Vīrusi ir mazākie no visiem mikroorganismiem. Tos mēra milimikronos un angstromos. Šo daļiņu izmēru noteikšanai tiek izmantotas vairākas metodes. Tātad vīrusu suspensija tiek izlaista caur īpašiem kolodija filtriem, kuriem ir ļoti mazas noteikta izmēra poras. Filtrēšana tiek veikta caur vairākiem filtriem ar dažādu poru izmēru. Atšķirība starp pēdējā filtra poru diametru, kas šķērsoja vīrusa daļiņas, un filtra, kas vairs neizturēja vīrusa daļiņas, norāda uz vīrusa daļiņu vidējo izmēru. Ar īpaši ātrgaitas centrifugēšanu (50 un vairāk tūkstoši apgriezienu minūtē) vīrusu daļiņu lielumu nosaka pēc īpašas formulas atkarībā no apgriezienu skaita un daļiņu nosēšanās laika. Šajā gadījumā vīruss tiek attīrīts arī no svešām vielām. Šim nolūkam tiek izvēlēti tādi ātrumi, ar kuriem izkrīt svešas daļiņas, vispirms lielas un pēc tam mazākās. Vislielākajā ātrumā tiek iegūtas tikai vīrusa daļiņas.

Cilvēks vīrusus ieraudzīja tikai pēc 1940. gada, kad tika uzbūvēts un pilnveidots elektronu mikroskops. Palielinoties desmitiem un simtiem tūkstošu reižu, bija iespējams izpētīt dažu vīrusu daļiņu formu, izmēru un struktūru.

Tika konstatēts, ka dažādu vīrusu tipu atsevišķu indivīdu (elementārdaļiņu) izmērs un forma ir diezgan dažādi. Ir lieli vīrusi (piemēram, psitakoze, bakas, trahoma u.c.), vidēji lieli vīrusi (gripa, mēris, trakumsērga) un mazie (poliomielīts, masalas, mutes un nagu sērga, encefalīts, daudzu augu vīrusi ). Tabulā parādīti dažu vīrusu izmēri, kas noteikti dažādos veidos, milimikronos (pēc V. M. Ždanova un Šena).

Lielākie vīrusi pēc izmēra ir tuvu mazākajām baktērijām, bet mazākie vīrusi ir tuvu lielām olbaltumvielu molekulām.

Pēc izskata daži vīrusi ir sfēriski (gripas vīruss), citi ir kubveida (baku vīruss), bet vēl citi ir bacilveida. Tabakas mozaīkas vīrusam (TMV) ir plāns sešstūra stienis, kura garums ir 300 mm un diametrs 15 mm.

Daudzu vīrusu infekciju (bakas, trakumsērga, trahoma utt.) gadījumā saimniekšūnas citoplazmā vai kodolā tiek novēroti īpaši intracelulāri ķermeņi, katrai infekcijai raksturīgi ieslēgumi. Tie ir diezgan lieli un tos var redzēt ar gaismas mikroskopu.

Vairumā gadījumu ieslēgumi ir elementāru ķermeņu, vīrusu daļiņu kopums, it kā to kolonija. To klātbūtne šūnās palīdz diagnosticēt noteiktas slimības.

Viena no daudzu augu vīrusu īpašajām īpašībām ir to spēja veidot kristālus. D. I. Ivanovskis bija pirmais, kurš novēroja ieslēgumus tabakas lapās, kuras skārusi TMV, ko tagad sauc par Ivanovska kristāliem. Tie sastāv no tabakas mozaīkas vīrusa elementārdaļiņām. Vīrusu kristālus var izšķīdināt, tāpat kā izšķīst cukurs un sāls. Šo vīrusu var izolēt no šķīduma amorfā, nekristāliskā stāvoklī. Nogulsnes var atkārtoti izšķīdināt, pēc tam atkal pārvērsties kristālos. Ja kristāla vīruss tiek izšķīdināts tūkstoš reižu, tad piliens šāda šķīduma izraisīs mozaīkas slimību augā. Līdz šim poliomielīta vīrusa kristāli iegūti no cilvēku un dzīvnieku vīrusiem. Katrs kristāls sastāv no miljoniem vīrusu daļiņu.

Vīrusu ķīmiskais sastāvs ir pētīts galvenokārt tabakas mozaīkas izraisītājā. Šis vīruss ir tīrs nukleoproteīns, tas ir, tas sastāv no olbaltumvielām un nukleīnskābes. Tabakas mozaīkas vīrusa nukleoproteīnam ir milzīga molekulmasa (40-50 miljoni).

Vīrusa daļiņai ir sarežģīta struktūra. Nukleīnskābe atrodas vīrusa daļiņas iekšpusē, to ieskauj proteīna apvalks. Vīrusa daļiņa parasti satur vienu nukleīnskābes molekulu.

Augu vīrusi satur ribonukleīnskābi, fāgi satur dezoksiribonukleīnskābi. Cilvēku un dzīvnieku vīrusi satur RNS vai DNS. RNS atrodams gripas (1,6%), poliomielīta (24%), tabakas nekrozes (18%), tabakas mozaīkas (6%), mutes un nagu sērgas (40%), Rousa sarkomas (10%) un citos vīrusos. DNS ir atrodama vaccinia vīrusos (6%), papilomā (6,8%), herpes (3,8%), poliomā (12%) utt.

Tagad intensīvi tiek pētīts jautājums par to, kā olbaltumvielas un nukleīnskābe ir savienotas, kā tās ir savienotas viena ar otru. Lai atrisinātu šo problēmu, tiek izmantota rentgena kristalogrāfija. Ja vīrusa daļiņā ir apakšvienības, tad šī metode var noteikt to skaitu, kā arī to relatīvo stāvokli. Izrādījās, ka lielākajai daļai vīrusu ir raksturīgs regulārs, ļoti sakārtots vīrusa daļiņas elementu izvietojums.

