ساختار مورفولوژیکی ویروس ها مورفولوژی ویروس ها

مورفولوژی و ساختار ویروس ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار می گیرد، زیرا اندازه آنها کوچک و قابل مقایسه با ضخامت پوسته باکتری است. شکل ویریون ها می تواند متفاوت باشد: میله ای (ویروس موزاییک تنباکو)، گلوله ای شکل (ویروس هاری)، کروی (ویروس های فلج اطفال، HIV)، اسپرم شکل (بسیاری از باکتریوفاژها).

اندازه ویروس ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، اولترافیلتراسیون از طریق فیلترهایی با قطر منافذ مشخص و اولتراسانتریفیوژ تعیین می شود. یکی از کوچکترین ویروسها ویروس فلج اطفال (حدود 20 نانومتر) و بزرگترین آنها آبله (حدود 350 نانومتر) است.

ویروس های ساده (به عنوان مثال، ویروس فلج اطفال) و ویروس های پیچیده (به عنوان مثال، ویروس های آنفولانزا، ویروس های سرخک) وجود دارد. در ویروس های ساده، اسید نوکلئیک با پوسته پروتئینی به نام کپسید (از لاتین capsa - case) همراه است. کپسید از زیر واحدهای مورفولوژیکی تکراری - کپسومرها تشکیل شده است. اسید نوکلئیک و کپسید با یکدیگر تعامل می کنند و یک نوکلئوکپسید تشکیل می دهند. در ویروس های پیچیده، کپسید توسط یک پوسته لیپوپروتئین اضافی احاطه شده است - یک سوپر کپسید (مشتق شده از ساختارهای غشایی سلول میزبان)، که دارای "سنبله" است. ویریون ها با یک نوع مارپیچی، مکعبی و پیچیده از تقارن کپسید مشخص می شوند. تقارن مارپیچی به دلیل ساختار مارپیچی نوکلئوکپسید است، نوع مکعبی تقارن به دلیل تشکیل یک جسم توخالی ایزومتریک از کپسید حاوی نوکلئیک اسید ویروسی است.

کپسید و سوپرکپسید ویریون ها را از تأثیرات محیطی محافظت می کنند، برهمکنش انتخابی (جذب) را با سلول ها تعیین می کنند و خواص آنتی ژنی و ایمنی زایی ویریون ها را تعیین می کنند. ساختار درونی ویروس ها هسته نامیده می شود.در ویروس شناسی از دسته بندی های طبقه بندی زیر استفاده می شود: خانواده (نام به viridae ختم می شود)، زیرخانواده (نام به virinae ختم می شود)، جنس (نام به ویروس ختم می شود).

با این حال، نام جنس ها و به خصوص زیرخانواده ها برای همه ویروس ها فرموله نشده است. نوع ویروس مانند باکتری یک نام دوجمله ای دریافت نکرد.

طبقه بندی ویروس ها بر اساس دسته های زیر است:

§ نوع اسید نوکلئیک (DNA یا RNA)، ساختار آن، تعداد رشته ها (یک یا دو)،

§ ویژگی های تولید مثل ژنوم ویروسی.

اندازه و مورفولوژی ویریون ها، تعداد کپسومرها و نوع تقارن.

§ وجود سوپر کپسید.

§ حساسیت به اتر و دئوکسی کولات.

§ محل تولید مثل در سلول.

§ خاصیت آنتی ژنی و غیره

ویروس ها حیوانات مهره داران و بی مهرگان و همچنین گیاهان و باکتری ها را آلوده می کنند. ویروس‌ها به‌عنوان عوامل اصلی بیماری‌های عفونی انسان، در فرآیندهای سرطان‌زایی نیز دخیل هستند و می‌توانند به روش‌های مختلفی از جمله از طریق جفت (ویروس سرخجه، سیتومگالوویروس و غیره) منتقل شوند و بر جنین انسان تأثیر بگذارند. آنها می توانند منجر به عوارض پس از عفونی شوند - ایجاد میوکاردیت، پانکراتیت، نقص ایمنی و غیره.

علاوه بر ویروس های معمولی، ویروس های به اصطلاح غیر متعارف نیز شناخته می شوند - پریون ها - ذرات عفونی پروتئینی که عواملی از ماهیت پروتئینی هستند و به شکل فیبریل هایی با اندازه 10.20x100.200 نانومتر هستند. پریون ها ظاهراً هم القاء کننده و هم محصول یک ژن مستقل در انسان یا حیوانات هستند و در شرایط عفونت ویروسی آهسته (بیماری کروتزفلد-جاکوب، کورو و غیره) باعث انسفالوپاتی در آنها می شوند. عوامل غیرمعمول دیگر که نزدیک به ویروس ها هستند، ویروئیدها هستند، مولکول های کوچک RNA دایره ای و ابرپیچیده ای که حاوی پروتئین نیستند و باعث بیماری در گیاهان می شوند.

