«Жасушасыз тіршіліктің ашылуы туралы әңгіме». Вирустардың пайда болуы және ашылуы Вирустар 1892 жылы ашылды

Биологиядан реферат

Тақырыбы: Вирустар.

Адам, ең алдымен, жер бетіндегі барлық тіршілікке әсер ететін ең көп таралған аурулардың қоздырғыштары ретінде вирустармен кездеседі: адамдар, жануарлар, өсімдіктер және тіпті бір жасушалы организмдер - бактериялар, саңырауқұлақтар, қарапайымдылар. Адамның жұқпалы патологиясындағы вирустық инфекциялардың үлесі күрт өсті – ол 80% дерлік жетті. Бұл кем дегенде үш себепке байланысты:

Біріншіден, басқа текті инфекциялармен күресудің сәтті шаралары бар (мысалы, бактериялық инфекцияларға арналған жоғары тиімді антибиотиктер) және осы фонға қарсы вирустық және бактериялық инфекциялар;

Екіншіден, өсті абсолютті санбелгілі бір вирустық инфекциялармен ауыратын аурулар (мысалы, вирустық гепатит);

Үшіншіден, вирустық инфекцияларды диагностикалаудың жаңа әдістері әзірленуде және қолданыстағылары жетілдірілуде, олардың сезімталдық шегі жоғарылауда.

Нәтижесінде жаңа инфекциялар «ашылды», олар, әрине, бұрын болған, бірақ танылмай қалды.

I. Вирустардың ашылу тарихы және зерттеу әдістері

Сурет 1. – Ивановский Д.И.

1852 жылы орыс ботанигі Д.И. Ивановский бірінші болып мозаикалық аурумен зақымдалған темекі өсімдіктерінен жұқпалы сығынды алды. Мұндай сығындыны бактерияларды ұстауға қабілетті сүзгіден өткізгенде, сүзілген сұйықтық әлі де жұқпалы қасиеттерді сақтап қалды. 1898 жылы голландиялық Бейжеринк кейбір фильтрленген өсімдік сұйықтықтарының инфекциялық табиғатын сипаттау үшін жаңа вирус сөзін ойлап тапты. Жоғары тазартылған вирус үлгілерін алуда айтарлықтай жетістікке қол жеткізілгенімен, бұл анықталды химиялық табиғатыБұл нуклеопротеидтер, бөлшектердің өздері әлі де түсініксіз және жұмбақ болды, өйткені олар жарық микроскопымен көруге болатын тым кішкентай. Сондықтан вирустар біздің ғасырдың 30-шы жылдарында ойлап табылғаннан кейін бірден электронды микроскопта зерттелген алғашқы биологиялық құрылымдардың бірі болды.

Бес жылдан кейін ірі қара малдың ауруларын, атап айтқанда аусыл ауруын зерттеу барысында осыған ұқсас сүзілетін микроорганизм бөлініп алынды. Ал 1898 жылы голландиялық ботаник М.Бейжеринк Д.Ивановскийдің тәжірибелерін қайта жаңғырту кезінде мұндай микроорганизмдерді «сүзілетін вирустар» деп атады. Қысқартылған түрде бұл атау микроорганизмдердің осы тобын белгілей бастады.

1901 жылы адамның алғашқы вирустық ауруы – сары безгегі анықталды. Бұл жаңалықты американдық әскери хирург У.Рид және оның әріптестері ашты.

1911 жылы Фрэнсис Рус қатерлі ісіктің вирустық сипатын - Рус саркомасын дәлелдеді (тек 1966 жылы, 55 жылдан кейін ол осы жаңалығы үшін физиология немесе медицина бойынша Нобель сыйлығымен марапатталды).

Херши тәжірибесі. Тәжірибе Т2 бактериофагында жүргізілді, оның құрылымы осы уақытқа дейін электронды микроскопияның көмегімен түсіндірілді. Бактериофаг құрамында ДНҚ бар белок қабығынан тұратыны белгілі болды. Эксперимент тұқым қуалайтын ақпараттың тасымалдаушысы - ақуыз немесе ДНҚ не екенін анықтау үшін жоспарланған.

Херши мен Чейз екі топ бактерияларды өсірді: біреуі фосфат ионында радиоактивті фосфор-32 бар ортада, екіншісі сульфат ионында радиоактивті күкірт-35 бар ортада. Бактериофагтар қоршаған ортаға бактериялармен қосылып, оларда көбейе отырып, олардың ДНҚ мен ақуыздарын құру кезінде маркер қызметін атқаратын осы радиоактивті изотоптарды сіңірді. Фосфор ДНҚ-да болады, бірақ белоктарда жоқ, ал күкірт, керісінше, белоктарда (дәлірек айтқанда, екі амин қышқылында: цистеин мен метионинде) болады, бірақ ДНҚ-да жоқ. Осылайша, кейбір бактериофагтарда күкіртпен таңбаланған ақуыздар, ал басқаларында фосформен таңбаланған ДНҚ болды.