Poliomielīta vīrusā nukleīnskābe ir salocīta bumbiņā, proteīna apvalks sastāv no 60 identiskām apakšvienībām, kuras apvienotas 12 grupās, katrā pa 5 apakšvienībām. Vīrusa daļiņai ir sfēriska forma.

Tabakas mozaīkas vīrusa nukleīnskābei ir spirāles vai atsperes forma. TMV proteīna apvalks sastāv arī no atsevišķām vienādas formas un izmēra olbaltumvielu apakšvienībām. Kopumā ir 2200 apakšvienības, kas sakārtotas 130 apgriezienos ap nukleīnskābes stieni. Šādas apakšvienības molekulmasa ir 18 000. Katra apakšvienība ir peptīdu ķēde, kas satur 158 specifiskas aminoskābes, un šo aminoskābju secīgais izvietojums jau ir noteikts. Pašlaik intensīvi tiek pētīta 6500 nukleotīdu secība, kas veido nukleīnskābi. Kad šī problēma būs atrisināta, tad būs zināms plāns, kas nosaka vīrusa veidu, kas veidojas inficētajā šūnā. Struktūrai, līdzīgi kā TMV un poliomielīta daļiņām, ir citi mazi augu vīrusi.

Lielākiem vīrusiem papildus nukleīnskābei, proteīna apvalkam, ir arī ārējie apvalki, kas satur olbaltumvielas, lipoīdus un ogļhidrātus. Daži vīrusi satur fermentus. Tātad gripas vīrusam ir enzīms neiraminidāze, paragripas vīrusam ir sendai-lizīns, putnu mieloblastozes vīruss satur adenovīna trifosfatāzi. Šie fermenti izšķīdina šūnu membrānu, lai ļautu vīrusam iekļūt nākamā saimnieka ķermenī.

Brīvā stāvoklī, ārējā vidē ārpus dzīvas šūnas, vīrusi neizrāda aktivitāti, tie tikai saglabā savu dzīvotspēju, dažreiz ilgu laiku. Bet, tiklīdz vīrusi satiekas pret tiem jutīgām šūnām, tie aktivizējas, tajos iesakņojas un parāda visas dzīvībai svarīgās aktivitātes pazīmes.

Iepriekš vienīgā vīrusu dzīvības aktivitātes izpētes metode bija inficēt pret tiem uzņēmīgus izmēģinājuma dzīvniekus: peles, trušus, pērtiķus u.c. Ērtāk un ekonomiskāk ir audzēt vīrusus vistas olas embrijā, kas attīstās. Materiālu, kas satur vīrusu, ar šļirci ievada embrijā tā attīstības 8.-12. dienā. Pēc dažām dienām, kad embrijs atrodas termostatā, tiek pētītas vīrusa izraisītas patoloģiskas izmaiņas embrijā. Pēc tam tos inokulē citas olas svaigā embrijā. Pēdējā laikā visplašāk izmantota viena slāņa kultūru metode no izolētām dzīvnieku audu šūnām. Sasmalcinātus svaigus audus apstrādā ar enzīmu tripsīnu, kas iznīcina starpšūnu saites. Atbrīvotās šūnas nomazgā no tripsīna, atšķaida ar uzturvielu sastāvu (nr. 199, kas satur nepieciešamās aminoskābes un sāļus) un ievieto mēģenēs vai speciālos plakanos trauciņos. Termostatā šūnas vairojas, veidojot viena slāņa slāni uz stikla. Tad šī viendabīgo šūnu kultūra tiek inficēta ar vīrusu un mikroskopā vai citādā veidā tiek pētīti tajā notiekošie procesi. Tāpēc darbietilpīgā un dārgā metode, piemēram, poliomielīta vīrusa kultivēšana pērtiķu aknās, tika aizstāta ar ātru tā audzēšanas metodi audu kultūrā.

1955. gadā un vēlāk tika iegūti neparasti fakti, kas izraisīja biologu neizpratni. Ķīmiski tabakas mozaīkas vīruss tika sadalīts tā sastāvdaļās: proteīnā un nukleīnskābē. Katrs no tiem atsevišķi neizraisīja mozaīkas slimību tabakas lapās. Bet, kad tās atkal salika mēģenē (10 daļas proteīna un 1 daļa nukleīnskābes) un ar šo maisījumu inficēja tabakas lapas, tās ieguva tipisku mozaīku uz lapām, kā no sākotnējā veselā TMV. Elektronu mikroskopija atklāja tipiskus vīrusu stieņus, kas sastāv no proteīna apvalka, kurā bija ietverta nukleīnskābes virkne. Tādējādi nukleīnskābe saistījās ar proteīna daļu un ieņēma tajā savu parasto stāvokli. Šīs parādības – vīrusu savstarpīguma (atveseļošanās) – atklāšana ir mūsdienu mikrobioloģijas lielākais sasniegums, paverot jaunus ceļus bioloģijā un medicīnā.

Tālāk izrādījās, ka pietiek tikai ar vienu no TMV izolētu nukleīnskābi maigi ierīvēt tabakas lapu, jo uz lapas parādās tipiskas nekrozes (protams, ne lielos daudzumos), kurā bija milzīgs skaits tipisku veselu vīrusa daļiņu.

Tādi paši rezultāti tika iegūti ar cilvēka vīrusiem: poliomielītu, gripu utt.

Pat hibrīds tabakas mozaīkas vīruss tika iegūts no viena vīrusa tipa proteīna un cita veida vīrusa RNS, kas dažos aspektos atšķīrās no pirmā tipa vīrusa. Reprodukcijas laikā šis hibrīdvīruss radīja pēcnācējus tikai no tā vīrusa, kura RNS saturēja hibrīdu.

Visi šie fakti liecina, ka nukleīnskābēm ir vadošā loma vīrusu vairošanā un to inficētspējā. Nukleīnskābes nodrošina iedzimtu īpašību nodošanu. Skābes satur iedzimtu informāciju pilnvērtīgu vīrusu daļiņu sintēzei šūnas iekšienē.

