Vīrusu struktūras un morfoloģijas iezīmes. Vīrusi. Vīrusu nukleīnskābju infekciozitāte
Vīrusi ir mazākie no visiem mikroorganismiem. Tos mēra milimikronos un angstromos. Šo daļiņu izmēru noteikšanai tiek izmantotas vairākas metodes. Tādējādi 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 izturējis vīrusu daļiņas, un filtra, kas vairs neizturēja vīrusa daļiņas, norāda uz vīrusa daļiņu vidējo izmēru. Ar īpaši ātrgaitas centrifugēšanu (50 vai vairāk tūkstoši apgriezienu minūtē) vīrusu daļiņu lielumu nosaka pēc īpašas formulas atkarībā no apgriezienu skaita un daļiņu sedimentācijas laika. Tajā pašā laikā vīruss tiek attīrīts no svešām vielām. Lai to izdarītu, atlasiet ātrumu, ar kādu izkrīt svešas daļiņas, vispirms lielās 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. Palielinot desmitiem un simtiem tūkstošu reižu, bija iespējams izpētīt dažu vīrusu daļiņu formu, izmēru un struktūru.
Tika konstatēts, ka gan indivīdu (elementārdaļiņu) izmērs un forma dažādi veidi vīrusi ir diezgan dažādi. Ir lieli vīrusi (piemēram, ornitozes vīruss, bakas, trahoma u.c.), vidēji lieli vīrusi (gripa, mēris, trakumsērga) un mazie (poliomielīta vīruss, masalas, mutes un nagu sērga, encefalīts, daudzi augi). Tabulā parādīti dažu vīrusu izmēri, kas noteikti Dažādi ceļi, milimikronos (pēc V.M. Ždanova un Šena vārdiem).
Lielākie vīrusi pēc izmēra ir tuvu mazākajām baktērijām, bet mazākie vīrusi ir tuvu lielām olbaltumvielu molekulām.
Autors izskats Daži vīrusi ir sfēriski (gripas vīruss), citi ir kubveida (baku vīruss), bet citi ir nūjiņas formā. Tabakas mozaīkas vīruss (TMV) izskatās kā plāns sešstūra stienis, kura garums ir 300 mm un diametrs 15 mm.
Ar daudzām vīrusu infekcijām (bakas, trakumsērga, trahoma utt.) saimniekšūnas citoplazmā vai kodolā tiek novēroti īpaši intracelulāri ķermeņi - ieslēgumi. Tie ir diezgan lieli un tos var redzēt ar gaismas mikroskopu.
Vairumā gadījumu ieslēgumi ir elementāru ķermeņu, vīrusu daļiņu uzkrāšanās, piemēram, 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 cukuru un sāli. Šo vīrusu var izolēt no šķīduma amorfā, nekristāliskā stāvoklī. Nogulsnes var atkārtoti izšķīdināt un pēc tam pārvērst atpakaļ kristālos. Ja jūs tūkstoš reižu izšķīdināsiet kristāla vīrusu, piliens šāda šķīduma izraisīs mozaīkas slimību augā. Poliomielīta vīrusa kristāli līdz šim ir iegūti no cilvēku un dzīvnieku vīrusiem. Katrs kristāls sastāv no miljoniem vīrusu daļiņu.
Vīrusu ķīmiskais sastāvs tika pētīts galvenokārt tabakas mozaīkas izraisītājā. Šis vīruss ir tīrs nukleoproteīns, t.i., 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 vīrusos (1,6%), poliomielīta (24%), tabakas nekrozes (18%), tabakas mozaīkas (6%), mutes un nagu sērgas (40%), Rousa sarkomas (10%) u.c. DNS satur vaccinia vīrusi (6%), papiloma (6,8%), herpes (3,8%), polioma (12%) u.c.
Tagad tiek intensīvi pētīts jautājums par to, kā olbaltumvielas un nukleīnskābe ir savienotas un kā tās sader kopā. Lai atrisinātu šo problēmu, tiek izmantota rentgena kristalogrāfijas metode. Ja vīrusa daļiņā ir apakšvienības, tad šī metode var noteikt to skaitu, kā arī to relatīvo stāvokli. Izrādījās, ka lielākajai daļai vīrusu raksturīgs regulārs, ļoti sakārtots vīrusa daļiņas elementu izvietojums.
Poliomielīta vīrusā nukleīnskābe ir saritinājusies bumbiņā, proteīna apvalks sastāv no 60 identiskām apakšvienībām, kas 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 olbaltumvielu apakšvienībām, kas ir identiskas pēc formas un izmēra. Kopumā ap nukleīnskābes kodolu 130 apgriezienos ir izvietotas 2200 apakšvienības. Šādas apakšvienības molekulmasa ir 18 000 Katra apakšvienība ir peptīdu ķēde, kas satur 158 specifiskas aminoskābes, un šo aminoskābju secība jau ir noteikta. Pašlaik intensīvi tiek pētīta 6500 nukleotīdu secība, kas veido nukleīnskābi. Kad šī problēma tiks atrisināta, kļūs zināms plāns, kas nosaka inficētā šūnā ražotā vīrusa veidu. Citu mazo augu vīrusu struktūra ir līdzīga TMV un poliomielīta daļiņām.
Lielākiem vīrusiem papildus nukleīnskābes un olbaltumvielu apvalkam ir arī ārējie apvalki, kas satur olbaltumvielas, lipoīdus un ogļhidrātus. Daži vīrusi satur fermentus. Tādējādi gripas vīrusam ir enzīms neiraminidāze, paragripas vīrusam ir sendai-lizīns, bet putnu mieloblastozes vīrusam ir adenovīna trifosfatāze. Šie fermenti izšķīdina šūnu membrānu, lai ļautu vīrusam iekļūt nākamā saimnieka ķermenī.
Brīvā stāvoklī, in ārējā videĀrpus dzīvas šūnas vīrusi neizrāda aktivitāti, tie tikai saglabā savu dzīvotspēju, dažreiz ilgu laiku. Bet, tiklīdz vīrusi satiekas pret tiem jutīgām šūnām, tie kļūst aktīvi, iekļūst tajās un parāda visas dzīvībai svarīgās aktivitātes pazīmes.
Iepriekš vienīgā vīrusu dzīvības aktivitātes izpētes metode bija inficēt uzņēmīgos izmēģinājumu dzīvniekus: peles, trušus, pērtiķus u.c. Ērtāk un ekonomiskāk ir audzēt vīrusus embrijā, kas attīstās. vistas olu. Materiāls, kas satur vīrusu, tiek ievadīts ar šļirci embrijā tā attīstības 8.-12. dienā. Pēc dažām dienām, kad embrijs atrodas termostatā, tiek pētītas vīrusa izraisītās patoloģiskās izmaiņas embrijā. Pēc tam tos pārnes uz citas olas svaigu embriju. Pēdējā laikā visplašāk tiek izmantota viena slāņa kultūru metode no izolētām dzīvnieku audu šūnām. Sasmalcinātus svaigus audus apstrādā ar enzīmu tripsīnu, kas iznīcina starpšūnu savienojumus. Atbrīvotās šūnas nomazgā no tripsīna, atšķaida ar uzturvielu sastāvu (Nr. 199, kas satur nepieciešamās aminoskābes un sāļus) un ievieto mēģenēs vai īpašos 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 tika aizstāta darbietilpīgā un dārgā metode, piemēram, poliomielīta vīrusa kultūra uz pērtiķu aknām. ātrā veidā audzējot to audu kultūrā.
1955. gadā un vēlāk viņi saņēma neparasti fakti, kas izraisīja biologu neizpratni. Ķīmiski tabakas mozaīkas vīruss tika sadalīts tā sastāvdaļās: olbaltumvielās un nukleīnskābē. Katrs no tiem atsevišķi neizraisīja mozaīkas slimību tabakas lapās. Bet, kad tās atkal tika apvienotas mēģenē (10 daļas proteīna un 1 daļa nukleīnskābes) un ar šo maisījumu inficētas tabakas lapas, tās ieguva tipisku mozaīku uz lapām, tāpat kā no sākotnējā veselā TMV. Elektronu mikroskopija atklāja tipiskus vīrusu stieņus, kas sastāv no proteīna apvalka, kurā bija ievietota nukleīnskābes virkne. Tādējādi nukleīnskābe sazinājās ar proteīna daļu un ieņēma tajā savu parasto stāvokli. Šīs parādības – vīrusu atdzimšanas – atklāšana ir mūsdienu mikrobioloģijas lielākais sasniegums, kas paver jaunus ceļus bioloģijā un medicīnā.