فصل 3

فیزیولوژی میکروارگانیسم ها

فیزیولوژی میکروارگانیسم ها فعالیت حیاتی سلول های میکروبی، فرآیندهای تغذیه، تنفس، رشد، تولید مثل و الگوهای تعامل با محیط را مطالعه می کند.

موضوع مطالعه میکروبیولوژی پزشکیفیزیولوژی میکروارگانیسم های بیماری زا و فرصت طلب است که می توانند باعث بیماری های انسانی شوند. توضیح فیزیولوژی این میکروارگانیسم ها برای تشخیص میکروبیولوژیک، درک پاتوژنز، درمان و پیشگیری از بیماری های عفونی، تنظیم روابط انسان با محیط زیست و غیره مهم است.

ترکیب شیمیایی باکتری ها

ترکیب میکروارگانیسم ها شامل آب، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، لیپیدها و مواد معدنی است.

آب جزء اصلی سلول های باکتریایی است که حدود 80 درصد جرم آن را تشکیل می دهد. با عناصر ساختاری سلول در حالت آزاد یا محدود است. در هاگ ها میزان آب به 20/18 درصد کاهش می یابد. آب حلال بسیاری از مواد است و همچنین نقش مکانیکی در تامین تورگ دارد. در طی پلاسمولیز - از دست دادن آب توسط سلول در یک محلول هیپرتونیک - پروتوپلاسم از غشای سلول جدا می شود. حذف آب از سلول و خشک کردن آن باعث توقف فرآیندهای متابولیک می شود. اکثر میکروارگانیسم ها خشک شدن را به خوبی تحمل می کنند. در صورت کمبود آب، میکروارگانیسم ها تکثیر نمی شوند. خشک کردن در خلاء از حالت یخ زده (لیوفیلیزاسیون) تولید مثل را متوقف می کند و باعث حفظ طولانی مدت افراد میکروبی می شود.

پروتئین ها (40.80 درصد وزن خشک) مهمترین خواص بیولوژیکی باکتری ها را تعیین می کنند و معمولاً از ترکیب 20 اسید آمینه تشکیل شده اند. این باکتری حاوی دی آمینوپیملیک اسید (DAP) است که در سلول های انسان و حیوان وجود ندارد. باکتری ها حاوی بیش از 2000 پروتئین مختلف هستند که در اجزای ساختاری آنها قرار دارند و در فرآیندهای متابولیک نقش دارند. بیشتر پروتئین ها دارای فعالیت آنزیمی هستند. پروتئین های یک سلول باکتری، آنتی ژنی و ایمنی زایی، حدت و گونه های باکتری را تعیین می کنند.

اسیدهای نوکلئیک باکتری عملکردهایی مشابه اسیدهای نوکلئیک سلولهای یوکاریوتی انجام می دهند: مولکول DNA به شکل کروموزوم مسئول وراثت است. اسیدهای ریبونوکلئیک(اطلاعات، یا ماتریکس، حمل و نقل و ریبوزومی) در بیوسنتز پروتئین نقش دارند.

باکتری ها را می توان (از نظر طبقه بندی) با محتوای آنها از مجموع گوانین و سیتوزین (GC) به عنوان درصد مولی (M%) از تعداد کل بازهای DNA مشخص کرد. مشخصه دقیق تر میکروارگانیسم ها هیبریداسیون DNA آنهاست. اساس روش هیبریداسیون

DNA - توانایی DNA دناتوره شده (تک رشته ای) برای تغییر شکل، یعنی. با رشته مکمل DNA ترکیب می شود تا یک مولکول DNA دو رشته ای تشکیل شود.

کربوهیدرات های باکتری ارائه شده است مواد ساده(مونو و دی ساکاریدها) و ترکیبات پیچیده. پلی ساکاریدها اغلب در کپسول ها وجود دارند. برخی از پلی ساکاریدهای داخل سلولی (نشاسته، گلیکوژن و غیره) مواد مغذی ذخیره هستند.

لیپیدها عمدتاً بخشی از غشای سیتوپلاسمی و مشتقات آن و همچنین دیواره سلولی باکتری ها هستند، به عنوان مثال، غشای بیرونی، جایی که علاوه بر لایه زیست مولکولی لیپیدها، LPS نیز وجود دارد. لیپیدها می توانند به عنوان مواد مغذی ذخیره در سیتوپلاسم عمل کنند. لیپیدهای باکتریایی توسط فسفولیپیدها، اسیدهای چرب و گلیسریدها نشان داده می شوند. نای مقدار زیادلیپیدها (تا 40٪) حاوی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس هستند.

مواد معدنی باکتریایی پس از سوختن سلول ها در خاکستر یافت می شوند. فسفر، پتاسیم، سدیم، گوگرد، آهن، کلسیم، منیزیم و همچنین عناصر میکرو (روی، مس، کبالت، باریم، منگنز و غیره) به مقدار زیاد شناسایی می‌شوند که در تنظیم فشار اسمزی، pH نقش دارند. محیط زیست، پتانسیل ردوکس، آنزیم‌های فعال، بخشی از آنزیم‌ها، ویتامین‌ها و اجزای ساختاری سلول‌های میکروبی هستند.

