Compoziție, dimensiune și formă. Viruși

Omenirea s-a familiarizat cu virusurile la sfârșitul secolului al IX-lea, după lucrările lui Dmitry Ivanovsky și Martin Beyerink. Studiind leziunile non-bacteriene ale plantelor de tutun, oamenii de știință au analizat pentru prima dată și au descris 5 mii de tipuri de viruși. Astăzi se presupune că există milioane și trăiesc peste tot.

Viu sau nu?

Virușii constau din molecule de ADN și ARN care transmit informații genetice în diverse combinații, un anvelopă care protejează molecula și o protecție suplimentară a lipidelor.

Prezența genelor și capacitatea de reproducere face posibilă clasificarea virușilor drept vii, iar lipsa sintezei proteinelor și imposibilitatea dezvoltării independente le clasifică drept organisme biologice nevii.

Virușii sunt, de asemenea, capabili de alianță cu bacterii și mutare. Aceștia pot transmite informații prin schimbul de ARN și pot sustrage răspunsul imun, ignorând medicamentele și vaccinurile. Întrebarea dacă virusul este viu rămâne deschisă până în prezent.

Cel mai periculos dușman

Astăzi, un virus care nu răspunde la antibiotice este cel mai rău dușman al omului. Deschidere medicamente antivirale a ușurat puțin situația, dar SIDA și hepatita nu sunt încă înfrânte.

Vaccinurile oferă protecție împotriva doar câteva tulpini sezoniere de viruși, dar capacitatea lor de a muta rapid face vaccinările ineficiente în anul următor. Cea mai gravă amenințare pentru populația lumii poate fi incapacitatea de a face față următoarei epidemii virale în timp.

Gripa este doar o mică parte din „aisbergul viral”. Infecția cu virusul Ebola în Africa a condus la introducerea măsurilor de carantină în întreaga lume. Din păcate, boala este extrem de dificil de tratat, iar procentul de decese este încă ridicat.

O caracteristică a virușilor este capacitatea lor incredibil de rapidă de a se multiplica. Virusul bacteriofag este capabil să depășească rata de reproducere a bacteriei de 100 de mii de ori. Prin urmare, virologii din întreaga lume încearcă să salveze omenirea de o amenințare mortală.

Principalele măsuri pentru prevenirea infecțiilor virale sunt: \u200b\u200bvaccinările, respectarea regulilor de igienă personală și accesul în timp util la un medic în caz de infecție. Unul dintre simptome a fost căldurăcare nu poate fi doborât de unul singur.

Nu trebuie să intrați în panică dacă aveți o boală virală, dar dacă aveți grijă vă puteți salva literalmente viața. Medicii spun că infecțiile vor muta atât timp cât va exista civilizația umană, iar oamenii de știință încă mai au multe descoperiri importante în originea și comportamentul virușilor, precum și în lupta împotriva lor.



Plan:

    Introducere
  • 1. Istorie
  • 2 Structura
  • 3 Rolul virușilor în biosferă
  • 4 Poziția virușilor în sistemul viu
  • 5 Originea virușilor
  • 6 Structura
  • 7 Mecanismul infecției
  • 8 Clasificare
    • 8.1 Clasificarea ICTV
    • 8.2 Clasificare Baltimore
  • 9 Fapte interesante
    • Note
    Literatură

Introducere

Virus (din lat. virus - otravă) este un agent infecțios subcelular care se poate reproduce numai în interiorul celulelor vii ale corpului. Prin natură, virușii sunt elemente genetice autonome care au un stadiu extracelular în ciclul de dezvoltare. Virușii sunt particule microscopice formate din molecule de acid nucleic - (ADN sau ARN, unele, de exemplu, mimivirusuri, au ambele tipuri de molecule), închise într-o coajă proteică, capabilă să infecteze organismele vii. Plicul proteic în care este ambalat genomul se numește capsidă. Prezența unei capside distinge virușii de acizii nucleici infecțioși asemănători virusului - viroizi. Virușii, cu rare excepții, conțin un singur tip de acid nucleic genomic, clasifică virusurile care conțin ADN și virusurile care conțin ARN, care sta la baza clasificării virusurilor de la Baltimore. Anterior, prionii au fost, de asemenea, atribuiți în mod eronat virușilor, dar ulterior s-a dovedit că acești agenți patogeni sunt proteine \u200b\u200binfecțioase speciale și nu conțin acizi nucleici.

În prezent, sunt cunoscuți viruși care se înmulțesc în celulele plantelor, animalelor, ciupercilor și bacteriilor (acestea din urmă sunt numite de obicei bacteriofagi sau fagi). În ciuda unor modele generale de structură și strategie de dezvoltare (asociate cu o comunitate funcțională), virușii nu au o origine comună. Acest lucru este confirmat de faptul că genomurile virușilor care infectează grupuri de organisme care sunt îndepărtate între ele sunt legate structural, dar, în plus, au o structură comună de gene și elemente reglatoare, codifică proteine \u200b\u200bsimilare din punct de vedere structural și au mecanisme comune pentru reglarea expresiei genelor. De asemenea, au fost detectați viruși care infectează alți viruși (viruși prin satelit).


1. Istorie

Pentru prima dată, existența unui virus (ca un nou tip de agent patogen) a fost dovedită în 1892 de către omul de știință rus D. I. Ivanovsky. După mulți ani de cercetări privind bolile plantelor de tutun, într-o lucrare din 1892, DI Ivanovsky ajunge la concluzia că mozaicul de tutun este cauzat de „bacterii care trec prin filtrul Chamberlain, care, totuși, nu sunt capabile să crească pe substraturi artificiale”.

Cinci ani mai târziu, în studiul bolilor la bovine, și anume, febra aftoasă, a fost izolat un microorganism filtrabil similar. Și în 1898, în timp ce reproduce experimentele lui D. Ivanovsky ale botanistului olandez M. Beijerinck, el a numit astfel de microorganisme „viruși filtrabili”. Într-o formă prescurtată, acest nume a început să denote acest grup de microorganisme.

În 1901 a fost descoperită prima boală virală umană - febra galbenă. Această descoperire a fost făcută de chirurgul militar american W. Read și colegii săi.

În 1911, Francis Rouse a dovedit natura virală cancer - Sarcomul Rous (abia în 1966, 55 de ani mai târziu, i s-a acordat Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină pentru această descoperire).

În anii următori, studiul virușilor a jucat un rol important în dezvoltarea epidemiologiei, imunologiei, geneticii moleculare și a altor ramuri ale biologiei. Astfel, experimentul Hershey-Chase a devenit o dovadă decisivă a rolului ADN-ului în transmiterea proprietăților ereditare. De-a lungul anilor, cel puțin încă șase premii Nobel în fiziologie sau medicină și trei premii Nobel în chimie au fost acordate pentru cercetări legate direct de studiul virușilor.

În 2002, la Universitatea din New York a fost creat primul virus sintetic (virusul poliomielitei).


2. Structura

Virușii simpli organizați sunt compuși dintr-un acid nucleic și mai multe proteine \u200b\u200bcare formează un înveliș în jurul său - capsidă... Un exemplu de astfel de viruși este virusul mozaicului tutunului. Capsidul său conține un tip de proteină cu o greutate moleculară mică. Virușii organizați complex au un anvelopă suplimentară - proteine \u200b\u200bsau lipoproteine; uneori în cochiliile exterioare ale virusurilor complexe, pe lângă proteine, sunt conținuți carbohidrați. Agenții cauzali ai gripei și herpesului sunt exemple de virusuri organizate complex. Membrana lor exterioară este un fragment al membranei nucleare sau citoplasmatice a celulei gazdă, din care virusul pătrunde în mediul extracelular.


3. Rolul virușilor în biosferă

Virușii sunt una dintre cele mai frecvente forme de existență a materiei organice pe planetă în ceea ce privește numărul: apele oceanelor conțin un număr colosal de bacteriofagi (aproximativ 250 de milioane de particule pe mililitru de apă), numărul lor total în ocean este de aproximativ 4 × 10 30, iar numărul de viruși (bacteriofagi) în sedimentele de pe fundul oceanului practic nu depinde de adâncime și este foarte mare peste tot. Oceanul găzduiește sute de mii de specii (tulpini) de viruși, dintre care majoritatea covârșitoare nu au fost descrise, cu atât mai puțin studiate. Virușii joacă un rol important în reglarea dimensiunii populației unor specii de organisme vii (de exemplu, virusul sălbatic reduce numărul vulpilor arctice de mai multe ori la fiecare câțiva ani).


4. Poziția virușilor în sistemul viu


5. Originea virușilor

Virușii sunt un grup modular care nu are un strămoș comun. În prezent, există mai multe ipoteze care explică originea virușilor.

Originea unor viruși ARN a fost legată de viroizi. Viroizii sunt fragmente de ARN circulare foarte structurate replicate de ARN polimeraza celulară. Se crede că viroizii sunt „introni scăpați” - regiuni nesemnificative ale ARNm tăiate în timpul îmbinării, care au dobândit accidental capacitatea de a se replica. Viroizii nu codifică proteinele. Se crede că achiziționarea regiunilor de codificare (cadru de citire deschis) de către viroizi a dus la apariția primilor viruși ARN. Într-adevăr, se cunosc exemple de viruși care conțin regiuni pronunțate de tip viroid (virusul hepatitei Delta).

Exemple de structuri ale virionilor icosaedrici.
A. Virus care nu are un înveliș lipidic (de exemplu, picornavirus).
B. Un virus învelit (de exemplu, herpesvirus).
Numerele indică: (1) capsidă, (2) acid nucleic genomic, (3) capsomer, (4) nucleocapsidă, (5) virion, (6) înveliș lipidic, (7) proteine \u200b\u200bde membrană ale învelișului.)

Particulele virale (virioni) sunt o capsulă proteică - o capsidă care conține genomul virusului, reprezentată de una sau mai multe molecule de ADN sau ARN. Capsidul este construit din capsomeri - complexe proteice, constând, la rândul lor, din protomeri... Acidul nucleic într-un complex cu proteine \u200b\u200beste notat prin termenul nucleocapsidă... Unii viruși au și o membrană lipidică exterioară. Dimensiuni diverși viruși variază de la 20 (parvovirusuri) la 500 (mimivirusuri) și mai mulți nanometri. Virionii au adesea o formă geometrică regulată (icosaedru, cilindru). O astfel de structură de capsidă asigură identitatea legăturilor dintre proteinele sale constitutive și, prin urmare, poate fi construită din proteine \u200b\u200bstandard ale uneia sau mai multor specii, ceea ce permite virusului să economisească spațiu în genom.


7. Mecanismul infecției

În mod convențional, procesul de infecție virală la scara unei celule poate fi împărțit în mai multe etape suprapuse:

O particulă în formă de tijă a virusului mozaicului tutunului.
Numerele indică: (1) genomul ARN al virusului, (2) capsomerul, care constă dintr-un singur protomer, (3) regiunea matură a capsidei.

  • Atașarea la membrana celulară - așa-numita adsorbție. De obicei, pentru ca un virion să fie adsorbit pe suprafața unei celule, acesta trebuie să aibă o proteină (adesea o glicoproteină) în membrana sa plasmatică - un receptor specific pentru acest virus. Prezența unui receptor determină adesea gama de gazde a unui virus dat, precum și specificitatea acestuia.

Structura virionului unui virus învelit non-icosaedric prin exemplul HIV.
Numerele indică: (1) genomul ARN al virusului, (2) nucleocapsidă, (3) capsidă, (4) matricea proteică care stă la baza (5) membrana lipidică, (6) gp120 este glicoproteina prin care virusul se leagă de membrana celulară , (7) gp41 este o glicoproteină transmembranară.
Numerele 8-11 indică proteinele care alcătuiesc virionul și sunt necesare pentru ca virusul să fie primele etape infecții: (8) integrază, (9) transcriptază inversă, (10) Vif, Vpr, Nef și p7, (11) protează.

În taxonomia faunei sălbatice, virușii sunt separați într-un taxon separat Vira, formându-se în clasificarea Systema Naturae 2000 împreună cu domeniile Bacterii, Archaea și Eukaryota taxon rădăcină Biota... În secolul XX, în sistematică, s-au făcut propuneri pentru crearea unui taxon dedicat formelor de viață necelulare ( Aphanobionta Novak, 1930; super-regatul Acytota Jeffrey, 1971; Acellularia), însă aceste propuneri nu au fost codificate.

Taxonomia și taxonomia virușilor este codificată și menținută de Comitetul internațional pentru taxonomia virușilor (ICTV), care menține, de asemenea, baza de date universală a virusului ICTVdB.


8.1. Clasificarea ICTV

În 1966, Comitetul internațional pentru taxonomia virusurilor a adoptat un sistem de clasificare a virușilor pe baza diferenței de tip (ARN și ADN), a numărului de molecule de acid nucleic (monocatenare și dublu catenare) și a prezenței sau absenței unui înveliș nuclear. Sistemul de clasificare este o serie de taxoni ierarhici:

Detașare ( -virale) Familie ( -viridae) Subfamilie ( -virinae) Gen ( -virus) Vizualizare ( -virus)

8.2. Clasificare Baltimore

Biologul laureat al Premiului Nobel David Baltimore și-a propus propria schemă de clasificare pentru viruși pe baza diferențelor în mecanismul de producție a ARNm. Acest sistem include șapte grupe principale:

  • (I) Viruși care conțin ADN bicatenar și care nu au un stadiu de ARN (de exemplu, viruși herpetici, poxvirusuri, papovavirusuri, mimivirusuri).
  • (Ii) Viruși care conțin ARN bicatenar (de exemplu, rotavirusuri).
  • (III) Viruși care conțin o moleculă de ADN monocatenar (de exemplu, parvovirusuri).
  • (Iv) Viruși care conțin o moleculă de ARN monocatenar cu polaritate pozitivă (de exemplu, picornavirusuri, flavivirusuri).
  • (V) Viruși care conțin o moleculă de ARN monocatenar cu polaritate negativă sau dublă (de exemplu, ortomixovirusuri, filovirusuri).
  • (VI) Viruși care conțin o moleculă de ARN monocatenar și care au în ciclul lor de viață stadiul sintezei ADN pe un șablon de ARN, retrovirusuri (de exemplu, HIV).
  • (VII) Viruși care conțin ADN bicatenar și care au în ciclul lor de viață stadiul sintezei ADN-ului pe un șablon de ARN, virusuri retroid (de exemplu, virusul hepatitei B)

În prezent, ambele sisteme sunt utilizate simultan pentru a clasifica virușii, ca complementari unul cu celălalt.

O divizare suplimentară se efectuează pe baza unor trăsături precum structura genomului (prezența segmentelor, moleculelor circulare sau liniare), similitudinea genetică cu alți viruși, prezența unei membrane lipidice, apartenența taxonomică a organismului gazdă etc.


9. Fapte interesante

  • În 2008, V.D. Zorkin a menționat că apărătorii populari ai drepturilor omului, vorbind în parlamentele europene, au cerut protecția legislativă a drepturilor virușilor și a remarcat acolo că ultra-extremiștii care erau convinși că o persoană este un virus ostil erau alături de susținătorii drepturilor virusurilor. care ar trebui distruse în numele conservării naturii.

Note

  1. Violoncel J, Paul AV, Wimmer E (2002). Sinteza chimică a ADNc-ului poliovirusului: generarea de virusuri infecțioase în absența șablonului natural. Ştiinţă 297 (5583): 1016-8. DOI: 10.1126 / science.1072266 - dx.doi.org/10.1126/science.1072266. PMID 12114528 - www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12114528?dopt\u003dAbstract.
  2. Bergh O, Børsheim KY, Bratbak G, Heldal M (august 1989). „Abundența mare de viruși găsiți în mediile acvatice.” Natură 340 (6233): 467-8. DOI: 10.1038 / 340467a0 - dx.doi.org/10.1038/340467a0. PMID 2755508 - www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2755508?dopt\u003dAbstract.
  3. 1 2 Elemente - știri științifice: Prin distrugerea celulelor bacteriene, virușii participă activ la circulația substanțelor în adâncurile oceanului - elementy.ru/news/430811
  4. PLoS Biology: The Marine Viromes of Four Oceanic Regions - www.plosbiology.org/article/info:doi/10.1371/journal.pbio.0040368
  5. Elemente - știri științifice: sute de mii de noi tipuri de virusuri descoperite în ocean - elementy.ru/news/430383
  6. ScienceNow - „Virusul antic a dat viespile lor” - news.sciencemag.org/sciencenow/2009/02/12-02.html?rss\u003d1
  7. Elemente - știri științifice: călăreții suprimă apărarea imună a victimelor cu virusuri îmblânzite - elementy.ru/news/431008
  8. Baltimore D (1974). „Strategia virușilor ARN”. Harvey Lect. Seria 70: 57-74. PMID 4377923 - www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4377923?dopt\u003dAbstract.
  9. Temin HM, Baltimore D (1972). „Sinteza ADN direcționată de ARN și virusurile tumorale ARN”. Adv. Virus Res. 17 : 129-86. PMID 4348509 - www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4348509?dopt\u003dAbstract.
  10. van Regenmortel MH, Mahy BW (2004). Probleme emergente în taxonomia virusurilor. Infectarea emergentă. Dis. 10 (1): 8-13. PMID 15078590 - www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15078590?dopt\u003dAbstract.
  11. Mayo MA (1999). „Evoluții în taxonomia virusului plantelor de la publicarea celui de-al șaselea raport ICTV. Comitetul internațional pentru taxonomia virusurilor ". Arc. Virol. 144 (8): 1659-66. PMID 10486120 - www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10486120?dopt\u003dAbstract.
  12. de Villiers EM, Fauquet C, Broker TR, Bernard HU, zur Hausen H (2004). „Clasificarea papilomavirusurilor”. Virologie 324 (1): 17-27. DOI: 10.1016 / j.virol.2004.03.033 - dx.doi.org/10.1016/j.virol.2004.03.033. PMID 15183049 - www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15183049?dopt\u003dAbstract.
  13. „Constituția și drepturile omului în secolul XXI” - www.ozon.ru/context/detail/id/4181595/ Președinte al Curții Constituționale a Federației Ruse, avocat onorat al Federației Ruse, doctor în drept, profesor V.D. Zorkin: „Cum să apelăm altfel propunerile de apărare în parlament nu numai a drepturilor oamenilor, ci și a drepturilor animalelor, alegând deputați din diferite specii de animale? Dar radicalii populari care proclamă acest lucru au fost de acord până la punctul în care este necesar să se protejeze drepturile virușilor și să se aprobe legislația în formatul adecvat. " (pp. 21-22), ISBN 978-5-468-00282-7, Virologie.
    Text disponibil sub licența Creative Commons Attribution-ShareAlike.
cei mai mici agenți patogeni ai bolilor infecțioase. Tradus din latinăvirus înseamnă „otravă, principiu otrăvitor”. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea. termenul „virus” a fost folosit în medicină pentru a se referi la orice agent infecțios care cauzează boli. Acest cuvânt și-a dobândit semnificația modernă după 1892, când botanistul rus DI Ivanovsky a stabilit „filtrabilitatea” agentului cauzator al bolii mozaicului tutunului (mozaicul tutunului). El a arătat că seva celulară de la plantele infectate cu această boală, a trecut prin filtre speciale care prind bacteriile, păstrează capacitatea de a provoca aceeași boală la plantele sănătoase. Cinci ani mai târziu, un alt agent de filtrare, agentul cauzal al febrei aftoase la bovine, a fost descoperit de bacteriologul german F. Löffler. În 1898, botanistul olandez M. Beijerink a repetat aceste experimente într-o versiune extinsă și a confirmat concluziile lui Ivanovsky. El a numit „principiul otrăvitor al filtrării” care cauzează mozaicul tutunului un „virus filtrabil”. Acest termen a fost folosit de mulți ani și a fost redus treptat la un singur cuvânt - „virus”.

În 1901, chirurgul militar american W. Reed și colegii săi au constatat că agentul cauzal al febrei galbene este, de asemenea, un virus filtrabil. Febra galbenă a fost prima boală umană identificată ca virală, dar a durat încă 26 de ani pentru ca originea sa virală să fie definitiv dovedită.

Se acceptă în general că virusurile au apărut ca urmare a izolării (autonomizării) elementelor genetice individuale ale celulei, care, în plus, au primit capacitatea de a fi transmise de la organism la organism. Într-o celulă normală, mai multe tipuri de structuri genetice se mișcă, de exemplu, matricial sau informațional, ARN (ARNm), transpozoni, introni și plasmide. Astfel de elemente mobile ar fi putut fi predecesorii sau progenitorii virușilor.

Unii viruși, pe lângă capsidă, au și un înveliș exterior format din proteine \u200b\u200bși lipide. Se formează din membranele celulei infectate care conțin proteine \u200b\u200bvirale încorporate. Termenii „virioni goi” și „virioni fără teacă” sunt folosiți sinonim. Capsidele celor mai mici și mai simplu aranjați viruși pot consta doar din unul sau mai multe tipuri de molecule proteice. Mai multe molecule din aceleași sau diferite proteine \u200b\u200bsunt combinate în subunități numite capsomere. Capsomerii, la rândul lor, formează structuri geometrice regulate ale capsidei virale. La diferiți viruși, forma capsidei este o trăsătură caracteristică (trăsătură) a virionului.

Virionii cu un tip de spirală de simetrie, precum virusul mozaicului tutunului, au forma unui cilindru alungit; în interiorul învelișului proteic, care constă din subunități separate - capsomere, există o helix de acid nucleic înfășurat (ARN). Virioni cu un tip de simetrie icosaedrică (din greacă.

eikosi - douăzeci, hedra - suprafață), la fel ca poliovirusul, au o formă sferică sau, mai degrabă, cu mai multe fațete; capsidele lor sunt construite din 20 de fațete (suprafețe) triunghiulare regulate și arată ca o cupolă geodezică.

Bacteriofagii individuali (virusurile bacteriilor; fagii) au un tip mixt de simetrie. Asa numitul. Dintre fagii „cu coadă”, capul arată ca o capsidă sferică; un proces tubular lung - „coada” se îndepărtează de el.

Există viruși cu o structură și mai complexă. Virionii din virusul variolei (virușii din grupul variolei) nu au capsidă corectă, tipică: între miez și învelișul exterior, au structuri tubulare și membranare.