Vīrusa proteīna apvalkam ir aizsargfunkcija, pasargājot trauslo nukleīnskābes virkni no ārējām ietekmēm, turklāt tas palīdz vīrusam iekļūt šūnā, nosaka vīrusu specifiku. Bet daži zinātnieki neuzskata par iespējamu šādā veidā ierobežot olbaltumvielu nozīmi. Ir nepieciešami turpmāki pētījumi par vīrusu proteīnu lomu.

Vīrusu reprodukcijas process būtiski atšķiras no baktēriju, vienšūņu un citu šūnu organismu vairošanās procesa.

Izšķir četras šī procesa fāzes: vīrusa daļiņu piesaiste saimniekšūnai, vīrusa iekļūšana šūnā, vīrusa intracelulāra pavairošana un jaunu vīrusa daļiņu izdalīšanās no šūnas.

Pirmā fāze – vīrusa piesaiste vai adsorbcija šūnai – ir pētīta saistībā ar gripas un poliomielīta vīrusiem. Šūnu sieniņai ir mozaīkas struktūra, vietām izvirzās mukoproteīnu molekulas, citviet lipoproteīnu molekulas. Gripas vīruss adsorbējas uz mukoproteīniem, poliomielīta vīruss – uz lipoproteīniem. Adsorbciju var novērot ar elektronu mikroskopu. Vīrusa adsorbcijas vietā uz šūnas sieniņas veidojas padziļinājums, kurā tiek ievilkta vīrusa daļiņa. Padziļinājuma malas aizveras, un vīrusa daļiņa atrodas šūnas iekšpusē (viropexis). Vienlaikus ar viropeksi tiek iznīcināts vīrusa proteīna apvalks. Gripas vīrusa iekļūšanu šūnā veicina tā apvalka enzīms. Tādējādi nukleīnskābe, atbrīvota no olbaltumvielu čaumalām, nonāk šūnā ar pašas šūnas enzīmu palīdzību.

Trešajā fāzē šūnā nonākusī vīrusa nukleīnskābe tiek iekļauta šūnas vielmaiņā un virza šūnas sintēzes aparātu, lai ražotu nevis šūnas, bet gan jaunu vīrusa daļiņu proteīnu un nukleīnskābi. Tiek aktivizēta vīrusa sintēzē iesaistīto enzīmu darbība, bet pārējie fermenti tiek inhibēti. Turklāt tiek radīti jauni fermenti, kuru šūnā nebija, bet kuri ir nepieciešami vīrusu daļiņu sintēzei. Var pieņemt, ka šajā laikā tiek organizēta jauna vienota vīrusu-šūnu sistēma, kas pārslēgta uz vīrusu materiāla sintēzi. Šīs fāzes sākumā šūnā nav iespējams atšķirt nevienu vīrusa elementu.

Parasti vīrusa nukleīnskābes un proteīni tiek sintezēti nevis vienlaicīgi un dažādās šūnas vietās. Vispirms sākas nukleīnskābju sintēze, pēc tam nedaudz vēlāk seko proteīnu sintēze. Pēc šo vīrusa sastāvdaļu uzkrāšanās tās tiek apvienotas, saliktas pilnvērtīgās vīrusa daļiņās. Dažreiz veidojas nepilnīgas vīrusa daļiņas, kurās nav nukleīnskābes un tāpēc tās nav spējīgas pašatražoties (donuts).

Ātri sākas pēdējā fāze – vīrusa daļiņu izdalīšanās no šūnas. Jebkurā šūnas vietā uzreiz iznāk apmēram 100 vīrusa daļiņas.Sarežģītākiem vīrusiem ir arī vīrusa nukleoproteīna ārējie apvalki, ar kuriem tie tiek apvilkti, ejot cauri šūnai un iziet no tās, savukārt saimniekorganisma olbaltumvielas. šūnas ir daļa no ārējiem apvalkiem.

Cilvēku un dzīvnieku vīrusos jaunu pēcnācēju parādīšanās notiek vairākos ciklos. Tātad gripas vīrusā katrs cikls ilgst 5-6 stundas ar 100 vai vairāk vienas šūnas vīrusa daļiņu izdalīšanos, un kopumā 30 stundu laikā tiek novēroti 5-6 cikli. Pēc tam šūnas spēja ražot vīrusu ir izsmelta, un tā iet bojā. Viss paragripas vīrusa Sen Dai vairošanās process no adsorbcijas līdz izvadīšanai no šūnas ilgst 5-6 stundas.

Dažkārt vīrusu daļiņas neiziet no šūnas, bet uzkrājas tajā intracelulāru ieslēgumu veidā, kas ir ļoti raksturīgi dažāda veida vīrusiem. Augu vīrusi veido ieslēgumus ar kristālisku formu.

Mikrobu saime, ko sauc par "mikoplazmu", sāk piesaistīt lielu uzmanību, jo pēdējā laikā šajā grupā ir konstatēti dažādu cilvēku un dzīvnieku slimību patogēni. Latentas infekcijas veidā tās bieži dzīvo daudzās audu kultūrās – Hela un citās.Mikoplazmas ieņem starpstāvokli starp baktērijām un vīrusiem. Filtrējamība caur baktēriju filtriem tuvina tos vīrusiem, filtrējamās formas spēj pašatvairot, intracelulāri vairoties. Iezīmes, kas tuvina vīrusus baktērijām, ietver spēju augt uz uzturvielu barotnēm, veidot uz tām kolonijas, kā arī attieksmi pret antibiotikām, sulfonamīdiem un to antigēno struktūru.