تغذیه باکتری ها

ویژگی‌های تغذیه‌ای یک سلول باکتری شامل هجوم مواد مغذی به کل سطح آن و همچنین سرعت بالای فرآیندهای متابولیک و سازگاری با شرایط متغیر محیطی است.

انواع قدرت. توزیع گسترده باکتری ها توسط انواع مواد غذایی تسهیل می شود. میکروارگانیسم ها به کربوهیدرات، نیتروژن، گوگرد، فسفر، پتاسیم و سایر عناصر نیاز دارند. بسته به منابع کربن برای تغذیه، باکتری ها به اتوتروف (از یونانی autos - خود، trophe - غذا) تقسیم می شوند که از دی اکسید کربن CO 2 و سایر ترکیبات معدنی برای ساخت سلول های خود استفاده می کنند و هتروتروف ها (از یونانی heteros -). دیگر، trophe - غذا) که از ترکیبات آلی آماده تغذیه می کنند. باکتری های اتوتروف، باکتری های نیتروف کننده هستند که در خاک یافت می شوند. باکتری های گوگردی که در آب با سولفید هیدروژن زندگی می کنند. باکتری های آهنی که در آب با آهن آهن و غیره زندگی می کنند.

بسته به بستر قابل اکسید شدن، به نام دهنده الکترون یا هیدروژن، میکروارگانیسم ها به دو گروه تقسیم می شوند. میکروارگانیسم هایی که از ترکیبات معدنی به عنوان اهدا کننده هیدروژن استفاده می کنند لیتوتروف (از یونانی lithos - سنگ) و میکروارگانیسم هایی که از ترکیبات آلی به عنوان اهدا کننده هیدروژن استفاده می کنند، ارگانوتروف نامیده می شوند.

با توجه به منبع انرژی، فوتوتروف ها در بین باکتری ها متمایز می شوند. فتوسنتزی (به عنوان مثال، جلبک های سبز آبی که از انرژی نور استفاده می کنند)، و شیمی تروف ها که به منابع شیمیایی انرژی نیاز دارند.

عوامل رشد. برای رشد در محیط های غذایی، میکروارگانیسم ها به اجزای اضافی خاصی نیاز دارند که به آنها فاکتورهای رشد می گویند. فاکتورهای رشد ترکیباتی هستند که برای میکروارگانیسم‌ها ضروری است که خودشان نمی‌توانند آن‌ها را سنتز کنند، بنابراین باید به محیط‌های غذایی اضافه شوند. در میان عوامل رشد عبارتند از: اسیدهای آمینه لازم برای ساخت پروتئین. پورین ها و پیریمیدین ها که برای تشکیل اسیدهای نوکلئیک مورد نیاز هستند. ویتامین هایی که بخشی از برخی آنزیم ها هستند. برای نشان دادن ارتباط میکروارگانیسم ها با فاکتورهای رشد، از اصطلاحات "اکسوتروف" و "پروتوتروف" استفاده می شود. اکسوتروف ها به یک یا چند فاکتور رشد نیاز دارند؛ پروتوتروف ها خودشان می توانند ترکیبات لازم برای رشد را سنتز کنند. آنها قادر به سنتز اجزای گلوکز و نمک های آمونیوم هستند.

مکانیسم های تغذیهپذیرش مواد مختلفورود به سلول باکتری به اندازه و حلالیت مولکول های آنها در لیپیدها یا آب، pH محیط، غلظت مواد، عوامل مختلف نفوذپذیری غشاء و غیره بستگی دارد. دیواره سلولی به مولکول ها و یون های کوچک اجازه عبور داده و حفظ می کند. ماکرومولکول هایی با وزن بیش از 600 D. تنظیم کننده اصلی ورود مواد به سلول غشای سیتوپلاسمی است. به طور معمول، چهار مکانیسم برای نفوذ مواد مغذی به یک سلول باکتری را می توان متمایز کرد: انتشار ساده، انتشار آسان، انتقال فعال و انتقال گروهی. ساده ترین مکانیسم برای ورود مواد به سلول، انتشار ساده است که در آن جابجایی مواد به دلیل اختلاف غلظت آنها در دو طرف غشای سیتوپلاسمی رخ می دهد. مواد از قسمت لیپیدی غشای سیتوپلاسمی (مولکول های آلی، داروها) و کمتر از طریق کانال های پر از آب در غشای سیتوپلاسمی عبور می کنند. انتشار غیرفعال بدون مصرف انرژی رخ می دهد.

انتشار تسهیل شده نیز در نتیجه تفاوت در غلظت مواد در دو طرف غشای سیتوپلاسمی رخ می دهد. با این حال، این فرآیند با کمک مولکول های حاملی انجام می شود که در غشای سیتوپلاسمی قرار دارند و دارای ویژگی هستند. هر ناقل یک ماده متناظر را در سراسر غشاء منتقل می کند یا آن را به جزء دیگر غشای سیتوپلاسمی - خود انتقال دهنده - منتقل می کند.

پروتئین های حامل می توانند پرمازها باشند که محل سنتز آنها غشای سیتوپلاسمی است. انتشار تسهیل شده بدون مصرف انرژی اتفاق می افتد؛ مواد از غلظت های بالاتر به غلظت های پایین تر حرکت می کنند.

انتقال فعال با کمک پرمازها انجام می شود و هدف آن انتقال مواد از غلظت کمتر به غلظت بالاتر است، یعنی. گویی مخالف جریان است، بنابراین این فرآیند با مصرف انرژی متابولیک (ATP) همراه است که در نتیجه واکنش های ردوکس در سلول ایجاد می شود.

انتقال (جابه‌جایی) گروه‌ها مشابه انتقال فعال است، با این تفاوت که مولکول منتقل شده در طول فرآیند انتقال تغییر می‌کند، به عنوان مثال، فسفریله می‌شود. انتشار مواد از سلول به دلیل انتشار و با مشارکت سیستم های حمل و نقل - آنزیم های باکتری انجام می شود. آنزیم ها متابولیت های مربوطه (سوبسترا) خود را تشخیص می دهند، با آنها تعامل می کنند و تسریع می کنند واکنش های شیمیایی. آنزیم ها پروتئین هایی هستند که در فرآیندهای آنابولیسم (سنتز) و کاتابولیسم (تجزیه) شرکت می کنند. متابولیسم بسیاری از آنزیم ها با ساختارهای سلول میکروبی در ارتباط هستند. به عنوان مثال، غشای سیتوپلاسمی حاوی آنزیم های ردوکس است که در تنفس و تقسیم سلولی نقش دارند. آنزیم هایی که تغذیه سلولی را تامین می کنند و غیره آنزیم های ردوکس غشای سیتوپلاسمی و مشتقات آن انرژی را برای فرآیندهای فشرده بیوسنتز ساختارهای مختلف از جمله دیواره سلولی فراهم می کنند. آنزیم های مرتبط با تقسیم سلولی و اتولیز در دیواره سلولی یافت می شوند. به اصطلاح اندوآنزیم ها متابولیسمی را که در داخل سلول انجام می شود کاتالیز می کنند.

اگزونزیم ها توسط سلول در داخل ترشح می شوند محیط، شکستن ماکرومولکول های سوبستراهای مواد مغذی به اتصالات ساده، توسط سلول به عنوان منابع انرژی، کربن و غیره جذب می شود. برخی اگزونزیم ها (پنی سیلیناز و غیره) آنتی بیوتیک ها را غیرفعال می کنند و عملکرد محافظتی را انجام می دهند.

آنزیم های سازنده و القایی وجود دارد. آنزیم‌های سازنده شامل آنزیم‌هایی هستند که بدون توجه به وجود سوبستراها در محیط غذایی به‌طور مداوم توسط سلول سنتز می‌شوند. آنزیم های القایی (تطبیقی) تنها در صورتی توسط یک سلول باکتریایی سنتز می شوند که بستر این آنزیم در محیط وجود داشته باشد. به عنوان مثال، β-گالاکتوزیداز از اشرشیاکلی عملاً در محیطی حاوی گلوکز تولید نمی شود، اما سنتز آن هنگام رشد بر روی یک محیط حاوی لاکتوز یا بتا-گالاکتوزیداز دیگر به شدت افزایش می یابد.

برخی از آنزیم ها (به اصطلاح آنزیم های تهاجمی) بافت و سلول ها را تخریب می کنند و باعث توزیع گسترده میکروارگانیسم ها و سموم آنها در بافت آلوده می شوند. این آنزیم ها عبارتند از هیالورونیداز، کلاژناز، دئوکسی ریبونوکلئاز، نورآمینیداز، لسیتوویتلاز و غیره. بنابراین، هیالورونیداز استرپتوکوکی تجزیه می شود. اسید هیالورونیکبافت همبند، باعث گسترش استرپتوکوک ها و سموم آنها می شود.

بیش از 2000 آنزیم شناخته شده است. آنها به شش کلاس ترکیب می شوند: اکسیدوردوکتازها - آنزیم های ردوکس (اینها شامل دهیدروژنازها، اکسیدازها و غیره) هستند. ترانسفرازهایی که رادیکال ها و اتم های منفرد را از یک ترکیب به ترکیب دیگر منتقل می کنند. هیدرولازهایی که واکنش های هیدرولیز را تسریع می کنند، به عنوان مثال. تقسیم مواد به مواد ساده تر با افزودن مولکول های آب (استرازها، فسفاتازها، گلوکوزیدازها و غیره)؛ لیازهایی که گروه های شیمیایی را از بسترها به روشی غیر هیدرولیتیک جدا می کنند (کربوکسیلازها و غیره). ایزومرازهایی که ترکیبات آلی را به ایزومرهای خود تبدیل می کنند (فسفوهگزو ایزومراز و غیره). لیگازها یا سنتتازها، سنتز ترکیبات پیچیده از ترکیبات ساده تر (آسپاراژین سنتتاز، گلوتامین سنتتاز و غیره) را تسریع می کنند.

