ВІРУСИ

ВІРУСИ (від лат. Virus - отрута), неклітинні форми життя, здатні проникати в певні живі клітини і розмножуватися тільки всередині цих клітин. Подібно всім іншим організмам віруси володіють власним генетичним апаратом, який кодує синтез вірусних частинок з біохімічних попередників, які перебувають в клітці-хазяїні; при цьому використовуються биосинтетические і енергетичні системи цієї клітини. Таким чином, віруси є внутрішньоклітинними паразитами на генетичному рівні. Відкрито (вірус тютюнової мозаїки) Д. І. Івановського в 1892. Термін «Віруси» введений в 1899 М. Бейеринком. Віруси поширені в природі повсюдно. Вражають все групи живих організмів. Описано близько 500 вірусів, що вражають теплокровних хребетних, і більше 300 вірусів, що вражають вищі рослини. Деякі види ракових пухлин у тварин і, можливо, у людини мають вірусну природу.

Віруси існують в 2 формах: спочиває, або позаклітинної (вірусні частки, або віріони), і репродукується, або внутрішньоклітинної (комплекс вірус-клітина). Всі віруси умовно поділяють на прості і складні. Прості віруси складаються з нуклеїнової кислоти та білкової оболонки - капсида; деякі кристалізуються; форма паличкоподібна, ниткоподібна і сферична. Складні віруси крім білків капсида і нуклеїнової кислоти можуть містити ліпопротеїднихоболонку мембрану, вуглеводи і неструктурні білки - ферменти. Розмір віріонів 15-350 нм (довжина деяких ниткоподібних вірусів сягає 2000 нм); більшість видимі тільки в електронний мікроскоп. У віруси присутня завжди один тип нуклеїнової кислоти (або ДНК, або РНК, тому всі віруси ділять також на ДНК-содержат і РНК-содержат), яка є носієм спадкової інформації. Білки захищають нуклеїнову кислоту і обумовлюють ферментативні і антигенні властивості вірусів. Молекулярна маса вірусних ДНК кілька більш 106 - близько 200х106, вірусних РНК - від 106 до 15х106. Форми нуклеїнових кислот різноманітні: поряд з двухцепочечную ДНК і одноланцюговим і РНК зустрічаються одноцепочечниє ДНК і дволанцюжкові РНК; ДНК можуть мати лінійну і кільцеву структури, РНК, як правило, лінійні і у деяких вірусів можуть бути представлені набором фрагментів (кожен фрагмент несе певну частину генетичної інформації, необхідної для репродукції вірусу). Всі активні процеси вірусів протікають в клітинах-господарях, причому одні віруси розмножуються в їх ядрі, інші - в цитоплазмі, треті - і в ядрі, і в цитоплазмі. Розрізняють 3 основних типи взаємодії вірусу і клітини: продуктивну інфекцію (нуклеїнова кислота віріона індукує в зараженій клітині вірусспеціфіческой синтези, що призводить до утворення нового покоління інфекційних вірусних частинок), абортивні інфекцію (цикл репродукції переривається на якийсь проміжної стадії і потомство не утворюється) і вірогенію (нуклеїнова кислота вірусу вбудована в геном клітини-господаря і не здатна до автономної репродукції), окремим випадком якої є лізогенія).

Проникнення вірусної частки в клітку починається з її адсорбції на клітинної поверхні (завдяки взаємодії клітинних і вірусних рецепторів). Капсид зазнає змін, набуває чутливість до клітинних протеазам, руйнується, звільняючи нуклеїнових кислот. Нуклеїнова кислота багатьох вірусів тварин вивільняється після проникнення вірусу в клітину шляхом піноцитозу, у деяких бактеріофагів в клітку проникає вільна нуклеїнова кислота. Фітопатогенні віруси проникають через пошкодження в клітинній стінці, після чого адсорбуються на внутрішніх клітинних рецепторах і вивільняють нуклеїнову кислоту. Наступні стадії репродукції вірусу - синтез вірус-специфічних білків за участю інформаційних РНК (у одних вірусів вони входять до складу віріонів, а у інших синтезуються в заражених клітинах на матриці віріонів РНК або ДНК) і реплікація вірусних нуклеїнових кислот. Збірка вірусних частинок у деяких простих вірусів відбувається в результаті спонтанної агрегації макромолекул за типом кристалізації. Самосборка деяких вірусів здійснена в штучних умовах. З клітин вірусні частинки виходять одночасно (при руйнуванні клітин) або поступово (без руйнування клітин). При продуктивному взаємодії вірусу і клітини можуть відбуватися різні патологічні зміни-пригнічення синтезу клітинних макромолекул, пошкодження клітинних структур і т. Д. Відомі також захисні реакції клітини (утворення інтерферону). У природі віруси можуть поширюватися за допомогою переносників або механічно.

Шляхи та механізми еволюції вірусів остаточно не встановлені. Про походження вірусів існує безліч гіпотез. Основні з них:

Оскільки для філогенетичної класифікації вірусів немає достатніх даних, їх групують на підставі хімічних і морфологічних властивостей і особливостей репродукції. Віруси об'єднують в пологи і сімейства, для позначення яких застосовують латинізовані назви з закінченнями virus для роду (наприклад, Enterovirus) і viridae для родин (наприклад, Poxviridae). Види вірусів, як правило, мають тривіальні назви, наприклад, вірус тютюнової мозаїки, вірус поліомієліту, бактеріофаг Х-174 і ін. (Бінарні латинізовані найменування, застосовувані для позначення всіх видів живих організмів, для вірусів не прижились). Властивості вірусів описуються криптограмою. Віруси різко відрізняються від всіх інших форм життя. За будовою і організації вони представляють собою нуклеопротеїдні частки, за способом репродукції є внутрішньоклітинними паразитами. Будучи автономними генетичні структурами, вони мають ряд атрибутів життя, в тому числі таких важливих, як здатність до еволюції. Іноді віруси виділяють в особливе царство живої природи - Vira.

Віруси - об'єкт молекулярної біології. Вони використовуються при вивченні генетичної функцій нуклеїнових кислот, розшифровці генетичного коду та ін., Принципів і механізмів роботи генетичного апарату. Віруси широко застосовуються в роботах по генетичній інженерії, канцерогенезу.

ДНК-віруси: 1 - поксвирусов, 2 - ірідовіруси, 3 - герпесвірус, 4 - аденовірус, 5 - паповавирусов; РНК-віруси: 6 - параміксовірус, 7 - ортоміксовірусів, 8 - коронавірус, 9 - аренавірус, 10 - лейковірус, 11 - реовірус, 12 - рабдовирусами, 13 - тогавирусов. Структура і самосборка частинки вірусу тютюнової мозаїки з білкових субодиниць і молекул РНК

Див. також: бактеріофаги