2
– ДƏРІС. Экожүйенің биотехнологиялық ресурстары: вирустар
Биотехнология, өндіріс аймағы ретінде – бұл тірі организмдер көмегімен
өнім өндірісіне бағытталған биоиндустриалды ғылым.
Биотехнологиялық
өнімдерді
өндіру
негізіндегі
биологиялық
əралуандылық. Органикалық əлем – біздің планетамызда тіршілік етіп келе
жатқан тірі организмдер. Органикалық əлемді тіршіліктің ұйымдасу формасы
бойынша, генетикалық əр түрлілікке байланысты жəне биологиялық
қасиеттеріне қарай жіктеуге болады (2.1-сурет).
Тіршіліктің клеткалық емес формалары. Тіршіліктің клеткалық емес
түріне вирустар жатады. Вирустар тек клеткаішілік паразитизм кезеңінде ғана
өміршеңдігін байқатады. Өзінің кішкентай мөлшеріне байланысты, вирустар
кез келген сүзгілерден (фильтрлерден) өтіп кете алады, сондықтан да олар
алғашында
фильтрлеуші
вирустар
деп
аталып
келді. Вирустар
ультрамикроскоптық организмдерге жатады.
Вирустарды алғаш рет темекі теңбілін зерттеген орыс ботанигі Д.И.
Ивановский (1892 жылы) болды, бірақ оларды көру көптеген жылдардан кейін
ғана мүмкіндік ашылды.
1935 жылы У. Стенли темекі теңбілі вирустарын кристалл күйінде алды.
Осы кристалды темекі өсімдігіне енгізгенде темекі теңбілі ауруының барлық
балгісі қайталанатыны анықталды. Осыдан кейін көптеген вирустардың
кристалл түрлері алынды.
Өзінің көлеміне қарай вирустың бөлшектері ең кішкене тірі клеткалар
мен химиялық қосылыстардың ірі молекулалары арасынан орын алады. Орташа
мөлшердегі вирус бөлшегі əдеттегі бактериядан 1500 есе жеңіл екені
анықталды. Вирустарда
ядро, цитоплазма, клетка
қабықшасыөзара
жекеленбеген. Олардың шамасы 10-нан 350мкм–ге жетеді. Мəселен аусыл
вирусының шамасы 10 мкм, құтыру вирусынікі 100-150мкм, темекі теңбілінікі
15мкм болады.
Вирус бөлшегінің құрамына кіретін жоғары молекулалы қосылыс –
белоктың құрамы да күрделі, ол амин қышқылдарынан тұрады. Амин
14
қышқылдарының жалпы саны жиырма. Əрине бұл алғшқыда қарағанда аз
сияқты, дегенмен олар табиғатта кездесетін əртүрлі белоктарды түзе алатын
қабілеті бар. Ғалымдар темекі теңбілі вирусындағы белок құрылымын зерттеп,
оның жеке тізбегінің өзінде 158 амин қышқылдары, ал вирустың барлық
тізбегінде 2130 амин қышқылдары болатынын анықтады.
Құрамы күрделі вирустарда белок пен нуклеин қышқылдарынан басқа
көмірсулары, май тəрізді заттар, əсіресе маңызды нəрсе – ферменттер кездеседі.
Вирустың бөлшегінің жəне компоненттері өте күрделі қызмет атқарады.
Мысалы, белок қабықша вирусты қолайсыз жағдайдан сақтайды, нуклеин
қышқылы оның тұқымқуалаушылық жəне зақымдаушылық қасиетін
анықтайды, ал ферменттер басқа организм клеткасын ерітіп, вирустың оған
енуін оңайлатады.
Вирус тірі адамның серігі десек қателеспейміз. Өйткені олар адам
туғаннан бастап оны қоршайды жəне онымен бірге тіршілік етеді. Олардың біз
кейбіреулерін елең етпесек, қалған біреулерімен жанассақ болағаны, ауырып
қаламыз. Адам организміне вирустар бірнеше жолдармен енеді: ауамен немесе
тағаммен немесе маса, кенелер көмегімен.
Қазіргі кезде адам, жануарлар мен өсімдіктерде жұқпалы ауруларды
қоздырғыштардың 600-ден астам вирустары табылды. Осындай қыруар ғылыми
еңбектің нəтижесінде вирусология деп аталатын ғылым саласының негізі
қаланды. Қазір ол зор қарқынмен дамуда.
Қазіргі кезде вирустардың таяқша, жіпше, цилиндр, түйреуіш тəрізді
түрлерін кездестіруге болады.
Вирустардың ерекше қасиеттерінің бірі – олардың зертханада жасалған
жасанды қоректік ортада өспеуі. Олар тек тірі клеткаларда ғана тіршілік етеді.
