Вирустардың ҚҰрылысы және тiршiлiк процестерi

Вирустар – клеткасыз организмдер. Олар негiзiн құрайтын ДНҚ немесе РНҚ және оны қоршап тұрған белокты капсидтен тұрады. Вирустар бактериялардан миллион есе кiшi және оны 40000 есе үлкейтетiн электрондық микроскоп арқылы көруге болады.

Көптеген зерттеушiлер, вирустарды тiрi организмдер емес, олар тек күрделi құрылысты химиялық заттар деп есептейдi. Бiрақ вирустың ДНҚ молекулалары өзiн-өзi өндiре алады, бұл қасиет ДНҚ тән, сондықтан вирустық РНҚ генетикалық информацияның көзi және РНҚ өзi бола алады. Зақымданған клеткада вирустың нуклеин қышқылдарының бағдарламасы бойынша, иесiнiң рибосомаларында спецификалық вирусты ақуыздар синтезделедi және нуклеин қышқылдарынан жаңа вирустың бөлiмдерi түзiледi.

Осы топтың барлық түрi сияқты қызылша вирусы өзiн-өзi өмiрлiк қажеттiлiкпен қамтамасыз ете алмайды. Ол тiрi организмнiң клеткаларын бағындырып, көптеген вирусты бөлiмдерiн тудырады. Бiрнеше уақыт өткеннен кейiн вирустық клетка өледi де, вирустар басқа жаңа клеткаларды зақымдайды.

Тұмау вирусының көптеген түрлерi бар. Вирустар бiрте-бiрте өзгерiп жаңа қасиеттерге ие болады, сондықтан ғалымдар вирустың жаңа түрлерiн анықтауда. Микроскоптың көмегiмен тұмау вирустарын зерттеп, ғалымдар адамдарды аурудан сақтайтын арнайы препараттарды шығаруда. Бұл препараттар вакцина деп аталады.

Адам организмiнде мұрны мен тамағының сiлекейлi қабықшасын зақымдайтын суық тигiзетiн вирустар бар.

Ең қауiптi вирус, бұл қанның ақ түйiршiктерiн Т-лимфоциттердi зақымдайтын СПИД немесе ВИЧ вирусы. Организм антидене түзу және ауруларға қарсы тұру қабiлетiнен айырылады.

Қазiргi уақытта СПИД вирусы адамзатқа үлкен қауiп туғызады, себебi осы вирусты тасымалдаушылардың саны күннен – күнге өсуде. Суретте үлкейтiлген Т лимфоцитi көрсетiлген, қызыл түспен ВИЧ вирусы боялған.

Вирустар – бұл көлемi шамамен 20 нм – ден 300 нм – ге дейiн болатын өте ұсақ тiрi организмдер; орташалап алғанда олар бактериялардан 50 есе кiшi. Жоғарыда айтылғандай вирустарды жарықтық микроскоптың көмегiмен көру мүмiн емес (себебi олардың көлемi жарық толқынының жартылайұзындығынан кiшi) және олар бактерия клеткаларын ұстап қалатын сүзгiштен өтiп кетедi.

“Вирустар тiрi ме?” деген сұрақтар жиi қойылады. Егер тiрi деп, генетикалық материалдары (ДНҚ немесе РНҚ) бар және өзiн - өзi өндiру қабiлетi бар құрылымды есептесек, вирустарды тiрi деуге болады. Ал егерде тiрi деп, клеткалық құрылымды есептесек, жауап керi болу керек. Тағы да айта кететiн жәйт, вирустар қожайын-клеткасыз өмiр сүре алмайды. Олар өзiн-өзi тек қана тiрi клетканың iшiнде өндiре алады, сондықтан олар облигатты паразиттер болып табылады. Әдетте олар аурудың айқын белгiлерiн көрсетедi. Қожайын клетканың iшiне кiрген соң, олар қожайынның ДНҚ-ын “жойып” және өзiнiң ДНҚ немесе РНҚ пайдаланып, клеткаға вирустың жаңа көшiрмелерiн түзуге бұйрық бередi. Вирустар клеткадан клеткаға инерттi бөлшектер ретiнде жеткiзiледi. Вирустың құрылымы өте қарапайым. Олар вирустың өзегiн құрайтын генетикалық материалдан ДНҚ немесе РНҚ және оны қоршап тұрған капсид деп аталатын қорғаныс белок қабықшасынан тұрады. Толығымен қалыптасқан инфекциялық бөлшек вирион деп аталады. Герпес немесе грипп вирустары сияқты кейбiр вирустарда, қожайын – клетканың плазмалық мембранадан пайда болған қосымша қабықшалары болады. Басқа барлық организмдерден айырмашылығы, вирустарда клеткалық құрылым болмайды.

Жиi вирустың қабықшасы ұқсас қайталанатын субъбiрлiктер – капсомерлерден құралады. Капсомерлер де кристалдануға қабiлеттi, симметрияның жоғары дәрежесi бар жүйелер құрылады. Бұл рентгендiк сәулелердi қолдануға негiзделген, кристаллографикалық әдiстермен электрондық микроскопия көмегiмен, олардың құрылымы туралы мағлұмат алуға мүмкiндiк бередi. Қожайын клеткасында вирустың субъбiрлiгi пайда болысымен, олар бүтiн вирусты түзуге қабiлеттерi көрiнiс табады. Өзiн-өзi түзеу басқа да көптеген биологиялық жүйелерге тән, бұл биологиялық құбылыстарда iргелi маңызы бар.

