Клітинна будова вірусів. Особливості будови вірусів

Вони скрізь: в повітрі, воді, ґрунті і на поверхнях предметів. Вони настільки малі, що не всі їх типи можливо розглянути у звичайний мікроскоп. Це віруси, дивовижні природні утворення, не до кінця вивчені і володіють вражаючою виживаністю.

Знайомтеся: отруйний і небезпечний

Вірус абсолютно виправдовує свою назву, якщо перевести його з латини: отрута. Раніше це слово вживалося по відношенню до всіх збудників хвороби без розбору. Але в кінці 19 століття ситуація змінилася.




Два століття тому російський вчений Іванівський в ході експериментів з листям тютюну, ураженого специфічною хворобою, з'ясував, що якщо від вичавленого соку з допомогою фільтра відокремити бактеріальне вміст, отриманий біоматеріал все одно зберігає здатність інфікувати здорові рослини. Далі науковці почали виділяти нові види агресивних агентів способом фільтрації, наприклад вірус ящуру або жовтої лихоманки. Поступово, слово «фільтрівний» зникло, і на даному етапі розвитку науки те, що викликає більшість захворювань у всьому світі, прийнято називати вірусами.

Ні живий, ні мертвий

Це питання донині є предметом наукових суперечок. Справа в тому, що з тих пір, як було вивчено будову вірусів (насамперед, викликає тютюнову мозаїку), їх поведінкові схеми, то з'ясувалося важливі подробиці, які змусили замислитися: він скоріше живий, ніж мертвий, чи навпаки?




Аргументи за:

молекулярна структура;

містять геном;

всередині клітини ведуть себе досить активно.

Аргументи проти:

поза клітинної порожнини абсолютно інертні;

самостійно не синтезують білок, тому не здатні ділитися генним матеріалом без наявності клітини-господаря.

Деякі вчені переконані, що вірус – живий організм, що існує за іншими законами, відмінним від звичних нам. Інші дотримуються іншої думки, називаючи їх облігатними паразитами. Тому дилема: вірус – це організм чи активована при певних умовах молекула, залишається невирішеною.

Структурні особливості

Будова вірусів, що викликають багато хвороби, відрізняється в деталях, але має багато спільних рис. Насамперед, позаклітинна форма вірусу іменується виріоном. Він складається з таких елементів:

ядра, яке вміщує в себе від 1 до 3 молекул нуклеїнової кислоти;

капсида – чохла з білка, який захищає кислоту від впливів;

оболонки, що складається з білково-ліпідних сполук (не завжди є в наявності).

Нуклеїнова кислота – це генетичний код вірусу. Цікаво, що ніколи дезоксирибонуклеїнова і рибонуклеїнова кислоти не утримуються разом. У той час як мікроорганізми, в «жвавості» яких ніхто не сумнівається, наприклад, хламідії, мають у своєму складі обидві кислоти. Що стосується генної інформації, то вона може бути обмежена 1-3 генами, а іноді містить до 100 одиниць. Додаткову оболонку віріони запозичили у окупованого організму, внісши зміни в будову клітини. Вірусу, який має таке доповнення, цікавить цитоплазматична або ядерна мембрана, щоб з її фрагментів сформувати вторинний захисний шар. Причому така оболонка властива тільки порівняно великих екземплярів, таких як герпес або вірус грипу. Компоненти віріонів виконують не тільки функції захисту, зберігання інформації, але і відповідають за вірусне розмноження і необхідні мутації.

Формений вірус

Особливості будови вірусів такі, що від форми капсида залежить їх класифікація. Найпростіші віруси мають будову, яка відрізняється наявністю одного виду білкових молекул у складі капсидов. Це так звані голі віруси, тобто геть позбавлені оболонки. Але є віріони, вкриті капсомерами – це об'єднання декількох молекул, що утворює певну геометричну форму. Будова вірусів, а також їх капсомерів відіграє важливу роль в ідентифікації агресивного агента. Форма значно варіюється: головка з хвостиком, прямокутник (віспа), куля (грип), паличка (тютюнова мозаїка), нитка (хвороби картопляних бульб), багатогранник (поліомієліт), пулевидний (сказ).

