Сұраншиев Ж.Ә. «Ветеринарлық вирусология» пэоәК

5-ші дәріс тезисі 
Дәріс тақырыбы 
ВИРУСТАРДЫҢ ГЕНЕТИКАСЫ МЕН 
ЭКОЛОГИЯСЫ 
 
Сабақтыың мақсаты: 
1.Вирустар генетикасы.
2.Вирустардағы тұқым қуалаушылық, өзгергіштік, таңдау және эволюция.
3.Ген, геном және генофонд туралы түсінік.
4.Вирустық геномның құрылымы. 
Вирустардың тұқым қуалайтын өзгергіштігі. Вирустарда хромосомалардың 
рөлін нуклеин қышқылының жіптері (ДНҚ немесе РНҚ) атқарады, 
кейбіреулерінде ол тұтас, басқаларында (тұмау, рео-, аренавирустар) 
фрагменттелген. Белгілі бір полипептидтің синтезіне жауап беретін (детер-тау) 
нуклеин қышқылының жеке бөлімдері гендер деп аталады. 
Фенотип-бұл вирустың барлық сыртқы және ішкі белгілері мен 
функцияларының жиынтығы. Вирустың фенотиптік қасиеттерін морфологиялық 
және серологиялық әдістермен анықтауға болады Генотип тек тұқым қуалайтын 
материалдың құрылымымен анықталады-ДНҚ немесе РНҚ, яғни олардың 
молекулаларындағы нуклеотидтердің тізбегі вирустың фенотипі оның тұрақты 
қасиеті емес, ол мутация нәтижесінде де, сыртқы көбею жағдайларының әсерінен 
де өзгеруі мүмкін. Генотип-бұл вирустың тұрақты қасиеті және геномда болатын 
мутация нәтижесінде өзгереді. 
Вирустардағы гендер саны айтарлықтай өзгереді: вирустардан протозоа 
құрамында 3-тен 5-ке дейін ген бар (мысалы, ДНҚ-да полиома вирусы бар); 
пикорнавирустарда 6-8 ген бар. Алайда, неғұрлым күрделі вирустың (мысалы, T4 
үлкен бактериофагында) 30 - дан астам ген қабық ақуыздарының синтезін және 
кем дегенде 15-нуклеотидті прекурсорлардың синтезін басқарады; бұл фагтың 
көбеюі үшін жүзге жуық ген қатысады. Жануарлар вирустарының геномы екі 
бірдей РНҚ молекуласымен ұсынылған диплоидты геномы бар ретровирустарды 
қоспағанда, гаплоидты болып табылады. Фрагменттелген геномы бар вирустарда 
(тұмау вирустары, реовирустар) әр фрагмент әдетте бір геннен тұрады. ДНҚ бар 
вирустардың құрамында реттеуші аймақтар бар, оның ішінде құрылымдық 
гендердің қызметін бақылайтын промотор бар. Күшті промоторлар-бұл көптеген 
вирустық ДНҚ-ның ұштары, олар ұзақ қайталануды білдіреді. 
Көптеген вирустарда синтезделген ақуыздардың молекулалық массасы 
теориялық есептелгеннен асады. Бұл құбылыс генетикалық материалды барынша 
үнемдей отырып, егжей-тегжейлі генетикалық ақпаратты алуға мүмкіндік беретін 
вирустардың механизмдерінің болуымен түсіндіріледі. Генетикалық ақпаратты 
ұлғайту тәсілдері: 1) бір и-РНҚ-ны, бірақ басқа бастамашы кодоннан екі рет оқу; 
2) трансляция шеңберін жылжыту; 3) интрондарды кесу және экзондарды тігу 
процесі; 4) ДНҚ-ның қабаттасқан аймақтарынан транскриптациялау және т. б. 
болып табылады. 
I-РНҚ құрамында әдетте бірнеше қоздырғыш кодондар кездеседі. Трансляция 
жақтауды жылжытпай және оны сдвигатпен жүзеге асырылуы мүмкін. 
Генетикалық код үштік болып табылады, яғни триплетті құрайтын үш нуклеотид 
немесе кодон бір аминқышқылын кодтайды. Егер триплеттер сақталса және 
генетикалық код өзгермесе, екі түрлі бастамашы ко-дондардан трансляциялау 

кезінде бірінші полипептидтің қысқартылған учаскесі болып табылатын 
полипептидтер синтезделеді. 
