Adakah virus mempunyai struktur selular? Virus

Definisi 1

Struktur virus

Asas zarah virus ialah molekul asid nukleik DNA atau RNA, dan bentuk serta bilangan molekul boleh berbeza-beza di antara spesies yang berbeza.

Asid nukleik virus dibungkus di dalam kapsid - cangkang protein. Selain itu, di dalam kapsid, sebagai tambahan kepada asid nukleik, mungkin terdapat pelbagai enzim yang membantu virus menembusi sel perumah atau membiak.

Virus dicirikan oleh cara pembiakan disjungtif, yang bermaksud bahawa sintesis pelbagai komponen zarah virus berlaku dalam bahagian yang berbeza sel yang dijangkiti virus. Selepas sintesis asid nukleik dan protein yang diperlukan, zarah virus berkumpul sendiri dan keluar dari sel. Selepas melengkapkan kitaran penuh di dalam sel, virus matang dipanggil virion.

Nota 1

Zarah virus bersaiz sangat kecil dan mengkaji strukturnya memerlukan penggunaan mikroskop elektron, ultrafiltrasi, ultrasentrifugasi dan kaedah biologi molekul (tindak balas rantai polimerase, penjujukan). Di samping itu, untuk mengkaji proses patologi yang disebabkan oleh virus, model biologi digunakan - kultur sel, embrio ayam dan haiwan makmal.

Terdapat pelbagai pembahagian virus mengikut morfologi. Berdasarkan struktur cangkerangnya, mereka dibahagikan kepada virus mudah (virus hepatitis A) dan virus kompleks (influenza, herpes, virus HIV).

Virus ringkas tidak mempunyai cangkerang tambahan selain daripada kapsid. Kapsid terdiri daripada protein. Yang boleh membentuk struktur monomer - kapsomer, yang kemudian, apabila virion dipasang, membentuk kes pepejal. Sesetengah virus mudah boleh membentuk kristal protein yang pelik (contohnya, virus penyakit kaki dan mulut).

Nota 2

Fungsi kapsid adalah untuk melindungi bahan genetik virus, serta mengambil bahagian dalam perlekatan virus pada sel perumah dan penembusan asid nukleik ke dalam sel. Kebanyakan virus mudah meninggalkan sel, menyebabkan lisis - kemusnahan.

Virus kompleks mempunyai cangkang tambahan - superkapsid, yang merupakan lapisan dwi-lipid yang berbeza daripada membran sitoplasma sel perumah. sebilangan besar lipoprotein khusus. Di samping itu, pancang glikoprotein boleh terbentuk pada permukaan sampul virus.

Klasifikasi virus

hidup pada masa ini Klasifikasi D. Baltimore digunakan secara meluas, yang berdasarkan mekanisme sintesis mRNA oleh virus. Ia membahagikan virus kepada 7 kumpulan. Taksonomi virus termasuk keluarga, subfamili, genus dan spesies. Spesies virus tidak mempunyai nama binomial seperti organisma lain.

Nota 3

Di samping itu, virus dikelaskan mengikut jenis asid nukleik (DNA atau RNA), struktur dan bilangan helainya, saiz dan morfologi virion, bilangan kapsomer, jenis simetri, kehadiran superkapsid, kepekaan. kepada reagen kimia (pembasmi kuman), tempat kehadiran dalam sel, sifat antigen.

Makna bagi manusia

Virus menyebabkan pelbagai jenis penyakit dan boleh menjangkiti organisma hidup di semua peringkat, daripada bakteria kepada manusia. Evolusi virus selari dengan evolusi perumahnya. Selain penyakit pada manusia dan organisma hidup yang berkaitan, virus digunakan sebagai vektor asid nukleik dalam biologi molekul dan membantu mengklasifikasikan organisma hidup.

Kandungan artikel

VIRUS, patogen terkecil penyakit berjangkit. Diterjemah daripada virus Latin bermaksud "racun, permulaan yang beracun." Sehingga akhir abad ke-19. istilah "virus" digunakan dalam perubatan untuk merujuk kepada mana-mana agen berjangkit, menyebabkan penyakit. Perkataan ini memperoleh makna modennya selepas tahun 1892, apabila ahli botani Rusia D.I Ivanovsky menubuhkan "penapisan" agen penyebab penyakit mozek tembakau (mozek tembakau). Dia menunjukkan bahawa sap sel dari tumbuhan yang dijangkiti penyakit ini, melalui penapis khas yang mengekalkan bakteria, mengekalkan keupayaan untuk menyebabkan penyakit yang sama pada tumbuhan yang sihat. Lima tahun kemudian, satu lagi agen boleh ditapis adalah agen penyebab penyakit kaki dan mulut. lembu– telah ditemui oleh ahli bakteriologi Jerman F. Loeffler. Pada tahun 1898, ahli botani Belanda M. Beijerinck mengulangi eksperimen ini dalam versi yang diperluas dan mengesahkan kesimpulan Ivanovsky. Dia memanggil "prinsip beracun boleh ditapis" yang menyebabkan mozek tembakau sebagai "virus boleh ditapis." Istilah ini telah digunakan selama bertahun-tahun dan secara beransur-ansur dipendekkan kepada satu perkataan - "virus".

Pada tahun 1901, pakar bedah tentera Amerika W. Reed dan rakan-rakannya mengesahkan bahawa agen penyebab demam kuning juga merupakan virus yang boleh ditapis. Demam kuning ialah penyakit manusia pertama yang dikenal pasti sebagai virus, tetapi ia mengambil masa 26 tahun lagi untuk asal virusnya dibuktikan secara muktamad.

Sifat dan asal usul virus.

Secara amnya diterima bahawa virus berasal daripada pengasingan (autonomisasi) unsur genetik individu sel, yang, sebagai tambahan, menerima keupayaan untuk dihantar dari organisma ke organisma. Dalam sel normal, pergerakan beberapa jenis struktur genetik berlaku, contohnya, matriks, atau maklumat, RNA (mRNA), transposon, intron dan plasmid. Elemen mudah alih sedemikian mungkin merupakan pendahulu, atau nenek moyang, virus.

Adakah virus organisma hidup?

REPLIKASI VIRUS

Maklumat genetik yang dikodkan dalam gen tunggal secara amnya boleh dianggap sebagai arahan untuk menghasilkan protein tertentu dalam sel. Arahan sedemikian dirasakan oleh sel hanya jika ia dihantar dalam bentuk mRNA. Oleh itu, sel yang bahan genetiknya diwakili oleh DNA mesti "menulis semula" (mentranskripsi) maklumat ini ke dalam salinan pelengkap mRNA. Virus DNA berbeza dalam kaedah replikasi daripada virus RNA.

DNA biasanya wujud dalam bentuk struktur bertali dua: dua rantai polinukleotida disambungkan oleh ikatan hidrogen dan dipintal sedemikian rupa sehingga heliks berganda terbentuk. RNA, sebaliknya, biasanya wujud sebagai struktur beruntai tunggal. Walau bagaimanapun, genom sesetengah virus ialah DNA untai tunggal atau RNA untai dua. Helai (rantai) asid nukleik virus, dua kali ganda atau tunggal, boleh linear atau tertutup dalam cincin.

Peringkat pertama replikasi virus dikaitkan dengan penembusan asid nukleik virus ke dalam sel perumah. Proses ini boleh dipermudahkan oleh enzim khas yang merupakan sebahagian daripada kapsid atau kulit luar virion, dengan cangkerang kekal di luar sel atau virion kehilangannya serta-merta selepas penembusan ke dalam sel. Virus ini menemui sel yang sesuai untuk pembiakannya dengan menghubungi bahagian individu kapsidnya (atau cangkang luar) dengan reseptor tertentu pada permukaan sel dengan cara "kunci kunci". Jika tiada reseptor tertentu (“mengiktiraf”) pada permukaan sel, maka sel itu tidak sensitif kepada jangkitan virus: virus tidak menembusinya.

Untuk merealisasikan maklumat genetiknya, DNA virus yang telah memasuki sel ditranskripsikan oleh enzim khas ke dalam mRNA. MRNA yang terhasil bergerak ke "kilang" selular sintesis protein - ribosom, di mana ia menggantikan "mesej" selular dengan "arahan" sendiri dan diterjemahkan (dibaca), menghasilkan sintesis protein virus. DNA virus itu sendiri berganda (pendua) berkali-kali dengan penyertaan set enzim lain, kedua-dua virus dan yang dimiliki oleh sel.

Protein yang disintesis, yang digunakan untuk membina kapsid, dan DNA virus, didarab dalam banyak salinan, bergabung dan membentuk virion "anak perempuan" baharu. Keturunan virus yang terbentuk meninggalkan sel terpakai dan menjangkiti yang baru: kitaran pembiakan virus berulang. Sesetengah virus, semasa tunas dari permukaan sel, menangkap sebahagian daripada membran sel di mana protein virus telah tertanam "lebih awal", dan dengan itu memperoleh sampul surat. Bagi sel perumah, ia akhirnya menjadi rosak atau musnah sepenuhnya.

Dalam sesetengah virus yang mengandungi DNA, kitaran pembiakan dalam sel itu sendiri tidak dikaitkan dengan replikasi segera DNA virus; sebaliknya, DNA virus dimasukkan (bersepadu) ke dalam DNA sel perumah. Pada peringkat ini, virus itu hilang sebagai satu pembentukan struktur tunggal: genomnya menjadi sebahagian daripada radas genetik sel dan juga mereplikasi sebagai sebahagian daripada DNA selular semasa pembahagian sel. Walau bagaimanapun, kemudian, kadang-kadang selepas bertahun-tahun, virus itu mungkin muncul semula - mekanisme sintesis protein virus dilancarkan, yang, digabungkan dengan DNA virus, membentuk virion baru.

Dalam sesetengah virus RNA, genom (RNA) boleh bertindak secara langsung sebagai mRNA. Walau bagaimanapun, ciri ini hanya ciri virus dengan untaian "+" RNA (iaitu, dengan RNA mempunyai kekutuban positif). Untuk virus dengan sehelai "-" RNA, yang terakhir mesti terlebih dahulu "ditulis semula" ke dalam helai "+"; Hanya selepas ini sintesis protein virus bermula dan replikasi virus berlaku.

Apa yang dipanggil retrovirus mengandungi RNA sebagai genom mereka dan mempunyai cara yang luar biasa transkripsi bahan genetik: daripada menyalin DNA kepada RNA, seperti yang berlaku dalam sel dan tipikal untuk virus DNA, RNA mereka ditranskripsikan ke dalam DNA. DNA rantai dua virus itu kemudiannya dimasukkan ke dalam DNA kromosom sel. Pada matriks DNA virus sedemikian, RNA virus baru disintesis, yang, seperti yang lain, menentukan sintesis protein virus.

KLASIFIKASI VIRUS

Jika virus benar-benar unsur genetik mudah alih yang telah menerima "autonomi" (kebebasan) daripada radas genetik perumahnya (jenis sel yang berbeza), maka kumpulan yang berbeza virus (dengan genom, struktur dan replikasi yang berbeza) sepatutnya timbul secara bebas antara satu sama lain. Oleh itu, adalah mustahil untuk membina satu silsilah untuk semua virus, menghubungkannya berdasarkan hubungan evolusi. Prinsip klasifikasi "semula jadi" yang digunakan dalam taksonomi haiwan tidak terpakai kepada virus.

Walau bagaimanapun, sistem klasifikasi virus diperlukan dalam kerja amali, dan percubaan untuk menciptanya telah dibuat berulang kali. Pendekatan yang paling produktif adalah berdasarkan ciri struktur dan fungsi virus: untuk membezakan kumpulan virus yang berbeza antara satu sama lain, mereka menerangkan jenis asid nukleik mereka (DNA atau RNA, yang masing-masing boleh menjadi untai tunggal atau berganda. -terkandas), saiznya (bilangan nukleotida dalam asid rantai asid nukleik), bilangan molekul asid nukleik dalam satu virion, geometri virion dan ciri-ciri struktur kapsid dan kulit luar virion, jenis perumah (tumbuhan, bakteria, serangga, mamalia, dll.), ciri patologi yang disebabkan oleh virus (gejala dan sifat penyakit), sifat antigen protein virus dan ciri tindak balas sistem imun badan terhadap pengenalan virus .

Kumpulan patogen mikroskopik yang dipanggil viroid (iaitu, zarah seperti virus) tidak begitu sesuai dengan sistem klasifikasi virus. Viroid menyebabkan banyak penyakit tumbuhan biasa. Ini adalah agen berjangkit terkecil, tanpa perlindungan protein yang paling ringkas (terdapat dalam semua virus); ia hanya terdiri daripada RNA untai tunggal yang ditutup dalam gelang.

PENYAKIT VIRAL

Evolusi virus dan jangkitan virus.

Burung adalah takungan semula jadi untuk virus ensefalitis kuda, yang sangat berbahaya untuk kuda dan, pada tahap yang lebih rendah, untuk manusia. Virus ini dibawa oleh nyamuk penghisap darah, di mana virus membiak tanpa bahaya yang ketara kepada nyamuk. Kadangkala virus boleh disebarkan secara pasif oleh serangga (tanpa membiak di dalamnya), tetapi selalunya ia membiak dalam vektor.