Радиоактивті таңбаланған бактериофагтарды бөліп алғаннан кейін олар жаңа (изотопсыз) бактериялар культурасына қосылды және бактериофагтарға осы бактерияларды жұқтыруға рұқсат етілді. Осыдан кейін бактериялар бар орта арнайы араластырғышта қатты шайқалды (бұл фаг мембраналарын бактерия жасушаларының бетінен бөлетіні көрсетілген), содан кейін жұқтырған бактериялар ортадан бөлінген. Бірінші тәжірибеде бактерияларға фосфор-32 таңбаланған бактериофагтарды қосқанда, радиоактивті белгі бактерия жасушаларында болатыны белгілі болды. Екінші тәжірибеде бактерияға күкірт-35 таңбаланған бактериофагтарды қосқанда белгі белок қабықшалары бар ортаның фракциясында табылды, бірақ ол бактерия жасушаларында болмады. Бұл бактерияны жұқтырған материалдың ДНҚ екенін растады. Құрамында вирустық ақуыздар бар толық вирустық бөлшектер жұқтырған бактериялардың ішінде түзілетіндіктен, бұл тәжірибе бұл фактінің шешуші дәлелдерінің бірі болып саналды. генетикалық ақпарат(белоктардың құрылысы туралы ақпарат) ДНҚ-да болады.

1969 жылы Альфред Херши алды Нобель сыйлығывирустардың генетикалық құрылымын ашқаны үшін.

2002 жылы Нью-Йорк университетінде алғашқы синтетикалық вирус жасалды.

Өсімдіктердің, жануарлардың және адамдардың вирустық табиғаты қазір анықталған аурулары көптеген ғасырлар бойы адам денсаулығына орасан зор зиян келтіріп, экономикаға айтарлықтай зиян келтірді. Бұл аурулардың себебін анықтауға және олардың қоздырғышын анықтауға барлық әрекеттер сәтсіз болды.

Алғаш рет вирустың – қоздырғыштардың жаңа түрі – орыс ғалымы Д.И. Ивановский. Дмитрий Иосифович Ивановский 1864 жылы Санкт-Петербург губерниясында дүниеге келген. Орта мектепті үздік бітіріп, 1883 жылы тамызда Петербург университетінің физика-математика факультетіне оқуға түседі. Ивановский мұқтаж студент ретінде оқу ақысын төлеуден босатылып, шәкіртақы алды.

Әсер еткен көрнекті қайраткерлерісол кездегі университетте оқытылатын ғылым (И.М.Сеченов, А.М.Бутлеров, В.В.Докучаев, А.Н.Бекетов, А.С.Фамицин және т.б.) болашақ ғалымның дүниетанымы қалыптасты. Студент кезінде Ивановский ғылыми биологиялық үйірмеде ынтамен жұмыс істеді, өсімдіктердің анатомиясы мен физиологиясы бойынша тәжірибелер жүргізді, тәжірибелерді мұқият орындады. Сондықтан А.Н. Сол кезде жаратылыстанушылардың қоғамын басқарған Бекетов пен профессор А.С. Фамицин 1887 жылы студенттерге Д.И. Ивановский мен В.В. Половцев Ресейдің оңтүстігіндегі ауыл шаруашылығына орасан зор зиян келтіретін темекі ауруын зерттеу үшін Украина мен Бессарабияға барады. Темекі жапырақтары күрделі дерексіз дизайнмен жабылған, оның кесінділері бояуға арналған сия сияқты ағып, өсімдіктен өсімдікке таралған.

Бұл сапардың нәтижелерін Ивановский 1888 жылы Петербург табиғат зерттеушілер қоғамының мәжілісінде баяндады. Мұнда Ивановский мен Половцев әлемде бірінші болып 1886 жылы сипатталған темекі ауруын А.Д. Мозаика деп аталатын Голландиядағы Майер (А.Д. Майер) бір өсімдіктің бір емес, екі мүлдем басқа ауруын білдіреді. Оның бірі – қоздырғышы – саңырауқұлақ, екіншісі – шығу тегі белгісіз жаңғақ. Ивановский Никицкий ботаникалық бағында (Ялта маңында) және Ғылым академиясының ботаникалық зертханасында темекі мозаикалық ауруын одан әрі зерттеуді жалғастыруда.

19 ғасырдың соңы микробиологиядағы үлкен жетістіктермен ерекшеленді және, әрине, Ивановский кейбір бактериялардың темекі мозаикасын тудыратынын анықтауға шешім қабылдады. Ол көптеген ауру жапырақтарды оптикалық микроскоппен зерттеді (әлі электрондылары болған жоқ), бірақ бекер - бактериялардың белгілері табылмады. «Әлде олар соншалықты кішкентай, олар көрінбейтін шығар?» – деп ойлады ғалым. Егер бұлай болса, онда олар бетіндегі қарапайым бактерияларды ұстайтын сүзгілерден өтуі керек. Осыған ұқсас сүзгілер сол кезде бұрыннан бар болатын.

Ивановский сұйықтыққа ауру темекінің майдалап ұнтақталған жапырағын салып, содан кейін оны сүзеді. Бактериялар сүзгі арқылы ұсталды, ал сүзілген сұйықтық зарарсыздандырылған және сау өсімдікпен байланыста болған жағдайда оны жұқтыруға қабілетті емес болуы керек. Бірақ ол жұқпалы болды! Ивановский ашқан жаңалықтың мәні осында. Бұл жерде өлшемдегі айырмашылық ойнайды. Вирустар бактерияларға қарағанда шамамен 100 есе аз, сондықтан олар барлық сүзгілерден еркін өтіп, сау өсімдіктерді жұқтырды, сүзілген сұйықтықпен бірге оларға түседі. Бактериялар жасанды түрде жасалған қоректік орталарда көбею қабілетімен де ерекшеленеді, бірақ Ивановский ашқан вирустар мұны жасамады. «Демек, бұл жаңа нәрсе», - деп шешті ғалым. 1892 жыл болды.