Жақтаудың ығысуымен шашырату бірқатар вирустарда кең таралған (тұмау 
вирустары, парамиксо-, бунья-, аденовирустар және т.б.). Генетикалық 
материалды үнемдеу әдістерінің бірі-полипептидті әр түрлі ұзындықтағы 
бөлімдерге кесу, нәтижесінде аминқышқылдарының бір-біріне сәйкес келетін әр 
түрлі полипептидтер пайда болады. Мұндай тетік кесуге арналған орын бар 
аденоассоциированных вирустар. 
Осылайша, нуклеин қышқылы молекуласындағы триплеттердің жалпы саны 
барлық гендердің құрамына кіретін триплеттер санының қосындысынан аз болуы 
мүмкін. Гендер саны туралы дәлірек түсініктерді биохимиялық және генетикалық 
талдаулар арқылы алуға болады. Гендердің қабаттасуы және аударма шеңберінің 
ауысуы нәтижесінде гендердің шекаралары "өзгереді", ал" ген " ұғымы белгілі бір 
мағынада геномның дискретті фрагменті ретінде бастапқы мағынасын жоғалтады 
және функционалды мәнге ие болады. 
Вирустардағы Мутация. Вирустардың қасиеттерінің тұқым қуалайтын 
өзгеруінің негізінде екі процесс болуы мүмкін: 1) мутация, яғни вирус геномының 
белгілі бір учаскесіндегі нуклеотидтер тізбегінің өзгеруі, бұл қасиеттің 
фенотиптік айқын өзгеруіне әкеледі және 2) рекомбинация, яғни екі жақын, бірақ 
вирустың тұқым қуалайтын қасиеттерінде ерекшеленетін генетикалық 
материалмен алмасу. Мутация-гендердің өзгеруіне байланысты өзгергіштік. Ол 
үзіліссіз, спазмодикалық сипатқа ие болуы мүмкін және вирустардың тұқым 
қуалайтын қасиеттерінің тұрақты өзгеруіне әкеледі. Вирустардың барлық 
мутациялары екі топқа бөлінеді: спонтанды және индукцияланған; ұзындығы 
бойынша олар нүктелік және аберрациялық (геномның едәуір бөлігін қайғылы 
ететін өзгерістер) болып бөлінеді. Нүктелік мутациялар бір нуклеотидті (РНҚ бар 
вирустар үшін) немесе бір жұп қосымша нуклеотидті (ДНҚ бар вирустар үшін) 
ауыстыру арқылы анықталады. 
Фагтардағы аберрация бір немесе бірнеше вирус функцияларын анықтайтын 
(анықтайтын) бір жұптан тізбекке дейінгі нуклеотидтердің жеке санының 
жойылуымен (жоғалуымен) байланысты. Стихиялық және индукцияланған 
мутациялар тікелей және кері (кері) болып бөлінеді. Мутациялардың әртүрлі 
салдары болуы мүмкін. Кейбір жағдайларда олар қалыпты жағдайда фенотиптік 
құбылыстардың өзгеруіне әкеледі. Басқа жағдайларда мутация өлімге әкеледі, 
өйткені оның нәтижесінде маңызды вирустық ақуыздың синтезі немесе қызметі 
бұзылады, мысалы вирустық лимераза. Кейбір жағдайларда мутациялар шартты 
түрде өлімге әкеледі, өйткені вирусқа тән ақуыз ол үшін белгілі бір оңтайлы 
жағдайларда өз функцияларын сақтайды және шешілмейтін жағдайларда бұл 
әдісті жоғалтады. Тірі табиғатта мутациялар өте сирек және өздігінен пайда 
болады, яғни.әр жеке жағдайда анықтау қиын себептердің әсерінен. Бір генде 
пайда болатын стихиялық мутациялар оның ұзындығы бойынша біркелкі 
бөлінбейді. Геннің кейбір бөліктері жиі мутацияға ұшырайды, олар" ыстық " 
нүктелер деп аталады, басқалары сирек кездеседі. 