 REPLICAREA VIRUSELOR Informațiile genetice codificate într-o anumită genă pot fi văzute în general ca instrucțiuni pentru producerea unei anumite proteine \u200b\u200bîntr-o celulă. O astfel de instrucțiune este percepută de celulă numai dacă este trimisă sub formă de ARNm. Prin urmare, celulele în care materialul genetic este reprezentat de ADN trebuie să „rescrie” (transcrie) aceste informații într-o copie complementară a ARNm (vezi si ACIZI NUCLEICI) ... Virusurile care conțin ADN în modul de replicare diferă de virusurile care conțin ARN.

ADN-ul există de obicei sub formă de structuri dublu-catenare: două lanțuri polinucleotidice sunt legate de hidrogen și răsucite în așa fel încât se formează o helică dublă. În schimb, ARN-ul există de obicei sub formă de structuri monocatenare. Cu toate acestea, genomul virușilor individuali este fie ADN monocatenar, fie ARN bicatenar. Catenele (lanțurile) de acid nucleic viral, duble sau simple, pot fi liniare sau închise într-un inel.

Prima etapă a replicării virale este asociată cu penetrarea acidului nucleic viral în celula organismului gazdă. Acest proces poate fi facilitat de enzime speciale care fac parte din capsidă sau învelișul exterior al virionului, iar învelișul rămâne în afara celulei sau virionul îl pierde imediat după pătrunderea în celulă. Virusul găsește o celulă potrivită pentru reproducerea sa prin contactarea părților individuale ale capsidei (sau învelișului exterior) cu receptori specifici de pe suprafața celulei într-o manieră de „blocare a cheii”. Dacă sunt absenți receptori specifici („de recunoaștere”) de pe suprafața celulei, atunci celula nu este sensibilă la infecția virală: virusul nu pătrunde în ea.

Pentru a-și realiza informațiile genetice, ADN-ul viral care a pătruns în celulă este transcris de enzime speciale în ARNm. ARNm rezultat se mută în „fabricile” celulare de sinteză a proteinelor - ribozomi, unde înlocuiește „mesajele” celulare cu propriile „instrucțiuni” și este tradus (citit), în urma cărora sunt sintetizate proteinele virale. ADN-ul viral în sine este în mod repetat duplicat (duplicat) cu participarea unui alt set de enzime, atât virale, cât și aparținând celulei.

Proteina sintetizată, care este utilizată pentru construirea capsidei, și ADN-ul viral înmulțit în multe exemplare se combină și formează noi virioni „fiice”. Descendenții virali formați părăsesc celula utilizată și infectează altele noi: ciclul de reproducere a virusului se repetă. Unii viruși, în timpul înmuguririi de pe suprafața celulei, captează o parte a membranei celulare, în care proteinele virale au fost inserate „în avans” și astfel dobândesc o membrană. În ceea ce privește celula gazdă, în cele din urmă se dovedește a fi deteriorată sau chiar complet distrusă.

În unele virusuri ADN, ciclul de reproducere în sine în celulă nu este asociat cu replicarea imediată a ADN-ului viral; în schimb, ADN-ul viral este inserat (integrat) în ADN-ul celulei gazdă. În acest stadiu, virusul ca o singură entitate structurală dispare: genomul său devine parte a aparatului genetic al celulei și chiar se reproduce în ADN-ul celular în timpul diviziunii celulare. Cu toate acestea, ulterior, uneori după mulți ani, virusul poate apărea din nou - se declanșează mecanismul de sinteză a proteinelor virale, care, combinându-se cu ADN-ul viral, formează noi virioni.

În unele virusuri ARN, genomul (ARN) poate acționa direct ca ARNm. Cu toate acestea, această caracteristică este tipică doar pentru virușii cu un fir de ARN "+" (adică, cu ARN având o polaritate pozitivă). Viruși cu „

- „Șuvița ARN trebuie mai întâi să„ suprascrie ”șuvița„ + ”; numai după aceea începe sinteza proteinelor virale și virusul se reproduce.

Așa-numitele retrovirusuri conțin ARN ca genom și au un mod neobișnuit de transcriere a materialului genetic: în loc să transcrie ADN în ARN, așa cum se întâmplă într-o celulă și este tipic pentru virusurile care conțin ADN, ARN-ul lor este transcris în ADN. ADN-ul dublu catenar al virusului este apoi încorporat în ADN-ul cromozomial al celulei. Pe matricea unui astfel de ADN viral, se sintetizează un nou ARN viral care, la fel ca altele, determină sinteza proteinelor virale. Vezi si RETROVIRUSE.

 CLASIFICAREA VIRUSULUI Dacă virușii sunt într-adevăr elemente genetice mobile care au primit „autonomie” (independență) față de aparatul genetic al gazdelor lor (diferite tipuri de celule), atunci diferite grupuri de viruși (cu genom, structură și replicare diferite) ar fi trebuit să apară independent unul de celălalt. Prin urmare, este imposibil să se construiască pentru toți virușii un singur pedigree care să le lege pe baza relațiilor evolutive. Principiile clasificării „naturale” utilizate în taxonomia animalelor nu sunt potrivite pentru viruși.

Cu toate acestea, un sistem de clasificare a virusului este necesar în practică, iar încercările de creare a acestuia au fost făcute în mod repetat. Cea mai productivă abordare s-a dovedit a fi bazată pe caracteristicile structurale și funcționale ale virușilor: pentru a distinge diferitele grupuri de viruși unul de celălalt, aceștia descriu tipul de acid nucleic (ADN sau ARN, fiecare dintre aceștia putând fi monocatenar sau dublu catenar), dimensiunea acestuia (numărul de nucleotide din lanțul acidului nucleic). acizi), numărul moleculelor de acid nucleic dintr-un virion, geometria virionului și caracteristicile structurale ale capsidei și ale învelișului exterior al virionului, tipul gazdei (plante, bacterii, insecte, mamifere etc.), caracteristicile patologiei cauzate de viruși (simptome și natura bolii), proprietățile antigenice ale proteinelor virale și caracteristicile reacției sistemului imunitar al organismului la introducerea virusului.

Pentru mulți viruși, cum ar fi rujeola, herpesul și parțial gripa, oamenii sunt principalul rezervor natural. Transmiterea acestor viruși are loc prin picături aeriene sau prin contact.

Răspândirea unor boli virale, ca și alte infecții, este plină de surprize. De exemplu, în grupuri de oameni care trăiesc în condiții insalubre, aproape toți copiii din vârstă fragedă poartă poliomielită, de obicei ușoară, și dobândesc imunitate. Dacă condițiile de viață din aceste grupuri se îmbunătățesc, copiii vârsta mai mică poliomielita nu este de obicei bolnavă, dar boala poate apărea la o vârstă mai înaintată, iar apoi este adesea severă.

Mulți viruși nu pot persista mult timp în natură la o densitate redusă de dispersie a speciei gazdă. Lipsa populațiilor de vânători primitivi și colecționari de plante a creat condiții nefavorabile pentru existența unor viruși; prin urmare, este foarte probabil ca unele virusuri umane să apară mai târziu, odată cu apariția așezărilor urbane și rurale. Se presupune că virusul rujeolei a existat inițial în rândul câinilor (ca agent cauzal al febrei), iar variola la om ar fi putut apărea ca urmare a evoluției variolei la vaci sau șoareci. Cele mai recente exemple de evoluție a virușilor includ sindromul imunodeficienței umane dobândite (SIDA). Există dovezi ale similitudinilor genetice între virusurile imunodeficienței umane și maimuțele verzi africane.

