Vīrusi ir dzīvības forma, kas mirst kādu laiku pēc nonākšanas vidē ap ķermeni, tas ir, nevar pastāvēt ārpus nesēja ķermeņa. Faktiski tos var saukt par intracelulāriem parazītiem, kas vairojas šūnās, tādējādi izraisot dažādas slimības. Vīrusi var inficēt gan RNS (ribonukleīnskābi), gan DNS (dezoksiribonukleīnskābi). DNS saturoši vīrusi ir atzīti par konservatīvākiem ģenētikas ziņā un ir vismazāk jutīgi pret jebkādām izmaiņām.
Teorijas par izcelsmi
Ir vairākas teorijas par vīrusu izcelsmi. Vienas teorijas piekritēji apgalvo, ka vīrusu izcelsme notiek spontāni un ir saistīta ar vairākiem faktoriem. Citi uzskata, ka vīrusi ir visvienkāršāko formu pēcteči. Tomēr šī teorija ir nepamatota un nepamatota, jo vīrusa parazitārā būtība liecina, ka pastāv daudz sakārtotāki radījumi, kuru šūnās tie varētu pastāvēt.
Vēl viena vīrusu izcelsmes versijaietver sarežģītāku formu pārveidošanu. Šī teorija runā par vīrusa sekundāro vienkāršību, jo tā ir pielāgošanās parazitāram dzīvesveidam. Šī vienkāršošana ir raksturīga visiem parazītiskajiem mikroorganismiem. Viņi zaudē spēju pašiem baroties, vienlaikus iegūstot tendenci ātri vairoties.
DNS saturošu vīrusu dizains un izmēri
Vienkāršākie vīrusi satur nukleīnskābi, kas darbojas gan kā paša mikroorganisma, gan tā kapsīda, kas ir proteīna apvalks, ģenētiskais materiāls. Dažu vīrusu sastāvs tiek papildināts ar taukiem un ogļhidrātiem. Vīrusiem trūkst daļas par reproduktīvo funkciju atbildīgo enzīmu, tāpēc tie var vairoties tikai tad, kad tie nonāk dzīva organisma šūnā. Pēc tam inficētās šūnas metabolisms pāriet uz vīrusu, nevis savu komponentu ražošanu. Katra šūna satur noteiktu ģenētisko informāciju, ko noteiktos apstākļos var uzskatīt par norādījumiem noteikta veida proteīna sintēzei šūnā. Inficētā šūna uztver šo informāciju kā darbības ceļvedi.
Izmēri
Kas attiecas uz DNS un RNS vīrusu lielumu, tas ir diapazonā no 20-300 nm. Vīrusi lielākoties ir mazāki par baktērijām. Piemēram, eritrocītu šūnas ir par kārtu lielākas nekā vīrusu šūnas. Pilnvērtīgu infekciozu vīrusa daļiņu ārpus veselīga organisma sauc par virionu, kas spēj inficēties. Viriona kodols satur vienu vai vairākas nukleīnskābes molekulas. Kapsīds ir proteīna apvalks, kas pārklāj viriona nukleīnskābi, nodrošinot aizsardzību pret apkārtējās vides kaitīgo ietekmi. Virionā iekļautā nukleīnskābe tiek uzskatīta par vīrusa genomu un tiek izteikta dezoksiribonukleīnskābē jeb DNS, kā arī ribonukleīnskābē (RNS). Atšķirībā no baktērijām, vīrusiem nav šo divu veidu skābju kombinācijas.
Apskatīsim galvenos DNS saturošo vīrusu vairošanās posmus.
Vīrusu pavairošana
Lai varētu vairoties, vīrusiem ir jāiefiltrējas saimniekšūnās. Daži vīrusi var pastāvēt lielā skaitā saimnieku, savukārt citi mēdz būt specifiski sugai. Sākotnējā infekcijas stadijā vīruss ievada šūnā ģenētisko materiālu DNS vai RNS veidā. Tā reproduktīvā funkcija, kā arī turpmākā šūnu attīstība ir tieši atkarīga no vīrusa gēnu un proteīnu aktivitātes un ražošanas.
Šūnu ražošanai DNS saturošiem vīrusiem nav pietiekami daudz savu proteīnu, tāpēc tiek izmantotas līdzīgas nesējvielas. Kādu laiku pēc inficēšanās šūnā paliek tikai neliela daļa no sākotnējiem vīrusiem. Šo fāzi sauc par aptumsumu. Vīrusa genoms šajā periodā cieši mijiedarbojas ar nesēju. Tad pēc vairākiem posmiem sākas vīrusa pēcnācēju uzkrāšanās intracelulārajā telpā. To sauc par nogatavināšanas fāzi. Apsveriet DNS saturošu vīrusu vairošanās posmu secību.