Priekšmeta "Mikroorganismu veidi. Vīrusi. Virions" satura rādītājs:
1. Mikroorganismi. Mikroorganismu veidi. Mikroorganismu klasifikācija. Prioni.
2. Vīrusi. Virion. Vīrusu morfoloģija. Vīrusu izmēri. vīrusu nukleīnskābes.
3. Vīrusa kapsīds. Vīrusu kapsīda funkcijas. Kapsomēri. Vīrusa nukleokapsīds. Nukleokapsīda spirālveida simetrija. Kapsīda kubiskā simetrija.
4. Vīrusa superkapsīds. Saģērbti vīrusi. Kailie vīrusi. Vīrusu matricas proteīni (M-proteīni). vīrusu reprodukcija.
5. Vīrusa mijiedarbība ar šūnu. Vīrusa-šūnu mijiedarbības raksturs. Produktīva mijiedarbība. Virogenitāte. Vīrusu iejaukšanās.
6. Šūnu infekcijas veidi ar vīrusiem. Vīrusu reproduktīvais cikls. Galvenie vīrusu vairošanās posmi. Viriona adsorbcija šūnā.
7. Vīrusa iekļūšana šūnā. Viropexis. Vīrusa izģērbšana. Vīrusa reprodukcijas ēnu fāze (aptumsuma fāze). Vīrusu daļiņu veidošanās.
8. Vīrusa transkripcija šūnā. Vīrusu tulkošana.
9. Vīrusa replikācija šūnā. Vīrusu kolekcija. Pēcnācēju virionu atbrīvošanās no šūnas.

Vīrusi. Virion. Vīrusu morfoloģija. Vīrusu izmēri. vīrusu nukleīnskābes.

Ārpusšūnu forma - virion- ietver visus to veidojošos elementus (kapsīdu, nukleīnskābi, strukturālās olbaltumvielas, fermentus utt.). Intracelulārā forma - vīruss- var attēlot tikai viena nukleīnskābes molekula, jo, kad tas nonāk šūnā, virions sadalās tā sastāvdaļās.

Vīrusu morfoloģija. Vīrusu izmēri.

Vīrusu nukleīnskābes

Vīrusi satur tikai viena veida nukleīnskābes, DIC vai RNS, bet ne abus veidus vienlaikus. Piemēram, baku, herpes simplex, Epšteina-Barra vīrusi ir DNS saturoši, bet togavīrusi, pikornavīrusi ir RNS saturoši. Vīrusa daļiņas genoms ir haploīds. Vienkāršākais vīrusa genoms kodē 3-4 proteīnus, vissarežģītākais - vairāk nekā 50 polipeptīdus. Nukleīnskābes attēlo vienpavedienu RNS molekulas (izņemot reovīrusus, kuros genomu veido divas RNS virknes) vai divpavedienu DNS molekulas (izņemot parvovīrusus, kuros genomu veido viena DNS virkne). B hepatīta vīrusa gadījumā divpavedienu DNS molekulas virknes ir nevienāda garumā.

Vīrusu DNS veido apļveida, kovalenti savienotas superspirāles (piemēram, papovavīrusos) vai lineāras divpavedienu struktūras (piemēram, herpes un adenovīrusos). To molekulmasa ir 10-100 reizes mazāka par baktēriju DNS masu. Vīrusa DNS transkripcija (mRNS sintēze) tiek veikta ar vīrusu inficētas šūnas kodolā. Vīrusa DNS molekulas galos ir taisnas vai apgrieztas (atlocītas par 180") atkārtotas nukleotīdu sekvences. To klātbūtne nodrošina DNS molekulas spēju noslēgties gredzenā. Šīs sekvences ir vienas un dubultās. - virknes DNS molekulas ir sava veida vīrusu DNS marķieri.

Rīsi. 2-1. Cilvēka vīrusu infekciju galveno ierosinātāju izmēri un morfoloģija.

Vīrusu RNS ko attēlo vienpavedienu vai divpavedienu molekulas. Vienpavedienu molekulas var segmentēt – no 2 segmentiem arenavīrusos līdz 11 segmentiem rotavīrusos. Segmentu klātbūtne palielina genoma kodēšanas spēju. Vīrusu RNS iedalītas šādās grupās: plus RNS virknes (+RNS), mīnus RNS virknes (-RNS). Dažādos vīrusos genomā var veidoties +RNS vai -RNS virknes, kā arī dubultšķiedras, no kurām viena ir -RNS, otra (tai komplementāra) - +RNS.

Plus virknes RNS ribosomu atpazīšanai attēlo atsevišķas ķēdes ar raksturīgām galotnēm (“vāciņiem”). Šajā grupā ietilpst RNS, kas var tieši tulkot ģenētisko informāciju par vīrusu inficētas šūnas ribosomām, tas ir, veikt mRNS funkcijas. Plus virknes pilda šādas funkcijas: tās kalpo kā mRNS strukturālo proteīnu sintēzei, kā veidne RNS replikācijai, un tās tiek iepakotas kapsīdā, veidojot meitas populāciju. RNS mīnus virknes nespēj pārtulkot ģenētisko informāciju tieši uz ribosomām, kas nozīmē, ka tās nevar darboties kā mRNS. Tomēr šādas RNS kalpo kā mRNS sintēzes veidnes.

Vīrusu nukleīnskābju infekciozitāte

Daudzi vīrusu nukleīnskābes paši par sevi ir infekciozi, jo satur visu ģenētisko informāciju, kas nepieciešama jaunu vīrusu daļiņu sintēzei. Šī informācija tiek realizēta pēc viriona iekļūšanas jutīgajā šūnā. Lielākajai daļai +RNS un DNS saturošu vīrusu nukleīnskābēm piemīt infekciozas īpašības. Divpavedienu RNS un lielākā daļa RNS nav infekciozas.

Darbības vieta ir Krievijas Zinātņu akadēmijas Ņikitska botāniskā dārza laboratorija, kurā biologs Dmitrijs Iosifovičs Ivanovskis (1864-1920) pēta noslēpumaino tabakas mozaīkas slimību. Slimības izraisītājs augā iziet cauri mazākajiem baktēriju filtriem, neaug tālāk un neizraisa simptomus, ja veseli augi tiek inficēti ar slimu augu filtrātiem.

Toreiz, 1892. gadā, zinātnieks secināja, ka tās nav baktērijas. Un patogēnu viņš sauc par vīrusiem (no latīņu valodas vīruss, - inde). Dmitrijs Ivanovskis visu mūžu mēģināja redzēt vīrusus, bet mēs redzējām vīrusu morfoloģiju XX gadsimta 30. gados, kad tika izgudroti elektronu mikroskopi.

Bet tieši šis datums tiek uzskatīts par virusoloģijas zinātnes sākumu, un Dmitrijs Ivanovskis ir tās dibinātājs.

pārsteidzoša valstība

Vīrusu atšķirīgās iezīmes ir šādas:

Daļa no planētas organiskās pasaules

Līdz šim ir aprakstīti vairāk nekā 6000 vīrusu, bet tiek lēsts, ka to ir vairāk nekā simts miljonu. Šī ir visizplatītākā bioloģiskā forma uz planētas, un tā ir pārstāvēta visās ekosistēmās (visuresošais (visuresošais) sadalījums).

Viņu izskats uz planētas šodien nav skaidrs. Ir zināms viens – kad parādījās pirmās šūnu dzīvības formas, vīrusi jau pastāvēja.

Dzīvs un nedzīvs

Šiem apbrīnojamajiem organismiem ir divas pastāvēšanas formas, kas būtiski atšķiras viena no otras.

Virions būtībā ir nedzīva dzīves sastāvdaļa. Un vīrusa genoms šūnā ir tā dzīvā sastāvdaļa, jo tieši tur notiek vīrusu vairošanās.

Vīrusu morfoloģija un ultrastruktūra

Šajā kontekstā mēs runājam par virionu - ārpusšūnu formu.

Virionu izmērus mēra nanometros - 10 -9 metri. Gripas vīrusi ir vidēja izmēra - 80-120 nanometri, un baku vīruss ir milzis ar izmēriem 400 nanometri.

Vīrusu struktūra un morfoloģija ir līdzīga astronautiem. Kapsīda (olbaltumvielu apvalka, kas dažkārt satur taukus un ogļhidrātus) iekšpusē, tāpat kā "skafandē", atrodas visvērtīgākā daļa - nukleīnskābes, vīrusa genoms. Turklāt šis "kosmonauts" ir pārstāvēts arī minimālā daudzumā - tikai tieši iedzimts materiāls un minimāls fermentu daudzums tā replikācijai (kopēšanai).

Ārēji "tērps" var būt stieņveida, sfērisks, lodes formas, sarežģīta ikozaedra formā vai vispār neregulāras formas. Tas ir atkarīgs no specifisku proteīnu klātbūtnes kapsīdā, kas ir atbildīgi par vīrusa iekļūšanu šūnā.

Kā patogēns iekļūst saimniekorganismā?

Ir daudzi iekļūšanas veidi, bet visizplatītākais ir pa gaisu. Neskaitāmas sīkas daļiņas tiek izmestas kosmosā ne tikai klepojot vai šķaudot, bet vienkārši elpojot.

Vēl viens veids, kā virioni iekļūt organismā, ir lipīga (tiešs fizisks kontakts). Šī metode ir raksturīga diezgan mazai patogēnu grupai, šādi tiek pārnestas herpes, seksuāli transmisīvās infekcijas, AIDS.

Inficēšanās metode caur nesēju, kas var būt dažādas organismu grupas, ir diezgan sarežģīta. Vektors, kas ir ieguvis patogēnu no infekcijas rezervuāra, kļūst par vietu, kur vīrusi var replicēties vai progresēt attīstības stadijās. Trakumsērgas vīruss ir tieši šāds patogēns.

Kas notiek saimniekorganismā

Ar kapsīda ārējo proteīnu palīdzību vīruss pievienojas šūnu membrānai un iekļūst caur endocitozi. Viņi iekļūst lizosomās, kur enzīmu ietekmē atbrīvojas no “skafandra”. Un patogēna nukleīnskābes nonāk kodolā vai paliek citoplazmā.

Patogēna nukleīnskābes tiek iebūvētas saimniekorganisma nukleīnskābju ķēdēs, un tiek uzsākta iedzimtas informācijas replikācijas (kopēšanas) reakcija. Kad šūnā uzkrājas pietiekams skaits vīrusu daļiņu, virioni izmanto saimnieka enerģijas un plastmasas mehānismus un resursus.

Pēdējais posms ir virionu atbrīvošanās no šūnas. Daži vīrusi noved pie pilnīgas šūnu iznīcināšanas un iekļūst starpšūnu telpā, bet citi tajā nonāk eksocitozes vai pumpuru veidošanās ceļā.

Patogēnu stratēģijas

Vīrusu morfoloģijas struktūra noved pie pilnīgas patogēna atkarības no šūnas enerģijas un proteīnu sintēzes potenciāla, vienīgais nosacījums ir tas, ka tā atkārto savas nukleīnskābes saskaņā ar savu grafiku. Šādu mijiedarbību sauc par produktīvu (tas ir dabiski vīrusam, bet ne šūnai). Kad šūnas krājumi ir izsmelti, vīruss noved pie tās nāves.

Cits mijiedarbības veids ir vienprātīga. Šajā gadījumā vīrusa genoms, integrēts saimniekgenomā, kovalenti replikējas ar pašas šūnas nukleīnskābēm. Un tad scenārija attīstība var virzīties divos virzienos. Vīruss uzvedas klusi un neizpaužas. Jaunie virioni atstāj šūnu tikai noteiktos apstākļos. Vai nu patogēnu gēni pastāvīgi strādā, ražojot lielu skaitu jaunās paaudzes, bet šūna nemirst, bet atstāj to eksocitozes ceļā.

Taksonomijas sarežģījumi

Vīrusu klasifikācija un morfoloģija dažādos avotos ir atšķirīga. Lai tos klasificētu, tiek izmantotas šādas pazīmes:

• Nukleīnskābes veids (RNS saturoša un DNS saturoša) un tās replikācijas metode. Visizplatītākā vīrusu klasifikācija, ko ierosināja amerikāņu virusologs Deivids Baltimors 1971. gadā.
• Vīrusa morfoloģija un struktūra (vienpavedienu, divpavedienu, lineāra, apļveida, sadrumstalota, nesadalīta).
• Izmēri, simetrijas veids, kapsomēru skaits.
• Superkapsīda (ārējā apvalka) klātbūtne.
• antigēnas īpašības.
• Ģenētiskās mijiedarbības veids.
• Potenciālo saimnieku loks.
• Lokalizācija saimniekšūnā - kodolā vai citoplazmā.

Tieši galvenā kritērija izvēle un vīrusu morfoloģija nosaka dažādas pieejas vīrusu klasifikācijai mikrobioloģijā. Tas nav gluži viegli. Grūtības slēpjas faktā, ka mēs sākam pētīt vīrusa morfoloģiju un struktūru tikai tad, kad tie noved pie patoloģiskiem procesiem.

Izvēlīgs un ne tik izvēlīgs

Pēc saimnieka izvēles šie patogēni ir ļoti dažādi. Daži uzbrūk tikai vienai bioloģiskai sugai - viņiem ir ļoti stingra "reģistrācija". Piemēram, tas ēd kaķu, kaiju, cūku gripas vīrusus, kas ir pilnīgi droši citiem dzīvniekiem. Dažkārt specializācija ir pārsteidzoša – bakteriofāga P-17 vīruss inficē tikai vienas Escherichia coli šķirnes tēviņus.

Citi vīrusi uzvedas pavisam savādāk. Piemēram, lodes formas vīrusi, kuru morfoloģija ir līdzīga lodei, izraisa pavisam citas slimības un tajā pašā laikā to saimnieku loks ir ārkārtīgi plašs. Pie šādiem vīrusiem pieder trakumsērgas vīruss, kas inficē visus zīdītājus, vai vezikulārā stomatīta vīruss (starp citu, ar kukaiņu starpniecību).

Mikrobioloģija: lekciju konspekti Tkačenko Ksenija Viktorovna

1. Vīrusu morfoloģija un struktūra

Vīrusi ir mikroorganismi, kas veido Vira valstību.

Iespējas:

2) nav savas proteīnu sintēzes un enerģijas sistēmas;

3) nav šūnu organizācijas;

4) ir disjunktīvs (atdalīts) vairošanās veids (olbaltumvielu un nukleīnskābju sintēze notiek dažādās vietās un dažādos laikos);

6) vīrusi iziet cauri baktēriju filtriem.

Vīrusi var pastāvēt divos veidos: ekstracelulāri (virioni) un intracelulāri (vīrusi).

Virionu forma var būt:

1) noapaļots;

2) stieņveida;

3) regulāru daudzstūru veidā;

4) filiforms utt.

To izmēri svārstās no 15–18 līdz 300–400 nm.

Viriona centrā atrodas vīrusa nukleīnskābe, kas pārklāta ar proteīna apvalku - kapsīdu, kurai ir stingri sakārtota struktūra. Kapsīds sastāv no kapsomēriem. Nukleīnskābe un kapsīds veido nukleokapsīdu.

Sarežģīti organizētu virionu nukleokapsīds ir pārklāts ar ārējo apvalku - superkapsīdu, kas var ietvert daudzas funkcionāli atšķirīgas lipīdu, olbaltumvielu un ogļhidrātu struktūras.

DNS un RNS vīrusu struktūra būtiski neatšķiras no citu mikroorganismu NC. Dažu vīrusu DNS satur uracilu.

DNS var būt:

1) divpavedienu;

2) vienpavediena;

3) gredzens;

4) divpavedienu, bet ar vienu īsāku ķēdi;

5) divpavedienu, bet ar vienu nepārtrauktu un otru sadrumstalotām ķēdēm.

RNS var būt:

1) vienvirziena;

2) lineāra divvirziena;

3) lineāri sadrumstaloti;

4) gredzens;

Vīrusu proteīni ir sadalīti:

1) genoma - nukleoproteīni. Nodrošināt vīrusu nukleīnskābju replikāciju un vīrusu reprodukcijas procesus. Tie ir fermenti, kuru dēļ palielinās pamatmolekulas kopiju skaits, jeb proteīni, ar kuru palīdzību uz nukleīnskābju matricas tiek sintezētas molekulas, kas nodrošina ģenētiskās informācijas realizāciju;

2) kapsīda apvalka olbaltumvielas - vienkāršas olbaltumvielas ar spēju pašmontēties. Tie summējas ģeometriski regulārās struktūrās, kurās izšķir vairākus simetrijas veidus: spirālveida, kubisku (veido regulārus daudzstūrus, skaldņu skaits ir stingri nemainīgs) vai jauktās;

3) superkapsīda apvalka olbaltumvielas ir sarežģīti proteīni, kas darbojas daudzveidīgi. Pateicoties tiem, notiek vīrusu mijiedarbība ar jutīgu šūnu. Viņi veic aizsardzības un receptoru funkcijas.

Starp superkapsīda apvalka olbaltumvielām ir:

a) enkura proteīni (vienā galā tie atrodas uz virsmas, bet otrā - dziļumā; tie nodrošina viriona kontaktu ar šūnu);

b) fermenti (var iznīcināt membrānas);

c) hemaglutinīni (izraisa hemaglutināciju);

d) saimniekšūnas elementi.

No grāmatas Par sugu izcelsmi dabiskās atlases ceļā vai labvēlīgo šķirņu saglabāšanu cīņā par dzīvību autors Darvins Čārlzs

Morfoloģija. Mēs esam redzējuši, ka vienas klases locekļi, neatkarīgi no viņu dzīves veida, ir līdzīgi viens otram vispārējā organizācijas plānā. Šo līdzību bieži izsaka ar terminu "tipa vienotība" vai ar norādi, ka atsevišķas daļas un orgāni dažādās sugās.