Жануарларға өту кезіндегі мутациялар. Зертханалық, табиғи сезімтал немесе 
иммунды емес жануарларға ұзақ уақыт бейімделу арқылы вирустардың жүз 
иммундық штамдарын алудың көптеген мысалдары бар. Тышқандардың миы 
арқылы сары безгегі вирусының бірнеше рет өтуі оның тышқандар үшін 
нейротропты қасиеттерінің едәуір жоғарылауына және маймылдар үшін 

патогенділіктің жоғалуына әкелді. Вирустарды жануарлардың табиғи сезімтал 
түрлеріне немесе эксперименталды сезімтал жануарлардың гетерогенді тіндеріне 
бейімдеу кезінде жануардың түрі мен жасы, вирусты енгізу әдісі және оның 
қасиеттері жұмыстың сәттілігінде шешуші мәнге ие. Вирустардың тұқым 
қуалайтын өзгергіштігі олардың эмбриондарда өтуі кезінде де байқалды. 
Осылайша инфекциялық бронхит, инфекциялық ларинготрахеит және т.б. 
профилактика үшін вакциналық штаммдар алынды. Сонымен, тауық 
эмбриондарының тірі тіндерінің мәдениетінде ұзақ уақыт өткеннен кейін, сары 
Радка вирусы иммуногенділікті сақтай отырып, нейротропты және висцеротропты 
қасиеттерін жоғалтты. Вирустық популяцияның тұқым қуалайтын өзгергіштік 
механизмінің негізінде екі процесс жатыр - мутация және селекция, және осы 
және басқа процесте мутация индукторы және селективті фактор болып 
табылатын сыртқы орта маңызды рөл атқарады. 
Геномдардың өзара әрекеттесуі кезінде генетикалық әсердің бірнеше 
реактивация, рекомбинация, гендердің қайта сұрыпталуы, кросс-реактивация, 
гетерозиготация сияқты формалары байқалуы мүмкін. Толық гендермен 
(интергендік рекомбинация) және сол геннің бөлімдерімен (интрагенальды 
рекомбинация) алмасу мүмкін. Омыртқалы вирустардың рекомбинациясын 
қасиеттері бойынша бір тұқымға жататын вирустарды кесіп өткен кезде ғана 
алуға болады. Эксперименттік жағдайларда гибридті нысандарды төрт тәсілдің 
бірімен алуға болады: 1) екі өміршең вирусты бірге өсіргенде, оларды ағзаға 
немесе жасуша культурасына бір мезгілде немесе әр түрлі уақытта енгізгенде; 2) 
Егер сезімтал жүйеге тірі және белсенділігі жойылған вирус енгізілсе; 3) вирусты 
және басқа штаммнан оқшауланған вирустық нуклеин қышқылын бірлесіп 
өсіргенде; 4) вирустардың екі түріне сәйкес келетін әртүрлі нуклеин 
қышқылдарын жасушалар культурасына бір мезгілде енгізген жағдайда. 
Рекомбинацияның үш түрі бар: 1) гомологиялық тізбектер арасында болатын 
жалпы рекомбинация. Мысалы, бір вирустың әртүрлі серотиптерінің геномдары 
арасында. 2) шектеулі құрылымдық ұқсастығы бар нуклеин қышқылдарының 
молекулалары арасында пайда болатын арнайы рекомбинация, яғни молекуланың 
қысқа бөліктерінде гомологиялық тізбектерге ие. 3) нуклеотидтердің қандай да 
бір ұқсас тізбегі жоқ молекулалар арасында болатын заңсыз рекомбинация. 
Мысалы, иридо - және поквирус геномдарының арасында. Рекромбинация 
нұсқасы-гендерді қайта сұрыптау деп аталатын құбылыс. Бұл сегменттелген 
геномы бар вирустардың генетикалық өзара әрекеттесуінде байқалады. Көбінесе 
бұл А тұмауының вирустарымен (үйрек, адам) кездеседі. 
Гетерозигот – бұл жасушада бір уақытта көбею кезінде тұқым қуалайтын 
қасиеттері бойынша ерекшеленетін вирустардың бірнеше бөлшектері бір ата-
аналық штаммның толық геномы бар вириондар, сонымен қатар басқа вирустың 
геномының бөлігі (немесе толық геномы) (диплоидты немесе полиплоидты 
вириондар) пайда болуы мүмкін құбылыс. Генетикалық материалды бір вирустық 
Бөлшекке біріктірудің бұл түрі мұра болмаса да, мұндай вирионға ұрпақтарын 
беруге мүмкіндік береді, онда бір вирустық бөлшектердің бір бөлігі, ал бір бөлігі 
басқа ата – ана болады. 