Tālāk izrādījās, ka pietika saudzīgā veidā berzēt tabakas lapu tikai ar vienu no TMV izolētu nukleīnskābi, un uz lapas parādījās tipiska nekroze (protams, ne lielos daudzumos), kurā bija milzīgs daudzums. tipisku veselu vīrusa daļiņu daudzums.
Tādi paši rezultāti tika iegūti ar cilvēka vīrusiem: poliomielītu, gripu utt.
Hibrīds tabakas mozaīkas vīruss tika iegūts pat no viena vīrusa tipa olbaltumvielām un cita veida vīrusa RNS, kas pēc dažām īpašībām atšķīrās no pirmā vīrusa tipa. Vairojoties, šis hibrīdvīruss radīja tikai tā vīrusa pēcnācējus, kura RNS hibrīds saturēja.
Visi šie fakti liecina, ka nukleīnskābēm ir vadošā loma vīrusu vairošanā un to inficētspējā. Nukleīnskābes nodrošina iedzimto īpašību pārnešanu. Satur skābēs iedzimta informācija pilnīgu vīrusu daļiņu sintēzei šūnas iekšienē.
Vīrusa proteīna apvalkam ir aizsargfunkcija, kas aizsargā pret ārējām ietekmēm trausls nukleīnskābes pavediens, turklāt palīdz vīrusam iekļūt šūnā un nosaka vīrusu specifiku. Bet daži zinātnieki neuzskata, ka ir iespējams šādi 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.
Šim procesam ir četras 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, dažās vietās ir mukoproteīnu molekulas, citās ir lipoproteīnu molekulas. Gripas vīruss adsorbējas uz mukoproteīniem, un poliomielīta vīruss adsorbējas uz lipoproteīniem. Adsorbciju var novērot, izmantojot elektronu mikroskopu. Vīrusa adsorbcijas vietā uz šūnas sienas veidojas ieplaka, kurā tiek ievilkta vīrusa daļiņa. Dobuma malas aizveras, un vīrusa daļiņa nonāk šūnas iekšpusē (viropexis). Vienlaikus ar viropeksi tiek iznīcināts vīrusa proteīna apvalks. Gripas vīrusa iekļūšanu šūnā veicina tās apvalkā esošais enzīms. Tādējādi nukleīnskābe iekļūst šūnā, atbrīvojoties no olbaltumvielu čaumalām ar pašas šūnas enzīmu palīdzību.
Trešajā fāzē šūnā nonākusī vīrusa nukleīnskābe tiek iekļauta šūnas metabolismā un virza šūnas sintēzes aparātu, lai olbaltumvielas un nukleīnskābe ražotu nevis no šūnas, bet gan no jaunām vīrusa daļiņām. Vīrusa sintēzē iesaistīto enzīmu darbība tiek aktivizēta, un atlikušie fermenti tiek kavēti. 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 pāriet uz vīrusu materiāla sintēzi. Šīs fāzes sākumā šūnā nav iespējams atšķirt nevienu vīrusa elementu.
Parasti nukleīnskābes un vīrusu proteīni netiek sintezēti vienlaicīgi un dažādās šūnas vietās. Vispirms sākas nukleīnskābju sintēze, pēc tam nedaudz vēlāk seko proteīnu sintēze. Pēc šo uzkrāšanās sastāvdaļas vīrusu, tie apvienojas un saliek pilnvērtīgās vīrusu daļiņās. Dažreiz veidojas nepilnīgas vīrusa daļiņas, kurām trūkst nukleīnskābes un tāpēc tās nav spējīgas pašražoties (donuts).
Ātri sākas beigu fāze – vīrusa daļiņu izdalīšanās no šūnas. Jebkurā šūnas vietā nekavējoties izdalās aptuveni 100 vīrusa daļiņas. Sarežģītākiem vīrusiem ir arī vīrusa nukleoproteīna ārējie apvalki, ar kuriem tie tiek apvilkti, ejot cauri šūnai un iziet no tās, savukārt ārējos apvalkos ietilpst olbaltumvielas. no saimniekšūnas.
Cilvēku un dzīvnieku vīrusos jaunu pēcnācēju atbrīvošanās notiek vairākos ciklos. Tādējādi gripas vīrusam katrs cikls ilgst 5-6 stundas ar 100 vai vairāk vīrusu daļiņu izdalīšanos no vienas šūnas, 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.
Dažreiz vīrusu daļiņas neiziet no šūnas, bet uzkrājas tajā intracelulāru ieslēgumu veidā, kas ir ļoti raksturīgi dažāda veida vīrusiem. Augu vīrusi veido ieslēgumus, kuriem ir kristāliska forma.
Mikrobu ģimene, ko sauc par "mikoplazmu", sāk piesaistīt lielu uzmanību, jo nesen šajā grupā ir atklāti patogēni dažādas slimības cilvēkiem un dzīvniekiem. Kā slēpta infekcija tās bieži dzīvo daudzās audu kultūrās – Hela un citas ieņem starpposmu starp baktērijām un vīrusiem. Tie ir līdzīgi vīrusiem, jo tie var tikt filtrēti caur baktēriju filtriem, filtrējamās formas spēj pašatvairot un vairoties intracelulāri. Raksturlielumi, kas tuvina vīrusus baktērijām, ietver spēju augt uz barības vielu barotnēm un veidot uz tām kolonijas, kā arī to saistību ar antibiotikām, sulfonamīdiem un to antigēno struktūru.
Darba teksts ievietots bez attēliem un formulām.
Pilna versija darbs ir pieejams cilnē "Darba faili" PDF formātā
Šodien situācija uz Zemes ir tāda, ka ar katru gadu tiek atklāti arvien jauni cilvēku un dzīvnieku vīrusi, kas ir ļoti bīstami cilvēku veselībai. Cilvēki pārvietojas pa valstīm un kontinentiem, veido dažādus kontaktus savā starpā un migrē ekonomisku, sociālu un vides iemeslu dēļ. Uz planētas ir ievesti tādi bīstami vīrusi kā Rifta ielejas drudzis, Zika, Ebola, Rifta ielejas drudzis un daži citi. Lielākoties tie ir diezgan līdzīgi pēc uzbūves un izraisa nopietnas cilvēku slimības, kas ir ļoti lipīgas un virulentas, ar augstu letalitātes pakāpi, kas nopietni apdraud iedzīvotājus.
Jāņem vērā esošās AIDS un C hepatīta epidēmijas, kuras līdz šim nav ārstējamas, bet iznīcina mūsu imūnsistēma ar lielu ātrumu. Šajā sakarā šī jautājuma izskatīšana ir ļoti aktuāla.
Vīrusus izmanto, lai pētītu mikrobu ģenētiku un faktiskās problēmas bioķīmija. Zinātnieki arvien dziļāk un veiksmīgāk izprot šo ultramikroskopisko dzīvo būtņu smalkāko struktūru, bioķīmisko sastāvu un fizioloģiskās īpašības, lomu dabā, cilvēku, dzīvnieku un augu dzīvē. Virusoloģijas attīstība ir saistīta ar izciliem molekulārās ģenētikas panākumiem. Vīrusu izpēte ir radījusi izpratni par gēnu smalko struktūru, atšifrēšanu ģenētiskais kods, identificējot mutācijas mehānismus. Vīrusi tiek plaši izmantoti gēnu inženierijas darbā. Vīrusu spējai pielāgoties un neprognozējami uzvesties nav robežu. Miljoniem cilvēku ir kļuvuši par vīrusu upuriem, kas izraisa dažādas slimības. Un tomēr galvenie virusoloģijas panākumi ir gūti cīņā pret konkrētām slimībām, un tas dod pamatu apgalvot, ka mūsu trešajā tūkstošgadē virusoloģija ieņems vadošo vietu.
Mūsu pētījuma objekts ir nešūnu dzīvības formu izpēte.
Pētījuma priekšmets ir vīrusu morfoloģijas un indikācijas metožu izpēte.
Darba mērķis. Pamatojoties uz zināšanām par vīrusu bioloģiju, pamatot to audzēšanas metodes, to izraisīto slimību indikācijas, identificēšanu un laboratoriskās diagnostikas metodes.
Pamatojoties uz mērķi, tika izvirzīti šādi uzdevumi:
Mācību literatūras dati par vīrusu morfoloģiju.
Iepazīstieties ar visjutīgākajām vīrusu infekciju diagnostikas metodēm.
