Дослідження вірусів

Здатність до самовідтворення – одне з головних властивостей живих систем. Віруси (лат. Virus – отрута), що представляють собою нуклеїнових кислот в білковій оболонці, і іноді покриті мембраною, не здатні відтворювати себе самостійно, хоча і містять інформацію про своїй будові. Реалізація цієї інформації, тобто розмноження вірусів, здійснюється тільки при попаданні їх нуклеїнової кислоти в клітину.

Генетичний матеріал вірусу перемикає роботу клітинних біохімічних конвеєрів на виробництво вірусних білків і нуклеїнових кислот. У клітці ж відбувається збірка з нуклеїнових кислот і білків численних нащадків одного потрапив в неї вірусу. Таким чином, віруси є облігатними клітинними паразитами (лат. Obligatus -обов’язковість).

В даний час відомо понад 1500 вірусів. Одні з них вражають клітини тварин, інші – рослинні клітини, треті бактерії (їх називають бактеріофагами або просто фагами). Уражена клітина називається клітиною-господарем. Першовідкривач вірусів – російський біолог Івановський Дмитро Йосипович виявив два їх основних властивості – вони настільки малі, що проходять через фільтри, що затримують бактерії, і їх неможливо, на відміну від клітин, вирощувати на штучних поживних середовищах. Лише за допомогою електронного мікроскопа вдалося побачити віруси (їх діаметр від 20 до 300 нм) і оцінити різноманіття їх форм.

Окрема вірусна частка, або віріон, здатна інфікувати клітину, містить нуклеїнову кислоту тільки одного типу: або ДНК, або РНК. Форми цих молекул різноманітні: це може бути двуцепочечной ДНК в кільцевої або лінійної формі, одноцепочечная кільцева ДНК, одноцепочечная або двуцепочечной РНК. Є віруси, що містять дві ідентичні одноцепочечниє РНК.

Білковий чохол віріона – капсид (лат. Capsa – ящик) – захищає його генетичний матеріал як від дії нуклеаз, так і від впливу ультрафіолетового випромінювання. Капсиди складаються з багаторазово повторених поліпептидів одного або декількох типів. Капсиди більшості вірусів побудовані по одному з двох типів симетрії: спіральної або кубічної. Віріони зі спіральною симетрією мають форму довгастих паличок. В їх центральній частині знаходиться спірально закручена нуклеїнова кислота. Капсид складається з ідентичних субодиниць білка, спірально розташованих уздовж молекули нуклеїнової кислоти. Так влаштований перший з відкритих вірусів – вірус тютюнової мозаїки. Його довжина близько 300 нм і діаметр 18 нм.

Більшість вірусів, що вражає тварин і людини, мають кубічний тип симетрії. Капсид зазвичай схожий на ікосаедр – правильний двадцатигранник з дванадцятьма вершинами і з гранями з рівносторонніх трикутників. Прикладом є аденовірус. Його розмір близько 90 нм.

Відкрито віруси і з набагато іншим і заплутаним будовою. Деякі фаги крім ікосаедріческой головки, що містить генетичний матеріал, мають порожнистий циліндричний відросток, оточений чохлом з скорочувальних білків, і закінчується шестикутної майданчиком з шістьма короткими виростами і шістьма довгими фибриллами – нитками. Така складна конструкція забезпечує впорскування генетичного матеріалу фага всередину бактеріальної клітини.

Багато віруси поверх білкового капсида одягнені мембранної оболонкою, яка надає вірусу округлу форму. Крім білків і глікопротеїнів вірусного походження вона містить ще й компоненти, запозичені з плазматичної мембрани клітини-хазяїна при отпочковиванія вірусу. Вірус грипу – приклад віріона, що містить одноцепочечную РНК в спіральному капсиді і покритого мембранної оболонкою. Мембранну оболонку має також вірус імунодефіциту людини.

Проникнення вірусу в клітину починається з взаємодії його зі спеціальними рецепторами на клітинній поверхні. Наявність рецепторів пояснює, чому віруси мають ткане- і видоспецифичностью. Так, вірус грипу вражає клітини епітелію верхніх дихальних шляхів людини, ВІЛ – деякі клітини імунної системи і т.д. Фагова нуклеїнова кислота зазвичай “впорскується” в клітку бактерії, а білкова оболонка залишається на клітинної поверхні. В клітини тварин вірус часто проникає в складі піноцитозних бульбашок або після злиття мембран вірусу (якщо вона є) і клітини. Уже всередині клітини відбувається звільнення від капсида. У рослинні клітини вірус може проникнути тільки через ті ділянки, де пошкоджена клітинна стінка.

...
ПОДІЛИТИСЯ: