Viirused on kõigist mikroorganismidest väikseimad. Neid mõõdetakse millimikronites ja angströmides. Nende osakeste suuruse määramiseks kasutatakse mitmeid meetodeid. Niisiis juhitakse viiruste suspensioon läbi spetsiaalsete kolloodiumfiltrite, millel on teatud suurusega väga väikesed poorid. Filtreerimine toimub läbi mitme erineva poorisuurusega filtri. Viimase viiruseosakesi läbinud filtri ja viiruseosakesi enam mitte läbinud filtri pooride läbimõõtude erinevus näitab viiruseosakeste keskmist suurust. Ülikiire tsentrifuugimisega (50 ja enam tuhat pööret minutis) määratakse viiruseosakeste suurus spetsiaalse valemiga sõltuvalt pöörete arvust ja osakeste settimise ajast. Sel juhul puhastatakse viirus ka võõrainetest. Selleks valitakse sellised kiirused, mille korral võõrosakesed kukuvad välja, esmalt suured ja seejärel väikseimad. Suurima kiirusega saadakse ainult viiruseosakesed.

Inimene nägi viirusi alles pärast 1940. aastat, kui elektronmikroskoopi ehitati ja täiustati. Kümneid ja sadu tuhandeid kordi suurenedes oli võimalik uurida mõne viiruse osakeste kuju, suurust ja struktuuri.

Leiti, et erinevat tüüpi viiruste üksikute isendite (elementaarosakeste) suurus ja kuju on üsna mitmekesised. On suuri viirusi (näiteks psitakoos, rõuged, trahhoom jne), keskmise suurusega viirusi (gripp, katk, marutaudi) ja väikseid (poliomüeliit, leetrid, suu- ja sõrataud, entsefaliit, paljude taimede viirused). ). Tabelis on näidatud mõne viiruse erineval viisil määratud suurused millimikronites (V. M. Zhdanovi ja Sheni järgi).

Suurimad viirused on suuruselt lähedased väikseimatele bakteritele ja väikseimad viirused suurtele valgumolekulidele.

Välimuselt on mõned viirused kerakujulised (gripiviirus), teised risttahukad (rõugeviirus), kolmandad aga batsillikujulised. Tobacco mosaiic viirus (TMV) on õhukese kuusnurkse varda kujul, mille pikkus on 300 mm ja läbimõõt 15 mm.

Paljude viirusnakkuste (rõuged, marutaudi, trahhoom jne) korral täheldatakse peremeesraku tsütoplasmas või tuumas spetsiaalseid rakusiseseid kehasid, iga nakkuse jaoks spetsiifilisi lisandeid. Need on üsna suured ja neid saab näha valgusmikroskoobiga.

Enamasti on inklusioonid elementaarkehade, viirusosakeste kobar, justkui nende koloonia. Nende olemasolu rakkudes aitab diagnoosida teatud haigusi.

Paljude taimeviiruste üks omapäraseid omadusi on nende võime moodustada kristalle. D. I. Ivanovsky oli esimene, kes täheldas TMV-st mõjutatud tubakalehtedes sisalduvaid lisandeid, mida nüüd nimetatakse Ivanovski kristallideks. Need koosnevad tubaka mosaiikviiruse elementaarosakestest. Viiruse kristallid võivad lahustuda, nagu suhkur ja sool lahustuvad. Seda viirust saab lahusest eraldada amorfses, mittekristallilises olekus. Sadet saab uuesti lahustada ja seejärel uuesti kristallideks muuta. Kui kristalliviirus lahustatakse tuhat korda, põhjustab tilk sellist lahust taimes mosaiikhaiguse. Seni on poliomüeliidi viiruse kristalle saadud inimeste ja loomade viirustest. Iga kristall koosneb miljonitest viiruseosakestest.

Viiruste keemilist koostist on uuritud eelkõige tubaka mosaiigi tekitaja osas. See viirus on puhas nukleoproteiin, see tähendab, et see koosneb valgust ja nukleiinhappest. Tubaka mosaiigi viiruse nukleoproteiinil on tohutu molekulmass (40-50 miljonit).

Viiruse osakesel on keeruline struktuur. Nukleiinhape asub viiruseosakese sees, seda ümbritseb valgukate. Viiruseosake sisaldab tavaliselt ühte nukleiinhappemolekuli.

Taimeviirused sisaldavad ribonukleiinhapet, faagid desoksüribonukleiinhapet. Inimeste ja loomade viirused sisaldavad kas RNA-d või DNA-d. RNA-d leidub gripis (1,6%), lastehalvatuses (24%), tubakanekroosis (18%), tubaka mosaiigis (6%), suu- ja sõrataudis (40%), Rousi sarkoomis (10%) ja teistes viirustes DNA-d leidub vaktsiiniaviirustes (6%), papilloomides (6,8%), herpeses (3,8%), polüoomides (12%) jne.

Nüüd uuritakse intensiivselt küsimust, kuidas valk ja nukleiinhape on omavahel seotud, kuidas need omavahel sobituvad. Selle probleemi lahendamiseks kasutatakse röntgenkristallograafiat. Kui viiruseosakeses on subühikuid, saab selle meetodi abil määrata nende arvu ja ka suhtelise asukoha. Selgus, et enamikule viirustest on iseloomulik viiruseosakeste elementide korrapärane, väga järjestatud paigutus.

Poliomüeliidi viiruses on nukleiinhape volditud palliks, valgu kest koosneb 60 identsest subühikust, mis on ühendatud 12 rühma, igaühes 5 subühikut. Viiruseosakesel on sfääriline kuju.