Šī jautājuma izpētes pakāpe 1892. gadā krievu botāniķis D.I. Ivanovskis, pētot tabakas lapu mozaīkas slimību, atklāja, ka šo slimību izraisa sīki mikroorganismi, kas iziet cauri smalki porainiem baktēriju filtriem. Šos mikroorganismus sauc par vīrusiem (no latīņu valodas Virus — inde). Krievu virusologi deva lielu ieguldījumu vīrusu izpētē: M.A. Morozovs, N.F. Gamaleja, L.A. Zilbers, M.P. Čumakovs, A.A. Smorodincevs, V.M. Ždanovs un citi.
Autora personīgais ieguldījums: Izpētot teorētisko materiālu un laboratorijas pētījumus, autoram izdevies: interpretēt vīrusu morfoloģiju un ultrastruktūru. Iepazīstieties ar vīrusu klasifikāciju. Analizēt vīrusu mijiedarbības iezīmes ar dzīvām sistēmām. Novērtējiet rezultātus dzīvās sistēmās. Analizēt metodes vīrusu kultivēšanai laboratorijas apstākļos. Interpretēt modernas metodes vīrusu slimību laboratoriskā diagnostika.
1. nodaļa. VĪRUSU VIETA BIOSFĒRĀ
1.1.Evolūcijas izcelsme
Tā kā vīrusu būtību pirmajā pusgadsimtā pēc to atklāšanas veica D.I. Ivanovskis (1892), radās priekšstati par vīrusiem kā mazākajiem organismiem. Daudzi citu valstu zinātnieki centās būt pirmie, kas šo problēmu atrisināja. Epitets “filtrējams” galu galā tika atmests, jo kļuva zināmas parasto baktēriju filtrējamās formas vai stadijas, un pēc tam kļuva zināmas filtrējamas baktēriju sugas. Visticamākā un pieņemamākā hipotēze ir tāda, ka vīrusi cēlušies no “aizbēgušās” nukleīnskābes, t.i. nukleīnskābe, kas ir ieguvusi spēju replicēties neatkarīgi no šūnas, no kuras tā cēlusies, lai gan šāda DNS ir paredzēta, lai replikētos, izmantojot šīs šūnas vai citas šūnas struktūras. Šie reģioni ir lielmolekulāri, tiem ir liela molārā masa un tie aktīvi piedalās oksidatīvās reakcijās, neatgriezeniskas izmaiņas, ir lielāks organisko procesu atjaunošanas ātrums.
Pamatojoties uz filtrēšanas eksperimentiem caur graduētiem lineāriem filtriem, tika noteikti vīrusu izmēri. Tas bija liels sasniegums virusologu zinātniekiem. Mazāko no tiem izmērs izrādījās 20-30 nm, bet lielākais - 300-400 nm. Turpmākās evolūcijas procesā vīrusi vairāk mainījās formā, nevis saturā.
Tādējādi vīrusiem ir jābūt cēlušies no šūnu organismiem, un tos nevajadzētu uzskatīt par primitīviem šūnu organismu priekštečiem.
1.2.Vīrusu uzbūve un īpašības
Vīrusu izmēri svārstās no 20 līdz 300 nm. Šajā sakarā tos var pārbaudīt, tikai izmantojot elektronu mikrokopiju, to forma ir dažāda: no pavedieniem līdzīgiem glomeruliem līdz sarežģītām heksaedriskām figūrām ar DNS vai RNS ieslēgumiem. Vidēji tie ir 50 reizes mazāki nekā baktērijas. Tos nevar redzēt ar gaismas mikroskopu, jo to garums ir mazāks par gaismas viļņa garumu.
Vīrusi sastāv no dažādām sastāvdaļām:
a) kodols ģenētiskais materiāls (DNS vai RNS). Vīrusa ģenētiskais aparāts nes informāciju par vairākiem proteīnu veidiem, kas nepieciešami jauna vīrusa veidošanai: gēnu, kas kodē reverso transkriptāzi un citiem.
b) proteīna apvalks, ko sauc par asp.
Apvalks bieži tiek veidots no identiskām atkārtotām apakšvienībām - kapsomēriem. Kapsomēri veido struktūras ar augstu simetrijas pakāpi.
c) papildu lipoproteīnu membrāna.
Tas veidojas no saimniekšūnas plazmas membrānas. Tas notiek tikai salīdzinoši lielos vīrusos (gripa, herpes).
Pilnībā izveidojušos infekcijas daļiņu sauc par virionu.
Nostāja, ka vīrusi ir pilnvērtīgi organismi, ļāva beidzot apvienot visas trīs nosauktās vīrusu grupas - dzīvnieku, augu un baktēriju vīrusus - vienā kategorijā, kas ieņem noteiktu vietu mūsu planētas dzīvo būtņu vidū. Tāpat kā citi organismi, vīrusi ir spējīgi vairoties. Vīrusiem ir noteikta iedzimtība, tie vairojas paši. Šo nostāju apstiprinājuši zinātnieki no citām valstīm, kas strādā pie līdzīgas problēmas. Vīrusu iedzimtās īpašības var ņemt vērā, ņemot vērā skarto saimniekorganismu klāstu un izraisīto slimību simptomus, kā arī dabisko saimnieku vai mākslīgi imunizēto izmēģinājumu dzīvnieku imūnreakcijas specifiku. Šo īpašību summa ļauj skaidri noteikt jebkura vīrusa un vēl jo vairāk tā šķirņu iedzimtās īpašības, kurām ir skaidri ģenētiski marķieri, piemēram: dažu gripas vīrusu neitropiskums, samazināta patogenitāte vakcīnas vīrusos utt.
1.3. Bakteriofāgi
25 gadus pēc vīrusa atklāšanas kanādiešu zinātnieks Fēlikss D'Herelle, izmantojot filtrēšanas metodi, atklāja jaunu vīrusu grupu, kas inficē baktērijas. Tos sauca par bakteriofāgiem (vai vienkārši fāgiem). Daudzi zinātnieki mēģināja atkārtot līdzīgus eksperimentālos pētījumus, taču vēlamos rezultātus nesaņēma.
Fāga galvā esošā nukleīnskābe ir aizsargāta ar proteīna apvalku. Tā ir galvenā viela vīrusa dzīvības uzturēšanai. Tās apakšējā galā galva nonāk procesā, kas beidzas ar sešstūrainu “platformu” (bazālo plāksni) ar sešiem īsiem procesiem (smailēm) un sešām garām fibrilām (vītnēm). Procesu ieskauj apvalks visā garumā, no galvas līdz plāksnei. Procesi ir receptori, kas atpazīst receptorus uz baktēriju šūnu virsmas, kas ir transporta proteīni, kas veic vielu iekļūšanas un izdalīšanās procesus no šūnas. Šī mijiedarbība ir ļoti specifiska. Pateicoties tam, bakteriofāgs ir piemērots kā “slēdzenes atslēga” tikai noteiktam baktēriju šūnu celmam. Bakteriofāgiem ir svarīga evolucionāra loma jaunu baktēriju šūnu celmu veidošanā, pateicoties mērenā klimata fāgu spējai integrēties ar saimniekšūnas DNS, uztvert daļu no vienas baktēriju šūnas šūnas DNS un pārnest to citas baktērijas genomā. šūna caur transdukcijas procesu. Šis process nodrošina ģenētiskās informācijas apmaiņu starp viena vai dažādu celmu baktērijām un aizstāj tipisko seksuālo procesu, kas baktērijām trūkst.
Fāga dzīves cikls ir 30 minūtes, bet dažreiz laika periods palielinās līdz 1 stundai vai samazinās līdz 15 minūtēm atkarībā no apstākļiem vidi: temperatūra, mitrums, spiediens, atmosfēras slāņu blīvums. Vairošanās procesā izdalītās vīrusu daļiņas piedalās veselu šūnu inficēšanā, kas izraisa visu baktēriju, aktinomicītu, riketsiju, trepanosomu un Candida sēnīšu populācijas nāvi.