Транскапсидация-бұл басқа байланыссыз вирустың капсидінде орналасқан 
шетелдік генетикалық материалдың бір бөлігі негізгі вирусқа сезімтал 
жасушаларға тұрақты түрде ауыса алатын құбылыс. Бұл құбылыс аденовирус пен 
sv40 маймыл вирусының жасушаларында бір мезгілде өсірілгенде байқалады. 

Кросс-реактивация (маркерді құтқару). Бір термин екі түрлі құбылысты 
білдірді: белсенді емес геномды белсенді емес реактивациялау және екі белсенді 
емес геномды өзара реактивациялау. Екінші құбылыс бірнеше реактивациядан 
шартты түрде ерекшеленеді. 
Гендерде кодталған вирустардың барлық белгілері генетикалық деп аталады. 
Барлық организмдер сияқты, вирустар да өзгергіштікпен расталады, сонымен 
қатар олардың өзгергіштігі әлдеқайда айқын. Вирустың барлық тұқым қуалайтын 
ақпараттарының жиынтығы оның генотипін анықтайды. Вирустың фенотипі 
белгілі бір жағдайларда көрінетін барлық генетикалық белгілердің жиынтығын 
білдіреді. Генетикалық біртекті популяцияны алу кезінде эксперименттік 
зерттеулерде селекцияның мынадай әдістері пайдаланылады: 1) тауық 
эмбрионының хорионаллантикалық қабығында дара пустулалардан клондарды 
бөліп алу; 2) жасуша өсіріндісінде бляшкалардан клондарды селекциялау; 3) 
шекті сұйылту әдісімен селекциялау; 4) селективті адсорбция және элюция 
әдісімен селекциялау; 5) культивациялаудың өзгерген жағдайларында пассаждар 
әдісімен селекциялау. 
Гендік инженерия. Егер бұрын биотехнология негізінен микробиологтар мен 
энзимологтардың қызмет саласы болса, бүгінде вирусология, бактериология және 
молекулалық генетика жетістіктерінің арқасында (әсіресе ДНҚ түрлендіру 
тәсілдерінің ашылуы және оны бір организмнен екіншісіне ауыстыру) ол ғылыми-
техникалық прогрестің басым бағыттарының біріне айналды. Биотехнологияның 
қазіргі заманғы міндеттері шын мәнінде жан-жақты. Ең алдымен, зерттеулер мен 
әзірлемелердің мынадай бағыттарын айтамыз: 1) Тамақ өнімдерін өндіру.; 2) ауыл 
шаруашылығы дақылдарының өнімділігін арттыру (тіндік дақылдар негізінде 
өсімдіктердің түрлерін клондау және іріктеу); 3) биологиялық өнеркәсіп (қауіпсіз 
және арзан Бактерияға қарсы және вирусқа қарсы вакциналар өндірісі, 
антибиотиктердің, гормондардың және интерферондардың биосинтезі) және 4) 
қоршаған ортаның залалдануын азайту (сарқынды суларды тазарту, ауыл 
шаруашылығы мен өнеркәсіптің қалдықтары мен жанама өнімдерін қайта өңдеу). 
Гендік инженерия рекомбинантты ДНҚ молекулаларының in vitro 
құрылысының заңдылықтарын және олардың реципиент жасушасындағы әрекетін 
зерттейді. Бұл ғылыми бағыттың мақсаты-жаңа генетикалық құрылымдарды құру. 
Гендік инженерияның жетістіктері әлі де қарапайым болғанымен, оның болашағы 
таңқаларлық. Гендік-инженерлік манипуляциялардың мәні триадаға дейін азаяды: 
ферменттер, гендер және векторлар. Рекомбинантты молекулаларды алу төрт 
кезеңнен тұрады: 1) автономды репликацияланатын векторды алу; 2) 
рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастыру; 3) клондау-гибридті ДНҚ 
молекуласын реципиентті жасушаларға енгізу, құрамында гибридті ДНҚ 
молекулалары бар жасушаларды іріктеу және клондау; 4) гибридті ДНҚ 
молекулаларында кодталған қажетті ақуызды алу биотехнологиясын пысықтау. 

жүктеу/скачать 4.8 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: