Віруси
Вірусологія – наука, що вивчає властивості вірусів і процеси, які вони спричиняють в організмі чутливих хазяїв, розробляє методи діагностики, лікування та профілактики вірусних інфекцій.
Медична вірусологія – розділ вірусології, що вивчає віруси, патогенні для людини.
Ділиться на загальну і спеціальну :
Загальна вірусологія вивчає - структуру і хімічний склад вірусних частинок (віріонів), взаємодію вірусів з клітиною і організмом, їх походження та кругообіг у природі та класифікацію вірусів, тощо. Найважливішим розділом загальної вірусології є молекулярна вірусологія, що досліджує структуру та функції вірусних частинок, механізми експресії вірусних генів та молекулярну еволюцію вірусів.
Спеціальна вірусологія вивчає особливості окремих родин вірусів, розробляє методики лікування та профілактики вірусних інфекцій.
Санітарна вірусологія – це наука, яка вивчає віруси навколишнього середовища (в тому числі і патогенні віруси) та процеси, які вони викликають, що може безпосередньо або побічно впливати на здоров’я людини, чи оточуюче середовище.
Завдання санітарної вірусології – розробка неспецифічних профілактичних заходів, спрямованих на обмеження циркуляції в об’єктах довкілля вірусів, патогенних для людини.
Класифікація вірусів
Віруси виділені в самостійне царство Vіrа разом з вірусоподібними організмами – віроїдами та пріонами. Описано 2430 самостійних вірусів, які поділені на 73 родини та групи.
Більшість РНКгеномних вірусів–паразитів людини належать до родин пікорна-, тога-, флаві-, корона-, параміксо-, ортоміксо-, рабдо-, арена-, ретровірусів. Серед ДНК-геномних вірусів у людини паразитують представники родин парво-, папова-, адено-, іридо-, гепадна-, герпес- та поксвірусів. Родини поділяюгь на роди, роди – на види, види – на варіанти (типи).
Царство
Відділ
Клас
Порядок
Родина
Рід
Вид
Основне значення приділяють властивостям віріону (тип нуклеїнової кислоти і її структура, наявність суперкапсиу, механіхм реплікації, розмір і морфологія віріона, тип симетрії, кількість капсомерів, форми генетичних взаємодій, спектр сприйнятливих хазяїв, патогенність, географічне поширення, спосіб передавання).
На відміну від усіх інших живих організмів, які населяють нашу планету, віруси:
не мають клітинної будови;
мають лише один тип нуклеїнової кислоти (або ДНК, або РНК);
не мають власного метаболізму, тобто не живляться, не дихають і не ростуть. Віруси використовують у своїх інтересах метаболізм клітини, у якій вони паразитують.
для вірусів властивий особливий вид розмноження – репродукція (клітини розмножуються шляхом поділу).
Гіпотези походження вірусів:
Гіпотеза паралельної еволюції – полягає в тому, що віруси розвивались парарельно з їхніми хазяями.
Гіпотеза регресивної еволюції – полягає в тому, що віруси є виродженими формами внутрішньоклітинних паразитів, які втратили біосентетичні здібності.
Гіпотеза «скажених генів» - полягає, тому що віруси походять віддериатів геномів клітин.
Віруси – особлива неклітинна форма існування живої матерії, для якої характерний паразитизм на генетичному рівні. Віруси є облігатними внутрішньоклітинними паразитами. Серед них є паразити різних живих організмів – бактерій, рослин, комах, тварин і людини.
Морфололгія
Віріон - окрема вірусна частинка, що знаходиться поза клітиною (не активний стан), коли потрапляє в організм хазяїна переходить в активний стан.
Форма віріонів може бути:
– сферичною (у більшості патогенних вірусів людини);
– паличкоподібною або циліндричною (у віруса сказу, мозаїчна хвороби тютюну);
– нитковидною (віруси геморрагічних лихоманок Ебола і Мар–бург);
– кубовидною (вірус натуральної віспи);
– сперматозоїдоподібною (у вірусів бактерій, які називаються фагами або бактеріофагами).
За структурою віріонів розрізняють прості і складні віруси.
Структура віріонів простих вірусів:
1. Нуклеїнова кислота (ДНК або РНК), що міститься всередині віріона.
2. Капсид – зовнішня білкова оболонка, яка оточує вірусну нуклеїнову кислоту. Він складається з білкових субодиниць – капсомерів.
Капсид і щільно прилегла нуклеїнова кислота формують нуклеокапсид.
Нуклеокапсид деяких вірусів оточений ліпопротеїновою оболонкою.
Структура віріонів складних вірусів:
1. Нуклеїнова кислота.
2. Капсид.
3. Суперкапсид – ще одна оболонка віріона, яка складається з ліпопротеїнів.
4. Пепломери – відростки на ліпопротеїновій оболонці (суперкапсиді), складаються з глікопротеїнів.
5. Пеплос - необов’язкова додаткова оболонка, яка утворюється за рахунок великої кількості щільно прилягаючих один до одного пепломерів.
Функції капсиду та суперкапсиду:
1) захист нуклеїнової кислоти віруса від несприятливих умов навколишнього середовища.
2) забезпечують прикріплення віруса на поверхні чутливої клітини організму та проникнення всередину цієї клітини. Цю функцію виконують так звані шипи, які у простих вірусів розташовані на капсиді, а у складних – на суперкапсиді.