Dzīves cikls
Vīrusu dzīves cikls sastāv no vairākiem obligātiem posmiem:
1. Adsorbcija uz saimniekšūnas. Šis ir sākotnējais un svarīgais posms mērķa šūnu atpazīšanā ar receptoriem. Adsorbcija var notikt uz orgānu vai audu šūnām. Process iedarbina mehānismu turpmākai vīrusa integrācijai šūnā. Šūnu saistīšanai nepieciešams noteikts jonu daudzums. Tas ir nepieciešams, lai samazinātu elektrostatisko atgrūšanos. Ja iekļūšana šūnā neizdodas, vīruss meklē jaunu integrācijas mērķi un process tiek atkārtots. Šī parādība izskaidro pārliecību par vīrusa nonākšanu cilvēka ķermenī.
Piemēram, augšējo elpceļu gļotādā ir gripas vīrusa receptori. No otras puses, ādas šūnas to nedara. Šī iemesla dēļ nav iespējams saslimt ar gripu caur ādu, tas ir iespējams tikai ieelpojot vīrusa daļiņas. Baktēriju vīrusi pavedienu veidā vai bez procesiem nevar piestiprināties pie šūnu sieniņām, tāpēc tie adsorbējas uz fimbrijām. Sākotnējā posmā adsorbcija notiek elektrostatiskās mijiedarbības dēļ. Šī fāze ir atgriezeniska, jo vīrusa daļiņa ir viegli atdalāma no mērķa šūnas. No otrās fāzes atdalīšana nav iespējama.
2. Nākamais DNS saturošu vīrusu vairošanās posms ir raksturīgs ar visa viriona vai nukleīnskābes iekļūšanu, ko tas izdala saimniekšūnā. Vīruss ir vieglāk integrēties dzīvnieka ķermenī, jo šūnas šajā gadījumā to nedaranodrošināts ar apvalku. Ja virionam ārpusē ir lipoproteīnu membrāna, tad, saskaroties ar līdzīgu saimniekšūnas aizsardzību, tas saduras un vīruss nokļūst citoplazmā. Vīrusus, kas iekļūst baktērijās, augos un sēnēs, ir grūtāk integrēt, jo šajā gadījumā tie ir spiesti iziet cauri stingrai šūnas sienai. Lai to izdarītu, piemēram, bakteriofāgi tiek nodrošināti ar enzīmu lizocīms, kas palīdz izšķīdināt cietās šūnu sienas. Tālāk ir sniegti DNS saturošu vīrusu piemēri.
3. Trešo posmu sauc par deproteinizāciju. To raksturo nukleīnskābes izdalīšanās, kas ir ģenētiskās informācijas nesējs. Dažos vīrusos, piemēram, bakteriofāgos, šis process tiek apvienots ar otro posmu, jo viriona proteīna apvalks paliek ārpus saimniekšūnas. Virions spēj iekļūt šūnā, notverot pēdējo. Šajā gadījumā rodas vakuola-fagosoma, kas absorbē primārās lizosomas. Šajā gadījumā šķelšanās fermentos notiek tikai vīrusa šūnas olb altumvielu daļā, un nukleīnskābe paliek nemainīga. Tieši viņa pēc tam būtiski pārveido veselīgas šūnas darbību, liekot tai ražot vīrusam nepieciešamās vielas. Pats vīruss nav nodrošināts ar šādām procedūrām nepieciešamajiem mehānismiem. Ir tāda lieta kā vīrusa genoma stratēģija, kas ietver ģenētiskās informācijas ieviešanu.
4. Ceturto DNS saturošo vīrusu reprodukcijas posmu pavada vīrusa dzīvībai nepieciešamo vielu ražošana, kas tiek veikta nukleīnskābes ietekmē.skābes. Pirmkārt, tiek ražota agrīna mRNS, kas kļūs par pamatu vīrusa proteīniem. Molekulas, kas radušās pirms nukleīnskābes izdalīšanās, sauc par agrīnām. Molekulas, kas radušās pēc skābes replikācijas, sauc par vēlu. Ir svarīgi saprast, ka molekulu veidošanās ir tieši atkarīga no konkrētā vīrusa nukleīnskābes veida. Biosintēzes laikā DNS saturošie vīrusi pielīp pie noteiktas shēmas, ieskaitot konkrētus soļus – DNS-RNS-proteīnu. RNS polimerāzes transkripcijas procesā tiek izmantoti mazi vīrusi. Lielie, piemēram, baku vīruss, tiek sintezēti nevis šūnas kodolā, bet gan citoplazmā.
DNS saturoši vīrusi ietver B hepatītu, herpes, baku vīrusus, papovavīrusus, hepadnavīrusus, parvovīrusus.
RNS vīrusu grupas
RNS saturoši vīrusi ir sadalīti vairākās grupās:
1. Pirmā grupa ir visvienkāršākā. Tas ietver koronavīrusu, togu un pikornavīrusus. Šajos vīrusa veidos transkripcija netiek veikta, jo viriona vienpavedienu RNS neatkarīgi īsteno matricskābes funkciju, tas ir, tas ir pamats proteīnu ražošanai šūnu ribosomu līmenī. Tādējādi viņu bioprodukcijas shēma izskatās kā RNS proteīns. Šīs grupas vīrusus sauc arī par pozitīvu genomu vai metatarsālu.
2. Otrajā DNS un RNS saturošo vīrusu grupā ietilpst mīnus virknes vīrusi, tas ir, tiem ir negatīvs genoms. Tās ir masalas, gripa, cūciņas un daudzi citi. Tie satur arī vienpavedienu RNS, bet tā navpiemērots tiešraidei. Šī iemesla dēļ dati vispirms tiek pārsūtīti uz viriona RNS, un iegūtā matricas skābe vēlāk kalpos par pamatu vīrusu proteīnu ražošanai. Transkripciju šajā gadījumā nosaka no ribonukleīnskābes atkarīga RNS polimerāze. Šo enzīmu nes virions, jo sākotnēji tas šūnā nav. Tas ir tāpēc, ka šūnai nav jāpārstrādā RNS, lai ražotu citu RNS. Tātad bioprodukcijas shēma šajā gadījumā izskatīsies kā RNS-RNS-proteīns.
3. Trešo grupu veido tā sauktie retrovīrusi. Tie ir iekļauti arī onkovīrusu kategorijā. To biosintēze notiek sarežģītākā veidā. Sākotnējā vienpavedienu tipa ziņojuma RNS DNS tiek ražota sākotnējā stadijā, kas ir unikāla parādība, kurai dabā nav analogu. Procesu kontrolē īpašs enzīms, proti, no RNS atkarīgā DNS polimerāze. Šo enzīmu sauc arī par reverso transkriptāzi vai reverso transkriptāzi. Biosintēzes rezultātā iegūtā DNS molekula iegūst gredzena formu un tiek apzīmēta kā provīruss. Pēc tam molekula tiek ievadīta nesēja hromosomu šūnās un vairākas reizes pārrakstīta ar RNS polimerāzi. Izveidotās kopijas veic šādas darbības: tās attēlo RNS matricu, ar kuras palīdzību tiek ražots vīrusa proteīns, kā arī RNS virions. Sintēzes shēma ir parādīta šādi: RNS-DNS-RNS-proteīns.
4. Ceturtā grupa veidojas no vīrusiem, kuru RNS ir divpavedienu forma. To transkripciju veicno enzīma vīrusa atkarīga RNS polimerāzes RNS.
5. Piektajā grupā vīrusa daļiņas komponentu, proti, kapsīdu proteīnu un nukleīnskābju, ražošana notiek atkārtoti.
6. Sestajā grupā ietilpst virioni, kas rodas pašsavienošanās rezultātā, pamatojoties uz daudzām olb altumvielu un skābju kopijām. Šim nolūkam virionu koncentrācijai jāsasniedz kritiskā vērtība. Šajā gadījumā vīrusa daļiņas sastāvdaļas tiek ražotas atsevišķi viena no otras dažādās šūnas zonās. Sarežģīti vīrusi veido arī aizsargājošu vielu apvalku, kas veido plazmas šūnu membrānu.
7. Pēdējā posmā no saimniekšūnas tiek atbrīvotas jaunas vīrusa daļiņas. Šis process notiek dažādos veidos atkarībā no vīrusa veida. Dažas šūnas mirst, kad tiek atbrīvota šūnu līze. Citos gadījumos ir iespējama pumpuru veidošanās no šūnas, tomēr šī metode nenovērš tās tālāku nāvi, jo tiek bojāta plazmas membrāna.
Periodu, līdz vīruss atstāj šūnu, sauc par latentu. Šī intervāla ilgums var atšķirties no dažām stundām līdz dažām dienām.
Genomiski vīrusi, kas satur DNS
Vīrusi, genoma sugu DNS saturs ir sadalīts četrās grupās:
1. Genomi, piemēram, adeno-, papova- un herpesvīrusi, tiek pārnesti un kopēti nesēja šūnu kodolā. Tie ir vīrusi, kas satur divpavedienu DNS. Kapsīdi, nonākuši šūnā, tiek pārnesti uz šūnas kodola membrānu, lai vēlāk, reibumānoteiktu faktoru dēļ vīrusa DNS nonāca nukleoplazmā un uzkrājas tur. Šajā gadījumā vīrusi izmanto RNS matricu un nesēja šūnu fermentus. Vispirms tiek pārnesti A-olb altumvielas, pēc tam b-olb altumvielas un g-olb altumvielas. RNS veidne rodas no a-22 un a-47. RNS polimerāze īsteno DNS pārnesi, kas izplatās saskaņā ar ritošā gredzena principu. Savukārt kapsīds rodas no g-5 proteīna. Kādi citi DNS vīrusa genomi pastāv?