Тірі
немесе
құрылымы
бұзылған, ұнтақталған
ұлпаларда, тауық
жұмыртқасында өсіп өне алады. Кейбір вирустардың белгілі бір жағдайда
кристалға айналатын қасиеті бар.
Вирустардың бөлшегі – вириондар, нуклеин қышқылдары мен белоктан
тұрады. ДНҚ немесе РНҚ тұратын спираль тəрізді жəне капсид деп аталатын
белок молекулаларымен қоршалған болады. Белоктың бір немесе бірнеше
молекуласынан құралған капсидтер капсомерлер деп аталады. Белокты капсид
пен нуклеин қышқылының (ДНҚ немесе РНҚ) қосылысы клеокапсид деп
аталады. Басқа барлық тірі организмдермен салыстырғанда вирустардың
клеткалық құрылысы жоқ..
Вирустар топырақта көбеймейді, бірақ ұзақ уақыт сақталуы мүмкін. Адам
мен жануарлардың біраз вирустары топыраққа түскеннің өзінде бірнеше айлар
бойы өзінің ауру қоздырғыштық қасиетін жоймай сақтайтыны белгілі болды.
Вирустар тіршілік жағдайына тез бейімделіп, өзгеріп отырады. Олардың
осы қасиетін ескере отырып, қазіргі кезде аса тиімді шипалық қасиеті бар
вакциналарды жасайды.
Төменгі температурада вирустар тіршілігін жоймайды. Ал +55
0
-60
0
С
температурада олардың кейбіреулері бір сағаттың ішінде, ал көпшілігі +90
0
С
градус ыстықта қырылып қалады. Вирустар құрғатуға да төзімді, олардың
тіршілігі жойылмайды. Ультракүлгін сəулелер де бұларға күшті əсер етеді.
15
Бірқатар химиялық заттар: этил, метил спирттері, эфир жəне хлороформ
вирустарды қырып жібереді.
Қазіргі кезде адам мен жануарларда вирустар қоздыратын отызға жуық
ісік аурулары бар. Бұларға тауық лейкозы мен саркомасы, тышқан емшегі
бездерінің рагі, үй қояны лейкозы жəне рагі т.б. жатады.
Көпшілік жағдайда ісікті қоздыратындар клетка ішінде болса да, ешбір
əрекет жасамайды. Олар тек қолайлы жағдайда ғана қаулап өсе алады жəне
бұған ісіктің өсуін қолдайтын кейбір консерогенді заттар организмдер өте
күшті қарқынмен көбейетін жас клеткалардың пайда болуына жəне ісік
туғызатын вирустардың дамуына аса қолайлы жағдай жасайды.
Клеткаға еніп кеткен вирустармен күрес жасау оңай емес. Вирустарды
клетка өте жақсы қорғайды да олардың көбеюіне жағдай туғызады. Клеткада
бір вирус болғанда екінші вирустың енуіне тыйым салынады, мұндай қорғаныш
интерферон деген заттың əсерінен ғана болады.
Инфекция – адам мен жануарларда паразит микроорганизмдердің əсер
етуінің бір көрінісі, оларға жұқпалы аурулар жатады. Жұқпалы аурулардың
қоздырғышы патогенді микробтар.
Жұқпалы аурулардың таралуы адам мен жануарлардың организмінің
беріктігіне яғни сол ауруға қарсы тұра алатындық қасиетіне байланысты.
Мысалы тауық топалаңмен мүлде ауырмайды. Жұқпалы ауру қоздырғыштары
біздің организмге түрліше зиянды əсер етеді. Зиянды микробтардың көпшілігі
организмді уландырып, нерв жүйесін, жүрек қызметін, қантамырларын жəне
ішкі мүшелердің барлығын зақымдайтын түрлі улы заттар бөліп шығарады.
Ауру қоздырғышы, яғни патоген микробтар бір адамнан екінші адамға
жұғуы əбен мүмкін. Көптеген зиянды микробтар науқас адамдар тыныс алғанда
ауаға тарайды. Осы ауамен демалған сау адамның науқастануы ықтимал.
Əрбір патоген микробтар тек бір ауруды ғана қоздыруы мүмкін, яғни
олардың атқаратын қызметі жекеленген болады. Кейде адамдарда белгілі бір
аурулар тек жануарлардың бір түрінен жұғады. Мысалға маңқа ауруы адамға
жылқы немесе мысықтан жұғады. Ал кейбір ауру адамға қауіпсіз. Мысалы ит,
шошқа жəне ірі қара обасы адамға қауіпсіз.
Көптеген вирустар субмикроскопиялық мөлшерде кездеседі, сондықтан
олардың құрылымын зерттеу үшін электронды микроскоптарды қолданамыз.
