Virusi. Klasifikacija virusa. Vrste interakcija između stanica i virusa. Izvještaj: Virusi Što je virus u biologiji

1. UVODNA STRANICA 1

2. EVOLUCIONARNO PORIJEKLO STRANICA 2

3. SVOJSTVA VIRUSA. PRIRODA VIRUSA. STRANICA 2

4.STRUKTURA I KLASIFIKACIJA VIRUSA STRANICA 3

5. INTERAKCIJA VIRUSA SA STANICOM P.6

6. VAŽNOST VIRUSA STRANICA 7

7. VIRUSNE BOLESTI STRANICA 9

8. ZNAČAJKE EVOLUCIJE VIRUSA U SUVREMENOM

POZORNICA. STRANICA 14

9. ZAKLJUČAK. STRANICA 15

10. POPIS KORIŠTENE LITERATURE. STRANICA 16

Uvod

Do kraja prošlog stoljeća nitko nije sumnjao da svaku zaraznu bolest uzrokuje vlastiti mikrob protiv kojeg se može uspješno boriti.

"Samo dajte vremena", rekli su bakteriološki znanstvenici, "i uskoro više neće biti niti jedne bolesti." Ali godine su prolazile, a obećanja nisu ispunjena. Ljudi su se zarazili ospicama, slinavkom i šapom, dječjom paralizom, trahomom, boginjama, žutom groznicom i gripom. Milijuni ljudi umrli su od strašnih bolesti, ali mikrobi koji su ih uzrokovali nisu mogli biti pronađeni.

Napokon 1892 Ruski znanstvenik D. I. Ivanovski bio je na pravom putu. Proučavajući mozaik duhana, bolest lišća duhana, došao je do zaključka da je ne uzrokuje mikrob, već nešto manje. To “nešto” prodire kroz najfinije filtere koji mogu zadržati bakterije, ne razmnožava se u umjetnim medijima, umire pri zagrijavanju i ne može se vidjeti svjetlosnim mikroskopom. Filtrirajući otrov!

To je bio zaključak znanstvenika. Ali otrov je tvar, a uzročnik bolesti duhana bilo je biće. Dobro se razmnožavao u listovima biljaka. Danski botaničar Martin Willem Beirinick nazvao je ovo novo "nešto" virusom, dodajući da je virus "tekući, živi, ​​zarazni princip". Prevedeno s latinskog "virus" znači "otrov"

Nekoliko godina kasnije F. Leffler i P. Frosch otkrili su da uzročnik slinavke i šapa, bolesti koja se često nalazi kod stoke, prolazi i kroz bakterijske filtre.Napokon, 1917. kanadski bakteriolog F. de Herelle otkrio je bakteriofag, virus koji inficira bakterije.

Tako su otkriveni virusi biljaka, životinja i mikroorganizama. Ti su događaji označili početak nove znanosti - virologija, proučavajući nestanične oblike života.

Evolucijsko podrijetlo virusa

Prirodni virusi još uvijek izazivaju žestoke rasprave među stručnjacima. Razlog tome velikim dijelom leži u brojnim i često vrlo kontradiktornim hipotezama koje su do danas iznesene, a nažalost nisu objektivno dokazane.

Čini se vjerojatnijim hipoteza o endogenom podrijetlu virusa. Prema njoj, virusi su fragmenti nekoć stanične nukleinske kiseline koja se prilagodila zasebnoj replikaciji. Ovu verziju u određenoj mjeri potvrđuje postojanje plazmida u bakterijskim stanicama, čije je ponašanje u mnogočemu slično virusima. Uz ovu, postoji i “kozmička” hipoteza, prema kojoj virusi uopće nisu evoluirali na Zemlji, već su nam iz Svemira doneseni preko nekih svemirskih tijela.

Svojstva virusa. Priroda virusa

2. Nemaju vlastiti metabolizam i imaju vrlo ograničen broj enzima. Za razmnožavanje se koristi metabolizam stanice domaćina, njezini enzimi i energija.

Virusi se ne razmnožavaju na umjetnim hranjivim podlogama- Previše su izbirljivi u hrani. Obična mesna juha, koja odgovara većini bakterija, nije prikladna za viruse . Njima su potrebne žive stanice, i to ne bilo kakvih, strogo definiranih. Kao i drugi organizmi, virusi su sposobni razmnožavati se. Virusi imaju nasljedstvo.. Nasljedna svojstva virusa mogu se uzeti u obzir prema rasponu zahvaćenih domaćina i simptomima uzrokovanih bolesti, kao i prema specifičnosti imunoloških reakcija prirodnih domaćina ili umjetno imuniziranih pokusnih životinja. Zbroj ovih karakteristika omogućuje jasno određivanje nasljednih svojstava bilo kojeg virusa, a još više - njegovih varijanti koje imaju jasne genetske markere, na primjer: neurotropizam nekih virusa influence itd. . Varijacije su druga strana nasljeđa, iu tom su pogledu virusi slični svim drugim organizmima koji obitavaju na našem planetu. Istodobno, kod virusa se može uočiti i genetska varijabilnost povezana s promjenama u nasljednoj tvari i fenotipska varijabilnost povezana s manifestacijom istog genotipa u različitim uvjetima.

Građa i klasifikacija virusa

Virusi se ne mogu vidjeti optičkim mikroskopom jer su njihove veličine manje od valne duljine svjetlosti. Mogu se vidjeti samo pomoću elektronskog mikroskopa.

Virusi se sastoje od sljedećih glavnih komponenti :

1 . Jezgra je genetski materijal (DNA ili RNA) koji nosi informacije o nekoliko vrsta proteina potrebnih za nastanak novog virusa.

2 . Proteinska ljuska, koja se naziva kapsida (od latinske riječi capsa - kutija). Često je građen od identičnih ponavljajućih podjedinica – kapsomera. Kapsomeri tvore strukture s visokim stupnjem simetrije.

3 . Dodatna lipoproteinska membrana. Nastaje iz plazma membrane stanice domaćina i nalazi se samo u relativno velikim virusima (gripa, herpes).

Kapside i dodatna ljuska imaju zaštitnu funkciju, kao da štite nukleinsku kiselinu. Osim toga, oni olakšavaju prodor virusa u stanicu. Potpuno formiran virus naziva se virion.

Shematska struktura virusa koji sadrži RNA sa spiralnim tipom simetrije i dodatnom lipoproteinskom ovojnicom prikazana je lijevo na slici 2; uvećani poprečni presjek prikazan je desno.

sl.2. Shema strukture virusa: 1 - jezgra (jednolančana RNA); 2 - proteinska ljuska (Kapsid); 3 - dodatna lipoproteinska membrana; 4 - Kapsomeri (strukturni dijelovi kapsida).

Broj kapsomera i način na koji su presavijeni strogo su konstantni za svaku vrstu virusa. Primjerice, polio virus sadrži 32 kapsomera, a adenovirus 252.

Budući da je osnova svih živih bića genetska struktura, virusi se danas klasificiraju prema svojstvima njihove nasljedne tvari – nukleinskih kiselina. Svi virusi se dijele u dvije velike skupine :DNA virusi(dezoksivirusi) i RNA virusi(ribovirusi). Svaka od ovih skupina zatim se dijeli na viruse s dvolančanim i jednolančanim nukleinskim kiselinama. Sljedeći kriterij je vrsta simetrije viriona (ovisno o načinu na koji su kapsomeri položeni), prisutnost ili odsutnost vanjskih školjki, prema stanicama domaćina. Osim ovih klasifikacija, postoje mnoge druge. Na primjer, po vrsti prijenosa infekcije s jednog organizma na drugi.

sl.3. Shematski prikaz rasporeda kapsomera u kapsidi virusa Virus influence ima spiralni tip simetrije - A. Kubični tip simetrije kod virusa: herpes - b, adenovirus - V, dječja paraliza - G

OMOT Dvolančani Genetski materijal virusa (DNA ili RNA) obavijen je proteinskom ovojnicom. Struktura DNA virusa
/>virusi malih boginja

/>herpes - virusi

Jednolančana RNA
/>virusi ospica, zaušnjaka

/>Virusi bjesnoće
/>virusi leukemije i AIDS-a

BEZ LJUSKE

Dvolančana DNA
/>irido - virusi
/>adeno - virusi

Interakcija virus-stanica

Virusi mogu živjeti i razmnožavati se samo u stanicama drugih organizama. Izvan stanica organizama ne pokazuju nikakve znakove života. U tom smislu, virusi su ili izvanstanični oblik u mirovanju (varijante),

ili intracelularno replicirajuće – vegetativno Varije pokazuju izvrsnu sposobnost preživljavanja. Konkretno, mogu izdržati pritiske do 6000 atm i tolerirati visoke doze zračenja, ali umiru na visokim temperaturama, zračenju UV zrakama te izloženosti kiselinama i dezinficijensima.

Interakcija virus-stanica prolazi kroz nekoliko faza u nizu:

1. Prva razina predstavlja adsorpcija iona na površini ciljne stanice, koja za tu svrhu mora imati odgovarajuće površinske receptore. Upravo s njima dolazi u specifičnu interakciju virusne čestice, nakon čega se one čvrsto vežu, zbog čega stanice nisu osjetljive na sve viruse. Upravo to objašnjava strogu određenost putova prodora virusa. Na primjer, stanice sluznice dišnog trakta imaju receptore za virus influence, ali stanice kože nemaju. Dakle, ne možete dobiti gripu preko kože - virusne čestice morate udahnuti zrakom, virus hepatitisa A ili B prodire i razmnožava se samo u stanicama jetre, a virus zaušnjaka (zaušnjaci) - u stanicama parotidne žlijezde slinovnice, itd.

2. Druga faza sastoji se od prodiranje cijelu varijantu ili njezinu nukleinsku kiselinu u stanicu domaćina.

3.Treća faza nazvao deproteinizacija Tijekom tog procesa oslobađa se nositelj genetske informacije virusa, njegova nukleinska kiselina.

4. Tijekom četvrta faza na bazi virusne nukleinske kiseline sinteza spojeva potrebnih za virus.

5.B peta faza događa se sinteza komponenti virusnih čestica- nukleinska kiselina i kapsidni proteini, a sve komponente se sintetiziraju više puta.

6. Tijekom šesta faza iz prethodno sintetiziranih višestrukih kopija nukleinske kiseline i proteina novi virioni nastaju samosastavljanjem

7.Posljednji- sedma faza- predstavlja izlazak novosastavljenih virusnih čestica iz stanice domaćina. Ovaj se proces odvija različito za različite viruse. Kod nekih virusa to je popraćeno smrću stanica zbog otpuštanja lizosomskih litičkih enzima - liza stanica. U drugima, varijante napuštaju živu stanicu pupanjem, ali čak iu tom slučaju stanica s vremenom umire.

Vrijeme koje protekne od trenutka ulaska virusa u stanicu do oslobađanja novih varijanti naziva se latentno ili latentno razdoblje. Može vrlo varirati: od nekoliko sati (5-6 za viruse velikih boginja i gripe) do nekoliko dana (virusi ospica, adenovirusi itd.).

Drugi put ulaska bakterijskih virusa u stanice je bakteriofaga .Debele stanične stijenke ne dopuštaju proteinu receptoru, zajedno s virusom koji je na njega vezan, da uroni u citoplazmu, kao što se događa kada su životinjske stanice zaražene. Stoga bakteriofag uvodi šupljinu šipku u stanicu i gura kroz nju DNK (ili RNK) koja se nalazi u njoj glava Genom bakteriofaga ulazi u citoplazmu, a kapsida ostaje vani. U citoplazmu bakterijski stanice započinju reduplikaciju genoma bakteriofaga, sintezu njegovih proteina i stvaranje kapside. Nakon određenog vremena bakterijska stanica umire, a zrele čestice faga otpuštaju se u okoliš.

Bakteriofagi koji u inficiranim stanicama stvaraju novu generaciju fagnih čestica, što dovodi do lize (uništenja) bakterijske stanice, tzv. virulentni fagi.

Neki se bakteriofagi ne razmnožavaju unutar stanice domaćina. Umjesto toga, njihova nukleinska kiselina ugrađena je u DNK domaćina, tvoreći s njom jednu molekulu sposobnu za replikaciju. Ti su fagi imenovani umjereni fagi,ili profagi. Profag nema litički učinak na stanicu domaćina i pri diobi se replicira zajedno sa staničnom DNA. Bakterije koje sadrže profage nazivaju se lizogeni. Pokazuju otpornost na fag koji sadrže, kao i na druge njemu bliske fage. Veza između profaga i bakterije je vrlo jaka, ali je mogu poremetiti čimbenici indukcije (UV zrake, ionizirajuće zračenje, kemijski mutageni). Valja napomenuti da lizigene bakterije mogu promijeniti svojstva (na primjer, otpustiti nove toksine).

Značenje virusa

Znanstveno su poznati virusi bakterija, biljaka, insekata, životinja i ljudi. Ima ih više od 1000. Procesi povezani s razmnožavanjem virusa najčešće, ali ne uvijek, oštećuju i uništavaju stanicu domaćina. Razmnožavanje virusa, zajedno s uništavanjem stanica, dovodi do pojave bolnih stanja u tijelu. Virusi uzrokuju mnoge ljudske bolesti: ospice, zaušnjake, gripu, dječju paralizu, bjesnoću, male boginje, žutu groznicu, trahom, encefalitis, neke onkološke (tumorske) bolesti, AIDS. Nije neuobičajeno da ljudima počnu rasti bradavice. Svi znaju kako nakon prehlade često "pometu" usne i krila nosa.To su također sve virusne bolesti. Znanstvenici su otkrili da mnogi virusi žive u ljudskom tijelu, ali se ne manifestiraju uvijek. Samo oslabljeno tijelo je osjetljivo na učinke patogenog virusa. Postoje različiti načini zaraze virusima: preko kože ubodom insekata i krpelja; kroz slinu, sluz i druge izlučevine bolesnika; kroz zrak; s hranom; spolno i drugi. Kapljična infekcija je najčešći način širenja bolesti dišnog sustava. Pri kašljanju i kihanju u zrak se ispuštaju milijuni sitnih kapljica tekućine (sluzi i sline). Te kapljice, zajedno sa živim mikroorganizmima koje sadrže, drugi ljudi mogu udisati, osobito u prepunim mjestima. Kod životinja virusi uzrokuju slinavku i šap, kugu i bjesnoću; neinsekti - poliedroza, granulomatoza; kod biljaka - mozaik ili druge promjene u boji lišća ili cvijeća, uvijanje lišća i druge promjene oblika, patuljast rast; konačno, kod bakterija – njihovo raspadanje. Ideja o virusima kao "razaračima" koji ne prezaju ni od čega sačuvana je tijekom proučavanja posebne skupine virusa koji inficiraju bakterije. Govorimo o bakteriofazima. Sposobnost faga da uništi bakterije može se koristiti za liječenje nekih bolesti uzrokovanih tim bakterijama. Fagi su doista postali prva skupina virusa koju su ljudi “pripitomili” te su se brzo i nemilosrdno obračunali sa svojim najbližim susjedima u mikrosvijetu. Vibrioni kuge, tifusa, dizenterije i kolere doslovno su se "topili" pred našim očima nakon susreta s ovim virusima. Počeli su se koristiti za prevenciju i liječenje mnogih zaraznih bolesti, ali su, nažalost, nakon prvih uspjeha uslijedili neuspjesi. To je bilo zbog činjenice da u ljudskom tijelu fagi nisu tako aktivno napadali bakterije kao u epruveti. Osim toga, pokazalo se da su bakterije "lukavije" od svojih neprijatelja: vrlo su se brzo prilagodile fagima i postale neosjetljive na njihovo djelovanje.

Nakon otkrića antibiotika, fagi su se povukli u drugi plan kao lijek, ali se još uvijek uspješno koriste za prepoznavanje bakterija. Činjenica je da su fagi sposobni vrlo precizno pronaći „svoje bakterije" i brzo ih otopiti. Slična svojstva faga čine osnovu terapijske dijagnostike. To se obično radi ovako: bakterije izolirane iz tijela pacijenta uzgajaju se na čvrstom hranjivom mediju, nakon čega se različiti fagi, na primjer, dizenterija, tifus, kolera i drugi, nanose na dobiveni "travnjak". Nakon 24 sata zdjelice se pregledaju pod svjetlom i utvrđuje koji je fag uzrokovao otapanje bakterije. Ako je fag dizenterije imao takav učinak, tada su bakterije dizenterije izolirane iz tijela pacijenta, ako je tifus, tada su izolirane bakterije tifusa.

Ponekad virusi koji zaraze životinje i insekte dolaze u pomoć ljudima. Prije više od dvadeset godina u Australiji se zaoštrio problem borbe protiv divljih zečeva, pa je brojnost ovih glodavaca poprimila alarmantne razmjere. Uništili su usjeve brže od skakavaca i postali prava nacionalna katastrofa. Konvencionalne metode borbe s njima pokazale su se neučinkovitima. A onda su znanstvenici izdali poseban virus za borbu protiv zečeva, sposoban uništiti gotovo sve zaražene životinje. Ali kako proširiti ovu bolest među plašljivim i opreznim kunićima? Komarci su pomogli. Igrali su ulogu "letećih igala", prenoseći virus sa zeca na zeca. Pritom su komarci ostali potpuno zdravi.

Postoje i drugi primjeri uspješnog korištenja virusa za uništavanje štetnika. Svima je poznata šteta koju uzrokuju gusjenice i pilane. Prvi jedu lišće korisnih biljaka, drugi zaraze drveće u vrtovima i šumama. Protiv njih se bore tzv. virusi poliedroze i granuloze, koji se na malim površinama prskaju atomizatorima, a za tretiranje velikih površina koriste se avioni. To je učinjeno u SAD-u (u Kaliforniji) pri suzbijanju gusjenica koje zaraze polja lucerne, te u Kanadi pri uništavanju borove pile. Također je obećavajuće koristiti viruse za suzbijanje gusjenica koje zaraze kupus i repu, kao i za uništavanje kućnih moljaca.

Što će se dogoditi sa stanicom ako je zaražena ne jednim, nego dva virusa? Ako ste zaključili da će se u ovom slučaju bolest stanice pogoršati i njezina smrt ubrzati, onda ste se prevarili. Ispada da prisutnost jednog virusa u stanici često pouzdano štiti od destruktivnih učinaka drugog. Taj su fenomen znanstvenici nazvali interferencija virusa. Povezan je s proizvodnjom posebnog proteina - interferona, koji u stanicama aktivira zaštitni mehanizam koji može razlikovati virusno od nevirusnog i selektivno suzbiti virusno. Interferon suzbija reprodukciju većine virusa (ako ne i svih) u stanicama. Interferon, proizveden kao terapijski lijek, danas se koristi za liječenje i prevenciju mnogih virusnih bolesti.

Koje druge korisne stvari možemo očekivati ​​od virusa u budućnosti? Prijeđimo u sferu nagađanja. Prije svega, vrijedi se prisjetiti genetskog inženjeringa. Virusi mogu pružiti znanstvenicima neprocjenjive koristi hvatanjem potrebnih gena u nekim stanicama i njihovim prijenosom u druge. Konačno, postoji još jedna mogućnost korištenja virusa. Znanstvenici su otkrili virion koji je sposoban selektivno uništiti neke mišje tumore. Dobiveni su i virusi koji ubijaju ljudske tumorske stanice. Ako je moguće lišiti ove viruse njihovih patogenih svojstava i istovremeno zadržati njihovu sposobnost da selektivno uništavaju maligne tumore, tada će se u budućnosti možda dobiti moćno sredstvo za borbu protiv ovih teških bolesti. Potraga za takvim virusima je u tijeku, a sada se taj posao više ne čini fantastičnim i beznadnim.

Osvrnimo se ukratko na neke virusne bolesti:

Velike boginje

Velike boginje - jedna od najstarijih bolesti. U prošlosti je to bila najčešća i najopasnija bolest. Opis malih boginja pronađen je u egipatskom papirusu Amenofisa I., sastavljenom 4000. pr. Oštećenja velikih boginja sačuvana su na cozhemumia zakopanom u Egiptu 3000 godina pr. U 16. – 18. stoljeću u zapadnoj Europi od boginja je u pojedinim godinama obolijevalo i do 12 milijuna ljudi, od kojih je do 1,5 milijuna umrlo. Njegova razorna moć nije bila inferiorna snazi ​​kuge.Problem sprječavanja velikih boginja riješio je tek krajem 18. stoljeća engleski ruralni liječnik Edward Jenner. Jenner je prvi dokazao da je cijepljenjem moguće suzbiti širenje zaraznih bolesti i protjerati ih s lica Zemlje. Prvi spomen malih boginja u Rusiji datira iz 15. stoljeća. Godine 1610. infekcija je prenesena u Sibir, gdje je umrla trećina lokalnog stanovništva. Ljudi su bježali u šume tundre i planine, prikazivali idole, spaljivali ožiljke poput boginja na svojim licima kako bi prevarili ovog zlog duha - sve je bilo uzalud, ništa nije moglo zaustaviti nemilosrdnog ubojicu. Male boginje su akutna zarazna bolest koju karakterizira opća intoksikacija, groznica i osip na koži i sluznicama. Velike boginje su karantenska infekcija.Izvor infekcije je bolesna osoba, od prvih dana bolesti do potpunog otpadanja krasta. Prijenos uzročnika događa se uglavnom kapljicama u zraku, ali infekcija je moguća i prašinom u zraku. Velike boginje bile su raširene u Aziji, Africi i Južnoj Americi. U SSSR-u su velike boginje iskorijenjene 1937. godine. Trenutno je eliminiran u cijelom svijetu.

GRIPA

Gripa, po našem mišljenju, nije tako ozbiljna bolest, ali ostaje “kralj” epidemija. Niti jedna od danas poznatih bolesti ne može u kratkom vremenu obuhvatiti stotine milijuna ljudi, a samo u jednoj pandemiji (širokoj epidemiji) od gripe je oboljelo više od 2,5 milijarde ljudi.

Od kraja devetnaestog stoljeća. Čovječanstvo je doživjelo četiri teške pandemije gripe: 1889-1890, 1918-1920, 1957-1959 i 1968-1969. Pandemija 1918-1920 ("španjolska groznica") odnesena 20 milijunaživi . Nikada od tada gripa nije uzrokovala tako visoku stopu smrtnosti.1957-1959 (“azijska gripa”) ubila je oko milijun ljudi.

Poznato je nekoliko varijanti virusa influence - A, B, C itd.; Unutarnji dio virusa influence - nukleotid (ili jezgra) sadrži jednolančanu RNK zatvorenu u proteinsku ovojnicu. Ovo je najstabilniji dio viriona, budući da je isti u svim virusima influence istog tipa. Gripa tipa A krivac je pandemija. Influenca B je rjeđa i uzrokuje ograničenije epidemije; influenca C je još rjeđa.

S obzirom na to da je imunitet na gripu kratkotrajan i specifičan, moguća su ponovna oboljenja u jednoj sezoni. Prema statistikama, godišnje u prosjeku 20-35% stanovništva oboli od gripe.

Izvor infekcije je bolesna osoba; Oboljeli s blažim oblikom virusa najopasniji su kao prenositelji virusa, jer se ne izoliraju na vrijeme - odlaze na posao, koriste javni prijevoz, posjećuju mjesta za zabavu. Infekcija se prenosi s bolesne osobe na zdravu osobu kapljicama u zraku tijekom razgovora, kihanja, kašljanja ili putem kućanskih predmeta.