2. Poksivīrusi ir iekļauti otrajā grupā. Sākotnējā posmā darbības tiek veiktas citoplazmā. Tur izdalās nukleotīdi un sākas transkripcija. Tad veidojas RNS šablons. Ražošanas sākumposmā tiek izveidota DNS polimerāze un aptuveni 70 proteīni, un divpavedienu DNS sadala polimerāze. Abās genoma pusēs replikācija sākas tajās vietās, kur sākotnējā stadijā tika veikta DNS ķēžu attīšana un sadalīšana.
3. Trešajā grupā ietilpst parvovīrusi. Reprodukcija tiek veikta nesēja šūnas kodolā un ir atkarīga no šūnas funkcijām. Šajā gadījumā DNS veido tā saukto matadata struktūru un darbojas kā sēkla. Pirmie 125 bāzes pāri tiek pārnesti no sākotnējās šķipsnas uz blakus esošo pavedienu, kas kalpo kā veidne. Tādējādi notiek inversija. Sintēzei ir nepieciešama DNS polimerāze, kuras dēļ notiek vīrusa genoma transkripcija.
8. Ceturtajā grupā ietilpst hepadnavīrusi. Tas ietver DNS saturošu hepatīta vīrusu. Cirkulāra tipa vīrusa DNS darbojas kā pamats vīrusa mRNS un plus virknes RNS ražošanai. Viņa savukārt,kļūst par veidni DNS negatīvās virknes sintēzei.
Cīņas metodes
DNS – saturoši vīrusi, protams, apdraud cilvēka veselību. Galvenā metode, kā ar tām cīnīties, var būt profilaktiski pasākumi, kas vērsti uz imunitātes stiprināšanu, kā arī regulāra vakcinācija.
Parasti antivielas, kuru mērķis ir apkarot noteiktus vīrusus, veidojas kaitīgu mikroorganismu invāzijas rezultātā nesēja sistēmā. Tomēr jūs varat palielināt antivielu veidošanos iepriekš, veicot profilaktisko vakcināciju.
Vakcināciju veidi
Ir vairāki galvenie vakcinācijas veidi, tostarp:
1. Vājinātu vīrusu šūnu ievadīšana organismā. Tas provocē palielināta antivielu daudzuma veidošanos, kas ļauj cīnīties ar parasto vīrusa celmu.
2. Jau miruša vīrusa ieviešana. Darbības princips ir līdzīgs pirmajam variantam.
3. pasīvā imunizācija. Šī metode sastāv no jau sintezētu antivielu ievadīšanas. Tās var būt vai nu cilvēka asinis, kuram ir bijusi slimība, pret kuru tiek ievadīta vakcīna, vai dzīvnieka, piemēram, zirgu asinis. Mēs pārbaudījām DNS saturošu vīrusu vairošanās secību.
Lai organisms netiktu inficēts ar dažāda veida vīrusiem, kas ir bīstami cilvēka veselībai, organisms jāsargā no iespējamās saskarsmes ar patogēniem mikroorganismiem. Ir pilnīgi iespējams izvairīties no toksoplazmas, mikoplazmas, herpes, hlamīdijām un citām izplatītām vīrusa formām, vienkārši ievērojot noteiktusieteikumus. Tas jo īpaši attiecas uz bērniem, kas jaunāki par 15 gadiem.
Ja bērna ķermenis nebija inficēts ar iepriekšminētajiem vīrusu celmiem, tad viņam pusaudža gados veidojas veselīga un pastiprināta imunitāte. Vīrusu galvenās briesmas ne vienmēr ir tās izpausmes, bet gan to ietekme uz mūsu ķermeņa aizsargājošajām īpašībām. DNS un RNS saturošu vīrusu piemēri interesē daudzus.
Herpes vīruss, kas atrodas organismā 9 no 10 Zemes iedzīvotājiem, dzīves laikā samazina imūnās īpašības par aptuveni 10 procentiem, lai gan tas var neizpausties nekādā veidā.
Secinājums
Papildus šādai vīrusu slodzei, kas dažkārt neaprobežojas tikai ar herpes slimībām, mūsdienu dzīves apstākļi ir tālu no ideāliem, kas ietekmē arī ķermeņa aizsargbarjeras. Šajā postenī ietilpst piespiedu pilsētas dzīves ritms, slikta ekoloģija, nepietiekams uzturs utt. Uz vispārējā cilvēka veselības stāvokļa pasliktināšanās fona viņa organisms kļūst mazāk izturīgs pret dažādiem vīrusiem un attiecīgi arī biežām slimībām.