Šī bakteriofāgu īpašība iznīcināt baktērijas tiek izmantota profilaksei un ārstēšanai bakteriālas slimības, parasti kuņģa-zarnu trakta, proti, salmoneloze, stafilokoki un citas enterobaktērijas, dažas citas infekcijas 10-15 minūtes pēc bakteriofāgu ievadīšanas organismā tiek neitralizēti mēra, vēdertīfa, dizentērijas un salmonelozes izraisītāji. Tādējādi bakteriofāgi ir efektīvi un droši avoti no cilvēka veselības viedokļa. bioloģiskā aizsardzība viņa ķermenis. Rietumvalstis, kuras ir ieinteresētas iegūt pretvīrusu materiālus, vakcīnas, fermentus, ir ieguldījušas lielus kapitāla apjomus dārgu medikamentu izstrādē, ieviešanā un iegādē. Tas bija viens no valsts aizsardzības politikas virzieniem
Bet šai metodei ir nopietns trūkums. Baktērijas ir daudz mainīgākas (aizsardzības ziņā pret fāgiem) nekā bakteriofāgi, tāpēc baktēriju šūnas salīdzinoši ātri kļūst nejutīgas pret fāgiem. Šo cilvēka ķermeņa aizsardzības metodi nevar izmantot, ja vien šūnapvalki baktēriju šūnām ir gļotādas apvalki un slāņi un kapsulas. Šie veidojumi uz baktēriju virsmas droši aizsargā tos no bakteriofāgu iekļūšanas šūnās, jo tie nespēj adsorbēties uz to virsmas, un tie ir priekšnoteikumi, lai vīruss sāktu iekļūt baktēriju šūnā.
2. NODAĻA. LABORATORIJAS DIAGNOSTIKA
Laboratorijas testiem ir liela nozīme infekcijas slimību diagnozes noteikšanā. Laboratoriskās diagnostikas attīstības vēsture ir diezgan plaša. Vēsturiskās attīstības sākumā dzīvnieku organismi tika izmantoti kā galvenā laboratorijas pētījumu metode. Diagnoze bija darbietilpīgs un dārgs process. Un vīrusu infekcijas klātbūtne tika vērtēta pēc bojājuma rakstura iekšējie orgāni dzīvnieki. Šis organizācijas līmenī pētījumi tika aizstāti, kad vistu embriji tika ieviesti laboratorijas praksē. Tas kļuva iespējams, pateicoties tam, ka 1941. gadā amerikāņu virusologs Hernsts atklāja hemaglutinācijas fenomenu — tā ir vīrusu spēja salīmēt sarkanās asins šūnas, kas ir skābekļa nesēji un veic vairākas svarīgas funkcijas. Daudzi zinātnieki pēta šo problēmu. Šis modelis kļuva par pamatu vīrusa un šūnas mijiedarbības izpētei. Hemaglutinācijas reakcijas mehānisms ir balstīts uz vīrusu adsorbcijas mehānismu uz eritrocītu virsmas membrānas, kā rezultātā tie tiek salīmēti, jo viena vīrusa daļiņa var uztvert vairākus eritrocītus. Šūnu kultivēšanas iespējas mākslīgos apstākļos atklāšana bija revolucionārs notikums, kas kalpoja šūnu izolēšanai, diagnosticēšanai un izpētei. liels daudzums vīrusi. Kļuva iespēja iegūt kultivētas vakcīnas.
Laboratoriskās diagnostikas metodes atšķiras atkarībā no jutīgums Un specifika.
2.1 Mikrobioloģiskā metode
Mikrobioloģiskā metode diagnostika balstās uz patogēnu noteikšanu bioloģiskajā materiālā. Tiek izmantota gaismas optiskā un elektronu mikroskopija.
Mikrobioloģisko metodi plaši izmanto bakteriālas, protozoālas etioloģijas un retāk vīrusu slimību diagnostikā.
Laboratorijas diagnostika infekcijas slimības tiek veikta trīs galvenajās jomās:
patogēna meklēšana materiālā, kas ņemts no pacienta (fekālijas, urīns, krēpas, asinis, strutaini izdalījumi utt.);
specifisku antivielu noteikšana serumā - seroloģiskā diagnostika;
definīcija cilvēka ķermenis paaugstināta jutība uz infekcijas izraisītājiem - alerģiska metode.
Infekcijas izraisītāja identificēšanai un tā identificēšanai (patogēna veida noteikšanai) tiek izmantotas trīs metodes: mikroskopiskā, mikrobioloģiskā (bakterioloģiskā) un bioloģiskā.
Mikroskopiskā metode ļauj noteikt patogēnu tieši materiālā, kas ņemts no pacienta. Šī metode ir ļoti svarīga gonorejas, tuberkulozes, vienšūņu izraisītu slimību diagnosticēšanai: malārija, leišmanioze, balantidiāze, amēbiāze. Īpatnības mikroskopiskā metode jo šīs infekcijas izraisa patogēni ar būtiskām morfoloģiskām atšķirībām starp šīm slimībām. Morfoloģijas iezīmes patogēni mikroorganismi spēlē svarīgu lomu diagnostikā. Taču mikroskopiskā metode neļauj diagnosticēt tādas infekcijas kā tīfs un paratīfs, dizentērija, jo morfoloģiski nav iespējams atšķirt to izraisītājus (visas gramnegatīvās nūjiņas). Lai atšķirtu vienādu mikroorganismu morfoloģiju, tie jāiegūst tīrkultūrā un jānosaka, ko var veikt, izmantojot mikrobioloģiskās (bakterioloģiskās) izpētes metodi.
Mikroskopiskās metodes efektivitāti nosaka tās jutīgums un specifiskums. Specifiskumu ierobežo iespējamā patogēna nepareiza identifikācija artefaktu dēļ. Turklāt, veicot mikroskopisko izmeklēšanu, svarīga ir izmeklēšanas tehnika.
Bakterioloģiskās metodes izmantošana ļauj izolēt patogēnu tīrkultūrā no materiāla, kas iegūts no pacienta, un identificēt to, pamatojoties uz īpašību kopuma izpēti. Bakterioloģiskās laboratorijas tiek aicinātas diagnosticēt bakterioloģiskās slimības, kontrolēt dzīvnieku slimības, piedalīties pretepidemioloģisko pasākumu organizēšanā un īstenošanā un vīrusu slimību likvidēšanā. Lielākā daļa baktēriju spēj kultivēt uz dažādām mākslīgām barotnēm. Galvenie kritēriji, kam jābūt barotnēm, pirmkārt, ir to uzturvērtība. Pietiekams daudzums olbaltumvielu, fermentu, augšanas hormonu, kas stabilizē uztura apstākļus un labi bagātina vidi. Galvenais barotnes biezinātājs ir polisaharīda agars-agars. Ar tās palīdzību barības vielu barotnes ir blīvākas, kam bija būtiska nozīme mikroorganismu audzēšanā, tāpēc bakterioloģiskā metode ir svarīgs daudzu infekcijas slimību diagnostikā.
Ja tiek iegūts pozitīvs rezultāts, bakterioloģiskā metode ļauj noteikt izolētā patogēna jutību pret pretmikrobu zālēm. Tomēr šī pētījuma efektivitāte ir atkarīga no daudziem parametriem, jo īpaši no materiāla savākšanas un transportēšanas uz laboratoriju apstākļiem. Mikrobioloģiskā metode sastāv no testa materiāla inokulēšanas uz barotnes, tīrkultūras izolēšanas un patogēna identificēšanas. Ja infekcijas izraisītāji (riketsija, vīrusi, vienšūņi, daži) neaug uz mākslīgās barotnes vai ir nepieciešams izolēt mikrobu asociāciju izraisītāju un pēc tam izmantot bioloģisko metodi uzņēmīgo dzīvnieku inficēšanai.
2.3. Virusoloģiskā metode
Virusoloģiskā metode ietver divus galvenie posmi: vīrusu izolēšana un to identificēšana. Materiāli var būt asinis, citi bioloģiski un patoloģiski šķidrumi, orgānu un audu biopsijas.
Virusoloģiskās asins analīzes bieži tiek veiktas, lai diagnosticētu arbovīrusu infekcijas. Ja nepieciešams izmantot gatavas šūnu struktūras un barotnes tām, nav nepieciešami citi biomateriāli. Virusoloģiskie pētījumi, kuros izmanto šūnu kultūras, ir otrajā vietā pēc pieejamības laboratorijas testiem. Trakumsērgas, parotīta vīrusi, herpes simplex. Nazofaringeālās uztriepes tiek izmantotas, lai izolētu gripas un citu akūtu elpceļu vīrusu infekciju, kā arī masalu patogēnus. Adenovīrusi tiek atklāti konjunktīvas uztriepēs. No izkārnījumiem tiek izdalīti dažādi entero-, adeno-, reo- un rotavīrusi.
Lai izolētu vīrusus, tiek izmantotas šūnu kultūras, vistu embriji un dažkārt arī laboratorijas dzīvnieki. Rietumu valstis, kuras ir ieinteresētas iegūt pretvīrusu materiālus, vakcīnas un fermentus, ir ieguldījušas lielus līdzekļus dārgu medikamentu izstrādē, ieviešanā un iegādē. Tas bija viens no valsts aizsardzības politikas virzieniem. Lielākā daļa patogēno vīrusu izceļas ar klātbūtni audu un tipa specifika", piemēram, poliovīruss vairojas tikai primātu šūnās, tāpēc konkrēta vīrusa izolēšanai izmanto atbilstošu audu kultūru. Lai izolētu nezināmu patogēnu, vēlams vienlaikus inficēt 3-4 šūnu kultūras, pieņemot, ka viena no tām var būt jutīga. Vīrusa klātbūtni inficētajās kultūrās nosaka specifiskas šūnu deģenerācijas attīstība, t.i. citopatogēns efekts, intracelulāro ieslēgumu noteikšana, kā arī pamatojoties uz specifiska antigēna noteikšanu ar imunofluorescenci, pozitīvas hemadsorbcijas un hemaglutinācijas reakcijas. Putnu embriji ar to vāji diferencētajiem audiem ir piemēroti daudzu vīrusu kultivēšanai. Visbiežāk tiek izmantoti vistas embriji. Vairojoties embrijos, vīrusi var izraisīt to nāvi (arbovīrusi), izmaiņu parādīšanos horionalantoiskā membrānā (baku vīrusi) vai embrija organismā, hemaglutinīnu (gripas vīrusi, cūciņas) uzkrāšanos un komplementa fiksāciju. vīrusa antigēns embrija šķidrumos.
Vīrusus identificē, izmantojot imunoloģiskās metodes: hemaglutinācijas inhibīcijas reakciju, komplementa fiksāciju, neitralizāciju, gēla izgulsnēšanos, imunofluorescenci.
2.4. Bioloģiskā metode
Bioloģiskā metode sastāv no infekcijas dažādi materiāli(klīniskos, laboratorijas) laboratorijas dzīvniekus, lai norādītu patogēnu, kā arī noteiktu dažas mikroorganismu īpašības, kas raksturo to patogenitāti (toksikogenitāti, toksicitāti, virulenci). Kā laboratorijas dzīvnieki tiek izmantotas baltās peles, baltās žurkas, jūrascūciņas, truši u.c.
Slimības pavairošana dzīvniekam ir absolūts pierādījums izolētā mikroorganisma patogenitātei (trakumsērgas, stingumkrampju u.c. gadījumā). Tāpēc bioloģiskā pārbaude uz dzīvniekiem ir vērtīga un uzticama diagnostikas metode, īpaši tām infekcijām, kuru patogēni atrodas pētītajā cilvēka organisma bioloģiskajā barotnē nelielā koncentrācijā un aug slikti vai lēni uz mākslīgām barotnēm.
2.5. Imunoloģiskā metode
Imunoloģiskā metode (seroloģiskais) ietver asins seruma, kā arī citu bioloģisko substrātu pētījumus, lai identificētu specifiskas antivielas un antigēnus. Klasiskā serodiagnostika balstās uz antivielu noteikšanu pret identificētu vai iespējamo patogēnu. Pozitīvs reakcijas rezultāts norāda uz antivielu klātbūtni pārbaudāmajā asins serumā pret patogēnu antigēniem. Ar antivielu noteikšanu pret vairāku infekcijas slimību izraisītāju pētāmajā asins serumā nepietiek, lai noteiktu diagnozi, jo tas var atspoguļot pēcinfekcijas vai pēcvakcinācijas imunitātes esamību, tātad “pāra” asinis. tiek pārbaudīti serumi, pirmais tiek ņemts slimības pirmajās dienās, bet otrais - ar 7–10 dienu intervālu. Šajā gadījumā tiek novērtēta antivielu līmeņa pieauguma dinamika.
Antivielu titra pieaugums testa asins serumā vismaz 4 reizes salīdzinājumā ar sākotnējo līmeni ir diagnostiski nozīmīgs. Šo fenomenu sauc serokonversija. Olbaltumvielu komponenti tiek neatkarīgi integrēti peptīdu ķēdēs. Kad reti infekcijas slimības, kā arī vīrusu hepatītu, HIV infekciju un dažus citus, antivielu klātbūtne liecina, ka pacients ir inficēts un tam ir diagnostiska vērtība.
Papildus antivielu titra noteikšanai seroloģisko pētījumu laikā ir iespējams noteikt antivielu izotipu. Ir zināms, ka pirmajā cilvēka ķermeņa tikšanās reizē ar patogēnu slimības akūtā periodā tiek konstatēts straujāks IgM piederošo antivielu pieaugums, kura līmenis, sasniedzot maksimālā vērtība, tad samazinās. Vairāk vēlie datumi slimības gadījumā palielinās IgG antivielu skaits, kas saglabājas ilgāk un tiek noteiktas rekonvalescences periodā. Atkārtoti saskaroties ar patogēnu, pateicoties imunoloģiskajai atmiņai, humorālās imunitātes reakcijas izpaužas ar ātrāku IgG antivielu veidošanos, un M klases antivielas tiek ražotas nelielos daudzumos. IgM antivielu noteikšana norāda uz pašreizējā infekcijas procesa klātbūtni, un IgG antivielu klātbūtne norāda uz pagātnes infekciju vai imunitāti pēc vakcinācijas.
Ņemot vērā primārās un sekundārās imūnās atbildes īpašības, IgM un IgG antivielu attiecības analīze dažos gadījumos ļauj atšķirt infekcijas procesa stadiju (slimības gaitu, atveseļošanos, recidīvu). Piemēram, vīrusu hepatīta A (HA) gadījumā uzticama diagnostikas metode ir anti-HAV IgM antivielu noteikšana asins serumā. To noteikšana norāda uz pašreizējo vai neseno HAV infekciju. Olbaltumvielu komponenti tiek neatkarīgi integrēti peptīdu ķēdēs.
Seroloģiskā pārbaude, lai noteiktu infekcijas slimību antivielas, ir pieejamāka laboratoriskās diagnostikas metode nekā patogēna izolēšana. Dažkārt pozitīva seroloģiskā reakcija kalpo kā vienīgais pierādījums organisma sastapšanai un mijiedarbībai ar attiecīgās infekcijas slimības izraisītāju. Turklāt vairākas slimības ar līdzīgām klīniskā aina(piemēram, riketsioze, enterovīrusa infekcijas) var atšķirt tikai seroloģiski, kas atspoguļo seroloģisko metožu nozīmi infekcijas slimību diagnostikā.
SECINĀJUMS
ATSAUCES
1. Adrianovs V.V., VasiļuksN. A. “Vispārējā un privātā virusoloģija” 27 (4): 50-56. 2012. gads.
2. Balins R.M., Baranova A.P. "Bakteriofāgi" - M.: Medicīna, 1997. - 236 lpp.
3. Bakterioloģiskā metode. / Red. A.M. Veina. - M.: MIA, 2003. - 752 lpp.
4. Žemaitīte D.I. Infekcijas slimību laboratoriskā diagnostika. Grāmatā: Vīrusu analīze. - Viļņa, 1982. - 22.-32.lpp
5. Kletskin S.Z. Virusoloģiskā analīze. - M.: VNIIMI, 1979. -116 lpp.
6. Mironova T.F., Mironovs V.A. Vīrusu klīniskā analīze. - Čeļabinska, 1998. - 162 lpp.
7. Nagornaya N.V., Mustafina A.A. Infekcijas vīrusi. I daļa // Bērna veselība. - 2007. - Nr.5 (8).
8. Okuņeva G.N., Vlasovs Ju.A., Ševeļeva L.T. Mikrobioloģija. - Novosibirska: Zinātne, 2000. - 280 lpp.
9. Ryasik, Yu V. Vīrusi / Yu V. Ryasik, V. I. Tsirkin // Sibīrijas medicīnas žurnāls. 2007. - T. 72. -Nr. 5.-S. 49-52.
10. Smetnev, A. S. Bakteriofāgi. / A. S. Smetņevs, O. I. Žarinovs, V. N. Čubučnijs // Kardioloģija. 1999. - 4.nr. - 49.-51.lpp.
11. Imūndeficīta vīruss./ A. R. Nanieva et al. // Iedzīvotāju veselība un dzīvotne. 2011. - Nr.4. - P. 22-24.
12. Fokins, V. F. Virusoloģijas jautājumi / V. F. Fokins, N. V. Ponomareva // Funkcionālā virusoloģija: lasītājs / red. N. N. Bogoļepova, V. F. Fokina. -M.: Zinātniskā pasaule, 2004. 349.-368.lpp.