تفاوت در ترکیب آنزیم ها برای شناسایی میکروارگانیسم ها استفاده می شود، زیرا آنها خواص بیوشیمیایی مختلف آنها را تعیین می کنند: ساکارولیتیک (تجزیه قندها)، پروتئولیتیک (تجزیه پروتئین ها) و موارد دیگر، که توسط محصولات نهایی تجزیه (تشکیل قلیا، اسیدها، سولفید هیدروژن شناسایی می شوند). ، آمونیاک و غیره).

از آنزیم های میکروارگانیسم ها در مهندسی ژنتیک (آنزیم های محدود کننده، لیگازها و غیره) برای به دست آوردن بیولوژیکی استفاده می شود. ترکیبات فعال، اسیدهای استیک، لاکتیک، سیتریک و سایر اسیدها، محصولات اسید لاکتیک، در شراب سازی و سایر صنایع. آنزیم ها به عنوان افزودنی های زیستی در پودرهای لباسشویی (اوکا و غیره) برای از بین بردن آلاینده های پروتئینی استفاده می شوند.

تنفس باکتری ها

تنفس، یا اکسیداسیون بیولوژیکی، بر اساس واکنش های ردوکس است که با تشکیل ATP، یک تجمع کننده جهانی انرژی شیمیایی، رخ می دهد. انرژی برای عملکرد یک سلول میکروبی ضروری است. در طول تنفس، فرآیندهای اکسیداسیون و کاهش رخ می دهد: اکسیداسیون - آزادسازی هیدروژن یا الکترون توسط اهداکنندگان (مولکول ها یا اتم ها). احیا - افزودن هیدروژن یا الکترون به گیرنده. پذیرنده هیدروژن یا الکترون می تواند اکسیژن مولکولی (این تنفس هوازی نامیده می شود) یا نیترات، سولفات، فومارات (این تنفس بی هوازی - نیترات، سولفات، فومارات نامیده می شود) باشد. Anaerobiosis (از یونانی aeg - air + bios - life) یک فعالیت زندگی است که در غیاب اکسیژن آزاد رخ می دهد. اگر ترکیبات آلی دهنده و پذیرنده هیدروژن باشند، این فرآیند تخمیر نامیده می شود. در طی تخمیر، تجزیه آنزیمی ترکیبات آلی، عمدتا کربوهیدرات ها، در شرایط بی هوازی اتفاق می افتد. با در نظر گرفتن محصول نهایی تجزیه کربوهیدرات ها، الکل، اسید لاکتیک، اسید استیک و سایر انواع تخمیر متمایز می شوند.

با توجه به اکسیژن مولکولی، باکتری ها را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد: اجباری، یعنی. اجباری، هوازی، بی هوازی اجباری و بی هوازی اختیاری.

هوازی های اجباری فقط در حضور اکسیژن می توانند رشد کنند. بی هوازی های اجباری (کلستریدیوم بوتولیسم، گانگرن گازی، کزاز، باکتریوئیدها و غیره) فقط در محیطی بدون اکسیژن رشد می کنند که برای آنها سمی است. در حضور اکسیژن، باکتری‌ها رادیکال‌های پراکسید اکسیژن از جمله پراکسید هیدروژن و آنیون سوپراکسید اکسیژن تولید می‌کنند که برای باکتری‌های بی‌روبی اجباری سمی هستند زیرا آنزیم‌های غیرفعال‌کننده مناسب را تشکیل نمی‌دهند. باکتری های هوازیپراکسید هیدروژن و آنیون سوپراکسید را با آنزیم های مناسب (کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز) غیرفعال کنید. بی‌هوازی اختیاری می‌تواند هم در حضور و هم در غیاب اکسیژن رشد کند، زیرا می‌توانند از تنفس در حضور اکسیژن مولکولی به تخمیر در غیاب آن تبدیل شوند. بی هوازی اختیاری قادر به انجام تنفس بی هوازی است که تنفس نیترات نامیده می شود: نیترات که یک گیرنده هیدروژن است به نیتروژن مولکولی و آمونیاک کاهش می یابد. در بین بی هوازی های اجباری، باکتری های متحمل هوا متمایز می شوند که در حضور اکسیژن مولکولی باقی می مانند. از آن استفاده نکنید

برای رشد بی‌هوازی‌ها در آزمایشگاه‌های باکتریولوژیک، از بی‌هوازی‌ها استفاده می‌شود - ظروف مخصوصی که در آن هوا با مخلوطی از گازهایی که اکسیژن ندارند جایگزین می‌شود. هوا را می‌توان با جوشاندن، با استفاده از جاذب‌های شیمیایی اکسیژن که در بی‌هوازی‌ها یا سایر ظروف حاوی محصولات قرار می‌گیرند، از محیط کشت خارج کرد.