Мозаикалық аурудың қоздырғышы «сүзілетін» бактериялар немесе микроорганизмдер арқылы Ивановский деп аталады. Және бұл түсінікті, өйткені вирустардың ерекше әлемінің бар екенін бірден тұжырымдау өте қиын болды. Вирус термині (латын тілінен вирус – улану) кейінірек пайда болды.

Ивановский осылайша вирустарды – тіршіліктің жаңа түрін ашты. Өзінің әрі қарайғы зерттеулерімен ол бірқатар зерттеулердің негізін қалады ғылыми бағыттарвирусологияда. Ивановский темекі мозаикалық ауруының қоздырғышын ашқан сүзу әдісін қолдана отырып, Ф.Лофлер (Ф.Лёффлер) және П.Фрош (П.Фрош) 1898 жылы жануарлардың қорқынышты ауруы – табан ауруының қоздырғышының сүзгіштігін анықтады. -ауыз ауруы.

Вирустардың одан әрі ашылулары корнукопия сияқты жауды: 1901 - сары безгек вирусы, 1907 - шешек, 1909 - полиомиелит. ХХ ғасырдың бірінші жартысы шын мәнінде ұлы вирусологиялық жаңалықтардың дәуірі болды. Жедел фебрильді аурулардың қоздырғыштары әсіресе мұқият зерттелді. Олармен күресу әдістері мен осы аурулардың алдын алу шаралары әзірленді. Ғалымдардың кез келген белгісіз және ерекше ауыр ауруда вирусты мүмкіндігінше тезірек анықтауға және оқшаулауға деген ұмтылысы түсінікті және негізделген, өйткені аурумен күресудің алғашқы қадамы оның себебін анықтау болып табылады. Оқшауланған вирустың қасиеттерін зерттей отырып, ғалымдар антидот - вакцинаны, содан кейін тікелей ауруды емдеуге және алдын алуға дайындай бастады. Осылайша, адам денсаулығы мен өмірі үшін күресте вирустар туралы жас ғылым – вирусология пайда болды.

Вирустардың пайда болуының теориялары

1. Біріншісі бойынша, вирустар дегенерацияның нәтижесі бір жасушалы организмдер. Эволюцияда дегенерация сирек кездесетін процесс емес, бірақ бұл теория вирустардың әртүрлілігін түсіндіре алмайды.

3. Автономды болған жасушалық құрылымдардың туындыларының теориясы («run amok гендері» гипотезасы) - тәуелсіздік алған жасушалық құрылымдардың пайдасына - R-плазмоидтер. Сонымен қатар, «қашқын гендер» гипотезасы ақаулы вирустардың, серіктердің, плазмидалардың және приондардың ортақтығын түсіндіреді. Егер бұл рас болса, вирустардың пайда болуы оқшауланған оқиға емес және үнемі жалғасуда. Содан кейін жаңа вирустар пайда болуы керек - бұрыннан бар вирустардан дамымаған мүлдем жаңалары.

Вирустардың шығу тегі туралы гипотезалар

Вирустану ғылымының бүкіл дамуы барысында үш негізгі гипотеза алға қойылды.

Деградациялық эволюцияның мүмкіндігі бірнеше рет дәлелденді және дәлелденді, мүмкін оның ең жарқын мысалы - симбиотикалық бактериялардан эукариоттардың кейбір жасушалық органеллаларының шығу тегі. Мысалы, қарапайымдар мен өсімдіктердің хлоропласттары қазіргі көк-жасыл бактериялардың ата-бабаларынан, ал митохондриялар күлгін бактериялардың ата-бабаларынан шыққан деп санауға болады. Сондықтан мұндай мүмкіндікті вирустардың, әсіресе шешек вирусы сияқты ірі, күрделі және автономдылардың шығу тегі үшін жоққа шығаруға болмайды.

Дегенмен, вирустар әлемі плазмидалар сияқты автономды генетикалық құрылымдарды айтпағанда, оның өкілдерінің көпшілігі үшін шешек вирустарынан, герпес вирустарынан реовирустарға дейін мұндай терең дегенеративті эволюцияның мүмкіндігін мойындау үшін тым алуан түрлі.

Сақиналық нүкте вирусы. Фото: hs_rattanpal

Вирустардағы генетикалық материалдың әртүрлілігі вирустардың жасушаға дейінгі формалардан пайда болуын жақтайтын дәлелдердің бірі болып табылады. Шынында да, вирустардың генетикалық материалы оның барлық мүмкін формаларын «таустырады»: бір және екі тізбекті РНҚ және ДНҚ, олардың сызықтық, шеңберлі және фрагменттік түрлері. Дегенмен, вирустардағы генетикалық материалдың әртүрлілігі, геномы РНҚ-дан ДНҚ-ға, бір тізбекті формалардан екі еселенген түрге дейін екіталай жолмен дамып келе жатқан тектік жасушаға дейінгі формалардың сақталуына қарағанда, вирустардың полифилиялық шығу тегін көрсетеді. -жіптілер және т.б.

20-30 жылдардағы үшінші гипотеза екіталай болып көрінді және тіпті қашып кеткен гендер гипотезасының ирониялық атауын алды. Дегенмен, дәл осы теория вирустардың өте айқын полифилиялық шығу тегін ғана емес, сонымен қатар толыққанды және ақаулы вирустар, серіктер мен плазмидалар сияқты әртүрлі құрылымдардың ортақтығын оңай түсіндіреді. Бұл концепция сонымен қатар вирустардың пайда болуының бір реттік құбылыс емес, бірнеше рет болғанын және қазіргі уақытта да болып жатқанын білдіреді. Ежелгі дәуірде жасушалық формалардың қалыптасуымен қатар, вирустармен - автономды, бірақ жасушаға тәуелді генетикалық құрылымдармен ұсынылған жасушалық емес формалардың қалыптасуы да орын алды. Қазіргі уақытта бар вирустар олардың ең ежелгі ата-бабаларының және жақында пайда болған автономды генетикалық құрылымдардың эволюциясының өнімдері болып табылады.

Вирустардың ашылу тарихы

19 ғасырдың 80-жылдарында Ресейдің оңтүстігінде темекі плантациялары қатты шабуылға ұшырады. Өсімдіктердің төбесі өліп, жапырақтарда ақшыл дақтар пайда болып, зақымданған егістіктердің саны жылдан жылға көбейіп, аурудың себебі белгісіз болып қалды.

Бессарабия мен Украинаға экспедиция жіберілді, оның құрамына Д.И. Ивановский мен В.В. Половцев.

1892 жылы Ивановский тірі жандардың жаңа патшалығын ашты.

Ивановский бірнеше жыл бойы аурудың қоздырғыштарын іздеумен айналысты. Ол фактілерді жинады, бақылаулар жүргізді, шаруалардан аурудың белгілерін сұрады, тәжірибе жасады. Тәжірибе көрсеткендей, мәселе өсімдіктің құрамдас бөліктерінде - тамыр жүйесінде, тұқымдарда, тозаңда немесе гүлдерде емес: патоген өсімдіктерге басқа жолмен әсер етеді. Содан кейін жас ғалым қарапайым эксперимент жасайды. Ауру жапырақтарды жинап, ұсақтап, сау өсімдіктер өсетін жерлерге көмеді. Біраз уақыттан кейін өсімдіктер ауырады. Сонымен, ауру өсімдіктен сауға апаратын жол табылды. Қоздырғыш топыраққа түсіп, көктемде қыстап, егінді зақымдайтын жапырақтар арқылы таралады.

Бірақ ол патогеннің өзі туралы ешқашан ештеңе білмеді. Оның тәжірибелері бір ғана нәрсені көрсетті: шырында жұқпалы нәрсе бар. Осы жылдар ішінде әлемде тағы бірнеше ғалымдар бұл «бір нәрсені» анықтауға тырысты. Голландиядағы Майер жұқпалы қоздырғыш бактериялар екенін ұсынды. Дегенмен, Ивановский Майердің бактерияларды аурудың тасымалдаушысы деп санап қателескенін дәлелдеді. Жұқпалы шырынды ұсақ кеуекті фарфор сүзгілері арқылы сүзіп, оларға бактериялар қалдырды. Енді бактериялар жойылды... бірақ шырын жұқпалы болып қалады.

Сонымен, ауруды тудыратын бұл түсініксіз агент жасанды ортада көбеймейді, ең жақсы тесіктер арқылы еніп, қызған кезде өледі. Сүзілетін улану. Бұл ғалымның тұжырымы болды. Бірақ у – зат, ал темекі ауруының қоздырғышы – тіршілік иесі. Ол өсімдік жапырақтарында жақсы көбейеді.

Осылайша, Ивановский тірі организмдердің жаңа патшалығын ашты, ол барлық тірі ағзалардың ішіндегі ең кішкентайы және сондықтан жарық микроскопында көрінбейтін, ең жақсы сүзгілерден өтіп, шырынның ішінде жылдар бойы қалады және сонымен бірге вируленттілігін жоғалтпайды.

Сонымен, белгілі болғандай, вирустар бактерияларды сақтайтын сүзгілерден өтеді. Олар тіпті ең күрделі қоректік орталарда да өспейді және тек тірі организмдерде дамиды, бұл вирустардың дамуын басқа микроорганизмдерден айырудың негізгі критерийі болып саналды. Бірақ қоректік ортада дамымайтын бактериялар анықталды - риккетсия және хламидиоз. Осылайша, тірі жасуша- вирустардың, риккетсиялардың, хламидиоздардың және кейбір қарапайымдылардың жалғыз мүмкін болатын мекендеу ортасы. Бірақ қазір вирустардың көбеюі үшін тұтас бір жасушаның қажеті жоқ екені белгілі болды;

Вирустар туралы заманауи идеялар

Вирустар туралы заманауи идеялар біртіндеп дамыды. Оларды ашқаннан кейін олар жасанды қоректік орталарда өсе алмайтын өте кішкентай микроорганизмдер болып саналды. Темекі мозаикалық вирусы ашылғаннан кейін көп ұзамай аусылдың вирустық сипаты дәлелденді, ал бірнеше жылдан кейін бактериофагтар ашылды. Осылайша, өсімдіктерді, жануарларды және бактерияларды жұқтыратын вирустардың үш негізгі тобы ашылды.

30-жылдардың соңы мен 40-жылдардың басында вирустарды зерттеудің дамығаны соншалық, олардың тірі табиғаты туралы күмән жойылды, ал 1945 жылы вирустардың организм ретіндегі түсінігі қалыптасты. Вирустарды организмдер деп тануға оларды зерттеу барысында алынған фактілер негіз болды, бұл вирустардың басқа организмдер (жануарлар, өсімдіктер, қарапайымдар, саңырауқұлақтар, бактериялар) сияқты көбеюге қабілеттілігін, тұқымқуалаушылық пен өзгергіштікке, тіршілік әрекетіне бейімделгіштігін көрсетті. табиғи немесе жасанды сұрыптау нәтижесінде пайда болған қоршаған орта жағдайларының өзгеруі және ең соңында биологиялық эволюцияға бейімділігі.

Сонымен, вирустардың табиғатымен танысқаннан кейін, олардың тірі табиғат үшін тұжырымдалған критерийлерге қаншалықты сәйкес келетінін көрейік. Вирустар жасуша емес және жасушалық құрылымы бар тірі организмдерден айырмашылығы, цитоплазмасы жоқ. Олар тамақтан энергия алмайды. Оларды тірі организмдер деп санауға болмайтын сияқты. Дегенмен, сонымен бірге вирустар тірі заттардың қасиеттерін көрсетеді. Олар бейімделуге қабілетті қоршаған ортатабиғи сұрыптау арқылы. Бұл қасиет вирустардың антибиотиктерге төзімділігін зерттеу кезінде ашылды. Вирустық пневмониямен ауыратын науқас антибиотиктің қандай да бір түрімен емделеді делік, бірақ ол барлық вирустық бөлшектерді жоюға жеткіліксіз мөлшерде енгізіледі. Сонымен қатар, антибиотикке төзімдірек болып шыққан вирустық бөлшектер мен олардың ұрпақтары осы төзімділікті мұра етеді. Сондықтан болашақта бұл антибиотик тиімді болмайды.

Бірақ вирустардың тірі әлемге жататынын басты дәлелі олардың мутацияға қабілеттілігі болуы мүмкін. Мутантты формалар алдыңғы инфекцияның нәтижесінде адамдардың көпшілігінде пайда болатын иммунитетті жеңуге қабілетті. Полиомиелитке қарсы вакцинаны қолданумен байланысты вирустық мутацияның кең таралған жағдайы бар. Бұл вакцина адамдарда ешқандай белгілер тудырмайтындай әлсіреген тірі полиомиелит вирусынан тұрады. 1962 жылы полиомиелиттің бірнеше ауыр жағдайлары хабарланды, шамасы, осы вакцина себеп болды. Бірнеше миллион вакцина егілді: в кейбір жағдайлардамутация әлсіз вирустық штаммда орын алды, сондықтан ол жоғары дәрежелі вируленттілікке ие болды. Мутация тек тірі организмдерге ғана тән болғандықтан, вирустарды тірі деп санау керек, бірақ олар жай ғана ұйымдасқан және тірі заттың барлық қасиеттеріне ие емес.

Вирустардың организм ретіндегі түсінігі 1960 жылдардың басында вирустық индивид ретінде «вирион» ұғымы енгізілген кезде өзінің шарықтау шегіне жетті. Дегенмен, вирустардың молекулалық биологиясының алғашқы табыстарымен ерекшеленетін дәл осы жылдарда вирустардың организм ретіндегі түсінігі де құлдырай бастады. Генетикалық материалдың (РНҚ, ДНҚ) және вирустық белоктардың синтезінің уақытша және аумақтық бөлінбестігін атап көрсете отырып, жасушалардан ерекшеленетін көбею түрін көрсететін фактілер жинақталды. Вирустарды басқа организмдерден ажыратудың негізгі критерийі де тұжырымдалған: вирустардың генетикалық материалы екі түрдің бірі болып табылады. нуклеин қышқылдары(РНҚ немесе ДНҚ), ал организмдерде нуклеин қышқылдарының екі түрі де болады. Бірақ вирустарды тіршіліктің барлық басқа түрлерінен ерекшелендіретін негізгі және абсолютті критерий - олардың ақуыз синтезі жүйелерінің (рибосомалық жүйелер) болмауы.



Сұрақ 1. Вирустарды кім ашты? Вирустар қалай жұмыс істейді?

Вирусты (темекі ауруының қоздырғышы – темекі мозаикасы) алғаш рет 1892 жылы орыс ғалымы Д.И.

Кез келген вирус нуклеин қышқылынан (РНҚ немесе ДНҚ) және ақуыздан тұрады. Нуклеин қышқылы – вирустың генетикалық материалы; ол қорғаныш қабықпен – капсидпен қоршалған. Капсид белок молекулаларынан тұрады және симметрияның жоғары дәрежесіне ие, әдетте бұрандалы немесе көп қырлы пішінге ие. Нуклеин қышқылынан басқа, вирустың өз ферменттері капсид ішінде орналасуы мүмкін. Кейбір вирустарда (мысалы, тұмау вирусы және АИТВ) иесінің жасуша мембранасынан түзілген қосымша қабық болады.

Сұрақ 2. Вирустардың табиғаттағы рөлі қандай?

4-сұрақ. Вирустар тудыратын ауруларға мысал келтіріңіз. Адамды вирустық инфекциялардан қорғау мүмкін бе деп ойлайсыз ба? Бұл үшін не істеу керек?

Вирустар тудыратын ауруларға мысал ретінде А гепатиті, В гепатиті, СПИД, тұмау, герпес және т.б.

Өзіңізді вирустардан қорғау үшін келесі ережелерді сақтау керек:

1. Денені қамтамасыз етіңіз экологиялық қауіпсіздік: су ішу жақсы сапа, ауыр металдардың тұздары, радионуклидтер, пестицидтер, нитраттар және басқа да улардың ағзаға түсуіне жол бермеуге тырысыңыз. Мұның бәрі иммундық жүйеге теріс әсер етеді.

2. Құнарлы тамақтану ережелерін есте сақтаңыз. Мерзімді түрде бактерияға қарсы және вирусқа қарсы белсенділігі бар тағамдарды тұтыныңыз, бұл сіздің иммундық жүйеңізді нығайтады.

3. Аурулардың таралуына жол бермеу созылмалы түрі, өйткені кез келген органдардың жұмысында ұзақ мерзімді бұзылулар тұрақты шиеленіс пен иммунитеттің төмендеуіне әкеледі.

4. Жаман әдеттерден бас тартыңыз. Темекі шегу мен алкогольді ішу, сондай-ақ ұзақ ұйқының болмауы сөзсіз иммундық жүйенің бұзылуына әкеледі.

5. Психикалық және деңгейін реттеу физикалық белсенділік. Үздіксіз стресс және шамадан тыс жұмыс күшіңізді төмендетеді.

6. Дәлелді себепсіз және дәрігердің ұсынысынсыз дәрі қабылдауға болмайды.

Бұл иммуностимуляциялық препараттарға ғана қатысты емес. Барлық дерлік фармацевтикалық препараттар иммундық жүйеге қандай да бір жолмен әсер етеді. Тіпті зиянсыз болып көрінетін бифидобактериялардың препараттары ұзақ уақыт қабылдаған кезде қорғаныс механизмдерінің әлсіреуіне әкелуі мүмкін.

Сұрақ 5. Бактериофаг дегеніміз не?

Бактериофаг - бұл бактерияларды зақымдайтын вирус.

Сұрақ 6. Вирус жасушадан тыс болуы мүмкін бе?

Вирустар тірі ағзалардың қасиеттерін тек жасушаларда көрсете алады.

Сұрақ 7. Вирустар қалай көбейеді?

Вирустардың көбеюі үшін жасуша қажет. Жасушаға еніп, вирус өзінің тұқым қуалайтын ақпаратты тасымалдайтын нуклеин қышқылын қабылдаушы жасушаның хромосомасына біріктіреді және осылайша оны өз бағдарламасына сәйкес жұмыс істеуге «мәжбүрлейді» - вирустық бөлшектердің компоненттерін синтездеу. Вирустық бөлшектердің жиналуы олардың жасушадан шығуына әкеледі. Кейбір вирустар үшін бұл «жарылыс» нәтижесінде пайда болады, нәтижесінде жасушаның тұтастығы бұзылады және ол өледі. Басқа вирустар бүршіктенуді еске түсіретін түрде шығарылады. Бұл жағдайда дененің жасушалары ұзақ уақыт бойы тірі қалуы мүмкін.

Бұл мақалада біз вирустардың ашылу тарихы туралы айтатын боламыз. Бұл қызықты тақырып, онда қазіргі әлемКөп көңіл бөлінбейді, бірақ бекер. Алдымен біз вирустың өзі не екенін түсінеміз, содан кейін осы мәселенің басқа аспектілері туралы сөйлесеміз.

Вирус

Вирус – тек тірі жасушалардың ішінде көбейе алатын жасушасыз жұқпалы организм. Айтпақшы, латын тілінен бұл сөз сөзбе-сөз «у» деп аударылады. Бұл түзілімдер өсімдіктерден бастап бактерияларға дейін тірі ағзалардың барлық түрлеріне әсер етуі мүмкін. Сондай-ақ басқа аналогтары ішінде ғана көбейе алатын вирустар бар.

Оқу

Зерттеу 1892 жылы басталды. Содан кейін Дмитрий Ивановский темекі өсімдіктерінің қоздырғышын сипаттайтын мақаласын жариялады. Вирусты 1898 жылы Мартин Бейжеринк ашқан. Содан бері ғалымдар 6000-ға жуық әртүрлі вирустарды сипаттады, бірақ олардың 100 миллионнан астамы бар деп есептейді. Бұл түзілімдер жердегі кез келген экожүйеде кездесетін ең көп биологиялық форма екенін ескеріңіз. Оларды вирусология, атап айтқанда микробиология саласы зерттейді.

Қысқаша сипаттамасы

Вирус жасушаның сыртында немесе нуклеация процесінде болса да, ол тәуелсіз бөлшек екенін ескеріңіз. Әдетте үш компоненттен тұрады. Біріншісі - ДНҚ немесе РНҚ арқылы ұсынылған генетикалық материал. Кейбір вирустарда молекулалардың екі түрі болуы мүмкін екенін ескеріңіз. Екінші компонент - вирустың өзін және оның липидті қабығын қорғайтын ақуыз қабығы. Өзінің қатысуы бойынша вирустар ұқсас жұқпалы бактериялардан ерекшеленеді. Негізінен генетикалық материал болып табылатын нуклеин қышқылының түріне қарай вирустар құрамында ДНҚ бар және РНҚ бар вирустар болып екіге бөлінеді. Бұрын приондар вирустар ретінде жіктелген, бірақ кейін бұл қате пікір екені белгілі болды - бұл жұқпалы материалдан тұратын және құрамында нуклеин қышқылдары жоқ қарапайым патогенділер. Вирустың пішіні өте әртүрлі болуы мүмкін: спиральдан әлдеқайда күрделі құрылымдарға дейін. Бұл түзілістердің мөлшері шамамен бактерияның жүзден бір бөлігін құрайды. Дегенмен, вирустардың көпшілігі соншалықты кішкентай, олар тіпті жарық микроскопында да анық көрінбейді.