Tubaka mosaiikviiruse nukleiinhape on spiraali või vedru kujul. TMV valgukest koosneb ka eraldiseisvatest sama kuju ja suurusega valgu subühikutest. Kokku on 2200 subühikut, mis on paigutatud 130 pöördesse ümber nukleiinhappepulga. Sellise alaühiku molekulmass on 18 000. Iga subühik on peptiidahel, mis sisaldab 158 spetsiifilist aminohapet ja nende aminohapete järjestus on juba kindlaks määratud. Praegu uuritakse intensiivselt nukleiinhappe moodustava 6500 nukleotiidi järjestust. Kui see probleem on lahendatud, on teada plaan, mis määrab nakatunud rakus moodustunud viiruse tüübi. Struktuur, mis sarnaneb TMV ja poliomüeliidi osakestele, sisaldab teisi väikeseid taimeviirusi.

Suuremates viirustes on lisaks nukleiinhappele ehk valgukestale ka valke, lipoide ja süsivesikuid sisaldavad väliskestad. Mõned viirused sisaldavad ensüüme. Niisiis, gripiviirusel on ensüüm neuraminidaas, paragripiviirusel on sendai-lüsiin, lindude müeloblastoosi viirus sisaldab adenoviintrifosfataasi. Need ensüümid lahustavad rakumembraani, et viirus saaks tulevase peremehe kehasse siseneda.

Vabas olekus, väliskeskkonnas väljaspool elusrakku, viirused aktiivsust ei näita, säilitavad vaid oma elujõulisuse, mõnikord pikka aega. Kuid niipea, kui viirused kohtuvad nende suhtes tundlike rakkudega, muutuvad nad aktiivseks, juurduvad neis ja näitavad kõiki elutegevuse tunnuseid.

Varem oli viiruste elutegevuse uurimise ainsaks meetodiks neile vastuvõtlike katseloomade nakatamine: hiired, küülikud, ahvid jne. Mugavam ja ökonoomsem on viirusi kasvatada kanamuna arenevas embrüos. Viirust sisaldav materjal süstitakse süstlaga embrüosse selle arengu 8.-12. päeval. Pärast mõnepäevast embrüo termostaadis viibimist uuritakse viiruse põhjustatud patoloogilisi muutusi embrüos. Seejärel nakatatakse need teise muna värskesse embrüosse. Viimasel ajal on enim kasutatud loomsete kudede isoleeritud rakkudest pärit ühekihiliste kultuuride meetodit. Purustatud värsket kudet töödeldakse ensüümi trüpsiiniga, mis hävitab rakkudevahelised sidemed. Vabanenud rakud pestakse trüpsiinist, lahjendatakse toitainekompositsiooniga (nr 199, mis sisaldab vajalikke aminohappeid ja sooli) ja asetatakse katseklaasidesse või spetsiaalsetesse lamedasse tassi. Termostaadis rakud paljunevad, moodustades klaasile ühekihilise kihi. Seejärel nakatatakse see homogeensete rakkude kultuur viirusega ja uuritakse selles toimuvaid protsesse mikroskoobi all või muul viisil. Nii asendati töömahukas ja kallis meetod, nagu poliomüeliidi viiruse kasvatamine ahvide maksas, kiire meetodiga selle kasvatamiseks koekultuuris.

1955. aastal ja hiljem saadi ebatavalisi fakte, mis tekitasid bioloogides hämmeldust. Keemiliselt jaotati tubaka mosaiikviirus selle koostisosadeks: valguks ja nukleiinhappeks. Igaüks neist eraldi ei põhjustanud tubakalehtedes mosaiikhaigust. Aga kui need uuesti katseklaasi kokku pandi (10 osa valku ja 1 osa nukleiinhapet) ja tubakalehti selle seguga nakatas, said nad lehtedele tüüpilise mosaiigi, nagu algsest tervest TMV-st. Elektronmikroskoopia avastas tüüpilised viirusepulgad, mis koosnesid valgukattest, millesse oli ümbritsetud nukleiinhappeahel. Seega seostus nukleiinhape valguosaga ja võttis selles oma normaalse positsiooni. Selle nähtuse – viiruse vastastikkuse (taastumise) – avastamine on kaasaegse mikrobioloogia suurim saavutus, mis avab uusi teid bioloogias ja meditsiinis.

Edasi selgus, et piisab, kui hõõruda leebelt tubakalehte ainult ühe TMV-st eraldatud nukleiinhappega, kuna lehel tekivad tüüpilised nekroosid (muidugi mitte suurtes kogustes), milles esines suur hulk tüüpilisi terveid viirusosakesi.

Samad tulemused saadi ka inimese viirustega: poliomüeliit, gripp jne.

Isegi hübriidne tubaka mosaiikviirus saadi üht tüüpi viiruse valgust ja teist tüüpi viiruse RNA-st, mis erines mõnes mõttes esimest tüüpi viirusest. Paljunemise ajal andis see hübriidviirus ainult selle viiruse järglasi, mille RNA hübriid sisaldas.

Kõik need faktid näitavad, et nukleiinhapped mängivad juhtivat rolli viiruste paljunemisel ja nende nakkavuses. Nukleiinhapped annavad pärilike omaduste ülekandmise. Happed sisaldavad pärilikku informatsiooni rakusiseste täisväärtuslike viirusosakeste sünteesiks.

Viiruse valgukestal on kaitsefunktsioon, kaitstes nukleiinhappe habrast ahelat välismõjude eest, lisaks aitab see viirusel rakku tungida, määrab viiruste spetsiifilisuse. Kuid mõned teadlased ei pea võimalikuks valkude tähtsust sel viisil piirata. Viirusvalkude rolli kohta on vaja täiendavaid uuringuid.