Складні віруси, на відміну від простих, дуже нестійкі в довкіллі. Це пов’язано з тим, що суперкапсид легко руйнується під впливом речовин, які розчиняють ліпіди – спирту, ефіру, мила. Це має важливе практичне значення в медицині для боротьби з цими збудниками.
Капсид може мати дві симетрії:
Спіральна (ротаційно-трансляційна) – нуклеїнова кислота зв’язана з капсидними білками (капсомерами).
Кубічна (ікосаедрична) -нуклеїнова кислота не зв’язана з капсидними білками (капсомерами).
Хімічний склад вірусів:
Карбон, Гідроген, Нітроген, Сульфур, Фосфор, Мінеральні сполуки, нуклеїнова кислота (ДНК або РНК) , Вуглеводи 3,5-9% Ліпіди 15-35%
Білки 70-90%
Структурні та неструктурні
Структурні – входять до складу віріона. Поділяються на капсидні (утв. капсид) та суперкапсидні ( у складі глікпротеїдів)
Неструктурні – перебувають у зараженій клітині але не є складовою частиною віріона. Вони забезпечують репродукцію вірусів. До них відносять ферменти (більшість з яких беруть участь у реплікації нуклеїнової кислоти, транскрипції та трансляції, а також у відключенні функцій клітин-хазяїв та руйнуванні її механізму вірусно-синтетичної діяльності.) та білки регулятори.
Полімерази вірусні - ферменти, які каталізують процес синтезу НК з рибонуклеозидтрифосфатів або дезоксинуклеозидтрифосфатів на матричній НК.
Неканонічні віруси або субвірсні агенти – мають менші розміри ніж вірусів і володіють лише деякими їхніми властивостями. До них відносять – сателіти, дефектні інтерферуючі частинки, віроїди, пріони.
Сателіти – не здатні заражати хазяйські клітини без вірусу-помічника.
Вірофаги – сателітні віруси, що пригнічують або порушують репродукування вірусу- помічника.
Віроїд – складається з одноланцюгової кругової РНК, не містить капсид, заражаає лише рослини. Нуклеїнова кислота не кодує жодних білків, тому віроїди не можуть самі реплікуватись. Для цього вони використовують ДНК залежнку РНК-полімеразу хазяїна.
Вірусоїд – невелика патогенна кругова одноланцюгова РНК, потребують вірус-помічника, хазяїн людина (вірус гепатиту Д).
Ретротранспозони - це тип генетичного компонента, який копіює і вставляє себе в різні геномні локації, перетворюючи РНК назад у ДНК за допомогою процесу зворотної транскрипції за допомогою проміжного продукту для транспонування РНК.
Яка різниця між Транспозоном і Ретротранспозоном?
• Транспозони - це стрибаючі гени класу II, тоді як ретротранспозони відносяться до категорії I класу.
• Транспозони функціонують з ферментом транспозази, тоді як ретротранспозони функціонують з використанням двох основних ферментів, відомих як зворотна транскриптаза та інтеграза.
• Кінцеві кінці у ретротранспозонів значно довші, ніж у транспозонів.
• Транспозони вирізаються з місця походження та наклеюються на ціль; навпаки, ретротранспозони копіюються з початку в РНК і транскрибуються в ціль.
• Переміщення ретротранспозонів передбачає РНК, але не в транспозонах.
Внутрішньоклітинні включення при вірусних захворюваннях
Включення: 1) скупчення віріонів потомства; 2) нагромадження вірусних білків, що не увійшли до складу віріонів потомства; 3) клітинний матеріал, змінений у результаті репродукції вірусу.
Сказ – тільця Бабеша – Негрі,
Натуральна віспа – тільця Гварнієрі,
Віспа птиці – тільця Боллінгера,
Інфекційний ларинготрахеїт птиці – тільця Зейфреда (також МейГрюнвельд-Гімзе), Чума м’ясоїдних – тільця Лентца,
Інфекційний гепатит – тільця Рубарта.
Бактеріофаги
Бактеріофаги – особливі представник царства Віруси, що здатні розмножуватись в клітинах бактерій, актиноміцетів, синьозелених водоростей. Їх називають «пожирачами бактерій».
Нуклеїнова киислота ДНК або РНК одно- або дволанцюгова, тісно упакована в головці бактеріофага, яка має кубічний тип симетрії.
Класифікація:
Сучасна класифікація включає 13 родин, 22 роди і 5000 видів.
За особливостями будови поділяють на :
Ниткоподібні
Сферичні
Сферичні з рудиментом хвостика
З коротким хвостиком
З довгим хвостиком, що не скорочується
З довгим хвостиком, що скорочується
Будова: кубічна головка і хвостик спіального типу симетрії, між головкою та хвостиком є комірець, а нак кінці хвостика є шести-кутова базальна пластинка від якої відходять 6 шипів (зубців) і 6 ниток (фібрил). За допомогою шипів і фібрил фаг прикріплюється на поверхню бактеріальної клітини.
Хвостик складається зі стрижня і чохла. Всередині стрижня є канал, через який фаг вводить у бактеріальну клітину свою нуклеїнову кислоту. До складу чохла входить скорочувальний актиноподібний білок.
У деяких фагах у базальній пластині і шипах міститься лізоцим (розчиняє пептидоглікановий шар клітинної стінки бактерій).