Тіршілік формасы

Сыртқы түрі

Вирустың ашылу тарихы олардың эволюциялық ағашта қалай пайда болғаны туралы үнсіз. Бұл шынымен де жеткілікті түрде зерттелмеген өте қызықты сұрақ. Кейбір вирустар жасушалар арасында берілуі мүмкін шағын ДНҚ молекулаларынан пайда болуы мүмкін деп саналады. Вирустардың бактериялардан пайда болуының тағы бір мүмкіндігі бар. Сонымен қатар, олардың эволюциясының арқасында олар маңызды элементікөлденең генді тасымалдау кезінде және генетикалық әртүрлілікті қамтамасыз етеді. Кейбір ғалымдар мұндай формацияларды белгілі бір белгілерге байланысты тіршіліктің ерекше формасы деп санайды. Біріншіден, генетикалық материал, табиғи жолмен көбею және даму мүмкіндігі бар. Бірақ сонымен бірге вирустар тірі ағзалардың аса маңызды сипаттамаларына ие емес, мысалы, барлық тірі заттардың негізгі қасиеті болып табылатын жасушалық құрылым. Вирустардың өмір сүру ерекшеліктерінің бір бөлігі ғана болғандықтан, олар өмірдің шетінде болатын формалар ретінде жіктеледі.

Тарату

Вирустар әртүрлі жолдармен таралуы мүмкін, олардың саны көп түрлі жолдармен. Олар өсімдіктен өсімдікке өсімдік шырындарымен қоректенетін жәндіктер арқылы берілуі мүмкін. Мысал - тли. Жануарларда вирустар бактерияларды тасымалдайтын қансорғыш жәндіктер арқылы таралуы мүмкін. Біз білетіндей, тұмау вирусы түшкіру және жөтелгенде ауада таралады. Мысалы, ротавирус пен норовирус ластанған тамақпен немесе сұйықтықпен байланыста, яғни фекальды-ауызша жолмен берілуі мүмкін. АҚТҚ – қан құю және жыныстық қатынас арқылы берілетін аздаған вирустардың бірі.

Әрбір жаңа вирустың иелеріне қатысты белгілі бір ерекшелігі бар. Бұл жағдайда хост ауқымы қанша ұяшыққа әсер еткеніне байланысты тар немесе кең болуы мүмкін. Жануарлар инфекцияға патогенді ағзаларды жоятын иммундық жауаппен жауап береді. Вирустар тіршілік формасы ретінде өте бейімделгіш, сондықтан оларды жою оңай емес. Адамдарда иммундық жауап белгілі бір инфекцияларға қарсы вакцина болуы мүмкін. Дегенмен, кейбір ағзалар адамның ішкі қауіпсіздік жүйесін айналып өтіп, созылмалы ауруды тудыруы мүмкін. Бұл адамның иммун тапшылығы вирусы және әртүрлі гепатиттер. Белгілі болғандай, антибиотиктер мұндай ағзаларға әсер ете алмайды, бірақ соған қарамастан ғалымдар вирусқа қарсы тиімді препараттарды әзірледі.

Мерзімі

Бірақ вирустардың ашылу тарихы туралы айтпас бұрын, терминнің өзіне тоқталайық. Біз білетіндей, бұл сөз сөзбе-сөз «у» деп аударылады. Ол 1728 жылы жұқпалы ауру тудыруға қабілетті ағзаны анықтау үшін қолданылған. Дмитрий Ивановский вирустарды ашпас бұрын, ол «сүзілетін вирус» терминін енгізді, ол арқылы ол адам ағзасындағы әртүрлі сүзгілерден өте алатын бактериялық емес сипаттағы патогенді агентті білдіреді. Әйгілі «вирион» термині 1959 жылы енгізілді. Бұл жасушадан шығып кеткен және өз бетінше одан әрі жұқтыра алатын тұрақты вирустық бөлшекті білдіреді.

Зерттеу тарихы

Вирустар микробиологияда жаңа нәрсе болды, бірақ олар туралы деректер біртіндеп жинала бастады. Ғылымның жетістіктері барлық вирустар қоздырғыштардан, микроскопиялық саңырауқұлақтардан немесе протисталардан туындамайтынын анық көрсетті. Зерттеуші Луи Пастер ешқашан құтыруды тудыратын агентті таба алмағанын ескеріңіз. Осыған байланысты ол оны микроскоппен қарау мүмкін емес болғандықтан, өте кішкентай деп есептеді. 1884 жылы Франциядан келген атақты микробиолог Чарльз Чемберлан саңылаулары бактериялардан әлдеқайда аз болатын сүзгіні ойлап тапты. Бұл құралды қолдану арқылы сұйықтықтан бактерияларды толығымен жоюға болады. 1892 жылы ресейлік микробиолог Дмитрий Ивановский бұл аппаратты кейін темекі мозаикалық вирусы деп атаған түрді зерттеу үшін пайдаланды. Ғалымның тәжірибелері фильтрациядан кейін де жұқпалы қасиеттердің сақталатынын көрсетті. Ол инфекцияны бактериялар бөлетін токсин тудыруы мүмкін деп болжады. Алайда, кейін адам бұл идеяны одан әрі дамытпады. Ол кезде кез келген қоздырғышты сүзгі арқылы анықтауға және қоректік ортада өсіруге болатындығы туралы идеялар танымал болды. Бұл микробтық деңгейдегі ауру теориясының постулаттарының бірі екенін ескеріңіз.