Infecțiile „noi” sunt de obicei severe, adesea fatale, dar pe parcursul evoluției agentului patogen pot deveni mai ușoare. Un bun exemplu este istoria virusului mixomatozei. În 1950, acest virus, endemic în America de Sud și destul de inofensiv pentru iepurii locali, a fost introdus în Australia împreună cu rasele europene ale acestor animale. Boala la iepurii australieni, care nu întâlnise anterior acest virus, a fost fatală în 99,5% din cazuri. Câțiva ani mai târziu, mortalitatea din această boală a scăzut semnificativ, în unele zone până la 50%, ceea ce se explică nu numai prin mutații „atenuante” (slăbind) în genomul viral, ci și prin rezistența genetică crescută a iepurilor la boală și, în ambele cazuri, selecția naturală efectivă a avut loc sub presiune puternică a selecției naturale.

Reproducerea virușilor în natură este susținută de diferite tipuri de organisme: bacterii, ciuperci, protozoare, plante, animale. De exemplu, insectele suferă adesea de viruși care se acumulează în celulele lor sub formă de cristale mari. Plantele sunt adesea afectate de viruși ARN mici și aranjați simplu. Acești viruși nu au nici măcar mecanisme speciale pentru a intra în celulă. Sunt transportate de insecte (care se hrănesc cu seva celulară), viermi rotunzi și prin contact, infectând planta dacă este deteriorată mecanic. Virușii bacterieni (bacteriofagii) au cel mai complex mecanism de livrare a materialului genetic către o celulă bacteriană sensibilă. În primul rând, „coada” fagului, care arată ca un tub subțire, se atașează de peretele bacteriei. Apoi, enzime speciale ale „cozii” dizolvă o secțiune a peretelui bacterian și materialul genetic al fagului (de obicei ADN) este injectat în orificiul rezultat prin „coadă”, ca printr-un ac de seringă.

Peste zece grupuri majore de viruși sunt patogeni pentru oameni. Dintre virusurile ADN, aceasta este familia virusurilor variolice (cauzatoare de variolă, vaccin și alte infecții cu variolă), virusuri herpetice (răni herpetice pe buze, varicelă), adenovirusuri (boli tractului respirator și ochi), familia papovavirusului (negi și alte creșteri ale pielii), hepadnavirusuri (hepatită

B ). Există mult mai mulți viruși care conțin ARN, care sunt patogeni pentru oameni. Picornavirusuri (din lat. pico - foarte mic, engleză.ARN - ARN) - cei mai mici viruși de mamifere, asemănători unor viruși vegetali; provoacă poliomielită, hepatită A, acută răceli... Mixovirusurile și paramixovirusurile sunt cauza diferitelor forme de gripă, rujeolă și oreion (oreion). Arbovirusuri (din engleză.artropod borne - „purtate de artropode”) - cel mai mare grup de viruși (mai mult de 300) - purtate de insecte și sunt agenții cauzali ai encefalitei transmise prin căpușe și japoneze, febrei galbene, meningoencefalitei ecvine, febrei Colorado transmise prin căpușe, encefalitei ovine scoțiene și a altor boli periculoase. Reovirusurile, care sunt agenți cauzali destul de rari ai bolilor respiratorii și intestinale la om, au devenit subiectul unui interes științific special datorită faptului că materialul genetic al acestora este reprezentat de ARN fragmentat dublu catenar. Vezi si BOLI VENERALE; VARICELĂ; HEPATITA; FLU; FEBRA DENGE; MONONUCLEOZA INFECȚIOASĂ; POJAR; RUBEOLĂ; MENINGITA; PISC NATURAL; POLIO; BOLI VIRALE RESPIRATOARE; DE PORC; SINDROMUL IMUNODEFICIENȚEI OBȚINUTE (SIDA); ENCEFALITĂ.

Agenții cauzali ai unor boli, inclusiv cele foarte grave, nu se încadrează în niciuna dintre categoriile de mai sus. Până de curând, de exemplu, boala Creutzfeldt-Jakob și Kuru, boli degenerative ale creierului cu o perioadă foarte lungă de incubație, erau referite la un grup special de infecții virale lente. Cu toate acestea, sa dovedit că acestea nu sunt cauzate de viruși, ci de cei mai mici agenți infecțioși de natură proteică - prioni ( cm... PRION).

Tratament și prevenire. Reproducerea virușilor este strâns legată de mecanismele de sinteză a proteinelor și a acidului nucleic ale celulei din organismul infectat. Prin urmare, crearea de medicamente care suprimă selectiv virusul, dar nu dăunează organismului, este o sarcină extrem de dificilă. Cu toate acestea, s-a dovedit că, în cele mai mari virusuri ale herpesului și ale variolei, ADN-urile genomice codifică un număr mare de enzime care diferă prin proprietăți de enzimele celulare similare și acest lucru a servit ca bază pentru dezvoltarea medicamentelor antivirale. Într-adevăr, au fost create mai multe medicamente al căror mecanism de acțiune se bazează pe suprimarea sintezei ADN-ului viral. Unii compuși care sunt prea toxici pentru uz general (intravenos sau oral) sunt potriviți pentru utilizare topică, cum ar fi infecțiile oculare cu virusul herpesului.

Se știe că organismul uman produce proteine \u200b\u200bspeciale - interferoni. Acestea suprimă translația acizilor nucleici virali și astfel inhibă reproducerea virusului. Datorită ingineriei genetice, interferonii produși de bacterii au devenit disponibile și sunt testați în practica medicală (cm.INGINERIE GENETICĂ) .

Cele mai eficiente elemente de apărare naturală ale organismului includ anticorpi specifici (proteine \u200b\u200bspeciale produse de sistemul imunitar), care interacționează cu virusul corespunzător și astfel previn în mod eficient dezvoltarea bolii; cu toate acestea, ei nu pot neutraliza virusul care a intrat deja în celulă. Un exemplu este infecție cu herpes: Virusul herpes persistă în celulele ganglionilor nervoși (ganglioni) unde anticorpii nu pot ajunge la el. Din când în când, virusul este activat și provoacă recidive ale bolii.

De obicei, anticorpii specifici se formează în organism ca urmare a pătrunderii unui agent infecțios. Organismul poate fi ajutat prin creșterea artificială a producției de anticorpi, inclusiv prin construirea imunității în prealabil, prin vaccinare. În acest fel, prin vaccinarea în masă, boala variolei a fost practic eliminată în întreaga lume. Vezi si VACCAREA ȘI IMUNIZAREA.

Metodele moderne de vaccinare și imunizare sunt împărțite în trei grupe principale. În primul rând, aceasta este utilizarea unei tulpini slăbite a virusului, care stimulează producerea de anticorpi în organism care sunt eficienți împotriva unei tulpini mai patogene. În al doilea rând, introducerea unui virus ucis (de exemplu, inactivat cu formalină), care induce și formarea de anticorpi. A treia opțiune este așa-numita. Imunizarea „pasivă”, adică introducerea de anticorpi „străini” gata preparați. Un animal, cum ar fi un cal, este imunizat, apoi anticorpii sunt izolați din sângele său, purificați și utilizați pentru administrare la un pacient pentru a crea imunitate imediată, dar pe termen scurt. Uneori, anticorpii sunt folosiți din sângele unei persoane care a avut boala (de exemplu, rujeolă, encefalită transmisă de căpușe).

Acumularea de viruși. Pentru a pregăti vaccinuri, este necesar să se acumuleze virusul. În acest scop, se folosesc adesea embrioni de pui în curs de dezvoltare, care sunt infectați cu acest virus. După incubarea embrionilor infectați pentru o anumită perioadă de timp, virusul acumulat în ele datorită reproducerii este colectat, purificat (prin centrifugare sau într-un alt mod) și, dacă este necesar, inactivat. Este foarte important să eliminați toate impuritățile de balast din preparatele virusului care pot provoca complicații grave în timpul vaccinării. Desigur, este la fel de important să vă asigurați că nu mai există niciun virus patogen neinactivat în preparate. În ultimii ani, diferite tipuri de culturi celulare au fost utilizate pe scară largă pentru acumularea de viruși. METODE PENTRU STUDIAREA VIRUSELOR Virușii bacterieni au fost primii care au devenit obiectul unor studii detaliate ca cel mai convenabil model care are o serie de avantaje față de alți viruși. Ciclul complet de replicare a fagilor, adică timpul de la infecția unei celule bacteriene până la eliberarea particulelor virale multiplicate din aceasta are loc în decurs de o oră. Alte virusuri se acumulează de obicei în câteva zile sau chiar mai mult. Cu puțin înainte de al doileaÎn cel de-al doilea război mondial și la scurt timp după încheierea sa, au fost dezvoltate metode pentru studierea particulelor virale individuale. Plăcile cu agar nutritiv, pe care s-a crescut un monostrat (strat solid) de celule bacteriene, sunt infectate cu particule de fagi folosind diluțiile sale seriale. Reproducându-se, virusul ucide celula „protejată” și pătrunde în celulele vecine, care mor și după acumularea descendenților fagici. Zona celulelor moarte este vizibilă cu ochiul liber ca un punct luminos. Astfel de pete sunt numite „colonii negative” sau plăci. Metoda dezvoltată a făcut posibilă studierea descendenților particulelor virale individuale, detectarea recombinării genetice a virușilor și determinarea structurii genetice și a metodelor de replicare a fagilor în detalii care anterior păreau incredibile.

Lucrarea cu bacteriofagi a contribuit la extinderea arsenalului metodologic în studiul virusurilor animale. Înainte de aceasta, studiile asupra virusurilor vertebrate au fost efectuate în principal pe animale de laborator; astfel de experimente au fost foarte laborioase, scumpe și nu prea informative. Ulterior, au apărut noi metode bazate pe utilizarea culturilor de țesuturi; celulele bacteriene utilizate în experimentele de fagi au fost înlocuite cu celule de vertebrate. Cu toate acestea, pentru a studia mecanismele de dezvoltare a bolilor virale, experimentele pe animale de laborator sunt foarte importante și continuă să fie efectuate în prezent.

 LITERATURĂ Virologie... Editat de B. Fields, D. Knight, vol. 1-3, M., 1989

Serviciul de consultații medicale este o modalitate convenabilă de a obține un răspuns gratuit la orice întrebare din domeniul medicinii și sănătății în termen de 24 de ore. Desigur, serviciul de consultații medicale nu poate înlocui o vizită la un medic, iar răspunsurile noastre sunt doar de natură consultativă, cu toate acestea, chiar și în astfel de condiții, serviciul nostru va fi extrem de util pentru dvs. și familia dumneavoastră.

Infecția cu o infecție virală precum HIV poate apărea prin sânge sau prin contact sexual. Abia după trei până la cinci ani, pacientul începe să-și facă griji cu privire la astfel de simptome ale acestei infecții ca stare de rău, slăbiciune, transpirații nocturne, diaree debilitantă, febră, scădere în greutate și altele.

Copilul este îngrijorat durere de cap, lacrimare, durere în mușchi, gât, congestie nazală, răgușeală, stare generală de rău. Ulterior, poate apărea o tuse uscată și dureroasă, care îi aduce bebelușului mult disconfort și durere.

Spre deosebire de alte forme de viață, această formă nu are o structură celulară. Virusul poartă informații ereditare care sunt stocate într-o moleculă de ADN sau ARN, partea superioară a moleculei este acoperită cu un strat proteic.


Dacă mergi la farmacie pentru medicamente antiviraleTrebuie să știți că toate medicamentele utilizate pentru tratarea virușilor se încadrează în trei categorii ..


Este important să rețineți că un organism viu poate fi infectat cu mai mulți viruși simultan. Majoritatea acestor infecții au un fel de afinitate pentru un anumit organ. De exemplu, virusurile hepatitei se înmulțesc în principal în celulele hepatice.


Există un număr foarte mare dintre cele mai multe tipuri diferite astfel de infecții. Acestea duc la diferite boli virale. În acest articol, vom vorbi despre virusuri care, pătrunzând în corpul copiilor, dezvoltă în ele diverse boli inerente unei anumite vârste. Aceste boli virale sunt numiți copii, deoarece cel mai adesea copiii sunt bolnavi de ei.

Pentru a combate acest tip de boală, există un număr imens de droguri, care practic nu au o acțiune precis dirijată, iar pătrunderea în corp ucide toată flora utilă din ea, ceea ce duce adesea la consecințe cumplite. În mod ideal, bineînțeles, cel mai bine este să preveniți dezvoltarea virusului în corpul dvs., menținându-l la un nivel bun cu ajutorul Bad Tiens.
În caz că sunteți bolnav și luați medicamente, atunci merită paralel să se prevină cu ajutorul Bad Tiens pentru a atenua efectele dăunătoare, efecte secundare medicamente și menținerea imunității.

Viruși (virus latin - otravă) Este o formă de viață necelulară care este o structură genetică autonomă capabilă să se înmulțească în celulele plantelor și animalelor care sunt sensibile la acestea.

Viruși sunt răspândite în natură și pot provoca diferite boli ale plantelor, animalelor și oamenilor.

În schiță, virus este o moleculă de acid nucleic (ADN sau ARN) înconjurată de un înveliș special. Unele infecții de acest tip includ, de asemenea, enzime implicate în reglarea ciclului de viață al virusului. Pătrunzând în celulele unui alt organism, acest organism autonom își eliberează materialul genetic, care, folosind resursele celulei infectate, începe să formeze noi particule virale.

În plus față de viruși, există mai multe alte forme de viață necelulare în natură, precum viroizi, virusoizi și prioni. Viroizii sunt mici molecule circulare de ARN (acid ribonucleic), care nu sunt înconjurate de o membrană și care cauzează diferite boli ale plantelor. Virioizii sunt, de asemenea, molecule circulare de ARN, fără un strat proteic, care, spre deosebire de viroizi, nu sunt capabili să infecteze celulele altor organisme doar în prezența unui virus ajutor.

Prionii sunt un grup de molecule de proteine \u200b\u200bpatogene care pot provoca diferite boli la animale și oameni, de exemplu, boala Jacob-Creutzfeldt (boala vacii nebune), boala Kuru etc.

În ciuda structurii organice destul de simple, aceste microorganisme sunt reprezentanți deplini ai naturii vii. Ele se caracterizează prin caracteristicile de bază ale vieții, precum: capacitatea de a se reproduce singură, variabilitatea, ereditatea, capacitatea de adaptare la condițiile de mediu, ascultarea de legile evoluției, un anumit loc în ierarhia organismelor vii.

Structura virușilor
În structura tuturor acestor microorganisme, se pot distinge două componente principale: acidul nucleic - purtătorul informațiilor genetice și coaja.

Aparatul genetic al virușilor... În natură, acizii nucleici sunt purtătorii informațiilor genetice. Există două tipuri principale de acizi nucleici: ADN (acid dezoxiribonucleic) și ARN (acid ribonucleic). În majoritatea organismelor vii, acizii nucleici sunt conținuți în nucleu și citoplasmă (seva celulară). Microorganismele descrise, deși sunt structuri necelulare, conțin și acizi nucleici. Prin tipul de acid nucleic conținut, virusurile sunt împărțite în două clase: conținând ADN și conținând ARN. Virușii care conțin ADN includ virusurile hepatitei B, herpesul etc. Microorganismele care conțin ARN sunt reprezentate de gripă și parainfluenza, virusul imunodeficienței umane (HIV), hepatita A etc. În aceste microorganisme, precum și în alte organisme vii, acizii nucleici joacă rolul purtătorului informațiilor genetice. Informațiile despre structura diferitelor proteine \u200b\u200b(informații genetice) sunt codificate în structura acizilor nucleici sub formă de secvențe specifice de nucleotide (constituenți ai ADN și ARN). Genele acidului nucleic viral codifică o varietate de enzime și proteine \u200b\u200bstructurale. ADN-ul și ARN-ul virușilor sunt substratul material al eredității și variabilității acestor microorganisme - cele două componente principale în evoluția virușilor în special și a tuturor naturii vii în general.

Plic de virus... Materialul genetic al unui astfel de microorganism matur este înconjurat de o membrană specială. În multe viruși (cum ar fi poliomielita), învelișul este format din molecule de proteine, care se combină pentru a forma o structură spațială cu o cavitate în interior, în care este plasat acidul nucleic al unui microorganism dat. În alte virusuri (HIV, hepatita B, rujeola, rabie), pe lângă coaja proteică, există și un al doilea, care include proteine \u200b\u200bși grăsimi. În compoziția sa, această membrană este foarte asemănătoare cu o membrană celulară obișnuită, deoarece acest microorganism o împrumută de la celula gazdă, totuși proteine \u200b\u200bvirale specifice care îndeplinesc diferite funcții sunt, de asemenea, încorporate în ea.

Plicul virusului are multe funcții. În primul rând, protejează acidul nucleic fragil al unui microorganism de distrugere sub influența factorilor de mediu nefavorabili. În al doilea rând, învelișul virusului poartă diverse proteine \u200b\u200breceptor care recunosc celula țintă și ajută acest microorganism periculos să pătrundă în ea. În al treilea rând, diferite componente ale învelișului viral sunt recunoscute de organismul gazdă ca antigene și stimulează dezvoltarea răspunsului imun. Determinarea în sânge diverse componente un anumit microorganism sau anticorpi specifici împotriva proteinelor virale este un punct important în diagnosticul diferitelor boli virale.

Folosind resursele celulei infectate, virusul își sintetizează propriile proteine \u200b\u200bși acizi nucleici. În citoplasma (mediul intern) al celulei gazdă, proteinele nou sintetizate și acizii nucleici se combină pentru a forma noi particule virale. Particulele mature se numesc virioni. Prin ruperea membranei celulare, acestea pătrund în mediul intercelular sau în sânge și infectează celule noi.

Ca urmare a înmulțirii acestor microorganisme, celulele infectate suferă modificări profunde, în urma cărora celula însăși poate muri. În general, distrugerea celulelor are loc din două motive: într-un caz, celula este distrusă de virusii înșiși, iar în altele, este distrusă de sistemul imunitar propriu al organismului, care recunoaște și distruge celulele infectate. Moartea celulară este motivul dezvoltării diferitelor semne clinice ale unei astfel de infecții. De exemplu, în cazul unei infecții virale acute a tractului respirator, există o distrugere directă a epiteliului nazofaringelui, traheei și bronhiilor prin multiplicarea virusurilor și apariția simptomelor precum durere, tuse, secreții mucoase etc. În cazul hepatitei virale B, distrugerea celulelor hepatice (hepatocite) are loc de către celulele sistemului imunitar uman, care recunosc și distrug celulele infectate. Distrugerea masivă a hepatocitelor determină apariția simptomelor și a semnelor clinice, cum ar fi icterul, testele crescute ale funcției hepatice și, în cazurile severe, apariția insuficienței hepatice.

Răspunzând la o infecție virală, sistemul imunitar al organismului produce o serie de factori (anticorpi) care rezistă acestor microorganisme. Apariția anticorpilor specifici se observă de la sfârșitul primei săptămâni a infecției virale. Legându-se de viruși, anticorpii determină inactivarea lor și îndepărtarea din corp. Această perioadă se numește faza de recuperare. În unele cazuri, după o infecție virală, corpul devine protejat de reintroducerea aceluiași microorganism datorită imunității dezvoltate. Recuperarea după o infecție virală poate fi completă sau parțială. În cazul infecțiilor virale acute, acest microorganism este de obicei complet îndepărtat din organism. Cu toate acestea, în unele cazuri, o infecție virală are o evoluție cronică, în care recuperarea clinică aparentă este însoțită de persistența acestei infecții în organism (hepatita B).

Este demn de remarcat faptul că unele infecții virale poate provoca complicații grave sau moartea pacientului.

Bibliografie:

  1. Borisov LB Microbiologie medicală, virologie, imunologie, M .: Medicină, 1995
  2. Korotyaev A.I. Microbiologie medicală, imunologie și virologie, Sankt Petersburg. : SpecLit, 2000
  3. Volina E.G. Fundamentele Microbiologiei Generale, Imunologie și Virologie, M .: Medicină, 2004

Viruși.

(Stocarea și transmiterea informațiilor genetice de către viruși)

COMPOZIȚIE, MĂRIME ȘI FORMĂ.

Schematic, virușii sunt materiale ereditare ambalate într-un plic proteic de protecție, care conțin uneori și componente lipidice și carbohidrați. Într-o substanță ereditară - o moleculă sau mai multe molecule de ARN sau ADN - este codificat în mod necesar „coșul minim de consumatori”: enzime pentru copierea acestor acizi nucleici virali, precum și proteine \u200b\u200bcare alcătuiesc particula virală (virion).

Dacă în toate organismele cu o structură celulară, substanța ereditară este moleculele de ADN bicatenare, atunci virușii pot conține nu numai ADN, ci și ARN, iar ambele tipuri de acizi nucleici se găsesc atât în \u200b\u200bformele bicatenare, cât și în cele monocatenare. Fiecare virus are o formă specifică de acid nucleic. Moleculele de ARN și ADN viral sunt polimeri neramificați (uneori circulari) construiți din mai multe legături - nucleotide, într-o astfel de moleculă - de la câteva mii la câteva sute de mii de nucleotide. Acizii nucleici virali sunt catenele lungi, mai flexibile în cazul moleculelor monocatenare și mai elastice în cazul celor cu catenă dublă.

Există mai multe opțiuni de bază pentru „apariția” virionilor. Virușii construiți numai din acid nucleic și proteine \u200b\u200bpot semăna cu o helică filamentoasă rigidă în formă de tijă sau flexibilă, o sferă și, de asemenea, o structură care are, parcă, un proces cap și coadă. Lipidele, dacă sunt prezente, formează o membrană exterioară în care sunt încorporate unele proteine \u200b\u200bvirale și un astfel de înveliș lipoproteic învelește miezul proteinei cu acidul nucleic „sigilat” în el.

Dimensiunile particulelor virale variază, de asemenea, considerabil. Cele mai „subțiri” au un diametru de aproximativ 10 nm, iar lungimea lor în cea mai extinsă atinge 2 microni. Diametrul virionilor sferici variază de la -20 la 300 nm. Cei mai mari viruși cunoscuți sunt rude ale virusului variolei, virionii lor pot avea până la 450 nm lungime și 260 nm lățime și grosime.

DISTRIBUȚIE ÎN NATURĂ.

Există viruși care se înmulțesc în celulele animalelor, plantelor, bacteriilor și ciupercilor.

Caracteristicile structurale ale celulei infectate sunt unul dintre factorii de care depinde forma virionului.

Unii viruși au o înregistrare foarte strictă. De exemplu, virusul poliomielitei poate trăi și se poate înmulți numai în celule (și chiar atunci nu în toți) oamenii și primatele.

DEPOZITAREA ȘI TRANSFERUL DE INFORMAȚII GENETICE.

După cum știți, sinteza proteinelor se efectuează în ribozomi, iar secvența de aminoacizi a proteinelor sintetizate este stabilită de moleculele de ARN mesager (ARNm). Când se descrie varietatea de metode pentru stocarea și transmiterea informațiilor genetice în viruși, este convenabil să se desemneze molecule de ARNm ca ARN (+).

Există un grup mare de viruși, al căror material genetic este ARNm. Genomul unor astfel de viruși este numit pozitiv. Aceasta include, de exemplu, virusurile poliomielitei și encefalitei transmise prin căpușe, precum și în plante - mozaicul de tutun. Odată ajuns în celula gazdă, ARN-ul viral asigură sinteza proteinelor proprii. După aceea, începe reproducerea sa. În etapa finală, virionii sunt asamblați din proteinele virale acumulate și ARN.

Genomul unui alt grup de viruși nu este reprezentat de molecule de ARNm, ci de copia complementară a acestora, adică de (-) molecule de ARN. Printre acestea se numără gripa, rujeola, rabia, virusul cartofului pitic galben. Procesul infecțios nu poate începe cu sinteza proteinelor înregistrate sub formă de oglindă, deoarece ribozomii nu recunosc (-) ARN. Dar replicarea ARN-ului viral pare, de asemenea, imposibilă, deoarece celula nu are propriile sale enzime capabile să efectueze acest proces. Virușii cu un genom ARN negativ rezolvă această problemă în felul următor: își introduc genomul în celula infectată nu într-o formă „goală”, așa cum fac virușii din prima grupă, ci sub forma unor structuri mai complexe care conțin, în special, ARN polimerază dependentă de ADN. Această enzimă virală, sintetizată în ciclul anterior de propagare, este ambalată în virion într-o formă convenabilă pentru livrarea către celulă. Procesul infecțios începe cu faptul că enzima virală copiază genomul viral, formând molecule de ARN complementare, adică ARN (+). Aceste molecule „găsesc deja un limbaj comun” cu ribozomi. Se formează proteine \u200b\u200bvirale, inclusiv ARN polimerază dependentă de ADN, care, pe de o parte, asigură multiplicarea genomului viral într-o celulă dată și, pe de altă parte, este „păstrată pentru utilizare viitoare” în virioni nou formați.

Există viruși care formează gemeni cu ARN negativ; în genomul lor, împreună cu regiuni corespunzătoare ARN (-), există secvențe de polaritate pozitivă.

În al treilea grup de viruși, informațiile ereditare sunt stocate sub formă de ARN dublu catenar (sau ±). Împreună cu ARN-ul viral, enzima ARN polimerază dependentă de ADN pătrunde în celulă, ceea ce asigură sinteza moleculelor de (+) ARN. La rândul său, (+) ARN face două lucruri: asigură producția de proteine \u200b\u200bvirale în ribozomi și servește ca matrice pentru sinteza de noi lanțuri de ARN polimerază virală. Lanțurile de (+) și (-) ARN, combinându-se între ele, formează un ARN bicatenar (±) - un genom care este ambalat într-o coajă proteică.

Al patrulea grup este virusul ADN bicatenar. Deși genomul acestor viruși poate fi descris în mod convențional ca ADN (±), în multe cazuri există regiuni în fiecare dintre cele două fire ADN corespunzătoare polarității pozitive și negative.

Următorul grup este virusul cu un genom ADN monocatenar, care poate fi reprezentat de molecule atât de polaritate pozitivă, cât și de polaritate negativă. Odată ajuns într-o celulă, genomul viral se transformă mai întâi într-o formă dublu catenară, această transformare este asigurată de ADN polimeraza celulară dependentă de ADN.

Al șaselea grup - retrovirusurile - include, în special, o astfel de „celebritate” precum virusul imunodeficienței umane (HIV). Genomul acestor forme este ARN monocatenar (+), dar procesul infecțios se dezvoltă în conformitate cu un scenariu complet diferit. O enzimă neobișnuită (revertaza) este codificată în genomul viral, care are proprietățile ADN-polimerazei atât ADN-dependente, cât și ADN-independente. Această enzimă intră în celula infectată împreună cu ARN-ul viral și asigură sinteza copiei ADN-ului său, mai întâi în formă monocatenară [(-) ADN], apoi în dublu catenar [(±) ADN]. Alte evenimente se dezvoltă conform programului obișnuit: sinteza ARN-ului viral (+), sinteza proteinelor virale, formarea virionilor, ieșirea din celulă.

Al șaptelea grup este virusul retroid, dintre care cel mai bine este cunoscut virusul hepatitei B. Compoziția acestor virusuri include ADN dublu catenar, dar se reproduce diferit față de virusurile celui de-al patrulea grup. Acolo, ADN-ul viral este copiat de ADN-polimeraza ADN-dependentă. Aici, primul (+) ARN este citit din ADN-ul viral, care servește apoi ca matrice pentru sinteza a două componente ale virionului: proteine \u200b\u200bși ADN. Sinteza ADN-ului este realizată de o enzimă virală cu activitate de transcriptază inversă conform schemei care este implementată în retrovirusuri.

TIPURI DE INTERACȚIE CU CELULA.

Există două tipuri principale de interacțiune între virus și celulă, diferența fundamentală dintre care este gradul de autonomie al virusului față de „gazda” acestuia. Există viruși de compromis care sunt mai predispuși să se supună controlului celular. Genomul acestor virioni este încorporat în cromozomul celular, în timp ce ADN-ul viral este legat covalent de celular. Genele virale, ca să spunem așa, sunt transformate în celulare. Alte evenimente se pot dezvolta în moduri diferite. Într-un caz, acestea sunt aproape inactive. Celulele și cromozomii lor se divid și, împreună cu cromozomii, genomul viral ascuns intră în fiecare celulă fiică. Și în anumite circumstanțe, virusul este activat.

Într-un alt caz, generațiile noi și noi de virioni sunt produse în mod constant în celula infectată, dar celula nu moare.

DECODAT DE GENEA VIRUSULUI PNEUMONIEI ATIPICE.

Oamenii de știință din Statele Unite și Canada au anunțat o decodificare completă a genomului virusului care cauzează SRAS. Se așteaptă ca această descoperire să facă posibilă efectuarea unor teste mai precise, care printre multe boli suspectate pot identifica în mod fiabil adevăratele cazuri de infecție. „Deținerea acestor informații este extrem de importantă pentru analize mai rapide și cu siguranță ar trebui să ne ajute să dezvoltăm anticorpi și vaccinuri”, a declarat Julie Gerberding, directorul centru federal pentru controlul și prevenirea bolilor în statul american Atlanta.
Centrul a efectuat deja două teste pentru anticorpi împotriva SARS, dar acestea nu au fost suficient de precise pentru o utilizare pe scară largă. „Descoperirea secvenței complete ar trebui să conducă la analize genetice mai precise”, notează Gerberding.

CONCLUZIE.

Astfel, se poate observa că conținutul intern, forma și comportamentul virușilor sunt foarte diverse și individuale.

Virușii cu ARN negativ sunt mult mai complexi. virionul conține nu numai ARN, ci și enzime care sunt capabile să-l reproducă. Introducerea în celulă a ARN-ului propriu, dar și a ARN-polimerazei asigură producția multor molecule (+) de ARN (inclusiv ARNm), care pot concura cu ARNm celular nu numai prin pricepere, ci și prin număr.

LITERATURĂ.

„Virologie”, 3 volume / Ed. B. Fields, D. Knipe. M.: „Mir”, 1989

Baturin Alexandru