Вирустар, жалпы сипаттамасы, жіктелуі. Вирионның құрылымы Жоспары: Вирустардың табиғаты Вирустардың жіктелуі (классификациясы) Вирустардың морфологиясы және биохимиясы Вирустардың табиғаты

Вирусологияның ғылым ретінде дамуы вирустардың табиғатын тануға да әсер етті. ХХ ғасырдың 30-жылдардың соңы мен 40-жылдардың басында вирустарды зерттеудің алға жылжығаны соншалықты - вирустар табиғаты бойынша тірі организмге жататыны күмән туғызбады. Оған мынадай себептер негіз болды: вирустар басқа организмдер сияқты өсіп-өніп көбейе алады; тұқымқуалаушылық және өзгергіштік қасиеті бар, ортаның өзгеруіне бейімделу қабілеті бар; табиғи және жасанды сұрыптау нәтижесінде биологиялық эволюцияға ұшырай алады. Дегенмен, вирусологияның молекулалық-биологиялық кезеңі кезінде вирустарды организм ретінде қарастыру концепциясына көзқарас өзгере бастады. «Вирион» деген түсінік енгізілуіне байланысты вирустар құрылымының жасушалар құрылысынан ерекшелігі бар екені, сонымен қатар жасушаға қарағанда вирустар айрықша - дисъюнктивті жолмен көбейетіні анықталды, бұл кезде генетикалық материал (РНҚ немесе ДНҚ) және ақуыздардың синтезделуі уақытша бір-бірімен байланыссыз атқарылатыны дәлелденді. Бұл кезеңде А.Львовтың ұсынысы бойынша вирустардың басқа организмдерден айырмашылығы туралы негізгі критерийлер жасалды: генетикалық материалы бар нуклеин қышқылынан –РНҚ немесе ДНҚ-дан тұрады, ал басқа организмдерде нуклеин қышқылының екі типі де болады. Бірақ бұл критерий абсолютті бола алмады. Өйткені ДНҚ-құрамды вирустар репродукциялану үрдісінің барысында информациялық РНҚ-н, ал РНҚ-құрамды вирустар ДНҚ-н синтездейді. Вирустарды басқа тірі организмдерден ажыратуға мүмкіндік беретін ең негізгі және абсолютті критериі - олардың ақуызды синтездейтін өзіндік жүйесі жоқ болды. Егер де вирустар организмге жатпаса, олар кім болғаны? Бұл сұраққа жауап беру үшін вирустар деп атауға болатын биологиялық құрылымдардың шеңберін анықтау қажет. Кәдімгі вирустар (шешек вирусы, фагтар т.б.) туралы болса бұны жасау өте жеңіл. Вирустардың қатарына кеміс (дефектные) вирустарды жатқызу керек, олар нағыз вирустар бар кезде өсіп-өніп көбейе алады (полимераза генінде кемістік болмаса), немесе көмекші-вирус ақуызын пайдаланады. Репликациялануы бойынша әрқашанда кемістігі болатын вирустардың бірнеше топтары бар, олар туыстастығы жақын емес нағыз вирустардың сателлиттері болып табылады. Мысалы, аденосателлиттер тек қана көмекші-вирустардың қатысуымен репликацияланады, көмекші-вирус тек қана аденовирус емес, ұшық вирустары да бола алады. Бұл - вирустар мен вирустар арасындағы ерекше паразитизм. Сателлит-вирустар өте майда вирустарға жатады, мысалы дельта-вирус геномының молекулалық салмағы 0,5х10⁶-дай және бір ғана генінде бір капсидтық ақуыз кодталған.

Сателлиттерге жақынырағы – плазмидалар. Олар – молекулалық массасы 10х10⁶-дан кем емес шеңбер пішіндес (сирек жағдайда сызықша), мөлшері шамалы ДНҚ-ң молекулалары. Плазмидалар әдетте хромосомадан тыс орналасады, кейде тасмалдаушы жасушаның геномына тіркелуі де мүмкін. Вирустар мен плазмидалар арасында қатал айырмашылығы жоқ. Мысалы, кейбір плазмидалар өздерінің гендерінің көпшілік бөлігін жоғалтқан фагтардың өнімдері болып табылады. Бірқатар вирустар, мысалы, сиыр папилломасының вирусы, жалаңаш ДНҚ –плазмида түрінде ұзақ уақыт персистенциялана алады.

Вирустар тобына вироидтар кіреді. Олар - мөлшері шамалы (200-400 нуклеотидтерден тұратын) РНҚ-ның сақиналы молекуласы және капсиді де, қабаты да болмайды. Вироидтар - өсімдіктердің кейбір ауруларының қоздырғыштары. Вирустарға приондарды да жатқызуға болады. Олар - нуклеин қышқылы жоқ, ақуыздардан тұратын жұқпалы бөлшектер. Приондар куру, скрепи, сиыр және қойларда құтыру ауруларын қоздыруға себепкер болады.

Классикалық (кәдімгі) және кемісті-вирустарды, сателлит-вирустарды, плазмидаларды, вироидтарды және приондарды бірге қарастыруға қандай негіз бар? 2000 - жылы вирустар таксономиясы бойынша 7-Халықаралық комитетінің мәжілісінде вирустың келесі анықтамасы берілді - геномы бар және қоршаған ортаның өзгерулеріне бейімделу қабілеттілігіне ие, тірі жүйенің кейбір қасиеттері бар элементарлы биологиялық жүйе. Вирустар биология нысандары (объекті) болып табылады, өйткені олардың гендері бар, репликацияланады, эволюциялық өзгеріске ұшырай алады, белгілі иесінің организміне, тіршілік ортасына, тиісті экологиялық қуысқа (экониша) бейімделеді. Бірақ олар бос энергияны тасып ала алмайды және сақтай алмайды, иесінің жасушасынан тыс жағдайда функциялық белсенділігі жоқ. Сондықтан оларды патогенді микроорганизмдер деп қарастырмай, патогендер деп қолданған жөн.

Вирустардың шығу тегі бойынша бірнеше болжамдар (гипотезалар) бар:

1. Вирустар - жер бетіндегі тіршілік белгісінің ең алғашқы, жасуша пайда болғанға дейінгі, тіршілік формасы.

2. Паразитизмдік қасиет күшейген сайын регрессивтік эволюция нәтижесінде бір жасушалық организмдерден пайда болған.

3. Вирустар, белгілі жасушалық гендерден пайда болған, олар жасушадан шығып кету және қайтадан оралу қабілеттілігін сақтайды.

Вирустар – тіршілік етудің ерекше түрі (формасы), оларға мынадай қасиеттер тән:

• өсіп-өну қабілеттілігі бар;

• тұқым қуалаушылық қасиеті бар;

• генетикалық өзгергіштік қабілеттілігі бар;

• тиісті экологиялық қуысқа (ниша), иесі организміне бейімделуі бар;

• ие организмнің жасушасына еніп, көбейіп, инфекция қоздыру қабілеттілігі бар;

• жалпы генетикалық код заңдылықтарына сәйкес вирус геномының қызмет етуі бар.

Вирустардың тіршілік ету қабілеттілігі болуына қарамастан, оларды бүтін организм деп атауға болмайды. Вирустардың басқа тірі жүйелерден бірқатар ерекшеліктері бар:

• мөлшері өте ұсақ (микрометрмен өлшенеді);

• құрылысы өте қарапайым, яғни вирион –құрамында ДНҚ немесе РНҚ-дан тұратын геном, капсид (ақуыздық қабат), капсомерлер (ақуыз молекулалары) болады;

• жасушалық құрылымы жоқ (цитоплазма, жасушалық мембраналар, рибосомалар т.б. болмайды);

• вирионның құрамында нуклеин қышқылының біреуінің ғана болуы (ДНҚ немесе РНҚ, осы принцип бойынша вирустарды екі үлкен топқа бөледі);

• екі бөлініп (бинарное) өсу қабілеттілігі жоқ, өзінше репродукцияланып дисъюнктивті тәсілмен көбейеді;

• паразитизмнің ерекше сатысына ие: гельминттер мен қарапайымдылар паразитизм негізінде организмдік деңгейде, бактерияларда - жасушалық, ал вирустарда молекулалық (генетикалық) деңгейде болады;

• өз геномының жасуша геномымен интеграциялану қабілеттілігі болады; басқа жасушаішілік паразиттер геномының интеграциялану қабілеті жоқ, мысалы, хламидиялар - жасуша энергиясын, риккетсиялар - жасушалардың кейбір ферменттік жүйесін пайдаланады;

• вирустар ие организмнің жасушасынан тыс жағдайда өмір сүре алмайды, өйткені вирустың репродукциялануы тек қана ие жасушасында атқарылады;

• вирустарда фрагменттелген геном болуы мүмкін.