Poliomielitis, rabies, cacar, herpes, sindrom kekurangan daya tahan manusia diketahui oleh semua orang penyakit yang disebabkan oleh patogen yang sangat spesifik. Organisma yang berdiri di sempadan antara hidup dan tidak hidup, mewajibkan (wajib) parasit selular - virus. Morfologi, fisiologi dan kewujudannya di planet ini menimbulkan banyak persoalan hari ini.
Virologi: Bermula
Adegan itu ialah makmal Taman Botani Nikitsky di Akademi Sains Rusia, tempat ahli biologi Dmitry Iosifovich Ivanovsky (1864-1920) sedang mengkaji penyakit mozek misteri tembakau. Agen penyebab penyakit dalam tumbuhan melalui penapis bakteria terkecil, tidak tumbuh pada media nutrien dan tidak memberikan gejala apabila tumbuhan yang sihat dijangkiti dengan turasan daripada yang berpenyakit.
Pada masa itu, pada tahun 1892, saintis membuat kesimpulan bahawa ia bukan bakteria. Dan dia memanggil virus patogen (dari virus Latin,- saya). Dmitry Ivanovsky mencuba sepanjang hayatnya untuk melihat virus, tetapi kami melihat morfologi virus pada 30-an abad XX, apabila mikroskop elektron dicipta.
Tetapi tarikh ini dianggap sebagai permulaan sains virologi, dan Dmitry Ivanovsky adalah pengasasnya.
Amazing Kingdom
Morfologi dan fisiologi virus sangat menakjubkan sehingga organisma ini diasingkan dalam kerajaan bebas Vira. Bentuk hidupan paling ringkas ini mempunyai dimensi mikroskopik (dari 25 hingga 250 nanometer) dan merupakan asid nukleik dengan set gen yang disertakan dalam cangkerang. Ini adalah parasit yang boleh membiak hanya dalam sel organisma hidup lain - tumbuhan, kulat, haiwan, bakteria, dan juga virus lain (virus satelit).
Ciri membezakan virus adalah seperti berikut:
- Mengandungi hanya satu jenis asid nukleik (RNA atau DNA).
- Morfologi virus tidak mempunyai sistem pensintesis protein dan tenaga.
- Tidak mempunyai struktur selular.
- Parasitisme virus direalisasikan pada peringkat genetik.
- Melalui penapis bakteria dan tidak dibiakkan pada media buatan.
Sebahagian daripada dunia organik planet ini
Virus, sebagai parasit obligat, mempunyai hubungan genetik yang jelas dengan wakil kedua-dua flora dan fauna Bumi. Selain itu, menurut kajian baru-baru ini, 32% daripada genom manusia terdiri daripada unsur-unsur seperti virusstruktur.
Sehingga kini, lebih daripada 6,000 virus telah diterangkan, tetapi dianggarkan terdapat lebih daripada seratus juta. Ini adalah bentuk biologi yang paling banyak di planet ini, dan ia diwakili dalam semua ekosistem (taburan di mana-mana (di mana-mana).
Penampilan mereka di planet hari ini tidak jelas. Satu perkara diketahui - apabila bentuk hidupan selular pertama muncul, virus sudah wujud.
Hidup dan tidak hidup
Organisme yang menakjubkan ini mempunyai dua bentuk kewujudannya, yang jauh berbeza antara satu sama lain.
Di luar sel, bentuk kewujudan mereka ialah virion. Apabila ia memasuki sel, cangkerangnya larut dan asid nukleik virus dimasukkan ke dalam bahan genetik perumah. Itulah apabila kita bercakap tentang jangkitan virus. Genom virus berintegrasi ke dalam mekanisme replikasi semula jadi genom sel perumah dan memulakan rantaian tindak balas, menjalankan kewujudan parasitnya.
Virion pada asasnya adalah bahagian kehidupan yang tidak bernyawa. Dan genom virus dalam sel ialah komponen hidupnya, kerana di situlah virus membiak.
Morfologi dan ultrastruktur virus
Dalam konteks ini, kita bercakap tentang virion - bentuk ekstraselular.
Saiz virion diukur dalam nanometer - 10-9 meter. Virus influenza bersaiz sederhana - 80-120 nanometer, dan virus cacar adalah gergasi dengan dimensi 400 nanometer.
Struktur dan morfologi virus adalah serupa dengan angkasawan. Di dalam kapsid (kot protein, kadang-kadangmengandungi lemak dan karbohidrat), seperti dalam "sut angkasa", adalah bahagian yang paling berharga - asid nukleik, genom virus. Selain itu, "angkasawan" ini juga dipersembahkan dalam jumlah minimum - hanya bahan turun temurun secara langsung dan minimum enzim untuk replikasinya (penyalinan).
Secara luaran, “sut” itu boleh berbentuk batang, sfera, berbentuk peluru, dalam bentuk ikosahedron yang kompleks, atau tidak sama sekali dalam bentuk biasa. Ia bergantung pada kehadiran dalam kapsid protein tertentu yang bertanggungjawab untuk penembusan virus ke dalam sel.
Bagaimana patogen memasuki badan perumah
Terdapat banyak cara untuk menembusi, tetapi yang paling biasa adalah melalui udara. Berjuta-juta zarah kecil dibuang ke angkasa bukan sahaja semasa batuk atau bersin, tetapi hanya semasa bernafas.
Cara lain untuk virion memasuki badan adalah berjangkit (sentuhan fizikal secara langsung). Kaedah ini wujud dalam kumpulan patogen yang agak kecil, ini adalah cara herpes, jangkitan kelamin, AIDS disebarkan.
Kaedah jangkitan melalui vektor, yang boleh terdiri daripada kumpulan organisma yang berbeza, agak rumit. Vektor yang telah memperoleh patogen daripada takungan jangkitan menjadi tapak bagi virus untuk mereplikasi atau berkembang melalui peringkat perkembangan. Virus rabies hanyalah sejenis patogen.
Apa yang berlaku dalam badan hos
Dengan bantuan protein luar kapsid, virus melekat pada membran sel dan menembusi melalui endositosis. Mereka adalahmasuk ke dalam lisosom, di mana, di bawah tindakan enzim, mereka menyingkirkan "sut angkasa". Dan asid nukleik patogen memasuki nukleus atau kekal dalam sitoplasma.
Asid nukleik patogen terbina dalam rantaian asid nukleik perumah, dan tindak balas replikasi (penyalinan) maklumat keturunan dilancarkan. Apabila bilangan zarah virus yang mencukupi terkumpul di dalam sel, virion menggunakan tenaga dan mekanisme plastik serta sumber hos.
Peringkat terakhir ialah pembebasan virion daripada sel. Sesetengah virus membawa kepada pemusnahan lengkap sel dan memasuki ruang antara sel, yang lain memasukinya melalui eksositosis atau tunas.
Strategi patogen
Interaksi antara virus dan sel hos boleh berkembang mengikut beberapa senario. Ciri utamanya ialah tahap autonomi parasit.
Struktur Morfologi virus membawa kepada pergantungan sepenuhnya patogen pada tenaga dan potensi pensintesis protein sel, satu-satunya syarat ialah ia mereplikasi asid nukleiknya mengikut jadualnya sendiri. Interaksi sedemikian dipanggil produktif (ia adalah semula jadi untuk virus, tetapi bukan untuk sel). Setelah kehabisan bekalan sel, virus itu membawa kepada kematiannya.
Jenis interaksi lain ialah persetujuan. Dalam kes ini, genom virus, disepadukan ke dalam genom perumah, mereplikasi secara kovalen dengan asid nukleik sel itu sendiri. Dan kemudian pembangunan senario boleh pergi dalam dua arah. Virus ini berkelakuan senyap dan tidak menampakkan dirinya. virion muda pergisel hanya dalam keadaan tertentu. Atau gen patogen sentiasa bekerja, menghasilkan sejumlah besar generasi muda, tetapi sel tidak mati, tetapi mereka meninggalkannya melalui eksositosis.
Kesukaran dalam taksonomi
Klasifikasi dan morfologi virus adalah berbeza dalam pelbagai sumber. Pada masa yang sama, ciri berikut digunakan untuk mengelaskannya:
- Jenis asid nukleik (mengandungi RNA dan mengandungi DNA) dan kaedah replikasinya. Klasifikasi virus paling biasa yang dicadangkan oleh pakar virologi Amerika David B altimore pada tahun 1971.
- Morfologi dan struktur virus (beruntai tunggal, beruntai dua, linear, bulat, berpecah, tidak berpecah).
- Dimensi, jenis simetri, bilangan kapsomer.
- Kehadiran superkapsid (kulit luar).
- Sifat antigenik.
- Jenis interaksi genetik.
- Kalangan bakal hos.
- Penyetempatan dalam sel perumah - dalam nukleus atau dalam sitoplasma.
Ia adalah pilihan kriteria utama dan morfologi virus yang menentukan pelbagai pendekatan untuk klasifikasi virus dalam mikrobiologi. Ia tidak begitu mudah. Kesukarannya terletak pada hakikat bahawa kita mula mengkaji morfologi dan struktur virus hanya apabila ia membawa kepada proses patologi.
Pemilih dan tidak begitu baik
Mengikut pilihan hos, patogen ini sangat pelbagai dalam pilihan mereka. Sesetengah menyerang hanya satu spesies biologi - mereka mempunyai "pendaftaran" yang sangat ketat. Contohnya, makanvirus influenza kucing, burung camar, babi, yang benar-benar selamat untuk haiwan lain. Kadangkala pengkhususan itu mengejutkan - virus bacteriophage P-17 hanya menjangkiti lelaki daripada satu jenis E. coli.
Virus lain berkelakuan agak berbeza. Sebagai contoh, virus berbentuk peluru, yang morfologinya serupa dengan peluru, menyebabkan penyakit yang sama sekali berbeza dan, pada masa yang sama, julat perumahnya sangat luas. Virus tersebut termasuk virus rabies, yang menjangkiti semua mamalia, atau virus stomatitis vesikular lembu (berjangkit melalui serangga).
Ada nuansa lain. Virus dengan ekor (virion) kebanyakannya menyerang sel bakteria, berfilamen atau berpilin adalah parasit tumbuhan, dan dalam sel haiwan virus dengan kapsid kompleks dan bentuk virion berbilang muka lebih berkemungkinan menjadi parasit.