رشد و تولید مثل باکتری ها

فعالیت حیاتی باکتری ها با رشد مشخص می شود - تشکیل اجزای ساختاری و عملکردی سلول و افزایش خود سلول باکتری و همچنین تولید مثل - خود تولید مثل که منجر به افزایش تعداد سلول های باکتریایی در سلول می شود. جمعیت

باکتری ها با شکافت دوتایی به نصف و کمتر با جوانه زدن تکثیر می شوند.

اکتینومیست ها، مانند قارچ ها، می توانند توسط هاگ ​​تکثیر شوند. اکتینومیست ها که باکتری های منشعب هستند با تکه تکه شدن سلول های رشته ای تکثیر می شوند. باکتری های گرم مثبت با رشد درونی سپتوم های تقسیم سنتز شده به داخل سلول و باکتری های گرم منفی با انقباض، در نتیجه تشکیل شکل های دمبلی شکل که از آن دو سلول یکسان تشکیل می شود، تقسیم می شوند.

تقسیم سلولی با تکثیر کروموزوم باکتری بر اساس یک نوع نیمه محافظه کار انجام می شود (رشته DNA دو رشته ای باز می شود و هر رشته توسط یک رشته مکمل تکمیل می شود) که منجر به دو برابر شدن مولکول های DNA هسته باکتری می شود - نوکلوئید همانندسازی DNA کروموزومی از نقطه شروع ogi (از انگلیسی، مبدا - شروع) انجام می شود.

کروموزوم یک سلول باکتری در ناحیه ای با غشای سیتوپلاسمی متصل است. همانندسازی DNA توسط DNA پلیمرازها کاتالیز می شود. اول، رشته دوگانه DNA باز می شود (دسپیرال)، و در نتیجه یک چنگال همانندسازی (رشته های شاخه دار) تشکیل می شود. یکی از زنجیره ها پس از تکمیل، نوکلئوتیدها را از انتهای 5 اینچ به 3 اینچ متصل می کند، دیگری قطعه به بخش کامل می شود.

تکثیر DNA در سه مرحله انجام می شود: شروع، افزایش طول یا رشد زنجیره و پایان. دو کروموزوم که در نتیجه تکثیر تشکیل می شوند واگرا می شوند که با افزایش اندازه سلول در حال رشد تسهیل می شود: کروموزوم های متصل به غشای سیتوپلاسمی یا مشتقات آن (مثلاً مزوزوم ها) با افزایش حجم سلول از یکدیگر دور می شوند. . جداسازی نهایی آنها با تشکیل سپتوم منقبض یا تقسیم به پایان می رسد. سلول های دارای سپتوم تقسیم در نتیجه عمل آنزیم های اتولیتیک که هسته سپتوم تقسیم را از بین می برند، از هم جدا می شوند. در این مورد، اتولیز ممکن است به طور نابرابر پیش رود: سلول های تقسیم شده در یک ناحیه توسط بخشی از دیواره سلولی در ناحیه سپتوم تقسیم به هم متصل می شوند. چنین سلول هایی در زاویه ای نسبت به یکدیگر قرار دارند که برای کورینه باکتری های دیفتری معمول است.

تولید مثل باکتری ها در یک محیط غذایی مایع. باکتری‌هایی که در حجم معین و بدون تغییر محیط غذایی بذر می‌روند، در حال تکثیر، مواد مغذی را مصرف می‌کنند که متعاقباً منجر به تخلیه محیط غذایی و توقف رشد باکتری‌ها می‌شود. کشت باکتری در چنین سیستمی را کشت دسته ای و کشت را کشت دسته ای می نامند. اگر شرایط کشت با تامین مداوم محیط غذایی تازه و خروج همان حجم مایع کشت حفظ شود، به چنین کشت مستمر و کشت پیوسته می گویند.

هنگامی که باکتری ها روی یک محیط غذایی مایع رشد می کنند، رشد کشت مشاهده می شود. رشد یک کشت دسته ای از باکتری های رشد یافته در یک محیط غذایی مایع به چند مرحله یا دوره تقسیم می شود:

§ فاز تاخیر؛

§ فاز رشد لگاریتمی؛

§ فاز رشد ثابت یا حداکثر غلظت

§ باکتری؛

§ مرحله مرگ باکتریایی

این مراحل را می توان به صورت گرافیکی در قالب بخش هایی از منحنی تولید مثل باکتری به تصویر کشید که وابستگی لگاریتم تعداد سلول های زنده را به زمان کشت آنها منعکس می کند. مرحله تاخیر (از انگلیسی، تاخیر - تاخیر) دوره بین کاشت باکتری و شروع تولید مثل است. مدت زمان فاز تاخیر به طور متوسط ​​4.5 ساعت است و در عین حال اندازه باکتری ها افزایش یافته و آماده تقسیم می شوند. تعداد در حال افزایش است اسیدهای نوکلئیک، پروتئین و سایر اجزاء فاز رشد لگاریتمی (نمایی) دوره ای از تقسیم باکتریایی شدید است.

