Kakav je učinak virusa na stanicu? Značajke, opis i struktura

Poliomijelitis i boginja, sindrom stečene imunodeficijencije

Rođenje virologije

Godine 1892., u laboratoriju Nikitskog botaničkog vrta na Akademiji znanosti Rusije, mladog znanstvenika Dmitrij Iosifovich Ivanovsky (1864.-1920.) Utvrdio je da je mozaična bolest duhana uzrokovana agentom koji prolazi kroz bakterijske filtre, ne raste poput bakterija na umjetnim medijima i ne daje sliku bolesti putem filtrata.

To je datum koji se smatra rođenjem znanosti o virusima, iako ih njihov otkrita nikada nije mogao vidjeti tijekom svog života. Vidjeli smo ih tek 30-ih godina prošlog stoljeća, kada su se pojavljivali elektronički mikroskopi.

Zasebno kraljevstvo

Virusi su tako nevjerojatni da su odvojeni u zasebnu Vira kraljevstvo (od latinskog virusa, otrova). Kako su virusi organizirani, da su toliko različiti od svih živih organizama na našem planetu? Prvo, oni sadrže samo jednu vrstu nukleinskih kiselina - bilo DNA ili RNA. Svi drugi organizmi u njihovim stanicama imaju obje vrste.

Drugo, virusi nemaju staničnu strukturu i sustave sinteze proteina. Treće, virusi su sveprisutni (sveprisutni) i vrlo male veličine. I što je najvažnije, oni su unutarstanični paraziti na genetskoj (molekularnoj) razini.

Virion i virus

Klasifikacija i struktura virusa je različita u raznim izvorima. Danas je proučeno i opisano oko tisuću ljudskih virusa, ali to je daleko od njihovog potpunog popisa. Uostalom, započeli smo svoju studiju isključivo u kontekstu bolesti. Ekstracelularni oblik postojanja ovih parazita je virion. Kada ulazi u ćeliju, mehanizam penetracije virusa pretvara ga u potpuno drugačiji oblik. I to je kada govorimo o virusnoj infekciji.

Veličina i oblik materije

Dimenzije viriona se mjere u nanometrima (10^-9 m). Jedan od najmanjih - polio virusa - ima virion veličine od 17 nanometara. Virus gripe je srednje veličine, od 80 do 120 nanometara. Ali postoje divovi - virus malih boginja veličine je oko 400 nanometara.

Virusi su shematizirani kao kozmonauti. U "prostornoj odjeći" - zaštitnoj proteini, ponekad sadržavajući lipide i ugljikohidrate i nazvana kapsidom - nalazi se nasljedni materijal nukleinske kiseline (RNA ili DNA). I nasljedni materijal predstavljen je u obliku "minimalne potrošačke košare" - enzima za stvarni (kopiranje) sebe i stvarni genom virusa.

Pojava "prostirke" može biti štapićasti, spiralni, sferni, u obliku metaka, poput opeke, ili općenito imaju nepravilni oblik. To je uzrokovano proteinima koji su potrebni za virion za mehanizam penetracije virusa u stanicu. Virusi se spajaju s membranom stanice domaćina, a njegove nukleinske kiseline su zarobljene u citoplazmi, koje su spremne za samoupravljanje u mlađoj generaciji virusa.

Živi ili ne?

Na tom pitanju čak ni među virologima nema definitivnog odgovora. Ako se živi sustav smatra sposobnim reproducirati slične, onda su virusi živi organizmi. Ako to dodati barem nekim procesima života - onda oni nisu živi. Nadalje, treba imati na umu da se oni ne reproduciraju izvan stanice domaćina.

Informacije o podrijetlu i djelovanju virusa također ostavljaju puno pitanja. Najodgovornija hipoteza danas je njihovo podrijetlo iz "fugitivnih" nukleinskih kiselina, koje su stekle sposobnost repliciranja u stranim stanicama.

Učinak virusa na stanicu

Virusi međudjeluju s stanicama u dvije vrste scenarija, čije su glavne razlike u stupnju ovisnosti parazita na domaćinu. To u potpunosti ovisi o energiji i sintezi proteina stanica, ali se ponaša samostalno.

Kakav je učinak virusa na stanicu? U replikaciji virusnih nukleinskih kiselina prema vlastitom rasporedu. Ovaj se scenarij zove produktivno, naravno, s gledišta parazita. I može završiti smrću stanice domaćina.

Drugi je scenarij pomirljiv. U tom slučaju genom virusa je uključen u genom domaćina i kovalentno se replicira sa staničnim nukleinskim kiselinama. Razvoj onoga što se virusi pojavljuju na stanici očituje, mogu ići dalje na dva načina. Ili se virus ponaša tiho i samo pod određenim uvjetima svojim genima počinju raditi, a iz umirućeg stanića mladi virioni dolaze u potragu za novim žrtvama. Ili geni virusa stalno rade i proizvode mlađu generaciju, ali stanica ne umire.

U vanjskom okolišu, mladi virusi pada ili zbog uništenja stanice domaćina, ili kod protjerivanja fragmenata citoplazme, ili eksocitoze malih skupina viriona.

Posvuda i posvuda

Kao što je već spomenuto, virusi se nalaze posvuda. Ali postoje i nijanse. Tako virioni s repom parazitiraju pretežno u bakterijskim stanicama. Virions u obliku konca ili spirale nalaze se češće u biljnim stanicama, jer imaju gustu celuloznu membranu, koja su probijena s virionima repom uz rep. Usput, izgled trake na cvjetovima tulipana često je povezan s infekcijom biljaka s virusima. Ali oni nam prodaju kao posebnu sortu!

Paraziti s lipoproteinskom kapsulom prevladavaju u životinjskim stanicama. Neki virioni imaju vrlo striktnu "dozvolu boravka". Dakle, virus koji uzrokuje poliomijelitis može postojati samo u stanicama primata i ljudi, pa čak i onda uopće ne. Drugi, poput virusa velikih boginja, imaju širok raspon mogućih domaćina.

Kako ulaze u tijelo domaćina?

Najčešća metoda je put u zraku infekcije. Milijarde najmanjih kapljica tekućine izbačene su u okolni prostor kada kašlju, kihanje i samo disanje. S visokom virulencijom (zaraznošću) patogena kako bi se spriječilo širenje infekcije, vrlo je teško.

Drugi put infekcije je zarazan, s izravnim fizičkim kontaktom. To je mala skupina virusnih bolesti, naime herpes, AIDS i veneralne infekcije.

Prilično opasan način zaraze je putem vektora. Oni mogu postati bilo koji živi organizam koji je primio infekciju iz spremnika ili nosača. U ovom slučaju, nosač postaje srednji domaćin, u ćelijama čiji se patogeni agens može umnožiti ili čak proći kroz određene faze životnog ciklusa. Takvi patogeni uključuju, na primjer, virus bjesnoće.

Neki virusi mogu nositi insekte na poklopcima, a virus malih boginja može zadržati svoju virulenciju dugo, čak i u prašini.

Mnoge bolesti

S obzirom na raznolikost virusa, ne iznenađuje da postoji niz virusnih infekcija na staničnoj razini, iako znanstvenici nisu uspostavili korelaciju između oblika virusa i prirode bolesti. Na primjer, upala jetre kod ljudi može uzrokovati viruse hepatitisa A, C i E. Svi su različiti u genetskoj strukturi i vanjskoj formi, pa čak i klasificirani u tri različite obitelji.

Obitelj Picornavirusa, čije vrste slično izgledaju, poput blizanaca, uzrokuju takve bolesti. kao što su FMD, dijabetes, miokarditis, konjuktivitis i razne prehlade.

San o mikrobiologu

Virusi, a osobito bakteriofagi, danas su omiljeni objekt istraživanja molekularne biologije. Cytotechnologies aktivno koristi jedinstvenu sposobnost virusa da integriraju svoje nasljedne informacije u genom stanice domaćina. Virusi su imenovani vektorima prijenosa genetskog materijala.

Moderna znanost predstavlja mnoge primjere uspješnih transgenskih organizama, na primjer, raznih krumpira u čijem genomu je uveden kitinazinski gen, enzim koji razgrađuje kitin. Kitinaza se akumulira u stabljika i lišća krumpira i čini ga neprikladnim za hranjenje kukcima i parazitskim gljivama.

Bez obzira na učinak virusa na stanicu, njihov oblik i sadržaj, kao i strategije reprodukcije, panaceja u borbi protiv njih kao uzročnika bolesti. U zaraznim bolestima oko 75% bolesti je viralne prirode. Etiologija 25% svih infekcija gastrointestinalnog trakta također su posljedica virusa.

Definicija je dodatno komplicirana mogućnošću infekcije u latentnom razdoblju. Zato je potrebno proučiti svaku patogenu u dubini, istovremeno manifestirati svoju patogenost i tražiti apsolutno posebne načine borbe protiv njih, što nije uvijek moguće.