13. Fokins, V. F. Vīrusu struktūra / V. F. Fokins, N. V. Ponomareva. M.: Antidor, 2003. - 288 lpp.
Vīrusiem ir raksturīga formas un lieluma vienveidība, tie arī nav kustīgi individuālai augšanai, un to ontoģenēzes laikā tiem ir vienāds izmērs.Vīrusu morfoloģiskās formas ir mazākas nekā baktēriju formas.
Viriona (vīrusa ārpus šūnas) galvenās sastāvdaļas ir proteīna apvalks - kapsīds - un tajā ietvertais NK - nukleokapsīds. Kapsīda morfoloģiskās vienības - kapsomēri - ir veidotas no viena vai vairākiem proteīniem. Šie kapsomēri ir savienoti ar simetrijas veidu un ir sakārtoti unikālā secībā:
- spirālveida simetrija - veido cilindriskas struktūras;
- kubiskā simetrija - veido struktūras, kas ir tuvu sferoīdiem.
Virionus pēc to struktūras veidošanās veida iedala:
- vienkārši virioni - veidoti pēc viena veida simetrijas;
- kompleksie virioni - jaukta tipa simetrija (spirālveida un kubiskā).
Vienkāršu virionu uzbūve
Ir divu veidu vienkāršie virioni:- spirāle;
- sfērisks.
Spirālveida virioni. Tur ir:
1. Cieti stieņa formas vīrusi ar cieta, neelastīga, ļoti trausla cilindra formu. Tas ietver vīrusus, kuru garums ir no 1300 līdz 3150 Ǻ, un virionu garums ir 180-250 Ǻ (tabakas mozaīkas vīruss).
Tabakas mozaīkas vīrusa (TMV) struktūra. Elektronu mikroskopā TMV ir stieņu forma, 150–180 Å biezi, 3000 Å (300 nm) gari. Tie ir sastopami arī ar īsāku garumu, taču tie nav infekciozi. Viriona kapsomēri ir sakārtoti spirālveida simetrijā.
![](https://i1.wp.com/referatwork.ru/img/books/h9plb13zv26g/ode4j30txbqv.png)
Ķīmiskā, strukturālā un morfoloģiskā vienība ir proteīns ar molekulmasu 17400 D. Turklāt uz katriem trim spirāles apgriezieniem ir 49 morfoloģiskās vienības. Dobajā cilindrā atrodas vienpavedienu RNS, kas pārsniedz viriona izmēru, bet RNS ir kompakti iepakota un atrodas arī gar spirālveida līniju starp kapsomēriem. Katrā spirāles pagriezienā ir 49 nukleotīdi, katra proteīna molekula ir saistīta ar trīs nukleotīdu atlikumiem.
2. Filamentveida vīrusiem ir elastīgu pavedienu forma, kas viegli izliecas un krustojas viens ar otru.
Sfēriskie virioni ir veidoti pēc kubiskās simetrijas. Šīs struktūras pamatā ir divdesmit šķautņu struktūras - ikosaedra - struktūra. Vienkāršākajam ikosaedram ir 12 virsotnes un 20 skaldnes, sarežģītākajos ir 20T skalas, kur T ir triagulācijas skaitlis.
T=P×f2,
P - izmērs, ikosaedra klase, ņem vērtības 1, 3, 7, 13, 19, 21, 37,
f - jebkurš vesels skaitlis,
f 2 - norāda, cik vienādsānu trijstūri atrodas vienā ikosaedra skaldnē.
Tādējādi vienkāršākajiem 1. klases ikosaedriem ar f = 1 ir 20 skaldnes, bet ar f = 2 - 80 skaldnēm.
Vīrusiem ar kubiskā tipa simetriju ir divu veidu kapsomēri: kapsomēri atrodas virsotnēs, veidoti no 5 identiskām apakšvienībām (pentomēriem), un gar sānu virsmām - no 6 apakšvienībām (heksomēriem).
Vīrusa lielumu nosaka kapsomēru skaits, mazākajam sfēriskajam 1. klases vīrusam ir 12 pentomēri un nav heskomēru, bet lielākais vīruss satur 1472 kapsomērus. RNS vai DNS ir salocīta ļoti kompakti, veidojot invaginācijas kapsomēros spirālē.
Sarežģītu vīrusu struktūra
Sarežģītie vīrusi ietver vīrusus, kuriem ir sarežģīts simetrijas veids vai papildu lipīdu vai ogļhidrātu komponenti.Papildu apvalki ir vai nu lipīdi, vai ogļhidrāti, taču šo apvalku struktūra nav kodēta NA. Šīs membrānas ir šūnu izcelsmes, un ir grūti noteikt to saturu, tās bieži ir CPM fragmenti, ko vīruss uztver, atstājot šūnu.
Apvalka funkcijas:
aizsargājošs (nejutīgs pret dažām ķīmiskām vielām un toksiskām vielām);
tie kalpo kā daļa no mehānisma, kas atvieglo vīrusa iekļūšanu šūnā, jo šīs membrānas viegli saplūst ar CPM.
čaumalām var būt cauruļveida izvirzījumi, kuriem ir antigēna aktivitāte un kas kalpo kā receptori vīrusa piestiprināšanai pie šūnas virsmas.
Vīrusi, kuriem ir papildu apvalki, ir polimorfi un atgādina lodes vai uzpirkstenes formu.
Bakteriofāgi ir vīrusu grupa ar sarežģītu simetrijas veidu.
1917. gadā De Errels atklāja baktēriju šūnu līzi uz Petri trauciņa virsmas un nosauca šo nezināmas dabas aģentu par bakteriofāgu – baktēriju ēdāju.
Ir gan sarežģīti, gan vienkārši vīrusi, tiem ir 5 morfoloģiskās formas:
- pavedienu fāgi (spirālveida simetrijas tips, galvenokārt satur DNS);
- fāgi ar kubiskā tipa simetriju (tiem ir astes procesa pamati, tie ir RNS vai vienpavedienu DNS saturoši);
- fāgi ar īsu procesu;
- fāgi, kuriem ir divu veidu simetrija (galva - kubiskais simetrijas veids un nesaraušanās apvalks - aste, kas veidoti saskaņā ar spirālveida simetrijas veidu) ar divpavedienu DNS;
- vissarežģītākais simetrijas veids (ar galvu un saraušanās apvalku, kas satur DNS).
Fāga T2 modelis.
Šis ir bakteriofāgs, kas satur galvu un piedēkli.
Galva ir veidota atbilstoši kubiskajam simetrijas tipam, un tās iekšpusē ir dubultā ķēde. DNS, kas ir daudzkārt lielāka par fāga izmēru. DNS ir kompakti salocīta, un to lielā mērā nosaka proteīnu putriscīna un spermicīna stabilizējošā funkcija, kas ir saistīti ar divvērtīgiem metāliem, to funkcija ir bloķēt atgrūšanas spēkus un neitralizēt daļiņas negatīvo lādiņu.
Procesam ir sarežģīta struktūra, kas sastāv no apkakles, kas atrodas blakus galvai, saraušanās apvalka, kas veidots pēc spirālveida simetrijas tipa, kura iekšpusē atrodas dobs cilindrs, un procesa beigās ir sešstūra pamatplāksne, no kuras stiepjas 6 pavedieni. Bazālā plāksne kalpo kā adsorbcijas faktors uz šūnas virsmas, un dobais stienis nodrošina fāga DNS transportēšanu baktēriju šūnā.
Viroīdi. Viroīdi ir vienpavedienu RNS molekula, kas kovalenti noslēgta gredzenā un nesatur proteīna apvalku. Viroīdi ir infekciozi objekti. Dažām augu slimībām ir viroīda izcelsme, bet cilvēku un dzīvnieku patogēniem nav. Viroīdiem piemīt pārnesamība – spēja mehāniski (ar vēju, kukaiņiem) pārnest no objekta uz objektu, bieži vien no auga uz augu.
Vīrusu audzēšana
1. Laboratorijas dzīvnieku izmantošana, bet ierobežotās specifikas dēļ vīrusu kultivēšanai ir nepieciešami noteikti laboratorijas dzīvnieki, nepieciešami arī cilvēka audi, un tas ir neērti un bioētikas pārkāpums.2. Vīrusa kultivēšana uz vistu embrijiem, bet tas nav piemērots visiem vīrusiem.
3. Laboratorijas dzīvnieku vai cilvēku šūnu vai audu kultūras izmantošana, kas ir pieļaujama vīrusam - spēja vairoties vīrusus. Trūkums: kultivēšanas laikā šūnas noveco.
4. Kultivēšana, izmantojot hibrīdšūnas - normālas vīrusam caurlaidīgas šūnas hibrīds ar vēža šūnu. Vēža šūnām ir nekontrolēta mitoze, tādējādi pagarinot pieļaujamo šūnu dzīvi.