مدت زمان آن حدود 5.6 ساعت است در شرایط رشد مطلوب، باکتری ها می توانند هر 20-40 دقیقه تقسیم شوند. در طول این مرحله، باکتری‌ها آسیب‌پذیرترین هستند، که با حساسیت بالای اجزای متابولیک یک سلول به شدت در حال رشد به بازدارنده‌های سنتز پروتئین، اسیدهای نوکلئیک و غیره توضیح داده می‌شود. سپس مرحله رشد ثابت می‌آید که در آن تعداد سلول‌های زنده وجود دارد. بدون تغییر باقی می ماند و به حداکثر سطح (غلظت M) می رسد. مدت آن بر حسب ساعت بیان می شود و بسته به نوع باکتری، خصوصیات و کشت آنها متفاوت است. فرآیند رشد باکتری ها با مرحله مرگ تکمیل می شود که با مرگ باکتری ها در شرایط کاهش منابع محیط غذایی و تجمع محصولات متابولیک باکتری در آن مشخص می شود. مدت زمان آن از 10 ساعت تا چند هفته متغیر است. شدت رشد و تولید مثل باکتری به عوامل زیادی از جمله ترکیب بهینه محیط غذایی، پتانسیل ردوکس، pH، دما و غیره بستگی دارد.

تولید مثل باکتری در یک محیط غذایی جامد. باکتری‌هایی که روی محیط‌های غذایی جامد رشد می‌کنند، کلنی‌های گرد شکل جدا شده با لبه‌های صاف یا ناهموار تشکیل می‌دهند (شکل‌های S و R؛ به فصل 5 مراجعه کنید)، با قوام و رنگ متفاوت، بسته به رنگدانه باکتری.

رنگدانه های محلول در آب در محیط غذایی پخش می شوند و آن را رنگ می کنند، برای مثال سودوموناس آئروژینوزا محیط را آبی می کند. گروه دیگری از رنگدانه ها در آب نامحلول هستند، اما در حلال های آلی محلول هستند. بنابراین، مستعمرات "چوب شگفت انگیز" دارای رنگدانه قرمز خونی هستند که در الکل محلول است. و بالاخره رنگدانه هایی هستند که نه در آب و نه در ترکیبات آلی نامحلول هستند.

رایج ترین رنگدانه ها در بین میکروارگانیسم ها کاروتن ها، زانتوفیل ها و ملانین ها هستند. ملانین ها رنگدانه های سیاه، قهوه ای یا قرمز نامحلول هستند که از ترکیبات فنلی سنتز می شوند. ملانین ها همراه با کاتالاز، سوپراکسید موتاز و پراکسیداز از میکروارگانیسم ها در برابر اثرات رادیکال های سمی پراکسید اکسیژن محافظت می کنند. بسیاری از رنگدانه ها دارای اثرات ضد میکروبی مانند آنتی بیوتیک هستند.

ظاهر، شکل، رنگ و سایر خصوصیات کلنی ها در یک محیط غذایی جامد را می توان در هنگام شناسایی باکتری ها و همچنین انتخاب کلنی ها برای به دست آوردن کشت های خالص در نظر گرفت.

در شرایط صنعتی، هنگام بدست آوردن بیومس از میکروارگانیسم ها به منظور تهیه آنتی بیوتیک ها، واکسن ها، داروهای تشخیصی، یوبیوتیک ها، کشت باکتری ها و قارچ ها در تخمیرها با رعایت دقیق پارامترهای بهینه برای رشد و تولید مثل محصولات انجام می شود (به فصل مراجعه کنید). 6).

سخنرانی شماره 5.

ویروس شناسی.

همه ویروس ها به دو شکل کیفی متفاوت وجود دارند. فرم خارج سلولی - ویریون - شامل تمام عناصر تشکیل دهنده ذره ویروسی است. شکل درون سلولی - ویروس - را می توان تنها با یک مولکول اسید نوکلئیک نشان داد، زیرا هنگامی که وارد سلول می شود، ویریون به عناصر تشکیل دهنده خود تجزیه می شود. در عین حال، ویروس داخل سلولی یک شکل خودتکثیر شونده است که قابلیت تقسیم را ندارد. بر این اساس، تعریف ویروس یک تفاوت اساسی بین اشکال وجود سلولی (باکتری‌ها، قارچ‌ها، تک یاخته‌ها) که با تقسیم تکثیر می‌شوند و شکل تکثیر شونده‌ای که از اسید نوکلئیک ویروسی تولید مثل می‌کنند، پیش‌فرض می‌گیرد. اما ویژگی های متمایز ویروس های پرو و ​​یوکاریوت ها به این محدود نمی شود. تفاوت های اساسی عبارتند از:

1. وجود یک نوع اسید نوکلئیک (DNA یا RNA).

2. فقدان ساختار سلولی و سیستم های سنتز پروتئین.

3. امکان ادغام در ژنوم سلولی و همانندسازی همزمان با آن.