Ptičja gripa kod ljudi:

Virusi influence A mogu zaraziti ne samo ljude, već i neke vrste peradi, uključujući kokoši, patke, svinje, konje, tvorove, tuljane i kitove. Virusi gripe koji zaraze ptice nazivaju se virusi "ptičje (kokošje) gripe". Sve vrste ptica mogu dobiti ptičju influencu, iako su neke vrste manje osjetljive od drugih. Ptičja gripa ne uzrokuje epidemije kod divljih ptica i asimptomatska je, ali kod domaćih ptica može uzrokovati teške bolesti i smrt.

Virus ptičje influence u pravilu ne inficira ljude, no zabilježeni su slučajevi obolijevanja, pa čak i smrti ljudi tijekom epidemija 1997.-/>1999. i 2003.-2004. U ovom slučaju osoba je najvjerojatnije posljednja karika u prijenosu virusa gripe (možete se razboljeti kontaktom sa živom zaraženom peradi ili konzumiranjem sirovog zaraženog mesa), jer Još uvijek nema zabilježenih slučajeva pouzdanog prijenosa ovog virusa s čovjeka na čovjeka.

Tako je 1997. godine u Hong Kongu izoliran virus ptičje gripe (H5N1) koji je zarazio i kokoši i ljude. Ovo je bilo prvi put da je otkriveno da se virus ptičje influence može prenijeti izravno s ptica na ljude. Tijekom ove epidemije 18 osoba je hospitalizirano, a 6 ih je umrlo. Znanstvenici su utvrdili da se virus izravno proširio s ptica na ljude.

Od kraja 2003. godine, tijekom epidemije ptičje gripe koja je zahvatila jugoistočnu i istočnu Aziju, od ove je bolesti umrlo 66 ljudi, uglavnom u bliskom kontaktu sa zaraženim životinjama.

Također 2003. godine virusi ptičje influence (H7N7) i (H5N1) otkriveni su u Nizozemskoj kod 86 osoba koje su se brinule za zaražene ptice. Bolest je bila asimptomatska ili blaga. Najčešće su manifestacije bolesti bile ograničene na infekciju oka s nekim znakovima bolesti dišnog sustava.

Nedavno je ptičja gripa otkrivena u Rusiji i Kazahstanu. No, u tim zemljama još nije zabilježen niti jedan slučaj oboljelih od opasnog virusa.

Simptomi ptičje gripe kod ljudi:

Simptomi ptičje gripe kod ljudi variraju od tipičnih simptoma sličnih gripi (vrlo visoka temperatura, otežano disanje, kašalj, upaljeno grlo i bol u mišićima) do infekcije oka (konjunktivitis). Ovaj virus je opasan jer vrlo brzo može dovesti do upale pluća, a uz to može uzrokovati ozbiljne komplikacije na srcu i bubrezima.

2004. - Najraširenija epidemija ptičje gripe (H5N1) kod ljudi. Glavne karakteristične značajke virusa gripe 2004. mogu se ukratko formulirati na sljedeći način:

Virus je postao zarazniji, što znači da je virus mutirao.

Virus je prešao međuvrsnu barijeru s ptica na čovjeka, ali za sada nema dokaza da se virus prenosi izravno s osobe na osobu (svi oboljeli ljudi imali su izravan kontakt sa zaraženom pticom).

Virus inficira i ubija uglavnom djecu. Izvor zaraze i put širenja virusa nisu utvrđeni, što situaciju sa širenjem virusa čini praktički nekontroliranom. Mjere za sprječavanje širenja - potpuno uništavanje cjelokupne populacije peradi. Liječenje ptičje gripe kod ljudi:

Dosadašnja istraživanja sugeriraju da će lijekovi razvijeni za sojeve ljudske influence biti učinkoviti protiv infekcija ptičje influence kod ljudi, ali je moguće da sojevi influence postanu otporni na takve lijekove, čineći lijekove neučinkovitima. Utvrđeno je da je izolirani virus osjetljiv na amantadin i rimantadin koji inhibiraju razmnožavanje virusa influence A i koriste se u liječenju ljudske gripe.

Što je razlog velike pažnje ptičjoj gripi ovih dana:

Svi virusi gripe imaju sposobnost mijenjanja. Postoji mogućnost da bi se u budućnosti virus ptičje influence mogao promijeniti na takav način da bi mogao zaraziti ljude i lako se širiti s osobe na osobu. Budući da ti virusi obično ne zaraze ljude, u ljudskoj populaciji postoji vrlo malo ili nimalo imunološke obrane protiv takvih virusa.

Ako virus ptičje influence postane sposoban zaraziti ljude, mogla bi započeti pandemija influence. Stručnjaci Svjetske zdravstvene organizacije (WHO) smatraju da bi pandemija ptičje gripe mogla dovesti do smrti 150 milijuna ljudi na Zemlji.

Tu činjenicu potvrđuju američki i britanski znanstvenici: rezultati njihovih istraživanja pokazuju da je španjolska gripa (1918.) bila tako smrtonosna zbog činjenice da je nastala iz ptičje gripe i da je sadržavala jedinstveni protein na koji ljudi nisu bili imuni.

Trenutno postoji hipoteza da je virus pandemijske gripe nastao prijenosom gena iz rezervoara vodenih ptica na ljude preko svinja.

Osim toga, virus ptičje gripe, za razliku od ljudske, vrlo je stabilan u vanjskom okruženju - čak iu lešinama mrtvih ptica može živjeti i do godinu dana, što povećava rizik.

SIDA- Sindrom stečene imunodeficijencije je nova zarazna bolest koju stručnjaci prepoznaju kao prvu istinski globalnu epidemiju u poznatoj povijesti čovječanstva. Ni kuga, ni velike boginje ni kolera nisu presedani, budući da je AIDS izrazito različit od bilo koje od ovih ili drugih poznatih ljudskih bolesti. Kuga je odnijela desetke tisuća života u regijama u kojima je izbila epidemija, ali nikad nije zahvatila cijeli planet odjednom. Osim toga, neki su ljudi, nakon što su se razboljeli, preživjeli, stekli imunitet i prihvatili se brige o oboljelima i obnavljanja narušenog gospodarstva. AIDS nije rijetka bolest od koje slučajno oboli mali broj ljudi. Vodeći stručnjaci trenutačno AIDS definiraju kao “globalnu zdravstvenu krizu”, kao prvu istinski svezemaljsku i dosad neviđenu epidemiju zarazne bolesti, koja još uvijek, nakon prvog desetljeća epidemije, nije pod kontrolom medicine i od koje svaki zaraženi umire. to.

Do 1991. AIDS je registriran u svim zemljama svijeta osim u Albaniji. U najrazvijenijoj zemlji svijeta - Sjedinjenim Američkim Državama - već tada je bio zaražen jedan od svakih 100-200 ljudi, svakih 13 sekundi bio je zaražen još jedan stanovnik SAD-a, a do kraja 1991. AIDS je u ovoj zemlji postao treći po smrtnosti, pretekavši rak. Trenutačno su zemlje podsaharske Afrike vodeće po broju zaraženih virusom. Cijela jedna država u Africi - Zimbabve - mogla bi izumrijeti od AIDS-a: svaki dan ovdje umre do 300 ljudi od ove bolesti! Među odraslom populacijom velikih gradova u Bocvani incidencija doseže 30%.Svako deseto dojenče već je zaraženo virusom HIV-a. Do sada, AIDS prisiljava da se prepozna kao smrtonosna bolest u 100% slučajeva.

Prvi ljudi s AIDS-om identificirani su 1981., a 1983. godine. Uspjelo je dokazati da ga uzrokuje dosad nepoznati ljudski virus iz obitelji retrovirusa. Ovaj virus sadrži samo vlastiti enzim - reverznu transkriptazu (RNA-ovisna DNA pomeraza), koji je dio samo ovih virusa. Njegovo otkriće bilo je prava revolucija u biologiji, jer je pokazalo mogućnost prijenos genetske informacije ne samo prema klasičnoj shemi DNA – RNA – protein nego i reverznom transkripcijom s RNK na DNK. Tako se u stanici pojavljuje “lažni program” (provirus) koji mijenja genom mnogo više nego što je to moguće uz “normalnu” evolucijsku varijabilnost.

U ljudskom tijelu retrovirus HIV inficira samo određene stanice – tzv T4 limfociti vezanjem na poseban membranski protein. Nažalost, to su stanice koje igraju glavnu ulogu uloga V upravljanje imunološkim sustavom. Prilikom unošenja virus unosi svoju RNK na čijoj se matrici sintetizira proviralna DNK da bi se potom integrirao u genom stanice domaćina. U tom svojstvu HIV može biti prisutan u tijelu i do deset godina, a da se ni na koji način ne manifestira.

Ali ako se pod utjecajem nekih drugih infekcija aktiviraju limfociti, ugrađeno područje se "budi" i počinje aktivno sintetizirati čestice HIV-a. Tada virusi uništavaju membranu i ubijaju limfocite, što dovodi do razaranja imunološkog sustava, uslijed čega tijelo gubi zaštitna svojstva i nije u stanju oduprijeti se uzročnicima raznih infekcija i ubiti tumorske stanice. Podmuklost HIV-a u svojoj neobično visok potencijal mutacije- što onemogućuje stvaranje učinkovitog cjepiva i univerzalnog lijeka.

Kako dolazi do infekcije? ? Izvor infekcije je osoba zaražena virusom imunodeficijencije. To može biti bolesnik s različitim manifestacijama bolesti ili osoba koja je nositelj virusa, ali nema znakove bolesti (asimptomatski nositelj virusa).

Putevi prijenosa infekcije: spolni,

AIDS se prenosi samo od osobe do osobe:

1. spolno (vodoravni put)

2. parenteralno, kada se virusni uzročnik unosi izravno u krv osjetljivog organizma (transfuzija krvi ili njezinih pripravaka), transplantacija organa ili intravenska primjena droga (lijekova) zajedničkim štrcaljkama ili iglama, izvođenje ritualnih ceremonija povezanih s puštanjem krvi, reže instrumentom zaraženim HIV-om.

3. od majke do fetusa i novorođenčeta (vertikalni put).

Rizične skupine za oboljevanje od AIDS-a su homoseksualni muškarci, intravenski korisnici droga, prostitutke, osobe s velikim brojem seksualnih partnera, česti darivatelji, hemofiličari, djeca rođena od osoba zaraženih HIV-om.

Mjere prevencije . Glavni uvjet je vaše ponašanje!

Značajke evolucije virusa u sadašnjoj fazi.

Evolucija virusa u eri znanstvenog i tehnološkog napretka, kao rezultat snažnog pritiska faktora, odvija se mnogo brže nego prije. Kao primjere takvih intenzivno razvijajućih procesa u suvremenom svijetu možemo navesti onečišćenje vanjskog okoliša industrijskim otpadom, široku upotrebu pesticida, antibiotika, cjepiva i drugih bioloških proizvoda, ogromnu koncentraciju stanovništva u gradovima, razvoj modernih vozila, gospodarski razvoj prethodno neiskorištenih teritorija, stvaranje industrijskog uzgoja stoke s najvećim brojem i gustoćom naseljenosti farmi stoke. Sve to dovodi do pojave dosad nepoznatih patogena, promjena svojstava i putova cirkulacije prethodno poznatih virusa, kao i značajnih promjena u osjetljivosti i rezistenciji ljudske populacije.

Utjecaj onečišćenja okoliša.

Sadašnji stupanj razvoja društva povezan je s intenzivnim onečišćenjem vanjskog okoliša. Pri određenim razinama onečišćenja zraka određenim kemikalijama i prašinom iz industrijskog otpada dolazi do zamjetne promjene u otpornosti organizma u cjelini, posebice u stanicama i tkivima dišnog trakta. Postoje dokazi da su u tim uvjetima neke respiratorne virusne infekcije, poput gripe, osjetno teže.

Posljedice masovne uporabe pesticida.

To može dovesti do pojave klonova i populacija virusa s novim svojstvima i, kao rezultat, novih neistraženih epidemija.

Zaključak

Borba protiv virusnih infekcija skopčana je s brojnim poteškoćama, među kojima se posebno ističe otpornost virusa na antibiotike. Virusi aktivno mutiraju, a redovito se pojavljuju novi sojevi protiv kojih još nije pronađeno “oružje”. Prije svega, to se odnosi na RNA viruse, čiji je genom obično veći i stoga manje stabilan. Do danas, borba protiv mnogih virusnih infekcija ide u korist ljudi, uglavnom zbog univerzalnog cijepljenja stanovništva u preventivne svrhe. Takvi su događaji u konačnici doveli do činjenice da je, prema mišljenju stručnjaka, virus malih boginja sada nestao iz prirode. Kao rezultat općeg cijepljenja u našoj zemlji, 1961. Epidemijski poliomijelitis je iskorijenjen. Međutim, priroda još uvijek testira ljude, s vremena na vrijeme, predstavljajući iznenađenja u obliku novih virusa koji uzrokuju strašne bolesti. Najupečatljiviji primjer je virus ljudske imunodeficijencije protiv kojeg ljudi još uvijek gube borbu. Njegovo širenje već je u skladu s pandemijom.

Bibliografija:

1. N. Zeleni. W. Stout. D. Taylor. "Biologija" u 3 toma, 1. tom. Prijevod s engleskog. Uredio R. Soper. Izdavačka kuća "Mir". Moskva, 1996

2. E.P. Shuvalov "Zarazne bolesti", 1990.

3. G.L.Bilich “Kompletni tečaj biologije”, 2005

4.N.B Čebišev Biologija, 2005

5. Golubev D.B., Soloukhin V.Z. "Razmišljanja i rasprave o virusima." Moskva, izdavačka kuća "Mlada garda", 1989.

7. Zhdanov V.M., Gaidamovich S.Ya. "Opća i specifična virologija". M.: "Medicina", 1982.

8. Golubev D.B., Soloukhin V.Z. "Razmišljanja i rasprave o virusima." M.: "Mlada garda", 1982.

3. Zhdanov V.M., Ershov F.I., Novokhatsky A.S. "Tajne Trećeg kraljevstva". Moskva, ", 1971.

5. Zuev V.A. "Treće lice". Moskva, izdavačka kuća "Znanje", 1985.

11. Cherkes F.K., Bogoyavlenskaya L.B., Belskaya N.A. "Mikrobiologija". Moskva, izdavačka kuća "Medicina", 1987.

12. Chumakov M.P., Lvov D.K. “Pitanja virologije.” Moskva, izdavačka kuća Akademije medicinskih znanosti SSSR-a, 1964.

13. Izbor članaka pod općim naslovom “1. prosinca – Svjetski dan borbe protiv AIDS-a”. Mjesečni znanstveno-popularni časopis “Zdravlje” broj 12 (513) za 1997., str. 38-41.

Struktura

Primjeri ikosaedarskih struktura viriona.
A. Virus koji nema lipidnu ovojnicu (na primjer, pikornavirus).
B. Virus s ovojnicom (npr. herpesvirus).
Brojevi označavaju: (1) kapsid, (2) genomsku nukleinsku kiselinu, (3) kapsomer, (4) nukleokapsid, (5) virion, (6) lipidnu ovojnicu, (7) proteine ​​membranske ovojnice.

Klasifikacija

Baltimorska klasifikacija

Dobitnik Nobelove nagrade, biolog David Baltimore, predložio je vlastitu shemu klasifikacije virusa na temelju razlika u mehanizmu proizvodnje mRNA.Ovaj sustav uključuje sedam glavnih skupina:

• (I) Virusi koji sadrže dvolančanu DNA i nemaju stadij RNA (na primjer, herpesvirusi, poksvirusi, papovavirusi, mimivirusi).

• (II) Dvolančani RNA virusi (npr. rotavirusi).

• (III) Virusi koji sadrže jednolančanu molekulu DNA (npr. parvovirusi).

• (IV) Virusi koji sadrže jednolančanu molekulu RNA pozitivnog polariteta (na primjer, pikornavirusi, flavivirusi).

• (V) Virusi koji sadrže jednolančanu molekulu RNA negativnog ili dvostrukog polariteta (na primjer, ortomiksovirusi, filovirusi).

• (VI) Virusi koji sadrže jednolančanu molekulu RNA i imaju u svom životnom ciklusu stadij sinteze DNA na šabloni RNA, retrovirusi (npr. HIV).

• (VII) Virusi koji sadrže dvolančanu DNA i imaju u svom životnom ciklusu stadij sinteze DNA na šabloni RNA, retroidni virusi (npr. virus hepatitisa B).

Trenutno se oba sustava koriste istovremeno za klasificiranje virusa, kao komplementarni jedan drugome.

Daljnja podjela se vrši na temelju karakteristika kao što su struktura genoma (prisutnost segmenata, kružne ili linearne molekule), genetička sličnost s drugim virusima, prisutnost lipidne membrane, taksonomska pripadnost organizma domaćina i tako dalje.

Priča

Primjena virusa

Linkovi

• Članak “Nobelov komitet pogodili su virusi”. Novine "Kommersant" broj 181 (3998) od 07.10.2008.

Književnost

• Mayo M.A., Pringle C.R. Taksonomija virusa - 1997 // Journal of General Virology. - 1998. - br. 79. - str. 649-657.

Predstavnici nestaničnih oblika života su virusi - sićušne čestice koje prodiru u stanicu. Grana mikrobiologije koja proučava viruse naziva se virologija.

Opći opis

Virusi se nalaze u atmosferi, tlu i vodi. Postoje virusi biljaka, životinja, gljiva i bakterija. Virusi koji inficiraju bakterije nazivaju se bakteriofagi. Postoje sateliti koji ulaze u stanicu samo ako se u njoj nalazi dodatni virus.

Riža. 1. Bakteriofag.

Većina virusa uzrokuje infekcije; neki tipovi nemaju vidljiv učinak. Jedna od zanimljivih činjenica je prisutnost virusnih ostataka u ljudskoj DNK.

Virusi imaju različite oblike (kuglice, spirale, štapići) i najmanje veličine - 20-300 nm (1 milijun nm u 1 mm). Najveći virusi su mimivirusi, promjera 500 nm. Oni oponašaju strukturu i aktivnost bakterija, a neki znanstvenici mimiviruse smatraju prijelaznim oblikom iz virusa u bakterije.

Riža. 2. Mimivirusi.

Kratak opis virusa i njihove razlike od žive i nežive tvari prikazan je u tablici.

TOP 4 artiklakoji čitaju uz ovo

Virusi su svrstani u zasebno carstvo i razvrstani u pet taksona. Većina virusa još nije proučena i klasificirana.
Moderna klasifikacija uključuje:

• 9 odreda;
• 127 obitelji;
• 44 podfamilije;
• 782 roda;
• 4686 vrsta.

Biolog David Baltimore 1971. razvio je alternativnu klasifikaciju virusa temeljenu na karakteristikama genetske informacije. Baltimore je razlikovao koje vrste virusa postoje na temelju sadržaja RNA ili DNA.
Njegova se klasifikacija može kombinirati u tri velike skupine:

• DNA virusi;
• RNA virusi;
• Virusi koji pretvaraju RNK u DNK.

Glavne vrste virusa u biologiji prema Baltimoreu prikazane su u tablici.

Virusi su strukture koje mijenjaju DNK stanice, uzrokujući da stanica proizvodi nove viruse. Kada ima previše virusa, oni puknu staničnu membranu, izađu i zaraze nove stanice. Ponekad ne ubijaju stanicu, već pupaju iz nje.

Riža. 3. Virus koji napada stanicu.

Što smo naučili?

Iz izvješća 5-6 razreda naučili smo o strukturi, značajkama i klasifikaciji virusa. Ne mogu se svrstati ni u živu prirodu ni u neživu materiju. Po strukturi, virusi su proteini koji nose nasljedne informacije koje su integrirane u živu stanicu. Biolog Baltimore identificirao je sedam klasa virusa ovisno o strukturnim značajkama genetskog materijala.

Test na temu

Ocjena izvješća

Prosječna ocjena: 4.6. Ukupno primljenih ocjena: 1097.

Sadržaj članka

VIRUSI, najmanji uzročnici zaraznih bolesti. Prevedeno s latinskog virus znači "otrov, otrovni početak". Sve do kraja 19.st. pojam "virus" korišten je u medicini za označavanje bilo kojeg zaraznog agensa koji uzrokuje bolest. Ova riječ dobila je svoje moderno značenje nakon 1892. godine, kada je ruski botaničar D. I. Ivanovski ustanovio "filtrabilnost" uzročnika bolesti mozaika duhana (mozaik duhana). Pokazao je da stanični sok iz biljaka zaraženih ovom bolešću, propušten kroz posebne filtere koji zadržavaju bakterije, zadržava sposobnost izazivanja iste bolesti kod zdravih biljaka. Pet godina kasnije još jedan filtrabilni agens - uzročnik slinavke i šapa kod goveda - otkrio je njemački bakteriolog F. Loeffler. Godine 1898. nizozemski botaničar M. Beijerinck ponovio je te eksperimente u proširenoj verziji i potvrdio zaključke Ivanovskog. Nazvao je “filtrirajući otrovni princip” koji uzrokuje duhanski mozaik “filtrirajućim virusom”. Ovaj izraz se koristi dugi niz godina i postupno je skraćen na jednu riječ - "virus".

Godine 1901. američki vojni kirurg W. Reed i njegovi kolege ustanovili su da je uzročnik žute groznice također filtrabilni virus. Žuta groznica bila je prva ljudska bolest identificirana kao virusna, no trebalo je još 26 godina da se definitivno dokaže njezino virusno podrijetlo.

Svojstva i porijeklo virusa.

Opće je prihvaćeno da su virusi nastali kao rezultat izolacije (autonomizacije) pojedinih genetskih elemenata stanice, koji su uz to dobili sposobnost prenošenja s organizma na organizam. U normalnoj stanici dolazi do kretanja nekoliko vrsta genetskih struktura, na primjer, matrice, ili informacije, RNA (mRNA), transpozona, introna i plazmida. Takvi mobilni elementi mogli su biti prethodnici ili preci virusa.

Jesu li virusi živi organizmi?

UMNOŽAVANJE VIRUSA

Genetske informacije kodirane u jednom genu općenito se mogu smatrati uputama za proizvodnju specifičnog proteina u stanici. Takvu uputu stanica percipira samo ako je poslana u obliku mRNA. Stoga stanice čiji genetski materijal predstavlja DNA moraju "prepisati" (prepisati) ovu informaciju u komplementarnu kopiju mRNA. DNA virusi razlikuju se po načinu replikacije od RNA virusa.

DNK obično postoji u obliku dvolančanih struktura: dva polinukleotidna lanca povezana su vodikovim vezama i upletena na takav način da se formira dvostruka spirala. RNA, s druge strane, obično postoji kao jednolančana struktura. Međutim, genom nekih virusa je jednolančana DNK ili dvolančana RNK. Niti (lanci) virusne nukleinske kiseline, dvostruki ili jednostruki, mogu biti linearni ili zatvoreni u prsten.

Prva faza replikacije virusa povezana je s prodorom virusne nukleinske kiseline u stanicu domaćina. Taj proces mogu pospješiti posebni enzimi koji su dio kapside ili vanjske ljuske viriona, pri čemu ljuska ostaje izvan stanice ili je virion gubi odmah nakon prodora u stanicu. Virus pronalazi stanicu prikladnu za svoju reprodukciju kontaktirajući pojedinačne dijelove svoje kapside (ili vanjske ljuske) sa specifičnim receptorima na površini stanice na način "ključa". Ako na površini stanice nema specifičnih ("prepoznavajućih") receptora, tada stanica nije osjetljiva na virusnu infekciju: virus ne prodire u nju.

Kako bi realizirao svoju genetsku informaciju, virusna DNA koja je ušla u stanicu posebnim se enzimima prepisuje u mRNA. Rezultirajuća mRNA kreće se u stanične "tvornice" sinteze proteina - ribosome, gdje zamjenjuje stanične "poruke" vlastitim "uputama" i prevodi se (čita), što rezultira sintezom virusnih proteina. Sama virusna DNA udvostručuje se (duplicira) mnogo puta uz sudjelovanje drugog skupa enzima, i virusnih i onih koji pripadaju stanici.

Sintetizirani protein, koji se koristi za izgradnju kapside, i virusna DNA, umnožena u mnogo kopija, spajaju se i tvore nove virione “kćeri”. Formirani virusni potomci napuštaju iskorištenu stanicu i inficiraju nove: ciklus reprodukcije virusa se ponavlja. Neki virusi tijekom pupanja s površine stanice zahvate dio stanične membrane u koju su “unaprijed” ugrađeni virusni proteini i tako dobiju ovojnicu. Što se tiče stanice domaćina, ona se na kraju pokaže oštećenom ili čak potpuno uništenom.

U nekim virusima koji sadrže DNA, sam ciklus reprodukcije u stanici nije povezan s trenutnom replikacijom virusne DNA; umjesto toga, virusna DNA je umetnuta (integrirana) u DNA stanice domaćina. U ovoj fazi virus nestaje kao jedinstvena strukturna formacija: njegov genom postaje dio genetskog aparata stanice i čak se replicira kao dio stanične DNK tijekom stanične diobe. Međutim, kasnije, ponekad nakon mnogo godina, virus se može ponovno pojaviti - pokreće se mehanizam sinteze virusnih proteina koji, kombinirajući se s virusnom DNA, tvore nove virione.

U nekim RNA virusima, genom (RNA) može izravno djelovati kao mRNA. Međutim, ova značajka je karakteristična samo za viruse s "+" lancem RNA (tj. s RNA koja ima pozitivan polaritet). Za viruse s "-" lancem RNA, potonji se prvo mora "prepisati" u "+" lanac; Tek nakon toga počinje sinteza virusnih proteina i dolazi do replikacije virusa.

Takozvani retrovirusi sadrže RNK kao genom i imaju neobičan način transkripcije genetskog materijala: umjesto transkripcije DNK u RNK, kao što se događa u stanici i tipično je za viruse koji sadrže DNK, njihova RNK se transkribira u DNK. Dvolančana DNA virusa zatim se integrira u kromosomsku DNA stanice. Na matrici takve virusne DNA sintetizira se nova virusna RNA koja, kao i druge, određuje sintezu virusnih proteina.

KLASIFIKACIJA VIRUSA

Ako su virusi doista mobilni genetski elementi koji su dobili "autonomiju" (neovisnost) od genetskog aparata svojih domaćina (različiti tipovi stanica), tada su različite skupine virusa (s različitim genomima, strukturama i replikacijom) trebale nastati neovisno o svakom drugo. Stoga je nemoguće konstruirati jedinstveni pedigre za sve viruse, povezujući ih na temelju evolucijskih odnosa. Načela "prirodne" klasifikacije koja se koristi u taksonomiji životinja ne odnose se na viruse.

Unatoč tome, sustav klasifikacije virusa neophodan je u praktičnom radu, a pokušaji da se stvori bili su u više navrata. Najproduktivniji pristup temeljio se na strukturnim i funkcionalnim karakteristikama virusa: kako bi se različite skupine virusa razlikovale jedne od drugih, oni opisuju vrstu njihove nukleinske kiseline (DNA ili RNA, od kojih svaka može biti jednolančana ili dvostruka). -lančani), njegovu veličinu (broj nukleotida u kiselinama lanca nukleinske kiseline), broj molekula nukleinske kiseline u jednom virionu, geometriju viriona i strukturne značajke kapside i vanjske ljuske viriona, vrstu domaćina (biljke, bakterije, kukci, sisavci itd.), značajke patologije uzrokovane virusima (simptomi i priroda bolesti), antigenska svojstva virusnih proteina i značajke odgovora imunološkog sustava organizma na unošenje virusa .

Skupina mikroskopskih patogena koji se nazivaju viroidi (tj. čestice slične virusu) ne uklapa se sasvim u sustav klasifikacije virusa. Viroidi uzrokuju mnoge uobičajene bolesti biljaka. To su najmanji infektivni uzročnici, lišeni čak i najjednostavnijeg proteinskog omotača (koji se nalazi u svim virusima); sastoje se samo od jednolančane RNK zatvorene u prsten.

VIRUSNE BOLESTI

Evolucija virusa i virusnih infekcija.

Ptice su prirodni rezervoar virusa konjskog encefalitisa koji je posebno opasan za konje, au nešto manjoj mjeri i za ljude. Ove viruse prenose komarci koji sišu krv, u kojima se virus razmnožava bez značajne štete za komarce. Ponekad viruse mogu pasivno prenijeti kukci (bez razmnožavanja u njima), ali najčešće se razmnožavaju u prijenosnicima.

Za mnoge viruse, poput ospica, herpesa i dijelom gripe, glavni prirodni rezervoar je čovjek. Prijenos ovih virusa događa se kapljicama u zraku ili kontaktom.

Širenje nekih virusnih bolesti, kao i drugih infekcija, puno je iznenađenja. Na primjer, u skupinama ljudi koji žive u nehigijenskim uvjetima, gotovo sva djeca u ranoj dobi obole od dječje paralize, obično u blagom obliku, i steknu imunitet. Poprave li se životni uvjeti u tim skupinama, mala djeca najčešće ne obolijevaju od dječje paralize, no bolest se može javiti i u starijoj dobi, a tada je često teška.

Mnogi virusi ne mogu dugo preživjeti u prirodi uz nisku gustoću naseljenosti vrste domaćina. Male populacije primitivnih lovaca i sakupljača biljaka stvorile su nepovoljne uvjete za postojanje nekih virusa; stoga je vrlo vjerojatno da su neki ljudski virusi nastali kasnije, pojavom urbanih i ruralnih naselja. Pretpostavlja se da je virus ospica izvorno postojao među psima (kao uzročnik groznice), a ljudske boginje mogle su se pojaviti kao posljedica evolucije kravljih ili mišjih boginja. Najnoviji primjeri virusne evolucije uključuju sindrom stečene ljudske imunodeficijencije (AIDS). Postoje dokazi o genetskoj sličnosti između virusa ljudske imunodeficijencije i afričkih zelenih majmuna.

"Nove" infekcije su obično teške, često fatalne, ali kako se patogen razvija, mogu postati blaže. Dobar primjer je priča o virusu miksomatoze. Godine 1950. ovaj virus, endem Južne Amerike i prilično bezopasan za lokalne kuniće, uveden je u Australiju zajedno s europskim pasminama ovih životinja. Bolest kod australskih kunića, koji se prethodno nisu susreli s ovim virusom, bila je smrtonosna u 99,5% slučajeva. Nekoliko godina kasnije, stopa smrtnosti od ove bolesti značajno se smanjila, u nekim područjima i do 50%, što se objašnjava ne samo „slabljenim“ mutacijama u virusnom genomu, već i povećanom genetskom otpornošću kunića na bolest, iu oba slučaja, učinkovita prirodna selekcija dogodila se pod snažnim pritiskom prirodne selekcije.

Razmnožavanje virusa u prirodi podržavaju različite vrste organizama: bakterije, gljive, protozoe, biljke, životinje. Na primjer, insekti često pate od virusa koji se nakupljaju u njihovim stanicama u obliku velikih kristala. Biljke su često pogođene malim i jednostavnim RNA virusima. Ovi virusi nemaju niti posebne mehanizme za prodor u stanicu. Prenose ih kukci (koji se hrane staničnim sokom), valjkasti crvi i kontaktom, zaraze biljku kada je mehanički oštećena. Bakterijski virusi (bakteriofagi) imaju najsloženiji mehanizam za dostavu svog genetskog materijala u osjetljivu bakterijsku stanicu. Prvo, "rep" faga, koji izgleda kao tanka cjevčica, pričvrsti se za stijenku bakterije. Zatim posebni enzimi "repa" otapaju dio bakterijske stijenke i genetski materijal faga (obično DNK) ubrizgava se u nastalu rupu kroz "rep", kao kroz iglu štrcaljke.

Više od deset glavnih skupina virusa patogeni su za ljude. Među DNA virusima to su porodica poksvirusa (uzročnici malih boginja, kravljih i drugih infekcija boginjama), skupina herpes virusa (herpes na usnama, vodene kozice), adenovirusi (bolesti dišnog trakta i očiju), porodica papovavirusa (bradavice i druge izrasline na koži), hepadnavirusi (virus hepatitisa B). Postoji mnogo više virusa koji sadrže RNA koji su patogeni za ljude. Pikornavirusi (od lat. pico – vrlo mali, engleski. RNA - RNA) su najmanji virusi sisavaca, slični nekim biljnim virusima; uzrokuju dječju paralizu, hepatitis A i akutne prehlade. Miksovirusi i paramiksovirusi uzročnici su raznih oblika gripe, ospica i zaušnjaka. Arbovirusi (od engleskog. ar tronožac bo rne - “arthropod-borne”) - najveća skupina virusa (više od 300) - prenose ih insekti i uzročnici su krpeljnog i japanskog encefalitisa, žute groznice, konjskog meningoencefalitisa, koloradske krpeljne groznice, encefalitisa škotskih ovaca i druge opasne bolesti. Reovirusi, prilično rijetki uzročnici dišnih i crijevnih bolesti čovjeka, postali su predmet posebnog znanstvenog interesa zbog činjenice da njihov genetski materijal predstavlja dvolančana fragmentirana RNA.

Liječenje i prevencija.

Reprodukcija virusa usko je povezana s mehanizmima sinteze proteina i nukleinskih kiselina u stanici zaraženog organizma. Stoga je stvaranje lijekova koji selektivno suzbijaju virus, ali ne štete tijelu, izuzetno težak zadatak. Međutim, pokazalo se da genomska DNK najvećih virusa herpesa i velikih boginja kodira velik broj enzima koji se po svojstvima razlikuju od sličnih staničnih enzima, što je poslužilo kao osnova za razvoj antivirusnih lijekova. Doista, stvoreno je nekoliko lijekova čiji se mehanizam djelovanja temelji na suzbijanju sinteze virusne DNA. Neki spojevi koji su preotrovni za opću upotrebu (intravenoznu ili oralnu) prikladni su za lokalnu primjenu, primjerice kod infekcija oka virusom herpesa.

Poznato je da ljudsko tijelo proizvodi posebne proteine ​​- interferone. Oni potiskuju translaciju virusnih nukleinskih kiselina i tako inhibiraju replikaciju virusa. Zahvaljujući genetskom inženjeringu, interferoni koje proizvode bakterije postali su dostupni i ispituju se u medicinskoj praksi. cm. GENETSKI INŽENJERING) .

Najučinkovitiji elementi prirodne obrane organizma uključuju specifična antitijela (posebne bjelančevine koje proizvodi imunološki sustav), koja stupaju u interakciju s odgovarajućim virusom i time učinkovito sprječavaju razvoj bolesti; međutim, ne mogu neutralizirati virus koji je već ušao u stanicu. Primjer je herpes infekcija: virus herpesa pohranjen je u stanicama živčanih čvorova (ganglija), gdje antitijela ne mogu doprijeti do njega. S vremena na vrijeme virus se aktivira i uzrokuje recidive bolesti.

Tipično, specifična antitijela se formiraju u tijelu kao rezultat prodiranja infektivnog agensa u njega. Tijelu se može pomoći umjetnim povećanjem proizvodnje protutijela, uključujući stvaranje imuniteta unaprijed cijepljenjem. Upravo su na taj način, masovnim cijepljenjem, boginje praktički iskorijenjene u cijelom svijetu.

Suvremene metode cijepljenja i imunizacije dijele se u tri glavne skupine. Prvo, to je upotreba oslabljenog soja virusa, koji stimulira tijelo da proizvodi antitijela koja su učinkovita protiv patogenijeg soja. Drugo, uvođenje ubijenog virusa (na primjer, inaktiviranog formaldehidom), koji također potiče stvaranje protutijela. Treća opcija je tzv. “pasivne” imunizacije, tj. uvođenje gotovih "stranih" antitijela. Životinja, kao što je konj, se imunizira, zatim se antitijela izoliraju iz njene krvi, pročišćavaju i koriste za ubrizgavanje u pacijenta kako bi se stvorio trenutačni, ali kratkotrajni imunitet. Ponekad se koriste antitijela iz krvi osobe koja je imala određenu bolest (na primjer, ospice, krpeljni encefalitis).

Nakupljanje virusa.

Za pripremu pripravaka cjepiva potrebno je akumulirati virus. U tu svrhu često se koriste pileći embriji u razvoju, koji su zaraženi ovim virusom. Nakon inkubacije zaraženih embrija određeno vrijeme skuplja se virus koji se u njima nakupio razmnožavanjem, pročišćava (centrifugiranjem ili na drugi način) i po potrebi inaktivira. Vrlo je važno ukloniti sve balastne nečistoće iz virusnih pripravaka koje mogu izazvati ozbiljne komplikacije tijekom cijepljenja. Naravno, jednako je važno osigurati da u pripravcima ne ostane neaktiviran patogeni virus. Posljednjih godina, različite vrste staničnih kultura naširoko su korištene za nakupljanje virusa.

METODE ZA PROUČAVANJE VIRUSA

Bakterijski virusi prvi su postali predmet detaljnih istraživanja kao najprikladniji model, koji ima niz prednosti u odnosu na druge viruse. Potpuni ciklus replikacije faga, tj. Vrijeme od infekcije bakterijske stanice do oslobađanja umnoženih virusnih čestica događa se unutar jednog sata. Drugi se virusi obično nakupljaju tijekom nekoliko dana ili čak i dulje. Neposredno prije Drugog svjetskog rata i nedugo nakon njegova završetka razvijene su metode za proučavanje pojedinačnih virusnih čestica. Ploče s hranjivim agarom na kojem se uzgaja monosloj (čvrsti sloj) bakterijskih stanica inficiraju se česticama faga serijskim razrjeđenjima. Kako se virus razmnožava, on ubija stanicu koja ga je "zaklonila" i prodire u susjedne, koje također umiru nakon nakupljanja potomstva faga. Područje mrtvih stanica vidljivo je golim okom kao svijetla točka. Takve se mrlje nazivaju "negativne kolonije" ili plakovi. Razvijena metoda omogućila je proučavanje potomstva pojedinačnih virusnih čestica, detektiranje genetske rekombinacije virusa te određivanje genetske strukture i načina replikacije faga do detalja koji su se prije činili nevjerojatnim.

Rad s bakteriofagima pridonio je proširenju metodološkog arsenala u proučavanju životinjskih virusa. Do sada su se istraživanja virusa kralježnjaka primarno provodila na laboratorijskim životinjama; takvi su eksperimenti bili vrlo radno intenzivni, skupi i ne baš informativni. Potom su se pojavile nove metode temeljene na korištenju kultura tkiva; bakterijske stanice korištene u eksperimentima s fagom zamijenjene su stanicama kralješnjaka. Međutim, za proučavanje mehanizama razvoja virusnih bolesti vrlo su važni pokusi na laboratorijskim životinjama koji se i danas provode.