Bagi kebanyakan virus, seperti campak, herpes dan sebahagiannya influenza, takungan semula jadi yang utama ialah manusia. Penghantaran virus ini berlaku melalui titisan udara atau sentuhan.

Penyebaran beberapa penyakit virus, seperti jangkitan lain, penuh dengan kejutan. Contohnya, dalam kumpulan orang yang hidup dalam keadaan tidak bersih, hampir semua kanak-kanak masuk usia awal membawa poliomielitis, yang biasanya berlaku di bentuk ringan, dan memperoleh imuniti. Jika keadaan hidup dalam kumpulan ini bertambah baik, kanak-kanak umur lebih muda Biasanya orang tidak mendapat polio, tetapi penyakit ini boleh berlaku pada usia yang lebih tua, dan kemudian ia sering menjadi teruk.

Banyak virus tidak dapat bertahan dalam alam semula jadi untuk masa yang lama pada kepadatan populasi rendah spesies perumah. Populasi kecil pemburu primitif dan pengumpul tumbuhan mencipta keadaan yang tidak baik untuk kewujudan beberapa virus; oleh itu, kemungkinan besar beberapa virus manusia timbul kemudian, dengan kedatangan petempatan bandar dan luar bandar. Diandaikan bahawa virus campak pada asalnya wujud di kalangan anjing (sebagai agen penyebab demam), dan cacar manusia mungkin muncul akibat evolusi lembu atau cacar tikus. Contoh terbaru evolusi virus termasuk sindrom kekurangan daya tahan manusia (AIDS). Terdapat bukti persamaan genetik antara virus immunodeficiency manusia dan monyet hijau Afrika.

Jangkitan "baru" biasanya teruk, selalunya membawa maut, tetapi apabila patogen berkembang, ia mungkin menjadi lebih ringan. Contoh yang baik– sejarah virus myxomatosis. Pada tahun 1950, virus ini, endemik kepada Amerika Selatan dan agak tidak berbahaya kepada arnab tempatan, ia dibawa ke Australia bersama-sama dengan baka Eropah haiwan ini. Penyakit dalam arnab Australia, yang tidak pernah menemui virus ini sebelum ini, membawa maut dalam 99.5% kes. Beberapa tahun kemudian, kadar kematian akibat penyakit ini menurun dengan ketara, di beberapa kawasan sehingga 50%, yang dijelaskan bukan sahaja oleh mutasi "melemahkan" (melemahkan) dalam genom virus, tetapi juga oleh peningkatan rintangan genetik arnab. kepada penyakit itu, dan dalam kedua-dua kes, pemilihan semula jadi yang berkesan berlaku di bawah tekanan pemilihan semula jadi yang kuat.

Pengeluaran semula virus dalam alam semula jadi disokong jenis yang berbeza organisma: bakteria, kulat, protozoa, tumbuhan, haiwan. Sebagai contoh, serangga sering mengalami virus yang terkumpul di dalam sel mereka dalam bentuk kristal besar. Tumbuhan sering dipengaruhi oleh virus RNA kecil dan mudah. Virus ini tidak ada mekanisme khas untuk menembusi sel. Ia disebarkan oleh serangga (yang memakan sap sel), cacing gelang dan melalui sentuhan, menjangkiti tumbuhan apabila ia rosak secara mekanikal. Virus bakteria (bacteriophages) mempunyai mekanisme yang paling kompleks untuk menghantar bahan genetiknya ke dalam sel bakteria yang sensitif. Pertama, "ekor" phage yang kelihatan seperti tiub nipis, melekat pada dinding bakteria. Kemudian enzim khas "ekor" melarutkan bahagian dinding bakteria dan bahan genetik phage (biasanya DNA) disuntik ke dalam lubang yang terhasil melalui "ekor", seperti melalui jarum picagari.

Lebih daripada sepuluh kumpulan utama virus adalah patogenik kepada manusia. Antara virus DNA, ini adalah keluarga poxvirus (menyebabkan cacar, cacar lembu dan jangkitan cacar lain), kumpulan virus herpes (ruam herpetik pada bibir, cacar air), adenovirus (penyakit saluran pernafasan dan mata), papovavirus. keluarga (kutil dan kulit ketumbuhan lain), hepadnavirus (virus hepatitis B). Terdapat lebih banyak virus yang mengandungi RNA yang patogenik kepada manusia. Picornavirus (dari Lat. pico – sangat kecil, Inggeris. RNA - RNA) ialah virus mamalia terkecil, serupa dengan beberapa virus tumbuhan; mereka menyebabkan polio, hepatitis A, akut selsema. Myxovirus dan paramyxovirus adalah puncanya bentuk yang berbeza influenza, campak dan beguk (beguk). Arbovirus (dari bahasa Inggeris. ar thropod bo rne - "artropod-borne") - kumpulan terbesar virus (lebih daripada 300) - dibawa oleh serangga dan merupakan agen penyebab kutu dan ensefalitis Jepun, demam kuning, meningoencephalitis kuda, demam kutu Colorado, ensefalitis biri-biri Scotland dan penyakit berbahaya yang lain. Reovirus, agen penyebab penyakit pernafasan dan usus manusia yang agak jarang berlaku, telah menjadi subjek kepentingan saintifik tertentu kerana fakta bahawa bahan genetik mereka diwakili oleh RNA berserpihan dua untai.

Rawatan dan pencegahan.

Pembiakan virus berkait rapat dengan mekanisme sintesis protein dan asid nukleik sel dalam organisma yang dijangkiti. Oleh itu, mencipta ubat-ubatan yang secara selektif menekan virus, tetapi tidak membahayakan tubuh, adalah tugas yang sangat sukar. Namun begitu, ternyata DNA genomik virus herpes dan cacar terbesar dikodkan bilangan yang besar enzim yang berbeza dalam sifat daripada enzim selular yang serupa, dan ini berfungsi sebagai asas untuk pembangunan ubat antivirus. Malah, beberapa ubat telah dicipta yang mekanisme tindakannya adalah berdasarkan penindasan sintesis DNA virus. Sesetengah sebatian terlalu toksik untuk kegunaan umum(intravena atau lisan), sesuai untuk kegunaan tempatan, contohnya, apabila mata rosak oleh virus herpes.

Adalah diketahui bahawa tubuh manusia menghasilkan protein khas - interferon. Mereka menyekat terjemahan asid nukleik virus dan dengan itu menghalang replikasi virus. Terima kasih kepada kejuruteraan genetik, interferon yang dihasilkan oleh bakteria telah tersedia dan sedang diuji dalam amalan perubatan. cm. KEJURUTERAAN GENETIK).

Unsur-unsur pertahanan semula jadi badan yang paling berkesan termasuk antibodi khusus (protein khas yang dihasilkan oleh sistem imun), yang berinteraksi dengan virus yang sepadan dan dengan itu berkesan menghalang perkembangan penyakit; bagaimanapun, mereka tidak boleh meneutralkan virus yang telah memasuki sel. Contohnya ialah jangkitan herpes: virus herpes disimpan dalam sel-sel nodus saraf (ganglia), di mana antibodi tidak dapat mencapainya. Dari semasa ke semasa virus diaktifkan dan menyebabkan penyakit berulang.

Biasanya, antibodi spesifik terbentuk di dalam badan akibat penembusan agen berjangkit ke dalamnya. Tubuh boleh dibantu dengan meningkatkan pengeluaran antibodi secara buatan, termasuk dengan mewujudkan imuniti terlebih dahulu melalui vaksinasi. Dengan cara ini, melalui vaksinasi beramai-ramai, cacar secara praktikal dapat dihapuskan di seluruh dunia.

Kaedah moden vaksinasi dan imunisasi dibahagikan kepada tiga kumpulan utama. Pertama, ia adalah penggunaan strain virus yang lemah, yang merangsang badan untuk menghasilkan antibodi yang berkesan terhadap strain yang lebih patogenik. Kedua, pengenalan virus yang terbunuh (contohnya, dinyahaktifkan oleh formaldehid), yang juga mendorong pembentukan antibodi. Pilihan ketiga ialah apa yang dipanggil. imunisasi "pasif", i.e. pengenalan antibodi "asing" siap pakai. Haiwan, seperti kuda, diimunisasi, kemudian antibodi diasingkan daripada darahnya, disucikan, dan digunakan untuk menyuntik pesakit untuk mencipta imuniti serta-merta tetapi jangka pendek. Kadangkala antibodi digunakan daripada darah seseorang yang telah menghidap penyakit tertentu (contohnya, campak, ensefalitis bawaan kutu).

Pengumpulan virus.

Untuk menyediakan persediaan vaksin, adalah perlu untuk mengumpul virus. Untuk tujuan ini, perkembangan embrio ayam sering digunakan, yang dijangkiti virus ini. Selepas mengeram embrio yang dijangkiti untuk masa tertentu, virus yang terkumpul di dalamnya akibat pembiakan dikumpulkan, disucikan (dengan sentrifugasi atau cara lain) dan, jika perlu, dinyahaktifkan. Adalah sangat penting untuk membuang semua kekotoran balast daripada persediaan virus, yang boleh menyebabkan komplikasi serius semasa vaksinasi. Sudah tentu, adalah sama penting untuk memastikan bahawa tiada virus patogen yang tidak diaktifkan kekal dalam persediaan. DALAM tahun kebelakangan ini digunakan secara meluas untuk pengumpulan virus pelbagai jenis kultur sel.

KAEDAH MENGKAJI VIRUS

Virus bakteria adalah yang pertama menjadi objek penyelidikan terperinci sebagai model yang paling mudah, yang mempunyai beberapa kelebihan berbanding virus lain. Kitaran lengkap replikasi faj, i.e. Masa dari jangkitan sel bakteria hingga pembebasan zarah virus berganda berlaku dalam masa satu jam. Virus lain biasanya terkumpul selama beberapa hari atau lebih lama lagi. Sejurus sebelum Perang Dunia II dan tidak lama selepas tamatnya, kaedah telah dibangunkan untuk mengkaji zarah virus individu. Plat dengan agar nutrien di mana monolayer (lapisan pepejal) sel bakteria ditanam dijangkiti zarah fag menggunakan pencairan bersiri. Apabila virus membiak, ia membunuh sel yang "menlindungi"nya dan menembusi ke dalam sel jiran, yang juga mati selepas pengumpulan keturunan fag. Kawasan sel mati boleh dilihat dengan mata kasar sebagai titik terang. Tompok sedemikian dipanggil "koloni negatif", atau plak. Kaedah yang dibangunkan memungkinkan untuk mengkaji keturunan zarah virus individu, mengesan penggabungan semula genetik virus, dan menentukan struktur genetik dan kaedah replikasi faj secara terperinci yang sebelum ini kelihatan luar biasa.

Bekerja dengan bacteriophages menyumbang kepada pengembangan senjata metodologi dalam kajian virus haiwan. Sehingga kini, penyelidikan mengenai virus vertebrata telah dilakukan terutamanya dalam haiwan makmal; eksperimen sedemikian adalah sangat intensif buruh, mahal dan tidak begitu bermaklumat. Selepas itu, kaedah baru berdasarkan penggunaan kultur tisu muncul; sel bakteria yang digunakan dalam eksperimen phage telah digantikan dengan sel vertebrata. Walau bagaimanapun, untuk mengkaji mekanisme perkembangan penyakit virus, eksperimen ke atas haiwan makmal adalah sangat penting dan terus dijalankan pada masa ini.

Virus terdiri daripada pelbagai komponen:

• a) bahan genetik teras (DNA atau RNA). Alat genetik virus membawa maklumat tentang beberapa jenis protein yang diperlukan untuk pembentukan virus baru: pengekodan gen transkripase terbalik dan lain-lain.
• b) cangkerang protein yang dipanggil kapsid. Cangkang selalunya dibina daripada subunit berulang yang serupa - kapsomer. Kapsomer membentuk struktur dengan darjat tinggi simetri.
• c) membran lipoprotein tambahan. Ia terbentuk daripada membran plasma sel perumah. Ia berlaku hanya dalam virus yang agak besar (influenza, herpes).

Zarah berjangkit yang terbentuk sepenuhnya dipanggil virion.

Struktur skematik virus: 1 - teras (RNA terkandas tunggal); 2 - cangkang protein (kapsid); 3 - membran lipoprotein tambahan; 4 - capsomeres (bahagian struktur kapsid).

Virus tidak boleh dilihat dengan mikroskop optik kerana saiznya lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya. Mereka hanya boleh dilihat menggunakan mikroskop elektron. Virus tidak mempunyai struktur selular. Setiap zarah virus mempunyai struktur yang sangat mudah - ia terdiri daripada pembawa maklumat genetik yang terletak di tengah dan sampul surat. Bahan genetik ialah molekul asid nukleik pendek yang terbentuk teras virus. Asid nukleik dalam virus yang berbeza boleh diwakili oleh DNA atau RNA, dan molekul ini boleh mempunyai struktur luar biasa: DNA untai tunggal dan RNA untai dua ditemui. Cangkang itu dipanggil kapsid. Ia dibentuk oleh subunit - kapsomer, setiap satunya terdiri daripada satu atau dua molekul protein. Bilangan kapsomer untuk setiap virus adalah tetap (contohnya, dalam kapsid virus polio terdapat 60 daripadanya - tidak lebih dan tidak kurang, dan dalam virus mozek tembakau - 2130, dan bukan 2129 atau 2131). Kadang-kadang asid nukleik bersama-sama dengan kapsid dipanggil nukleokapsid. Jika zarah virus, kecuali kapsid, tidak lagi mempunyai sampul surat, ia dipanggil mudah virus, jika ada satu lagi - luaran, virus itu dipanggil kompleks . Cangkang luar juga dipanggil superkapsid , secara genetik, ia bukan milik virus, tetapi berasal dari membran plasma sel perumah dan terbentuk apabila zarah virus yang terkumpul keluar dari sel yang dijangkiti. Oleh itu, zarah virus hanya terdiri daripada dua kelas biopolimer: asid nukleik dan protein, manakala dalam mana-mana sel dalam wajib polisakarida dan lipid juga mesti ada.

Dalam setiap virus, kapsomer kapsid disusun dalam susunan yang ditetapkan dengan ketat, menghasilkan jenis simetri tertentu. Dengan lingkaran simetri kapsid mengambil bentuk tiub (virus mozek tembakau) atau sfera (virus haiwan yang mengandungi RNA). Dengan simetri padu kapsid mempunyai bentuk ikosahedron (dua puluh hedron), virus isometrik mempunyai simetri ini. Dalam kes simetri gabungan, kapsid mempunyai bentuk padu, dan asid nukleik yang terletak di dalamnya disusun dalam lingkaran. Geometri kapsid yang betul juga membenarkan zarah virus untuk membentuk bersama struktur kristal.

Struktur virus

1) Virus tidak mempunyai struktur selular. Setiap zarah virus terdiri daripada pembawa maklumat genetik yang terletak di tengah dan sampul Bahan genetik ialah molekul asid nukleik pendek yang membentuk teras virus. Asid nukleik dalam virus yang berbeza boleh diwakili oleh DNA atau RNA, dan molekul ini boleh mempunyai struktur yang luar biasa: DNA untai tunggal dan RNA untai dua ditemui.

2) Cangkang dipanggil kapsid.

Kapsid mempunyai beberapa fungsi.

Perlindungan bahan genetik (DNA atau RNA) virus daripada kerosakan mekanikal dan kimia.

Penentuan potensi jangkitan sel.

Pada peringkat awal jangkitan sel: melekat pada membran sel, pecah membran dan pengenalan bahan genetik virus ke dalam sel.

zarah virus mozek tembakau, virus penyebab ketuat, dan adenovirus

Ia dibentuk oleh subunit - kapsomer, setiap satunya terdiri daripada satu atau dua molekul protein. Bilangan kapsomer untuk setiap virus adalah tetap (terdapat 60 dalam kapsid virus polio, dan 2130 dalam virus mozek tembakau). Kadang-kadang asid nukleik bersama-sama dengan kapsid dipanggil nukleokapsid. Jika zarah virus, sebagai tambahan kepada kapsid, tidak lagi mempunyai sampul surat, ia dipanggil virus mudah, jika ada satu lagi - yang luar, virus itu dipanggil kompleks.

3) Cangkang luar juga dipanggil superkapsid, secara genetik ia bukan milik virus, tetapi berasal dari membran plasma sel perumah dan terbentuk apabila zarah virus yang terkumpul keluar dari sel yang dijangkiti. tersusun lapisan berganda lipid dan protein virus tertentu, paling kerap membentuk pancang yang menembusi dwilapisan lipid. Virus sedemikian dipanggil "berpakaian". Menjalankan fungsi perlindungan dalam virion, fungsi melekat pada sel yang terdedah dan penembusan ke dalam sitoplasmanya, menentukan banyak ciri virus (sifat antigen, kepekaan terhadap faktor merosakkan, dll.).- virus influenza dan herpes

4) Bagi setiap virus, kapsomer kapsid disusun dalam susunan yang ditetapkan dengan ketat, yang menyebabkan jenis simetri tertentu timbul. Dengan simetri heliks, kapsid memperoleh bentuk tiub (virus mozek tembakau) atau sfera (virus haiwan yang mengandungi RNA). Dengan simetri padu, kapsid mempunyai bentuk ikosahedron (dua puluh hedron virus mempunyai simetri ini). Dalam kes simetri gabungan, kapsid mempunyai bentuk padu, dan asid nukleik yang terletak di dalamnya disusun dalam lingkaran. Geometri kapsid yang betul juga membenarkan zarah virus untuk membentuk bersama struktur kristal.