Viiruste paljunemisprotsess erineb põhimõtteliselt bakterite, algloomade ja muude rakuliste organismide paljunemisprotsessist.

Selles protsessis eristatakse nelja faasi: viiruseosakeste kinnitumine peremeesraku külge, viiruse tungimine rakku, viiruse rakusisene paljunemine ja uute viirusosakeste vabanemine rakust.

Esimest faasi – viiruse kinnitumist ehk adsorptsiooni rakule – on uuritud seoses gripi- ja lastehalvatuse viirustega. Rakusein on mosaiikstruktuuriga, mõnes kohas ulatuvad välja mukoproteiini molekulid, teisalt lipoproteiini molekulid. Gripiviirus adsorbeerub mukoproteiinidele, poliomüeliidi viirus aga lipoproteiinidele. Adsorptsiooni saab jälgida elektronmikroskoobiga. Viiruse adsorptsiooni kohas moodustub rakuseinale süvend, kuhu tõmmatakse viirusosake. Süvendi servad sulguvad ja viiruseosake on raku sees (viropexis). Samaaegselt viropeksisega hävib viiruse valkjas kest. Gripiviiruse tungimist rakku soodustab selle kesta ensüüm. Seega siseneb valgukestast vabastatud nukleiinhape rakku raku enda ensüümide abil.

Kolmandas faasis lülitatakse rakku sisenenud viiruse nukleiinhape raku ainevahetusse ja suunab raku sünteesiaparaadi tootma mitte raku valku ja nukleiinhapet, vaid uusi viirusosakesi. Viiruse sünteesis osalevate ensüümide aktiivsus aktiveerub ja teised ensüümid inhibeeritakse. Lisaks tekivad uued ensüümid, mida rakus ei olnud, kuid mis on vajalikud viirusosakeste sünteesiks. Võib eeldada, et sel ajal on organiseeritud uus ühtne viirus-rakusüsteem, mis on üle läinud viirusmaterjali sünteesile. Selle faasi alguses ei ole võimalik rakus eristada ühtegi viiruse elementi.

Tavaliselt sünteesitakse viiruse nukleiinhappeid ja valke mitte üheaegselt ja raku erinevates kohtades. Esmalt algab nukleiinhapete süntees, millele järgneb veidi hiljem valgusüntees. Pärast nende viiruse komponentide kogunemist ühendatakse need, monteeritakse täisväärtuslikeks viiruseosakesteks. Mõnikord moodustuvad mittetäielikud viirusosakesed, mis ei sisalda nukleiinhapet ja ei ole seetõttu võimelised isetootma (sõõrikud).

Kiirelt algab viimane faas – viiruseosakeste vabanemine rakust. Mis tahes raku kohast väljub kohe umbes 100 viiruseosakest.Keerulisematel viirustel on ka viiruse nukleoproteiini väliskestad, millega nad rakust läbi minnes on ümbritsetud ja sealt väljuvad, samas kui peremeesraku valgud on osa väliskestadest.

Inimeste ja loomade viirustes toimub uute järglaste tekkimine mitme tsüklina. Niisiis, gripiviiruses kestab iga tsükkel 5–6 tundi, kusjuures ühest rakust vabaneb 100 või enam viirusosakest, ja kokku täheldatakse 30 tunni jooksul 5–6 tsüklit. Pärast seda on raku võime viirust toota ammendunud ja see sureb. Kogu paragripiviiruse Sen Dai paljunemisprotsess adsorptsioonist kuni rakust väljumiseni kestab 5-6 tundi.

Mõnikord ei lahku viirusosakesed rakust, vaid kogunevad sellesse rakusiseste lisanditena, mis on erinevat tüüpi viirustele väga iseloomulikud. Taimeviirused moodustavad kristallilise vormiga inklusioone.

Mikroobide perekond, mida nimetatakse "mükoplasmaks", on hakanud palju tähelepanu köitma, kuna hiljuti on selles rühmas leitud erinevate inimeste ja loomade haiguste patogeene. Varjatud infektsiooni kujul elavad nad sageli paljudes koekultuurides - Hela jt.Mükoplasmad asuvad bakterite ja viiruste vahepealsel positsioonil. Filtreeritavus läbi bakterifiltrite lähendab need viirustele, filtreeritavad vormid on võimelised isepaljunema, rakusiseseks paljunemiseks. Funktsioonid, mis toovad viiruseid bakteritele lähemale, hõlmavad võimet kasvada toitainekeskkonnas, moodustada neil kolooniaid, aga ka suhtumist antibiootikumidesse, sulfoonamiidide ja nende antigeensesse struktuuri.

Õppeaine "Mikroorganismide tüübid. Viirused. Virion" sisukord:
1. Mikroorganismid. Mikroorganismide tüübid. Mikroorganismide klassifikatsioon. Prioonid.
2. Viirused. Virion. Viiruste morfoloogia. Viiruse suurused. viiruste nukleiinhapped.
3. Viiruse kapsiid. Viiruste kapsiidi funktsioonid. Kapsomeerid. Viiruse nukleokapsiid. Nukleokapsiidi spiraalne sümmeetria. Kapsiidi kuubisümmeetria.
4. Viiruse superkapsiid. Riietatud viirused. Paljad viirused. Viiruste maatriksvalgud (M-valgud). viiruste paljunemine.
5. Viiruse interaktsioon rakuga. Viiruse ja raku interaktsiooni olemus. Produktiivne suhtlus. Virogeensus. Viiruse häired.
6. Viiruste poolt põhjustatud rakuinfektsioonide tüübid. Viiruste paljunemistsükkel. Viiruste paljunemise peamised etapid. Virioni adsorptsioon rakku.
7. Viiruse tungimine rakku. Viropexis. Viiruse lahtiriietumine. Viiruse paljunemise varjufaas (varjutusfaas). Viiruslike osakeste moodustumine.
8. Viiruse transkriptsioon rakus. Viiruste tõlkimine.
9. Viiruse replikatsioon rakus. Viiruste kogumine. Järglaste virioonide vabastamine rakust.