«Ивановский кристалдары»

Ивановский оптикалық микроскоптың көмегімен ауруға шалдыққан өсімдік жасушаларын байқады. Ол қазір вирус кластерлері деп аталатын кристал тәрізді денелерді ашты. Алайда, кейін бұл құбылыс «Ивановский кристалдары» деп аталды. 1898 жылы голландиялық микробиолог Мартин Бейжеринк Ивановскийдің тәжірибелерін қайталады. Ол сүзгіден өтетін инфекциялық материал агенттің жаңа түрі деп шешті. Сонымен бірге ол олардың тек бөлінетін жасушаларда ғана көбейе алатынын растады, бірақ эксперименттер олардың бөлшектер екенін анықтаған жоқ. Содан кейін Мартин бұл бөлшектерді сөзбе-сөз айтқанда «еритін тірі микробтар» деп атады және қайтадан «вирус» терминін қолдана бастады. Ғалым вирустардың табиғатта сұйық екенін дәлелдеді, бірақ бұл тұжырымды вирустардың негізінен бөлшектер екенін дәлелдеген Уэнделл Стэнли жоққа шығарды. Сонымен бірге Пол Фрош пен Фридрих Леффлер жануарлардың бірінші вирусын, атап айтқанда аусыл ауруының қоздырғыштарын ашты. Олар оны ұқсас сүзгіден өткізді.

Вирустың өмірлік циклі және одан әрі зерттеу

Өткен ғасырдың басында ағылшын бактериологы Фредерик Творт бактерияларда көбейе алатын вирустар тобын ашты. Енді мұндай организмдер бактериофагтар деп аталады. Сонымен бірге канадалық микробиолог Феликс Дарелл бактериялармен байланыста болған кезде өлі жасушалармен айналасында кеңістік құра алатын вирустарды сипаттады. Ол суспензиялар жасады, соның арқасында ол барлық бактериялар өлмейтін вирустың ең төменгі концентрациясын анықтай алды. Қажетті есептеулерді жүргізе отырып, ол суспензиядағы вирустық бірліктердің бастапқы санын анықтай алды.

Вирустың өмірлік циклі өткен ғасырдың басында белсенді түрде зерттелді. Содан кейін бұл бөлшектердің жұқпалы қасиетке ие болуы және сүзгіден өтуі мүмкін екендігі белгілі болды. Дегенмен, олардың көбеюі үшін тірі иесі қажет. Алғашқы микробиологтар вирустар туралы зерттеулерді тек өсімдіктер мен жануарларға жүргізді. 1906 жылы Росс Гранвилл Харрисон лимфадағы ұлпаларды өсірудің бірегей әдісін ойлап тапты.

Серпіліс

Сонымен қатар жаңа вирустар табылды. Олардың шығу тегі әлі күнге дейін сақталған және бүгінгі күнге дейін құпия болып қала береді. Айта кетейік, тұмау вирусының ашылуы америкалық зерттеуші Эрнест Гудпастурға тиесілі. 1949 жылы жаңа вирус табылды. Оның шығу тегі белгісіз болды, бірақ организм адамның эмбриондық жасушаларында өсірілді. Осылайша, адамның тірі ұлпасында өсетін алғашқы полиовирус табылды. Осының арқасында полиомиелитке қарсы ең маңызды вакцина жасалды.

Микробиологиядағы вирустардың бейнесі өнертабыстың арқасында пайда болды электронды микроскопинженерлер Макс Нолл және Эрнст Руска. 1935 жылы американдық биохимиктер темекі мозаикалық вирусының негізінен ақуыздан тұратынын дәлелдейтін зерттеу жүргізді. Біраз уақыттан кейін бұл бөлшек ақуыз және РНҚ компоненттеріне бөлінді. Мозаикалық вирусты кристаллизациялау және оның құрылымын әлдеқайда егжей-тегжейлі зерттеу мүмкін болды. Алғашқы рентгендік сурет 1930 жылдардың соңында ғалымдар Барнал мен Фанкученнің арқасында алынды. Вирусологиядағы серпіліс өткен ғасырдың екінші жартысында болды. Дәл сол кезде ғалымдар 2000-нан астам ашты әртүрлі түрлерівирустар. 1963 жылы В гепатитінің вирусын Блюмберг ашты. 1965 жылы бірінші ретровирус сипатталды.

Қорытындылай келе, вирустардың ашылу тарихы өте қызықты екенін айтқым келеді. Ол көптеген процестерді түсінуге және оларды егжей-тегжейлі түсінуге мүмкіндік береді. Дегенмен, ілгерілеу қарыштап дамып келе жатқандықтан, заман ағымына ілесу үшін тым болмаса үстірт түсінік болуы керек.