Virus- ini adalah organisma hidup terkecil, saiznya berbeza dari 20 hingga 300 nm; secara purata, mereka lima puluh kali lebih kecil daripada bakteria. Mereka tidak boleh dilihat dengan mikroskop cahaya dan melalui penapis yang tidak membenarkan bakteria melaluinya.

Asal usul virus

Penyelidik sering tertanya-tanya sama ada virus? Jika kita menganggap mana-mana struktur yang mempunyai bahan genetik (DNA atau RNA) dan mampu membiak diri sebagai hidup, maka jawapannya mestilah afirmatif: ya, virus masih hidup. Sekiranya kehadiran struktur selular dianggap sebagai tanda makhluk hidup, maka jawapannya adalah negatif: virus tidak hidup. Ia harus ditambah bahawa di luar sel perumah, virus tidak mampu membiak sendiri.

Untuk paparan yang lebih lengkap tentang virus adalah perlu untuk mengetahui asal usul mereka dalam proses evolusi. Terdapat andaian, walaupun tidak terbukti, bahawa virus adalah bahan genetik yang pernah "melarikan diri" daripada sel prokariotik dan eukariotik dan mengekalkan keupayaan untuk membiak apabila kembali ke persekitaran selular.

Virus di luar sel berada dalam keadaan lengai sepenuhnya, tetapi mereka mempunyai satu set arahan (kod genetik) yang diperlukan untuk memasuki semula sel dan, menundukkannya kepada arahan mereka, memaksanya untuk menghasilkan banyak salinan yang serupa dengan dirinya (virus). Oleh itu, adalah logik untuk mengandaikan bahawa dalam proses evolusi, virus muncul lebih lewat daripada sel.

Struktur virus

Struktur virus sangat mudah. Mereka terdiri daripada struktur berikut:
1) teras - bahan genetik yang diwakili oleh sama ada DNA atau RNA; DNA atau RNA boleh menjadi untai tunggal atau untai dua;
2) capeid - cangkerang protein pelindung mengelilingi teras;
3) nukleokapsid - struktur kompleks, dibentuk oleh inti dan kapsid;
4) sampul surat - sesetengah virus, seperti HIV dan influenza, mempunyai lapisan lipoprotein tambahan yang berasal dari membran plasma sel perumah;
5) kapsomer - subunit berulang yang serupa dari mana kapsid sering dibina.

Borang am Kapsid mempunyai tahap simetri yang tinggi, menyebabkan keupayaan virus kepada penghabluran. Ini memungkinkan untuk mengkajinya menggunakan kristalografi sinar-X dan mikroskop elektron. Sebaik sahaja subunit virus terbentuk dalam sel perumah, mereka boleh segera berkumpul sendiri menjadi zarah virus yang lengkap. Gambar rajah ringkas struktur virus ditunjukkan dalam rajah.

Untuk struktur virus kapsid Jenis simetri tertentu adalah ciri, terutamanya polihedral dan heliks. Polihedron ialah polihedron. Bentuk polihedral yang paling biasa dalam virus ialah icosahedron, yang mempunyai 20 muka segi tiga, 12 bucu, dan 30 tepi. Dalam Rajah A kita melihat ikosahedron biasa, dan dalam Rajah B kita melihat virus herpes, dalam zarah yang mana 162 kapsomer disusun menjadi ikosahedron.

Ilustrasi yang jelas tentang simetri lingkaran boleh dilihat dalam rajah, virus RNA mozek tembakau (TM). Kapsid virus ini dibentuk oleh 2130 kapsomer protein yang serupa.

VTM ialah virus pertama, diserlahkan dalam bentuk tulen. Apabila dijangkiti virus ini, bintik kuning muncul pada daun tumbuhan berpenyakit - yang dipanggil mozek daun (Rajah 2.18, B). Virus merebak dengan cepat sama ada secara mekanikal apabila tumbuhan atau bahagian tumbuhan yang berpenyakit bersentuhan dengan tumbuhan yang sihat, atau melalui udara melalui asap rokok yang diperbuat daripada daun yang dijangkiti.

Virus phages yang menyerang bakteria membentuk satu kumpulan yang dipanggil bacteriophages atau ringkasnya phages. Sesetengah bakteriofaj mempunyai kepala ikosahedral yang jelas dan ekor dengan simetri lingkaran). Rajah menunjukkan skematik imej beberapa virus, menggambarkan saiz relatifnya dan struktur umum.