Viirused. Virion. Viiruste morfoloogia. Viiruse suurused. viiruste nukleiinhapped.

Rakuväline vorm - virion- sisaldab kõiki koostiselemente (kapsiid, nukleiinhape, struktuurvalgud, ensüümid jne). Intratsellulaarne vorm - viirus- saab esindada ainult ühe nukleiinhappemolekuliga, kuna rakku sisenedes laguneb virion selle koostisosadeks.

Viiruste morfoloogia. Viiruse suurused.

Viiruste nukleiinhapped

Viirused sisaldavad ainult ühte tüüpi nukleiinhapet, DIC-d või RNA-d, kuid mitte mõlemat tüüpi nukleiinhappeid korraga. Näiteks rõuged, herpes simplex, Epstein-Barri viirused on DNA-d ja togaviirused, pikornaviirused on RNA-d. Viirusosakese genoom on haploidne. Lihtsaim viiruse genoom kodeerib 3-4 valku, kõige keerulisem - rohkem kui 50 polüpeptiidi. Nukleiinhappeid esindavad üheahelalised RNA molekulid (v.a. reoviirused, mille genoomi moodustavad kaks RNA ahelat) või kaheahelalised DNA molekulid (v.a. parvoviirused, mille genoomi moodustab üks DNA ahel). B-hepatiidi viiruse puhul on kaheahelalise DNA molekuli ahelad ebavõrdse pikkusega.

Viiruse DNA moodustavad ümmargused, kovalentselt seotud ülikeritud (näiteks papovaviiruste puhul) või lineaarsed kaheahelalised struktuurid (näiteks herpese ja adenoviiruste korral). Nende molekulmass on 10-100 korda väiksem kui bakteri DNA mass. Viiruse DNA transkriptsioon (mRNA süntees) viiakse läbi viirusega nakatunud raku tuumas. Viiruse DNA-s on molekuli otstes sirged või ümberpööratud (180" võrra lahtivolditud) korduvad nukleotiidjärjestused. Nende olemasolu tagab DNA molekuli võime sulguda tsükliks. Need järjestused esinevad ühe- ja kahekordselt -ahelalised DNA molekulid on teatud tüüpi viiruse DNA markerid.

Riis. 2-1. Inimese viirusnakkuste peamiste põhjustajate suurused ja morfoloogia.

Viiruse RNA mida esindavad ühe- või kaheahelalised molekulid. Üheahelalisi molekule saab segmenteerida – arenaviiruste 2 segmendist rotaviiruste puhul 11 ​​segmendini. Segmentide olemasolu suurendab genoomi kodeerimisvõimet. Viiruse RNA jagunevad järgmistesse rühmadesse: pluss RNA ahelad (+RNA), miinus RNA ahelad (-RNA). Erinevates viirustes võib genoom moodustada +RNA või -RNA ahelaid, aga ka kaksikahelaid, millest üks on -RNA, teine ​​(sellele komplementaarne) - +RNA.

Plussahelaga RNA on ribosoomi äratundmiseks esindatud üksikute ahelatega, millel on iseloomulikud lõpud ("korgid"). Sellesse rühma kuuluvad RNA-d, mis võivad otseselt transleerida geneetilist teavet viirusega nakatunud raku ribosoomidel, st täita mRNA funktsioone. Plussahelad täidavad järgmisi funktsioone: need toimivad mRNA-na struktuursete valkude sünteesiks, RNA replikatsiooni mallina ja need pakitakse kapsiidiks, et moodustada tütarpopulatsioon. RNA miinusahelad ei suuda geneetilist teavet otse ribosoomidele tõlkida, mis tähendab, et nad ei saa toimida mRNA-na. Sellised RNA-d toimivad aga mRNA sünteesi mallidena.

Viiruste nukleiinhapete nakkavus

Palju viiruslikud nukleiinhapped on iseenesest nakkusohtlikud, kuna sisaldavad kogu uute viirusosakeste sünteesiks vajalikku geneetilist informatsiooni. See teave realiseerub pärast virioni tungimist tundlikku rakku. Enamiku +RNA-d ja DNA-d sisaldavate viiruste nukleiinhapetel on nakkav omadused. Kaheahelalised RNA-d ja enamik RNA-sid ei ole nakkusohtlikud.

Tegevuspaigaks on Venemaa Teaduste Akadeemia Nikitski botaanikaaia labor, kus bioloog Dmitri Iosifovitš Ivanovski (1864-1920) uurib tubaka salapärast mosaiikhaigust. Taimes esinev haigusetekitaja läbib väikseimaid bakterifiltreid, ei kasva edasi ega anna sümptomeid, kui terved taimed nakatuvad haigete filtraatidega.

Just siis, aastal 1892, jõudis teadlane järeldusele, et tegu pole bakteritega. Ja ta nimetab patogeeni viirusteks (ladina keelest viirus, - mürk). Dmitri Ivanovski püüdis terve elu viiruseid näha, kuid viiruste morfoloogiat nägime XX sajandi 30ndatel, mil leiutati elektronmikroskoobid.