No grāmatas Neirofizioloģijas pamati autors Šulgovskis Valērijs Viktorovičs

GLIA – MORFOLOĢIJA UN FUNKCIJA Cilvēka smadzenes sastāv no simtiem miljardu šūnu, un nervu šūnas (neironi) nesastāda lielāko daļu. Lielāko daļu nervu audu tilpuma (līdz 9/10 dažos smadzeņu apgabalos) aizņem glia šūnas (no grieķu valodas līdz līmei). Fakts ir tāds

No grāmatas Mikrobioloģija: lekciju konspekti autors Tkačenko Ksenija Viktorovna

LEKCIJA № 2. Baktēriju morfoloģija un ultrastruktūra 1. Baktēriju šūnas struktūras īpatnības. Galvenās organellas un to funkcijas Baktēriju atšķirības no citām šūnām1. Baktērijas ir prokarioti, tas ir, tām nav atsevišķa kodola.2. Baktēriju šūnu sieniņās

No grāmatas Mikrobioloģija autors Tkačenko Ksenija Viktorovna

3. Vīrusu kultivēšana Galvenās vīrusu kultivēšanas metodes: 1) bioloģiskā - laboratorijas dzīvnieku inficēšana. Inficējoties ar vīrusu, dzīvnieks saslimst. Ja slimība neattīstās, tad autopsijā var konstatēt patoloģiskas izmaiņas. Dzīvnieki

No grāmatas Vispārējā ekoloģija autors Černova Ņina Mihailovna

1. Morfoloģija un kultūras īpašības Izraisītājs pieder pie Carinobacterium ģints, sugas C. difteria.Tie ir tievi stieņi, taisni vai nedaudz izliekti, grampozitīvi. Viņiem raksturīgs izteikts polimorfisms. Klubveida sabiezējumi galos ir metahromatiski volutīna graudi.

No grāmatas Bioloģija [Pilnīgs ceļvedis, lai sagatavotos eksāmenam] autors Lerners Georgijs Isaakovičs

1. Morfoloģija un kultūras īpašības Izraisītājs pieder pie Mycobacterium ģints, M. tuberculesis sugas.Tie ir tievi nūjiņas, nedaudz izliektas, neveido sporas vai kapsulas. Šūnu sienu ieskauj glikopeptīdu slānis, ko sauc par mikozīdiem (mikrokapsulām).Tuberculosis bacillus

No grāmatas Ceļojums uz mikrobu zemi autors Betina Vladimirs

4. Baktēriju morfoloģija, galvenie orgāni Baktēriju izmēri svārstās no 0,3-0,5 līdz 5-10 mikroniem.Atbilstoši šūnu formai baktērijas tiek sadalītas kokos, stienīšos un vītņotās Baktēriju šūnā ir: 1 ) galvenās organellas: (nukleoīds, citoplazma, ribosoma, citoplazma

No grāmatas Jaunākā faktu grāmata. 1. sējums. Astronomija un astrofizika. Ģeogrāfija un citas zemes zinātnes. Bioloģija un medicīna autors Kondrašovs Anatolijs Pavlovičs

5. Baktēriju morfoloģija, papildu organellas Villi (pili, fimbriae) ir plāni proteīna izaugumi uz šūnas sienas virsmas. Komon pili ir atbildīgi par baktēriju saķeri ar saimniekšūnu virsmu. Tie ir raksturīgi grampozitīvām baktērijām.

No Klematisa grāmatas autors Beskaravainaja Margarita Aleksejevna

10. Vīrusu morfoloģija, vīrusa mijiedarbības veidi ar šūnu Vīrusi ir mikroorganismi, kas veido valstību Vira.Vīrusi var pastāvēt divos veidos: ārpusšūnu (virion) un intracelulārā (vīruss) Pēc formas virioni var būt: apaļi. , stieņa formas, formā

No grāmatas The Logic of Chance [Par bioloģiskās evolūcijas būtību un izcelsmi] autors Kuņins Jevgeņijs Viktorovičs

6. nodaļa

No autora grāmatas

No autora grāmatas

Infekciozā RNS un vīrusu rekonstrukcija Pierādījumi, ka vīrusu RNS ir ģenētiskais materiāls, nodrošināja mums to pašu TMV. Pirmkārt, zinātniekiem izdevās izmainīt TMV daļiņas, no to sastāva noņemot proteīna komponentu. Šajā stāvoklī vīrusi

No autora grāmatas

Vīrusu draudi Vienai no grāmatām par vīrusiem ir ļoti trāpīgs nosaukums "Vīrusi ir dzīvības ienaidnieki". Un ne tikai gripas vīrusi, bet arī citi vīrusi, kas inficē cilvēkus, “uz sirdsapziņas” desmitiem tūkstošu un varbūt miljoniem dzīvību.Masaliņas jāuzskata par nedrošu slimību. Tas ir

No autora grāmatas

No autora grāmatas

Clematis morfoloģija un bioloģija Clematis? daudzgadīgi, pārsvarā lapkoku, retāk mūžzaļie augi Sakņu sistēma. Pieaugušam klematim ir divi galvenie sakņu sistēmu veidi: mietsakne un šķiedraina. Ar ierobežotu laistīšanu (dienvidos)

No autora grāmatas

10. nodaļa Vīrusu pasaule un tās evolūcija Per. G. Janus Vīrusi tika atklāti kā kaut kas pilnīgi nenozīmīgs, proti, neparasti dažādi infekcijas izraisītāji un, iespējams, īpašs toksīnu veids, kas izraisa augu slimības, piemēram, tabakas mozaīka. Tā kā šie aģenti

Vīrusi ir mikroorganismi, kas veido Vira valstību.

Iespējas:

2) nav savas proteīnu sintēzes un enerģijas sistēmas;

3) nav šūnu organizācijas;

4) ir disjunktīvs (atdalīts) vairošanās veids (olbaltumvielu un nukleīnskābju sintēze notiek dažādās vietās un dažādos laikos);

6) vīrusi iziet cauri baktēriju filtriem.

Vīrusi var pastāvēt divos veidos: ekstracelulāri (virioni) un intracelulāri (vīrusi).

Virionu forma var būt:

1) noapaļots;

2) stieņveida;

3) regulāru daudzstūru veidā;

4) filiforms utt.

To izmēri svārstās no 15–18 līdz 300–400 nm.

Viriona centrā atrodas vīrusa nukleīnskābe, kas pārklāta ar proteīna apvalku - kapsīdu, kurai ir stingri sakārtota struktūra. Kapsīds sastāv no kapsomēriem. Nukleīnskābe un kapsīds veido nukleokapsīdu.

Sarežģīti organizētu virionu nukleokapsīds ir pārklāts ar ārējo apvalku - superkapsīdu, kas var ietvert daudzas funkcionāli atšķirīgas lipīdu, olbaltumvielu un ogļhidrātu struktūras.

DNS un RNS vīrusu struktūra būtiski neatšķiras no citu mikroorganismu NC. Dažu vīrusu DNS satur uracilu.

DNS var būt:

1) divpavedienu;

2) vienpavediena;

3) gredzens;

4) divpavedienu, bet ar vienu īsāku ķēdi;

5) divpavedienu, bet ar vienu nepārtrauktu un otru sadrumstalotām ķēdēm.

RNS var būt:

1) vienvirziena;

2) lineāra divvirziena;

3) lineāri sadrumstaloti;

4) gredzens;

Vīrusu proteīni ir sadalīti:

1) genoma - nukleoproteīni. Nodrošināt vīrusu nukleīnskābju replikāciju un vīrusu reprodukcijas procesus. Tie ir fermenti, kuru dēļ palielinās pamatmolekulas kopiju skaits, jeb proteīni, ar kuru palīdzību uz nukleīnskābju matricas tiek sintezētas molekulas, kas nodrošina ģenētiskās informācijas realizāciju;

2) kapsīda apvalka olbaltumvielas - vienkāršas olbaltumvielas ar spēju pašmontēties. Tie summējas ģeometriski regulārās struktūrās, kurās izšķir vairākus simetrijas veidus: spirālveida, kubisku (veido regulārus daudzstūrus, skaldņu skaits ir stingri nemainīgs) vai jauktās;

3) superkapsīda apvalka olbaltumvielas ir sarežģīti proteīni, kas darbojas daudzveidīgi. Pateicoties tiem, notiek vīrusu mijiedarbība ar jutīgu šūnu. Viņi veic aizsardzības un receptoru funkcijas.

Starp superkapsīda apvalka olbaltumvielām ir:

a) enkura proteīni (vienā galā tie atrodas uz virsmas, bet otrā - dziļumā; tie nodrošina viriona kontaktu ar šūnu);

b) fermenti (var iznīcināt membrānas);

c) hemaglutinīni (izraisa hemaglutināciju);

d) saimniekšūnas elementi.

Vīrusi tiek klasificēti tādos, kas satur DNS (herpes simplex vīruss) un tajos, kas satur RNS (cilvēka imūndeficīta vīrusu).

Saskaņā ar kapsomēru struktūru. Izometrisks (kubisks), spirālveida, jaukts.

Ar papildu lipoproteīnu membrānas esamību vai neesamību

Aiz saimniekšūnām

Visbiežāk izmantotā vīrusu klasifikācija, ko pašlaik ierosinājis Nobela prēmijas laureāts Deivids Baltimors. Tas ir balstīts uz nukleīnskābes veidu, ko vīruss izmanto iedzimtības materiāla pārnēsāšanai, un uz to, kā tas tiek izteikts un replikēts. Jāņem vērā, ka šāda klasifikācija neatspoguļo filoģenētiskās attiecības starp vīrusu sugām, jo ​​vīrusiem, saskaņā ar tagad vispārpieņemto uzskatu, ir atšķirīgi izcelsmes mehānismi no visiem citiem organismiem.

Atšķirībā no šūnu organismiem, kuru ģenētiskā informācija tiek glabāta divpavedienu DNS veidā, vīrusa genomu var uzglabāt gan divpavedienu, gan vienpavedienu nukleīnskābju veidā. Šajā gadījumā šī skābe var būt gan DNS, gan RNS, kuras matricas formu (mRNS) izmanto šūnās kā starpproduktu ģenētiskās informācijas tulkošanā proteīnu sintēzes procesā. Vīrusu RNS genomi var tikt kodēti divos pretējos virzienos: vai nu gēni atrodas virzienā no molekulas 5" gala līdz 3" galam (pozitīvs virziens vai + polaritāte), līdzīgi kā gēnu virziens mRNS. šūnās vai gēnos vīrusa genoms ir sakārtots pretējā virzienā (negatīvs virziens jeb -polaritāte).

Vīrusu taksonomija būtībā ir līdzīga šūnu organismu taksonomijai. Taksonomiskās kategorijas, ko izmanto vīrusu klasifikācijā, ir šādas (iekavās doti latīņu nosaukumu veidošanas sufiksi):

Rinda ( -vīrusi)

Ģimene ( -viridae)

Apakšģimene ( -virinae)

Ģints ( -vīruss)

Bet vīrusu nomenklatūrā ir dažas pazīmes, kas to atšķir no šūnu organismu nomenklatūras. Pirmkārt, slīprakstā raksta ne tikai sugu un ģinšu, bet arī sēriju un ģimeņu nosaukumus, otrkārt, atšķirībā no klasiskās Linnē nomenklatūras, vīrusu nosaukumi nav binomiāli (t.i., veidojas no ģints nosaukuma un epiteta suga - sīkāk skatīt .. rakstā "Zinātniskā klasifikācija"). Parasti vīrusu nosaukumi tiek veidoti formā [Slimība]-vīruss.

Kopumā ir aprakstītas aptuveni 80 ģimenes, kurās ietilpst aptuveni 4000 atsevišķu vīrusu tipu.

Ģimeņu sadalīšana rindās ir sākusies nesen un notiek lēni; šobrīd (2005) ir identificētas un aprakstītas tikai trīs diagnostikas rakstzīmju sērijas, un lielākā daļa aprakstīto ģimeņu nav klasificētas.