Нанорозміри

Віруси настільки малі, що більшість з них можна детально розглянути тільки в електронний мікроскоп. Які б не були форма і будова вірусу, бактерії завжди будуть відрізнятися більш великими розмірами (приблизно у 50 разів). Величина віріонів варіюється в діапазоні від дрібних (20-30 нм), до великих (400 нм). Великі екземпляри навіть можна побачити в об'єктиві звичайного мікроскопа, решта-за того, що вони менше довжини хвилі світла, спостерігаються тільки за допомогою електроніки. Хоча існують виключення: величезний вірус коров'ячої віспи ідентичний за величиною з дрібними бактеріями за типом рикетсій, які, до речі, також мають ознаки облігатних паразитів. Відповідно, від інших мікроорганізмів віріон відрізняють не паразитарні особливості або величина, а будова вірусу.

Клітинна окупація

Вірусне вторгнення в клітку не піддається ніякому порівнянню – у природі подібний механізм не зустрічається більше ніде. Поза клітини віріон знаходиться в сплячому, кристалізованому стані. Але варто йому потрапити в бажану порожнину, як починаються активні дії.

Адсорбція. Іншими словами, це прикріплення віріонів (іноді сотень) до стінок обраної клітини.

Виропексис. Процес безпосереднього занурення в клітку, відбувається через ділянку прикріплення вірусу. Цікавий момент: клітина ніяк не перешкоджає вторгненню, бо часточка вірусу, вірніше, його білок, ідентифікується кліткою, як "свій".

Редуплікація:. Інфекційна інвазія починається тоді, коли віруси розмножуються в клітці. Вони синтезують нові, подібні собі молекули, утворюючи численні капсиди.

Вихід . У момент перенасичення порушується клітинну будову, вірусів вже нічого не стримує, і вони вириваються уражають нові клітки. При цьому статися такий процес може декількома способами.

Дивно, але мікроорганізми в сотні разів менше клітини впевнено і швидко руйнують її роботу, деструктивно впливаючи на обмінні процеси і часто знищуючи жертву.

Типи вірусних вторгнень

Подібна класифікація залежить від характеру клітинної деструкції, а також від тривалості перебування агресивного агента. У зв'язку з цим розрізняють три типу інфікування:

руйнівний: цей тип інфекції називають політичні, при ньому віруси масово вириваються з клітинного простору, і, руйнуючи все на своєму шляху, прагнуть до завоювання нових клітин;

стійкий, або персистентний: характеризується поступовим витіканням вірусних мас назовні, не порушуючи роботи клітини;

прихований: латентний тип відрізняється вбудовуванням вірусного генома в клітинні хромосоми і пізніше, при поділі, клітина передає вірус дочірнім структурам.

Будова вірусів таке, що їх розмноження можливо виключно на базі живої клітинної структури і ніяк інакше. Механізм простий: внаслідок відсутності певних ферментів віріони, вторгаючись в клітку, перебудовують її метаболізм на виробництво вірусних складових. Саме тому вони названі обов'язковими, то є облігатними паразитами.

Інфекційне різноманітність

На закінчення варто відзначити вражає різноманітність цих мікроскопічних субстанцій, чим і обумовлена різниця спостережуваних симптомів. Існують віруси з наявністю ДНК – герпес, віспа, а також містять РНК - ящур, кілька бактеріофагів. Крім іншого, дані віріони містять ліпіди. Інші варіанти: безлипидние віруси, такі як аденовіруси і переважна більшість бактеріофагів. Обнадіює те обставина, що рано чи пізно вчений світ навчиться підкоряти ці форми життя і звертати їх на користь людству.