sehr strenge Registrierung. Zum Beispiel kann das Polio-Virus nur in Zellen (und selbst dann nicht in allen) Menschen und Primaten leben und sich vermehren.
LAGERUNG UND ÜBERTRAGUNG VON GENETISCHEN INFORMATIONEN.
Wie Sie wissen, wird die Proteinsynthese in Ribosomen durchgeführt, und die Aminosäuresequenz der synthetisierten Proteine \u200b\u200bwird durch die Messenger-RNA (mRNA) -Moleküle festgelegt. Bei der Beschreibung der verschiedenen Methoden zum Speichern und Übertragen genetischer Informationen in Viren ist es zweckmäßig, mRNA-Moleküle als (+) RNA zu bezeichnen.
Es gibt eine große Gruppe von Viren, deren genetisches Material mRNA ist. Das Genom solcher Viren wird als positiv bezeichnet. Dazu gehören beispielsweise die Viren der Poliomyelitis und der durch Zecken übertragenen Enzephalitis sowie in Pflanzen das Tabakmosaik. In der Wirtszelle liefert virale RNA die Synthese ihrer eigenen Proteine. Danach beginnt die Reproduktion. Im Endstadium werden Virionen aus den akkumulierten viralen Proteinen und der RNA zusammengesetzt.
Das Genom einer anderen Gruppe von Viren wird nicht durch mRNA-Moleküle dargestellt, sondern durch ihre komplementäre Kopie, dh durch (-) RNA-Moleküle. Unter ihnen sind die Viren der Influenza, Masern, Tollwut, gelber Zwergwuchs der Kartoffeln. Der Infektionsprozess kann nicht mit der Synthese von Proteinen beginnen, die in Spiegelform aufgezeichnet wurden, weil Ribosomen erkennen keine (-) RNA. Die Replikation von viraler RNA scheint jedoch auch unmöglich zu sein, da die Zelle keine eigenen Enzyme besitzt, die diesen Prozess ausführen können. Viren mit einem negativen RNA-Genom lösen dieses Problem folgendermaßen: Sie führen ihr Genom nicht in "nackter" Form in die infizierte Zelle ein, wie dies Viren der ersten Gruppe tun, sondern in Form komplexerer Strukturen, die insbesondere DNA-abhängige RNA-Polymerase enthalten. Dieses virale Enzym, das im vorherigen Vermehrungszyklus synthetisiert wurde, wird in einer für die Abgabe an die Zelle geeigneten Form in das Virion verpackt. Der Infektionsprozess beginnt mit der Tatsache, dass das virale Enzym das virale Genom kopiert und komplementäre RNA-Moleküle bildet, dh (+) RNA. Diese Moleküle "finden bereits eine gemeinsame Sprache" mit Ribosomen. Es werden virale Proteine \u200b\u200bgebildet, einschließlich DNA-abhängiger RNA-Polymerase, die einerseits die Vermehrung des viralen Genoms in einer bestimmten Zelle sicherstellt und andererseits in neu gebildeten Virionen "für die zukünftige Verwendung erhalten" bleibt.
Es gibt Viren, die Zwillinge mit negativer RNA bilden, und in ihrem Genom gibt es neben Regionen, die (-) RNA entsprechen, Sequenzen mit positiver Polarität.
In der dritten Gruppe von Viren werden Erbinformationen in Form von doppelsträngiger (oder ±) RNA gespeichert. Zusammen mit der viralen RNA gelangt das Enzym DNA-abhängige RNA-Polymerase in die Zelle, wodurch die Synthese von (+) RNA-Molekülen sichergestellt wird. (+) RNA wiederum bewirkt zwei Dinge: Sie liefert virale Proteine \u200b\u200bin Ribosomen und dient als Matrix für die Synthese neuer Ketten viraler RNA-Polymerase. Ketten (+) und (-) RNA bilden zusammen eine doppelsträngige (±) RNA - ein Genom, das in eine Proteinhülle gepackt ist.
Die vierte Gruppe sind doppelsträngige DNA-Viren. Obwohl das Genom dieser Viren herkömmlicherweise als (±) DNA dargestellt werden kann, gibt es in vielen Fällen Regionen in jedem der beiden DNA-Stränge, die sowohl der positiven als auch der negativen Polarität entsprechen.
Die nächste Gruppe sind Viren mit einem einzelsträngigen DNA-Genom, das durch Moleküle mit positiver und negativer Polarität dargestellt werden kann. In einer Zelle verwandelt sich das virale Genom zunächst in eine doppelsträngige Form. Diese Transformation wird durch die zelluläre DNA-abhängige DNA-Polymerase bereitgestellt.
Die sechste Gruppe - Retroviren - umfasst insbesondere eine "Berühmtheit" wie das Human Immunodeficiency Virus (HIV). Das Genom dieser Formen ist einzelsträngige (+) RNA, aber der Infektionsprozess entwickelt sich in einem völlig anderen Szenario. Ein ungewöhnliches Enzym (Revertase) wird im viralen Genom kodiert, das sowohl die Eigenschaften einer DNA-abhängigen als auch einer DNA-unabhängigen DNA-Polymerase aufweist. Dieses Enzym gelangt zusammen mit der viralen RNA in die infizierte Zelle und stellt die Synthese seiner DNA-Kopie sicher, zuerst in einzelsträngiger Form [(-) DNA] und dann in doppelsträngiger [(±) DNA]. Weitere Ereignisse entwickeln sich nach dem üblichen Zeitplan: Synthese von viraler (+) RNA, Synthese von viralen Proteinen, Bildung von Virionen, Austritt aus der Zelle.
Die siebte Gruppe sind Retroid-Viren, von denen das Hepatitis-B-Virus am besten bekannt ist. Die Zusammensetzung dieser Viren umfasst doppelsträngige DNA, die sich jedoch anders repliziert als die Viren der vierten Gruppe. Dort wird virale DNA durch DNA-abhängige DNA-Polymerase kopiert. Hier wird zuerst (+) RNA aus der viralen DNA gelesen, die dann als Matrix für die Synthese von zwei Komponenten des Virions dient: Proteine \u200b\u200bund DNA. Die DNA-Synthese wird von einem viralen Enzym mit reverser Transkriptaseaktivität gemäß dem in Retroviren implementierten Schema durchgeführt.
Arten der Interaktion mit der Zelle.
Es gibt zwei Haupttypen der Interaktion zwischen dem Virus und der Zelle, deren grundlegender Unterschied der Grad der Autonomie des Virus von seinem "Wirt" ist. Es gibt Kompromissviren, die anfälliger für die Kontrolle der Zellen sind. Das Genom dieser Virionen ist im zellulären Chromosom enthalten, während die virale DNA kovalent mit dem zellulären verknüpft ist. Virale Gene werden sozusagen in zelluläre umgewandelt. Weitere Ereignisse können sich unterschiedlich entwickeln. In einem Fall sind sie fast inaktiv. Zellen und ihre Chromosomen teilen sich und zusammen mit den Chromosomen gelangt das verborgene virale Genom in jede Tochterzelle. Unter bestimmten Umständen wird der Virus aktiviert.
In einem anderen Fall werden in der infizierten Zelle ständig neue und neue Generationen von Virionen produziert, aber die Zelle stirbt nicht ab.
DECODIERT DURCH DAS GEN DES VIRUS ATYPISCHER PNEUMONIEN.
Wissenschaftler aus den USA und Kanada kündigten eine vollständige Entschlüsselung des Genoms des Virus an, das SARS verursacht. Es wird erwartet, dass diese Entdeckung es ermöglichen wird, genauere Tests durchzuführen, die unter vielen vermuteten Krankheiten die wahren Infektionsfälle zuverlässig identifizieren können. "Diese Informationen sind für schnellere Analysen äußerst wichtig und sollten uns sicherlich bei der Entwicklung von Antikörpern und Impfstoffen helfen", sagte Julie Gerberding, Direktorin von bundeszentrum für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten im US-Bundesstaat Atlanta.
Das Zentrum hat bereits zwei Tests auf Antikörper gegen SARS durchgeführt, die jedoch für eine weit verbreitete Verwendung nicht genau genug waren. "Die Entdeckung der vollständigen Sequenz sollte zu genaueren genetischen Analysen führen", bemerkt Gerberding.
FAZIT.
Somit kann festgestellt werden, dass sowohl der interne Inhalt als auch die Form und das Verhalten von Viren sehr unterschiedlich und individuell sind.
RNA-negative Viren sind viel komplexer. Das Virion enthält nicht nur RNA, sondern auch Enzyme, die es replizieren können. Die Einführung nicht nur der eigenen RNA, sondern auch der RNA-Polymerase in die Zelle führt zur Produktion vieler (+) RNA-Moleküle (einschließlich mRNA), die nicht nur nach Können, sondern auch nach Anzahl mit der zellulären mRNA konkurrieren können.
LITERATUR.
"Virology", 3 Bände / Ed. B. Fields, D. Nipe. M .: "Mir", 1989
Baturin Alexander