Мысалға аденовирусында, полиома вирусында (папилломалар, полиомелит вирусы) икосаэдролар мен додекаэдрлар. Икосаэдраның 20 үшбұрышты қыры, 12 шыңдары және 30 қабырғасы бар. Аденовирустың әр 20 қыры бiрқатар капсомерлерден тұрады. Қосындысында капсомерлер саны 252 (240 алтыбұрышты және 12 бесбұрышты, икосаэдраның шыңдарында). Әртүрлi вирустарда бұл сандар өзгерiп тұрады. Мысалы: рХ174 бактерияларында 12-ге тең, герпес вирусында – 162, полиома вирусында – 42. Бұл вирустардың барлығында 12 бесбұрышты капсомерлер бар, соның өзiнде бактериофагта алтыбұрышты капсомерлер мүлдем жоқ және додекаэдр деп аталатын жүйе құрылады.

Спиральдi симметрияның ең жақсы суреттемесi болып РНҚ құрамдас темекi теңбiлi болып табылады. 2130 бiркелкi белок субъбiрлiктерi РНҚ мен қоса бүтiн жүйе – нуклеокапсидтi құрайды. Мысалы грипп вирусында нуклеокапсид қабықшамен қапталған.

ВИРУСТАРДЫҢ ШЫҒУ ТЕГI

Ең шынайы және қолайлы гипотеза болып вирустың “қашқын” нуклеин қышқылынан пайда болуы, яғни нуклеин қышқылының өзi шыққан клеткадан тәуелсiз репликациялануға қабiлеттенуi, бiрақ мұндай ДНҚ осы немесе басқа клеткаларды пайдалануымен (паразиттiк) репликацияланады. Сол себептен вирустар клеткалық организмдерден шыққан болу керек, және оларды клеткалық организмдердiң ата-тегi деп қарастыруға болмайды.

Бұл “өркендердi” қаншалық қарапайым екендiгiн бiлу тым қиын, бiрақ генетиканың жетiстiктерi, паразиттiк нуклеин қышқылдарының басқа түрлерiн вирус себепшi, соған қарамастан кейбiр гүл өсушiлер бұл қызғалдақтың ерекше сорты деп сатады. Өсiмдiк вирустары РНҚ-құрамдас вирустарға жатады.

Вирустық және бактериялық аурулардың берiлу жолдары.

Вирустық және бактериялық аурулардың берiлу жолдары бiрдей болғандықтан, бұл сұрақты бiрге қарастыру ыңғайлы.

Тамшылы инфекция – респираторлық аурулардың ең әдеттi таралу жолы (әдiсi). Жөтелу және түшкiру кезiнде ауаға миллиондаған кiшкентай сұйықтық тамшылары шашырайды. Iшiнде тiрi микроорганизмдерi бар бұл тамшыны, адамдар көп жиналған әсiресе ауа желдетiлмейтiн жерлерде жұтып алуы мүмкiн. Тамшылы инфекциядан сақтанудың гигиеналық тәсiлi-бет орамалдармен дұрыс пайдалану және бөлмелердi уақтылы желдетiп тұру.

Бактериофагтар (фагтар) – бактерия вирустарының ерекше тобы. Фагтар бактериальды клеткаға енiп, оны жоя алады. Iшек таяқша фагының денесi бас бөлiмнен және ақуызбен қапталған iшi қуыс таяқшадан тұрады. Таяқша алты жiпшеден тұратын тақташамен аяқталады. Бас бөлiмiнде ДНҚ орналасқан. Бактериофаг өсiндiлерi арқылы iшек таяқшасына бекiнедi, түйiскен ферменттiң әсерiнен ДНҚ таяқша каналы клеткаға кiредi. 10 – 15 минуттан соң, осы ДНҚ әсерiнен бактериальды клетканың метаболизмi түгел өзгерiп, ол өзiнiң емес, бактериофагтың ДНҚ синтездеудi бастайды. Бұл процесс 200 – 1000 жаңа фагтiк бөлшектiң пайда болуымен және клетканың жойылуымен аяқталады.

1892 жылы орыс ботанигi Д.И.Ивановский алғаш рет темекi өсiмдiгiнен инфекциялық экстрактын алды. Осындай экстракт, бактерияларды ұстап қалатын сүзгiден өткен, инфекциялық қасиетке ие болды. 1898 жылы голландық ғалым Бейеринк кейбiр сүзгiден өткен сұйықтықтың инфекциялық табиғатын белгiлеу үшiн “вирус” терминiн енгiздi.

Жоғары тазаланатын вирустың сынамаларын алуда үлкен жетiстiктерге жеткенiмен және химиялық табиғаты жағынан нуклеопротеиндер (ақуызбен байланысқан нуклеин қышқылдары) екенi анықталғанына қарамастан бөлшектердiң өзi ұстатпайтын, өте ұсақ жұмбақты болып қала бердi, себебi оларды өте ұсақ болғандықтан жарықтық микроскоп арқылы көру мүмкiн емес.

Сондықтан да вирустар, 30 жылдары ашылған электронды микроскоппен бiрiншi болып анықталған биологиялық құрылымдардың бiрi болды.

ЖАНУАРЛАР МЕН АДАМ АУРУЛАРЫН ТУДЫРУШЫ ВИРУСТАР

Вирустық және бактериялық аурулардың берiлу жолдары бiрдей болғандықтан, бұл сұрақты бiрге қарастыру ыңғайлы.