Vides faktoru ietekme
1. Apkure. Vairums vīrusu ir stabili istabas temperatūrā, bet infekciozitātes samazināšanās notiek pie 50-60o C. Gripas vīrusa vairošanās ātrums samazinās pie 38-39o C, un tabakas mozaīkas vīruss ir stabils pie 65o C, bet mirst pie 70o C. C.
2. Mehāniskā ietekme
- lielākā daļa vīrusu ir izturīgi pret osmotisko spiedienu,
- ultraskaņa iznīcina nūjiņveida vīrusus dažu minūšu laikā un maz ietekmē sfēriskus vīrusus,
- žāvēšana - daži vīrusi tiek viegli pārnesti, bet citi tiek inaktivēti istabas temperatūrā, kad mitrums samazinās.
3. Radiācija: UV un jonizējošais starojums izraisa nāvi un mazās devās izraisa mutācijas.
4. Ķīmiskie faktori:
- spirts, jods, ūdeņraža peroksīds,
- antibiotikas, bet efektīvu sistēmiskai ārstēšanai nav. Ir profilaktiskas antibiotikas un ir tādas, kuras lieto vietējai ārstēšanai.
Līdzeklis pret vīrusiem ir cilvēka ķermeņa ražotā interferona sistēma.
Vīrusu uzglabāšana laboratorijās
Vīrusus uzglabā liofilizētā stāvoklī krioprotektoru sistēmā, žāvē 60°C no sasaldētā stāvokļa. Šajā gadījumā vīrusa daļiņa tiek ievietota krioprotektoros, kas aizsargā vīrusus no ledus daļiņu bojājumiem. Vīrusus var uzglabāt arī asins serumā CO2 atmosfērā pie -70°C kā stabilizatoru izmanto glicerīnu.
Galvenās vīrusu grupas
Vīrusus atkarībā no ietekmes objekta iedala: baktēriju, augu, kukaiņu, dzīvnieku un cilvēku vīrusi.Pastāv mākslīga vīrusu klasifikācija, kas nosaka:
- NK veids (DNS vai RNS),
- vienpavediena vai divpavedienu struktūra,
- ārējā apvalka esamība vai neesamība,
- ja vienpavedienu RNS, tad +RNS vai -RNS,
- reversās transkriptāzes klātbūtne struktūrā.
3. Vīrusu audzēšana
Galvenās vīrusu audzēšanas metodes:
1) bioloģiskā - laboratorijas dzīvnieku infekcija.
Kad dzīvnieks inficējas ar vīrusu, tas saslimst. Ja slimība nav
attīstās, tad var konstatēt patoloģiskas izmaiņas
atverot. Dzīvniekiem ir imunoloģiskas īpašības
maiņas. Tomēr ne visus vīrusus var kultivēt
dzīvnieku ķermenī;
2) vīrusu audzēšana jaunattīstības vistas gaļā
embrijiem. Vistas embrijus audzē inkubatorā
7-10 dienas un pēc tam izmanto audzēšanai. Šajā
modeļiem, visu veidu audu primordijas ir uzņēmīgas pret infekciju.
Bet ne visi vīrusi var vairoties un attīstīties cāļos.
ny embriji.
Infekcijas rezultātā var rasties un parādīties:
1) embrija nāve;
2) attīstības defekti: uz membrānu virsmas parādās
veidojumi - plāksnes, kas ir uzkrājumi
atmirušās šūnas, kas satur virionus;
3) vīrusu uzkrāšanās alantoiskā šķidrumā (konstatēts
nosaka ar titrēšanu);
4) pavairošana audu kultūrā (tā ir galvenā kultivēšanas metode
vīrusu titrēšana).
Izšķir šādus audu kultūru veidus:
1) transplantējamās - audzēja šūnu kultūras; ir
augsta mitotiskā aktivitāte;
2) primāri tripsinizēts - pakļauts primārajam
tripsīna ārstēšana; šī ārstēšana izjauc starpšūnu
savienojumus, kā rezultātā tiek atdalītas atsevišķas šūnas. Avots
28
segvārds ir jebkuri orgāni un audi, visbiežāk embriji.
nal (ir augsta mitotiskā aktivitāte).
Lai uzturētu audu kultūras šūnas, īpašas
cilā vidē. Tās ir sarežģīta sastāva šķidrās barības vielas -
produkti, kas satur aminoskābes, ogļhidrātus, augšanas faktorus, avotus
proteīnu segvārdi un attīstības novērtēšanas rādītāji
audu kultūras šūnas.
Vīrusu vairošanos audu kultūrā vērtē pēc to citoloģijas.
tic darbība, kurai ir atšķirīgs raksturs atkarībā no
atkarībā no vīrusa veida.
Galvenās vīrusu citopātiskās iedarbības izpausmes:
1) vīrusa replikāciju var pavadīt šūnu nāve;
pašreizējās vai morfoloģiskās izmaiņas tajos;
2) daži vīrusi izraisa šūnu saplūšanu un veidošanos
daudzkodolu sincicija veidošanās;
3) šūnas var augt, bet dalīties, kā rezultātā veidojas
ir milzu šūnas;
4) šūnās parādās ieslēgumi (kodola, citoplazmas)
loģisks, jaukts). Ieslēgumi var izskatīties rozā krāsā
dzeltena krāsa (eozinofīli ieslēgumi) vai zila (bāzes
filiskie ieslēgumi);
5) ja vīrusi, kuriem ir
hemaglutinīnus, tad vairošanās procesā šūna iegūst
spēja adsorbēties (hemadsorbcija) kūst.
4. Pretvīrusu imunitātes iezīmes
Pretvīrusu zāles sākas no prezentācijas stadijas
vīrusa T palīgšūnas.
Spēcīgas antigēnu prezentācijas īpašības vīrusiem
Infekcijās dendrītiskajās šūnās ir dendritiskās šūnas, bet vienkāršās dīgļšūnas.
suņi un retrovīrusu infekcijas - Langerhansa šūnas.
kuru mērķis ir neitralizēt un izvadīt no orgāna
vīrusa, tā un ar vīrusu inficēto šūnu nismu. anti-
vīrusu infekciju laikā izveidotie ķermeņi darbojas neefektīvi
tieši pret vīrusu vai ar to inficētajām šūnām. Šajā
komunikācijas identificē divus galvenos līdzdalības veidus attīstībā
pretvīrusu imunitāte:
1) vīrusa neitralizācija ar antivielām; tas traucē receptoru
vīrusa iekļūšanu šūnā un tā iekļūšanu iekšā. Opsonizācija
vīruss veicina tā fagocitozi;
29
2) ar vīrusu inficētu šūnu imūnlīze, piedaloties
ēst. Kad antivielas iedarbojas uz antigēniem, ekspresija
roved uz inficētās šūnas virsmas, uz šo
kompleksam pievieno komplementu, kam seko
aktivācija, kas nosaka komplementa atkarības indukciju
vienlaicīga citotoksicitāte un vīrusa inficētā nāve
šūnas.
Nepietiekama antivielu koncentrācija var veicināt vairošanos.
vīrusu izvadīšana. Dažreiz antivielas var aizsargāt vīrusu no
šūnu proteolītisko enzīmu iedarbība, kas, saglabājot
vīrusu dzīvotspēja palielina replikāciju.
Vīrusu neitralizējošās antivielas darbojas tieši
uz vīrusu tikai tad, ja tas, iznīcinot vienu šūnu, sadalās
attiecas uz citu.
Kad vīrusi pāriet no šūnas uz šūnu pa citoplazmu
ķīmiskie tilti, nesaskaroties ar cirkulējošām antivielām,
tad imunitātes veidošanā galvenā loma ir šūnu
mehānismi, kas galvenokārt saistīti ar konkrētu darbību
citotoksiski, T-efektori un makrofāgi.
Citotoksisks tiešs kontakts
ar mērķa šūnu, palielinot tās caurlaidību un izraisot osmozi
tic pietūkums, membrānas plīsums un satura izdalīšanās
vidē.
Citotoksiskās iedarbības mehānisms ir saistīts ar aktivāciju
membrānas enzīmu sistēmas šūnu adhēzijas zonā, veidojoties
citoplazmas tiltu veidošanos starp šūnām un darbību
limfotoksīna iedarbība. Parādās specifiskas killer T šūnas
jau 1-3 dienas pēc ķermeņa inficēšanās ar vīrusu, viņu darbība
aktivitāte sasniedz maksimumu pēc nedēļas un tad lēnām
Iet uz leju.
Viens no pretvīrusu imunitātes faktoriem ir
interferons. Tas veidojas vietās, kur vīruss vairojas un izraisa
izraisa specifisku vīrusa genoma transkripcijas inhibīciju
un vīrusu mRNS translācijas nomākšana, kas novērš uzkrāšanos
vīrusa līze mērķa šūnā.
Pretvīrusu imunitātes izturība ir mainīga. Kad
deinfekcijas (vējbakas, cūciņš, masalas, masaliņas)
diezgan noturīgas, un recidivējošas slimības ir ārkārtīgi izplatītas
reti. Elpceļu infekciju laikā veidojas mazāk stabila imunitāte
ķīmiskie ceļi (gripa) un zarnu trakts.
Mikrobioloģija: lekciju konspekti Ksenija Viktorovna Tkačenko
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 ar disjunktīvu (atdalītu) pavairošanas metodi (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) apaļš;
2) stieņveida;
3) regulāru daudzstūru veidā;
4) diegveidīgs utt.
To izmēri svārstās no 15–18 līdz 300–400 nm.
Viriona centrā atrodas vīrusa nukleīnskābe, pārklāta ar proteīna apvalku - kapsīdu, kam ir stingri sakārtota struktūra. Kapsīda apvalks sastāv no kapsomēriem. Nukleīnskābe un kapsīda apvalks veido nukleokapsīdu.
Sarežģīti sakārtotu 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 NK. Dažu vīrusu DNS satur uracilu.
DNS var būt:
1) divpavedienu;
2) vienķēdes;
3) gredzens;
4) divpavedienu, bet ar vienu īsāku ķēdi;
5) dubultķēde, bet ar vienu nepārtrauktu un otru fragmentētu ķēdi.
RNS var būt:
1) viens pavediens;
2) lineārais divpavedienu;
3) lineāri sadrumstaloti;
4) gredzens;
Vīrusu proteīni ir sadalīti:
1) genoma – nukleoproteīni. Nodrošina 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 proteīni ir vienkārši proteīni ar spēju pašsamontēt. Tie veido ģeometriski regulāras struktūras, kurās izšķir vairākus simetrijas veidus: spirālveida, kubisku (tie veido regulārus daudzstūrus, skaldņu skaits ir stingri nemainīgs) vai jauktas;
3) superkapsīdu apvalka proteīni ir sarežģīti proteīni ar dažādām funkcijām. Pateicoties tiem, notiek vīrusu mijiedarbība ar jutīgu šūnu. Veikt aizsardzības un receptoru funkcijas.
Starp superkapsīda apvalka proteīniem ir:
a) enkura proteīni (viens to gals atrodas uz virsmas, bet otrs iet dziļi; 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 ČārlzsMorfoloģija. 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 norādot, ka noteiktām daļām un orgāniem ir dažādi veidi viens un tas pats
No grāmatas Neirofizioloģijas pamati autors Šulgovskis Valērijs ViktorovičsGLIA – MORFOLOĢIJA UN FUNKCIJA Cilvēka smadzenes sastāv no simtiem miljardu šūnu, un nervu šūnas(neironi) nav vairākums. Lielākā daļa nervu audu tilpumu (līdz 9/10 dažos smadzeņu apgabalos) aizņem glia šūnas (no grieķu: līme). Fakts ir tāds
No grāmatas Mikrobioloģija: lekciju konspekti autors Tkačenko Ksenija ViktorovnaLEKCIJA Nr. 2. Baktēriju morfoloģija un ultrastruktūra 1. Baktēriju šūnas uzbūves īpatnības. Galvenās organellas un to funkcijas Baktēriju un citu šūnu atšķirības1. Baktērijas ir prokarioti, tas ir, tām nav atsevišķa kodola.2. Baktēriju šūnu sieniņās
No grāmatas Mikrobioloģija autors Tkačenko Ksenija Viktorovna3. Vīrusu kultivēšana Galvenās vīrusu kultivēšanas metodes: 1) bioloģiskā - laboratorijas dzīvnieku inficēšana. Kad dzīvnieks inficējas ar vīrusu, tas saslimst. Ja slimība neattīstās, tad autopsijā var konstatēt patoloģiskas izmaiņas. Dzīvniekos
No grāmatas Vispārējā ekoloģija autors Černova Ņina Mihailovna1. Morfoloģija un kultūras īpašības Patogēns pieder pie Carinobakterium ģints, sugas C. difteria Tie ir tievi, taisni vai nedaudz izliekti, grampozitīvi. Tiem raksturīgs izteikts polimorfisms. Galos nūjveida sabiezējumi - metahromatiski volutīna graudi.
No grāmatas Bioloģija [ Pilnīga rokasgrāmata sagatavoties vienotajam valsts eksāmenam] autors Lerners Georgijs Isaakovičs1. Morfoloģija un kultūras īpašības Patogēns pieder pie Mycobakterium ģints, sugas M. tuberculesis Tie ir tievi stienīši, nedaudz izliekti, neveido sporas vai kapsulas. Šūnu sienu ieskauj glikopeptīdu slānis, ko sauc par mikozīdiem (mikrokapsulām).
No grāmatas Ceļojums uz mikrobu zemi autors Betina Vladimirs4. Baktēriju morfoloģija, galvenie orgāni Baktēriju izmēri svārstās no 0,3-0,5 līdz 5-10 mikroniem Balstoties uz šūnu formu, baktērijas tiek sadalītas kokos, stienīšos un vītņos Baktēriju šūnā ir: 1) Galvenās organellas: (nukleoīds, citoplazma, ribosomas, citoplazmas
No grāmatas Jaunākā faktu grāmata. 1. sējums. Astronomija un astrofizika. Ģeogrāfija un citas zemes zinātnes. Bioloģija un medicīna autors Kondrašovs Anatolijs Pavlovičs5. Baktēriju morfoloģija, papildu organellas Villi (pili, fimbriae) ir plāni proteīna izaugumi uz šūnas sienas virsmas. Comon pili ir atbildīgi par baktēriju saķeri ar makroorganisma šūnu virsmu. Tie ir raksturīgi grampozitīvām baktērijām.
No grāmatas Clematis autors Beskaravainaja Margarita Aleksejevna10. Vīrusu morfoloģija, vīrusa mijiedarbības veidi ar šūnu Vīrusi ir mikroorganismi, kas veido valstību Vīrusi var pastāvēt divos veidos: ārpusšūnu (virionu) un intracelulāro (vīrusu) formā , stieņa formas,
No grāmatas Iespējas loģika [Par bioloģiskās evolūcijas būtību un izcelsmi] autors Kuņins Jevgeņijs Viktorovičs6.nodaļa. ORGANISMU ADAPTĪVĀ MORFOLOĢIJA Dzīvnieku un augu adaptācijas vidē liela nozīme ir morfoloģiskajām adaptācijām, t.i., šādām pazīmēm. ārējā struktūra, kas veicina organismu izdzīvošanu un veiksmīgu darbību normālā stāvoklī
No autora grāmatas No autora grāmatasInfekciozā RNS un vīrusu rekonstrukcija Pierādījumus, ka vīrusu RNS ir ģenētisks materiāls, mums sniedza tas pats TMV. Pirmkārt, zinātniekiem izdevās izmainīt TMV daļiņas, izslēdzot no to sastāva proteīna komponentu. Šajā stāvoklī vīrusi
No autora grāmatasVīrusu draudi Vienai no grāmatām par vīrusiem ir ļoti trāpīgs nosaukums “Vīrusi – dzīvības ienaidnieki”. Un ne tikai gripas vīrusi, bet arī citi vīrusi, kas inficē cilvēkus, ir atbildīgi par desmitiem tūkstošu un, iespējams, miljoniem dzīvību, ir jāuzskata par nedrošu slimību. Šis
No autora grāmatas No autora grāmatasClematis morfoloģija un bioloģija Clematis? daudzgadīgi, pārsvarā lapu koki, reti mūžzaļi, sakņu sistēma. Nobriedušam klematim ir divi galvenie sakņu sistēmu veidi: mietsakne un šķiedraina. Ar ierobežotu laistīšanu (dienvidos)
No autora grāmatas10. nodaļa Vīrusu pasaule un tās attīstība Trans. G. Janus vīrusi tika atklāti kā kaut kas pavisam nenozīmīgs, proti, neparasti dažādi infekcijas izraisītāji un, iespējams, īpašs toksīnu veids, kas izraisa augu slimības, piemēram, tabakas mozaīka. Tā kā šie aģenti