Care este efectul virușilor asupra celulei. Caracteristici, descriere și structură

Poliomielita și variolă, sindromul imunodeficienței dobândite

Nașterea virologiei

În 1892, în laboratorul grădinii botanice Nikitsky din cadrul Academiei de Științe din Rusia, un tânăr om de știință Dmitri Iosifovici Ivanovski (1864-1920) a stabilit că boala mozaică a tutunului este cauzată de un agent care trece prin filtre bacteriene, nu crește ca bacterii pe medii artificiale și nu dă o imagine a bolii prin filtrate.

Această dată este considerată a fi nașterea științei virusurilor, deși descoperitorul lor nu a putut să le vadă niciodată pe tot parcursul vieții. Le-am văzut abia în anii 30 ai secolului trecut, când au apărut microscoape electronice.

O împărăție separată

Virușii sunt atât de uimitori încât sunt separați într-un regat separat Vira (de la virusul latin, otravă). Cum sunt organizate virușii, că sunt atât de diferiți de toate organismele vii de pe planeta noastră? În primul rând, ele conțin doar un singur tip de acizi nucleici - fie ADN sau ARN. Toate celelalte organisme din celulele lor au ambele tipuri.

În al doilea rând, virușii nu au structura celulară și sistemele de sinteză a proteinelor. În al treilea rând, virușii sunt omniprezente (omniprezente) și foarte mici în dimensiune. Și cel mai important, ele sunt paraziți intracelulari la nivel genetic (molecular).

Virion și virusul

Clasificarea și structura virusurilor sunt diverse în diverse surse. Astăzi, aproximativ o mie de virusuri umane au fost studiate și descrise, dar aceasta este departe de a fi o listă completă a acestora. La urma urmei, începem studiul exclusiv în contextul bolii. Forma extracelulară a acestor paraziți este virionul. Când intră într-o celulă, mecanismul de penetrare a virusului o transformă într-o formă complet diferită. Și atunci vorbim despre o infecție virală.

Dimensiunea și forma materiei

Dimensiunile virionilor sunt măsurate în nanometri (10^-9 m). Unul dintre virusurile cele mai mici - poliomielita - are o dimensiune virion de 17 nanometri. Virusurile gripale sunt de dimensiuni medii, de la 80 la 120 nanometri. Dar există giganți - virusul variolei are o dimensiune de aproximativ 400 nanometri.

Virușii sunt schematizați ca cosmonauți. În "coșul de salvare" - o coajă proteică protectoare, uneori conținând lipide și carbohidrați și numită capsid - este localizat materialul ereditar al acidului nucleic (ARN sau ADN). Și materialul ereditar este prezentat sub forma unui "coș de consum minim" - enzime pentru copierea propriu-zisă și pentru genomul actual al virusului.

Aspectul "cosului de salvare" poate fi în formă de tijă, spirală, sferică, în formă de bulă, cărămidă sau în general are o formă neregulată. Este cauzată de proteinele care sunt necesare pentru virion pentru mecanismul de penetrare a virusului în celulă. Virusuri fuzioneze cu membrana citoplasmei celulei gazdă și acizii săi cad nucleici care sunt gata de auto-asamblare din generația mai tânără de viruși.

Vieți sau nu?

La această întrebare nu există nici un răspuns clar nici printre virologi. Dacă un sistem viu este considerat capabil să reproducă altele similare, atunci virușii sunt organisme vii. Dacă pentru a adăuga la acest lucru cel puțin unele procese de viață - atunci ei nu sunt în viață. În plus, trebuie reamintit faptul că nu se reproduc în afara celulei gazdă.

Informațiile despre originea și acțiunea virușilor lasă, de asemenea, o mulțime de întrebări. Cea mai acceptabilă ipoteză astăzi este originea lor din "fugitive" de acizi nucleici, care au dobândit capacitatea de a replica în celule străine.

Efectul virusului asupra celulei

Virușii interacționează cu celulele în două tipuri de scenarii, principalele diferențe dintre acestea fiind gradul de dependență a parazitului de gazdă. Depinde complet de economia energiei și a proteinelor din celulă, dar se comportă independent.

Care este efectul virușilor asupra celulei? În replicarea acizilor nucleici virali conform propriului program. Acest scenariu se numește productiv, desigur, din punctul de vedere al parazitului. Și se poate termina cu moartea celulei gazdă.

Cel de-al doilea scenariu este unul conciliator. În acest caz, genomul de virus este inclus în genomul gazdei și este reprodus covalent cu acizi nucleici celulari. Dezvoltarea a ceea ce se manifestă prin efectul virușilor asupra celulei poate merge mai departe în două moduri. Fie virusul se comportă liniștit, și numai în anumite condiții genele sale încep să funcționeze, iar din celulele moarte virionii tineri vin în căutarea noilor victime. Fie genele virusului lucrează în mod constant și produc o generație mai tânără, dar celula nu moarte.

În mediul extern, virușii tineri se încadrează fie ca urmare a distrugerii celulei gazdă, fie prin expulzarea fragmentelor citoplasmei, fie prin exocitoza unor grupuri mici de virioni.

Peste tot și peste tot

După cum am menționat deja, virușii se găsesc peste tot. Dar există și nuanțe. Astfel, virionii cu coada parazitează predominant în celulele bacteriene. Virionii sub formă de fir sau spirală se găsesc mai des în celulele de plante, deoarece au membrane dense de celuloză, care sunt străpunsă cu virioni de o coadă cu coadă. Apropo, apariția de benzi pe flori de lalele este adesea asociată cu infecția plantelor cu viruși. Dar ei ne vând ca un soi special!

Parazitele cu o capsulă de lipoproteine ​​predomină în celulele animalelor. Unii virioni au un "permis de ședere" foarte strict. Deci, virusul care provoacă poliomielita poate exista numai în celulele primatelor și al oamenilor, și chiar și atunci nu în totalitate. Altele, cum ar fi virusul variolei, au o gamă largă de gazde posibile.

Cum intră în corpul gazdei?

Cea mai comună metodă este calea aeriană a infecției. Miliarde din cele mai mici picături de lichid sunt aruncate în spațiul din jur atunci când tuse, strănut și doar respiră. Cu o virulență ridicată (infecțiozitate) a agentului patogen pentru a preveni răspândirea infecției este foarte dificilă.

O altă cale de infectare este contagioasă, cu contact fizic direct. Acesta este un mic grup de boli virale, și anume herpes, SIDA și infecții venerice.

O modalitate destul de periculoasă de infectare este prin intermediul vectorilor. Ele pot deveni orice organism viu care a primit infecție dintr-un rezervor sau un transportator. În acest caz, purtătorul devine o gazdă intermediară, în celulele cărora agentul patogen poate să se înmulțească sau chiar să treacă la anumite etape ale ciclului de viață. Astfel de agenți patogeni includ, de exemplu, virusul rabic.

Anumiți viruși sunt capabili să transporte insecte pe capace, iar virusul variolei poate păstra virulența pentru o lungă perioadă de timp, chiar și în praf.

Multe boli

Având în vedere diversitatea virușilor, nu este surprinzător să existe o varietate de infecții virale la nivel celular, deși oamenii de știință nu au stabilit o corelație între forma virusului și natura bolii. De exemplu, inflamația ficatului la om poate determina viruși hepatitei A, C și E. Toate acestea sunt diferite în structura genetică și forma externă și chiar sunt clasificate în trei familii diferite.

O familie de picornavirusuri, ale căror specii arată asemănătoare, precum gemenii, cauzează astfel de boli. ca FMD, diabet, miocardită, conjunctivită și diverse răceli.

Visul unui microbiolog

Virușii, și în special bacteriofagii, sunt astăzi un obiect favorit al cercetării în domeniul biologiei moleculare. Cytotechnologies utilizează în mod activ abilitatea unică a virușilor de a-și integra informațiile lor ereditare în genomul celulei gazdă. Virușii au fost numiți vectori ai transferului de material genetic.

Știința modernă prezintă multe exemple de organisme transgenice de succes, de exemplu o varietate de cartofi în genomul căruia se introduce gena chitinazei, o enzimă care descompune chitina. Chitinaza se acumulează în tulpinile și frunzele cartofului și o face neadecvată pentru hrănire cu insecte și ciuperci parazitare.

Indiferent de efectul virușilor asupra celulei, forma și conținutul acestora, precum și strategiile de reproducere, un panaceu în combaterea lor ca agenți cauzatori ai bolii. În bolile infecțioase, aproximativ 75% dintre boli sunt de natură virală. Etiologia 25% din toate infecțiile tractului gastro-intestinal se datorează și virușilor.

Definiția este în continuare complicată de posibilitatea de infectare în perioada latentă. Acesta este motivul pentru care este necesar să se studieze fiecare agent patogen în profunzime, în timp ce se manifestă patogenitatea lui și să se caute modalități absolut speciale de combatere a acestora, ceea ce nu este întotdeauna posibil.