Неғұрлым ұсақ вирустар, мысалы аусыл қоздырғыштары жұмыртқа ақуызының
молекуласындай ғана болады. Соған қарамастан көлемі ірі вирустар да
кездеседі. Оған мысал ретінде шешек қоздырғышын алсақ болады. Ол жарық
микроскобтан да көріне береді.
Вириондар немесе вироспоралар төмендегі бөліктерден тұрады:
- ақуызды қабықтан;
- генетикалық материал орналасқан нуклеокапсидтен. Ол нуклеин қышқылы
ретінде танылған:
-
кейбір вирустар дезоксирибонуклеин қышқылдарынан тұрады (ДНҚ);
-
кейбіреулірінің құрамында рибонуклеин қышқылдары бар (РНҚ);
Вироспоралар стадиясында тіршіліктің ешқандай белгісі байқалмайды.
Осыған байланысты ғылымда вирустарды осы стадияда тірі деп айтуға болаты-
16
нын айқындайтын біркелкі қалыптасқан пікір жоқ. Кейбір вирустар өлі зат
түрінде кристалданып қалады, бірақ олар сезімтал организмдер клеткасына ен-
генде тірі организмнің барлық белгілерін береді. Осылайша, вирустар өз
кезегінде бүтін организмдер əлемін өлі органикалық заттармен байланыстыра-
тын көпір түзеді.
Вироспора – вирустың тіршілік ету стадиясының бірі ғана. Тіршілік цик-
лы бойынша вирустарды келесі кезеңдерге бөліп тастауға болады:
-
вирустың клеткаға жабысуы;
-
оған енуі;
-
латентті кезең;
-
вирустардың жаңа дəуірінің түзілуі; вироспоралардың шығуы.
Органикалық
əлемнің
жіктелуі
Тіршілік
ұйымдасуының
формасы
Генетикалық
əр түрлілік
Биология
Клеткалық
емес
Клеткалық
Вирустар
Прокариоттар
Эукариоттар
РНҚ
ДНҚ
Вирустар
Жануарлар
Өсімдіктер
Саңырауқұл
ақтар
Бактериялар
Вирустар
Вирустар
Эукариоттар
Прокариот-
тар
17
2.1 - сурет. Биотехнологиялық индустрияның негізі ретінде,
биологиялық əр түрлілік.
Латентті кезеңде вирус жоқ болып кеткендей болады. Оны клеткадан
шығарып алу мүмкін емес, бірақ дəл осы кезеңде бүкіл клеткалар вирусқа
қажетті барлық ақуыздар мен нуклеин қышқылдарын синтездейді, нəтижесінде
вироспоралардың жаңа дəуірі басталады.
Өсімдіктерде, жануарларда, адамдарда ауру туғызатын жүздеген вирустар
бар. Адамның вирустық ауруларына құтыру, шешек, көктемгі-жазғы кене
энцефалиті, грипп, эпидемиялық паротит, жұқпалы сары ауру, қызылша, сүйел
жəне т.б.
Бактерия клеткаларында паразиттікке үйренген жəне осы клеткалар сыр-
тында тіршілік қабілетін байқатпайтын вирустар тобы фаг деген атауға ие бо-
лып отыр.
Фагтар өздерінің құрылымы бойынша өсімдіктер мен жануарлар
клеткасында паразиттік тіршілік ететін вирустарға қарағанда күрделірек.
Көптеген фагтардың басы жəне құйрығы болады. Фагтың ішкі құрылымы ДНҚ-
дан тұрады, ал ақуызды компонент қабықшасында тұрақтаған.
Фагтар бактериялардың белгілі бір түрлеріне ену арқылы көбейеді жəне
бактерия клеткасының еруін тудырады (лзис). Осыған орай, фагтар
профилактикалық жəне емдеу мақсатымен холераның қоздырғыштарына қарсы
қолданылады.
Кейде фагтардың клеткаға енуі бактерияның лизисі арқылы іске аспай
қалады, мұндайда фаг ДНҚ-сы бактерияның тұқым қуалаушылық құрылымына
қосылып, оның ұрпақтарына беріледі. Бұл бактерия клеткаларының көптеген
ұрпақтарында жалғасын таба береді. Мұндай бактериялар лизогенді деген атау
алды. Сыртқы факторлардың əсерінен, əсіресе сəулелі энергиядан лизогенді
бактериялардағы фаг өзін көрсете бастайды, сөйтіп, бактериялар лизиске
ұшырайды. Лизогенді бактерияладың бұл ерекшелігі оларды ғарыш кемесінде
міндетті түрдегі «пассажир» етті. Олар ғарыш кемесінде кеме кабинасына
ғарыштық радиацияның ену индикаторы ретінде қызмет етеді.
Достарыңызбен бөлісу: |