Kuid just seda kuupäeva peetakse viroloogiateaduse alguseks ja Dmitri Ivanovski on selle asutaja.

hämmastav kuningriik

Viiruste eristavad tunnused on järgmised:

Osa planeedi orgaanilisest maailmast

Praeguseks on kirjeldatud üle 6000 viiruse, kuid hinnanguliselt on neid üle saja miljoni. See on planeedi kõige arvukam bioloogiline vorm ja see on esindatud kõigis ökosüsteemides (üldlevinud (üldlevinud) levik).

Nende välimus planeedil täna pole selge. Üks on teada – kui ilmusid esimesed rakulised eluvormid, olid viirused juba olemas.

Elus ja mitte elus

Nendel hämmastavatel organismidel on kaks eksisteerimisvormi, mis erinevad üksteisest oluliselt.

Virion on sisuliselt elutu osa. Ja viiruse genoom rakus on selle elav komponent, sest just seal toimub viiruste paljunemine.

Viiruste morfoloogia ja ultrastruktuur

Selles kontekstis räägime virionist – rakuvälisest vormist.

Virioonide suurust mõõdetakse nanomeetrites - 10-9 meetrit. Gripiviirused on keskmise suurusega - 80-120 nanomeetrit ja rõugeviirus on hiiglane, mille mõõtmed on 400 nanomeetrit.

Viiruste struktuur ja morfoloogia on sarnased astronautidele. Kapsiidi (valgukest, mis mõnikord sisaldab rasvu ja süsivesikuid) sees, nagu "skafandris", on kõige väärtuslikum osa - nukleiinhapped, viiruse genoom. Pealegi on see "kosmonaut" esindatud ka minimaalses koguses - ainult otseselt pärilikku materjali ja minimaalselt ensüüme selle replikatsiooniks (kopeerimiseks).

Väliselt võib "ülikond" olla vardakujuline, sfääriline, kuulikujuline, keerulise ikosaeedri kujul või üldse mitte korrapärase kujuga. See sõltub spetsiifiliste valkude olemasolust kapsiidis, mis vastutavad viiruse rakku tungimise eest.

Kuidas patogeen peremeesorganismi siseneb?

Sissetungimise viise on palju, kuid kõige levinum on õhu kaudu. Müriaad pisikesi osakesi ei paisku kosmosesse mitte ainult köhides või aevastades, vaid lihtsalt hingates.

Teine viis virionide kehasse sisenemiseks on nakkav (otsene füüsiline kontakt). See meetod on omane üsna väikesele patogeenide rühmale, nii kandub edasi herpes, sugulisel teel levivad infektsioonid, AIDS.

Nakatumise meetod kandja kaudu, milleks võivad olla erinevad organismirühmad, on üsna keeruline. Nakkuse reservuaarist patogeeni omandanud vektorist saab viiruste paljunemise või arenguetappide edasiliikumise koht. Marutaudiviirus on just selline patogeen.

Mis toimub peremeesorganismis

Kapsiidi väliste valkude abil kinnitub viirus rakumembraanile ja tungib läbi endotsütoosi. Nad sisenevad lüsosoomidesse, kus ensüümide toimel vabanevad "kosmosest". Ja patogeeni nukleiinhapped sisenevad tuuma või jäävad tsütoplasmasse.

Patogeeni nukleiinhapped on ehitatud peremeesorganismi nukleiinhapete ahelatesse ja käivitatakse päriliku teabe replikatsiooni (kopeerimise) reaktsioon. Kui rakku koguneb piisav arv viirusosakesi, kasutavad virionid peremeesorganismi energia- ja plastilisi mehhanisme ja ressursse.

Viimane etapp on virioonide vabastamine rakust. Mõned viirused põhjustavad rakkude täielikku hävimist ja sisenevad rakkudevahelisse ruumi, teised aga eksotsütoosi või pungade tekke kaudu.

Patogeeni strateegiad

Viiruste morfoloogia struktuur viib patogeeni täieliku sõltuvuseni raku energiast ja valkude sünteesipotentsiaalist, ainus tingimus on, et ta paljundab oma nukleiinhappeid vastavalt oma ajakavale. Sellist interaktsiooni nimetatakse produktiivseks (see on viiruse jaoks loomulik, kuid mitte raku jaoks). Pärast rakuvarude ammendumist põhjustab viirus selle surma.

Teine suhtlusviis on konsensuslik. Sel juhul replitseerub viiruse genoom, mis on integreeritud peremeesgenoomi, kovalentselt raku enda nukleiinhapetega. Ja siis võib stsenaariumi areng minna kahes suunas. Viirus käitub vaikselt ja ei avaldu. Noored virionid lahkuvad rakust ainult teatud tingimustel. Kas patogeeni geenid töötavad pidevalt, toodavad suurel hulgal noort põlvkonda, kuid rakk ei sure, vaid lahkub sellest eksotsütoosi teel.

Taksonoomia keerukus

Viiruste klassifikatsioon ja morfoloogia on erinevates allikates erinev. Nende klassifitseerimiseks kasutatakse järgmisi funktsioone:

• Nukleiinhappe tüüp (RNA-d sisaldav ja DNA-d sisaldav) ja selle replikatsiooni meetod. Kõige levinum viiruste klassifikatsioon, mille pakkus välja Ameerika viroloog David Baltimore 1971. aastal.
• Viiruse morfoloogia ja struktuur (üheahelaline, kaheahelaline, lineaarne, ringikujuline, killustatud, killustamata).
• Mõõtmed, sümmeetria tüüp, kapsomeeride arv.
• Superkapsiidi (väliskest) olemasolu.
• antigeensed omadused.
• Geneetilise interaktsiooni tüüp.
• Potentsiaalsete võõrustajate ring.
• Lokaliseerimine peremeesrakus - tuumas või tsütoplasmas.

Just põhikriteeriumi valik ja viiruste morfoloogia määrab mikrobioloogias viiruste klassifitseerimise erinevad lähenemisviisid. See pole päris lihtne. Raskus seisneb selles, et hakkame viiruse morfoloogiat ja struktuuri uurima alles siis, kui need viivad patoloogiliste protsessideni.

Valiv ja mitte nii valiv

Peremehe valikul on need patogeenid oma eelistustes äärmiselt mitmekesised. Mõned ründavad ainult ühte bioloogilist liiki – neil on väga range "registreerimine". Näiteks sööb ta kasside, kajakate, sigade gripiviiruseid, mis on teistele loomadele täiesti ohutud. Mõnikord on spetsialiseerumine üllatav – bakteriofaagi P-17 viirus nakatab ainult ühe Escherichia coli sordi isaseid.

Teised viirused käituvad hoopis teisiti. Näiteks kuulikujulised viirused, mille morfoloogia sarnaneb kuuliga, põhjustavad täiesti erinevaid haigusi ja samas on nende peremeeste hulk äärmiselt lai. Selliste viiruste hulka kuuluvad marutaudiviirus, mis nakatab kõiki imetajaid, või vesikulaarne stomatiidi viirus (kandub, muide, putukate kaudu).

Mikrobioloogia: loengukonspektid Tkachenko Ksenia Viktorovna

1. Viiruste morfoloogia ja struktuur

Viirused on mikroorganismid, mis moodustavad Vira kuningriigi.

Funktsioonid:

2) neil ei ole oma valke sünteesivaid ja energiasüsteeme;

3) ei oma mobiilset organisatsiooni;

4) omavad disjunktiivset (eraldatud) paljunemisviisi (valkude ja nukleiinhapete süntees toimub erinevates kohtades ja eri aegadel);

6) viirused läbivad bakterifiltreid.

Viirused võivad eksisteerida kahel kujul: rakuväline (virion) ja rakusisene (viirus).

Virionide kuju võib olla:

1) ümardatud;

2) vardakujuline;

3) korrapäraste hulknurkade kujul;

4) filiform jne.

Nende suurus on vahemikus 15–18 kuni 300–400 nm.

Virioni keskmes on valgukattega kaetud viiruse nukleiinhape – kapsiid, millel on rangelt korrastatud struktuur. Kapsiid koosneb kapsomeeridest. Nukleiinhape ja kapsiid moodustavad nukleokapsiidi.

Kompleksselt organiseeritud virioonide nukleokapsiid on kaetud väliskestaga, superkapsiidiga, mis võib sisaldada paljusid funktsionaalselt erinevaid lipiidide, valgu ja süsivesikute struktuure.

DNA ja RNA viiruste struktuur ei erine põhimõtteliselt teiste mikroorganismide NC-dest. Mõnede viiruste DNA-s on uratsiil.

DNA võib olla:

1) kaheahelaline;

2) üheahelaline;

3) sõrmus;

4) kaheahelaline, kuid ühe lühema ketiga;

5) kaheahelalised, kuid ühe pideva ja teise killustunud ahelaga.

RNA võib olla:

1) üheahelaline;

2) lineaarne kaheahelaline;

3) lineaarne killustatud;

4) sõrmus;

Viiruse valgud jagunevad:

1) genoomne - nukleoproteiinid. Pakkuda viiruse nukleiinhapete replikatsiooni ja viiruste paljunemisprotsesse. Need on ensüümid, mille tõttu suureneb lähtemolekuli ehk valkude koopiate arv, mille abil sünteesitakse nukleiinhappemaatriksil molekule, mis tagavad geneetilise informatsiooni rakendamise;

2) kapsiidi kesta valgud - lihtsad valgud, millel on võime isekoosneda. Need annavad kokku geomeetriliselt korrapärased struktuurid, milles eristatakse mitut tüüpi sümmeetriat: spiraalne, kuubikujuline (moodustavad korrapäraseid hulknurki, tahkude arv on rangelt konstantne) või segatud;

3) superkapsiidi kesta valgud on komplekssed valgud, millel on mitmekesine funktsioon. Nende tõttu tekib viiruste interaktsioon tundliku rakuga. Nad täidavad kaitse- ja retseptori funktsioone.

Superkapsiidi kesta valkude hulgas on:

a) ankurvalgud (ühes otsas asuvad need pinnal, teises aga lähevad sügavusse; tagavad virioni kontakti rakuga);

b) ensüümid (võivad hävitada membraane);

c) hemaglutiniinid (põhjustab hemaglutinatsiooni);

d) peremeesraku elemendid.

Raamatust "Liikide päritolu loodusliku valiku teel või eelistatud tõugude säilitamine eluvõitluses" autor Darwin Charles

Morfoloogia. Oleme näinud, et sama klassi liikmed, olenemata nende eluviisist, on organisatsiooni üldises plaanis üksteisega sarnased. Seda sarnasust väljendatakse sageli terminiga "tüübi ühtsus" või viitega, et sama liigi eri liikide mõned osad ja elundid

Raamatust Neurofüsioloogia alused autor Šulgovski Valeri Viktorovitš

GLIA – MORFOLOOGIA JA FUNKTSIOON Inimese aju koosneb sadadest miljarditest rakkudest ja närvirakud (neuronid) ei moodusta enamust. Suurema osa närvikoe mahust (mõnedes ajupiirkondades kuni 9/10) hõivavad gliiarakud (kreeka keelest liimini). Fakt on see, et

Raamatust Mikrobioloogia: loengukonspektid autor Tkatšenko Ksenia Viktorovna

LOENG № 2. Bakterite morfoloogia ja ultrastruktuur 1. Bakteriraku ehituslikud iseärasused. Peamised organellid ja nende funktsioonid Bakterite erinevused teistest rakkudest1. Bakterid on prokarüootid, see tähendab, et neil ei ole eraldi tuuma.2. Bakterite rakuseinas

Raamatust Mikrobioloogia autor Tkatšenko Ksenia Viktorovna

3. Viiruste kultiveerimine Peamised viiruste kasvatamise meetodid: 1) bioloogiline - laboriloomade nakatamine. Viirusega nakatudes jääb loom haigeks. Kui haigus ei arene, saab lahkamisel tuvastada patoloogilisi muutusi. Loomad

Raamatust Üldine ökoloogia autor Tšernova Nina Mihhailovna

1. Morfoloogia ja kultuurilised omadused Haigustekitaja kuulub perekonda Carinobacterium, liiki C. difteria Need on peenikesed, sirged või kergelt kumerad, grampositiivsed pulgad. Neid iseloomustab väljendunud polümorfism. Klubikujulised paksused otstes on metakromaatilised volutiini terakesed.

Raamatust Bioloogia [Täielik juhend eksamiks valmistumiseks] autor Lerner Georgi Isaakovitš

1. Morfoloogia ja kultuurilised omadused Haigustekitaja kuulub perekonda Mycobacterium, liik M. tuberculesis Need on peenikesed vardad, kergelt kumerad, ei moodusta eoseid ega kapsleid. Rakuseina ümbritseb glükopeptiidide kiht, mida nimetatakse mükosiidideks (mikrokapsliteks) Tuberculosis bacillus

Raamatust Teekond mikroobide maale autor Betina Vladimir

4. Bakterite morfoloogia, põhiorganid Bakterite suurused jäävad vahemikku 0,3-0,5 kuni 5-10 mikronit.Rakkude kuju järgi jagunevad bakterid kokkideks, varrasteks ja keerdunud Bakterirakus on: 1 ) peamised organellid: (nukleoid, tsütoplasma, ribosoom, tsütoplasmaatiline

Raamatust Uusim faktide raamat. 1. köide. Astronoomia ja astrofüüsika. Geograafia ja muud maateadused. Bioloogia ja meditsiin autor Kondrašov Anatoli Pavlovitš

5. Bakterite morfoloogia, lisaorganellid Villi (pili, fimbriae) on õhukesed valguväljakasvud rakuseina pinnal. Komon pilid vastutavad bakterite adhesiooni eest peremeesrakkude pinnale. Need on iseloomulikud grampositiivsetele bakteritele.

Clematise raamatust autor Beskaravainaja Margarita Aleksejevna

10. Viiruste morfoloogia, viiruse interaktsiooni tüübid rakuga Viirused on mikroorganismid, mis moodustavad kuningriigi Vira Viirused võivad eksisteerida kahel kujul: rakuväline (virion) ja rakusisene (viirus) Kujult võivad virionid olla: ümarad , vardakujuline, kujul

Raamatust Juhuse loogika [Bioloogilise evolutsiooni olemusest ja päritolust] autor Kunin Jevgeni Viktorovitš

Peatükk 6

Autori raamatust

Autori raamatust

Nakkuslik RNA ja viiruste rekonstrueerimine Tõendid, et viiruste RNA on geneetiline materjal, andsid meile sama TMV. Esiteks õnnestus teadlastel TMV osakesi muuta, eemaldades nende koostisest valgukomponendi. Selles olekus viirused

Autori raamatust

Viiruste oht Üks viiruseid käsitlevatest raamatutest kannab väga tabavat pealkirja "Viirused on elu vaenlased". Ja mitte ainult gripiviirused, vaid ka teised viirused, mis nakatavad inimesi kümnete tuhandete ja võib-olla miljonite elude "südametunnistusel". Punetist tuleks pidada ohtlikuks haiguseks. See on

Autori raamatust

Autori raamatust

Klematise morfoloogia ja bioloogia Clematis? mitmeaastased, valdavalt heitlehised, harva igihaljad taimed Juurestik. Täiskasvanud klematisel on kaks peamist juursüsteemi tüüpi: tajuur ja kiud. Piiratud kastmisega (lõunas)

Autori raamatust

10. peatükk Viiruste maailm ja selle areng Per. G. Janus Viirused avastati kui midagi täiesti tähelepanuväärset, nimelt ebatavaliselt erinevaid nakkustekitajaid ja võib-olla ka teatud liiki toksiine, mis põhjustavad taimehaigusi, näiteks tubaka mosaiik. Kuna need agendid

Viirused on mikroorganismid, mis moodustavad Vira kuningriigi.

Funktsioonid:

2) neil ei ole oma valke sünteesivaid ja energiasüsteeme;

3) ei oma mobiilset organisatsiooni;

4) omavad disjunktiivset (eraldatud) paljunemisviisi (valkude ja nukleiinhapete süntees toimub erinevates kohtades ja eri aegadel);

6) viirused läbivad bakterifiltreid.

Viirused võivad eksisteerida kahel kujul: rakuväline (virion) ja rakusisene (viirus).

Virionide kuju võib olla:

1) ümardatud;

2) vardakujuline;

3) korrapäraste hulknurkade kujul;

4) filiform jne.

Nende suurus on vahemikus 15–18 kuni 300–400 nm.

Virioni keskmes on valgukattega kaetud viiruse nukleiinhape – kapsiid, millel on rangelt korrastatud struktuur. Kapsiid koosneb kapsomeeridest. Nukleiinhape ja kapsiid moodustavad nukleokapsiidi.

Kompleksselt organiseeritud virioonide nukleokapsiid on kaetud väliskestaga, superkapsiidiga, mis võib sisaldada paljusid funktsionaalselt erinevaid lipiidide, valgu ja süsivesikute struktuure.

DNA ja RNA viiruste struktuur ei erine põhimõtteliselt teiste mikroorganismide NC-dest. Mõnede viiruste DNA-s on uratsiil.

DNA võib olla:

1) kaheahelaline;

2) üheahelaline;

3) sõrmus;

4) kaheahelaline, kuid ühe lühema ketiga;

5) kaheahelalised, kuid ühe pideva ja teise killustunud ahelaga.

RNA võib olla:

1) üheahelaline;

2) lineaarne kaheahelaline;

3) lineaarne killustatud;

4) sõrmus;

Viiruse valgud jagunevad:

1) genoomne - nukleoproteiinid. Pakkuda viiruse nukleiinhapete replikatsiooni ja viiruste paljunemisprotsesse. Need on ensüümid, mille tõttu suureneb lähtemolekuli ehk valkude koopiate arv, mille abil sünteesitakse nukleiinhappemaatriksil molekule, mis tagavad geneetilise informatsiooni rakendamise;

2) kapsiidi kesta valgud - lihtsad valgud, millel on võime isekoosneda. Need annavad kokku geomeetriliselt korrapärased struktuurid, milles eristatakse mitut tüüpi sümmeetriat: spiraalne, kuubikujuline (moodustavad korrapäraseid hulknurki, tahkude arv on rangelt konstantne) või segatud;

3) superkapsiidi kesta valgud on komplekssed valgud, millel on mitmekesine funktsioon. Nende tõttu tekib viiruste interaktsioon tundliku rakuga. Nad täidavad kaitse- ja retseptori funktsioone.

Superkapsiidi kesta valkude hulgas on:

a) ankurvalgud (ühes otsas asuvad need pinnal, teises aga lähevad sügavusse; tagavad virioni kontakti rakuga);

b) ensüümid (võivad hävitada membraane);

c) hemaglutiniinid (põhjustab hemaglutinatsiooni);

d) peremeesraku elemendid.

Viirused jagunevad DNA-d (herpes simplex viirus) ja RNA-d sisaldavateks (inimese immuunpuudulikkuse viirus).

Vastavalt kapsomeeride struktuurile. Isomeetriline (kuup), spiraalne, segatud.

Täiendava lipoproteiini membraani olemasolu või puudumise tõttu

Peremeesrakkude taga

Kõige sagedamini kasutatav viiruste klassifikatsioon, mille on praegu välja pakkunud Nobeli preemia laureaat David Baltimore. See põhineb nukleiinhappe tüübil, mida viirus kasutab päriliku materjali kandmiseks, ning sellel, kuidas see ekspresseerub ja paljuneb. Tuleb märkida, et selline klassifikatsioon ei kajasta viiruseliikide vahelisi fülogeneetilisi seoseid, kuna praegu üldtunnustatud seisukoha kohaselt on viirustel päritolumehhanismid, mis erinevad kõigist teistest organismidest.

Erinevalt rakulistest organismidest, mille geneetiline informatsioon on talletatud kaheahelalise DNA kujul, saab viiruse genoomi talletada nii kahe- kui ka üheahelaliste nukleiinhapete kujul. Sel juhul võib selleks happeks olla nii DNA kui ka RNA, mille maatriksvormi (mRNA) kasutatakse rakkudes geneetilise informatsiooni translatsiooni vaheproduktina valgusünteesi protsessis. Viiruste RNA genoome saab kodeerida kahes vastassuunas: mõlemad geenid paiknevad molekuli 5" otsast 3" otsa suunas (positiivne suund ehk + polaarsus), sarnaselt mRNA geenide suunaga. rakkudes või geenides on viiruse genoom paigutatud vastupidises suunas (negatiivne suund või -polaarsus).

Viiruste taksonoomia on põhimõtteliselt sarnane rakuliste organismide taksonoomiaga. Viiruste klassifitseerimisel kasutatavad taksonoomilised kategooriad on järgmised (sulgudes on ladinakeelsete nimede moodustamise järelliited):

rida ( - viirused)

Perekond ( -viridae)

alamperekond ( -virinae)

perekond ( -viirus)

Kuid viiruste nomenklatuuris on mõned tunnused, mis eristavad seda rakuliste organismide nomenklatuurist. Esiteks ei ole kaldkirjas kirjutatud mitte ainult liikide ja perekondade, vaid ka sarjade ja perekondade nimed, teiseks ei ole viiruste nimed erinevalt klassikalisest Linné nomenklatuurist kahenimelised (st moodustatud perekonnanimest ja perekonna epiteedist). liik - täpsemalt vt .. artiklist "Teaduslik klassifikatsioon"). Tavaliselt moodustatakse viiruste nimed kujul [Haigus]-viirus.

Üldiselt on kirjeldatud umbes 80 perekonda, mis hõlmavad ligikaudu 4000 üksikut tüüpi viirusi.

Perede ridadesse jaotamine on alanud hiljuti ja edeneb aeglaselt; praegu (2005) on tuvastatud ja kirjeldatud ainult kolm diagnostiliste märkide seeriat ning enamik kirjeldatud perekondi on klassifitseerimata.