شکل ویریون می تواند بسیار متفاوت باشد (میله ای شکل، بیضی، کروی، رشته ای، اسپرمی شکل) که یکی از نشانه های وابستگی طبقه بندی این ویروس است.

اندازه ویروس ها به قدری کوچک است که با ضخامت غشای سلولی قابل مقایسه است. کوچکترین (پاروویروسها) 18 نانومتر اندازه و بزرگترین (ویروس واریولا) حدود 400 نانومتر است.

طبقه بندی ویروس ها بر اساس نوع اسید نوکلئیک است که ژنوم را تشکیل می دهد، که امکان تشخیص دو زیرمجموعه را فراهم می کند:

ریبوویروس ها- ویروس های حاوی RNA یا RNA؛

دئوکسی ریبوویروس ها- ویروس های حاوی DNA یا DNA.

زیرمجموعه ها به خانواده ها، زیرخانواده ها، جنس ها و گونه ها تقسیم می شوند.

هنگام سیستم‌بندی ویروس‌ها، معیارهای اصلی زیر شناسایی شدند: شباهت اسیدهای نوکلئیک، اندازه، وجود یا عدم وجود سوپر کپسید، نوع تقارن نوکلئوکپسید، ویژگی‌های اسیدهای نوکلئیک، قطبیت، تعداد رشته‌ها در مولکول، وجود قطعات، وجود آنزیم ها، محلی سازی داخل هسته ای یا سیتوپلاسمی، ساختار آنتی ژنی و ایمنی زایی، تروپیسم برای بافت ها و سلول ها، توانایی تشکیل اجسام گنجاندن. یک معیار اضافی علامت شناسی ضایعات است، یعنی. توانایی ایجاد عفونت های عمومی یا اندام خاص.

با توجه به سازمان ساختاری آنها را متمایز می کنند به سادگی سازماندهی شده ("برهنه")و به طور پیچیده سازماندهی شده ("لباس پوشیده")ویروس ها

ساختار یک ویریون ساده به گونه ای چیده شده است که اسید نوکلئیک ویروسی،آن ها ماده ژنتیکی ویروس به طور قابل اعتمادی توسط یک پوسته پروتئینی متقارن محافظت می شود - کپسید، ترکیب عملکردی و مورفولوژیکی آن تشکیل می شود نوکلئوکپسید.

کپسید ساختاری کاملاً مرتب دارد که بر اساس اصول تقارن مارپیچ یا مکعبی است. توسط زیر واحدهایی تشکیل می شود که از نظر ساختار یکسان هستند - کپسومرها، در یک یا دو لایه سازماندهی شده است. تعداد کپسومرها برای هر گونه کاملاً مشخص است و به اندازه و مورفولوژی ویریون ها بستگی دارد. کپسومرها به نوبه خود توسط مولکول های پروتئین تشکیل می شوند - پروتومرها. اونها می تونند ... باشند مونومر -متشکل از یک پلی پپتید یا پلیمر -از چندین پلی پپتید تشکیل شده است. تقارن کپسید با این واقعیت توضیح داده می شود که تعداد زیادی کپسومر برای بسته بندی ژنوم مورد نیاز است و اتصال فشرده آنها فقط با آرایش متقارن زیر واحدها امکان پذیر است. تشکیل کپسید شبیه فرآیند کریستالیزاسیون است و طبق اصل خودآرایی پیش می رود. عملکردهای اصلی کپسید با محافظت از ژنوم ویروس در برابر تأثیرات خارجی، اطمینان از جذب ویریون روی سلول، نفوذ ژنوم به داخل سلول در نتیجه تعامل کپسید با گیرنده های سلولی تعیین می شود. و خواص آنتی ژنی و ایمنی زایی ویریون ها را تعیین می کند.

نوکلئوکپسید از تقارن کپسید پیروی می کند. در تقارن مارپیچیتعامل اسید نوکلئیک و پروتئین در نوکلئوکپسید در امتداد یک محور چرخش رخ می دهد. هر ویروس با تقارن مارپیچ دارای طول، عرض و تناوب مشخصه است. بیشتر ویروس های بیماری زا برای انسان، از جمله ویروس آنفولانزا، دارای تقارن مارپیچ هستند. سازماندهی بر اساس اصل تقارن مارپیچ به ویروس ها شکل میله ای یا رشته ای می دهد. این آرایش زیر واحدها یک کانال توخالی را تشکیل می دهد که در داخل آن یک مولکول اسید نوکلئیک ویروسی به طور فشرده بسته بندی شده است. طول آن می تواند چندین برابر بیشتر از طول ویریون باشد. به عنوان مثال، ویروس موزاییک توتون دارای طول ویریون 300 نانومتر است و RNA آن به مقدار 4000 نانومتر می رسد. با این سازمان، غلاف پروتئین بهتر از اطلاعات ارثی محافظت می کند، اما به پروتئین بیشتری نیاز دارد، زیرا پوشش از بلوک های نسبتا بزرگ تشکیل شده است. در تقارن مکعبیاسید نوکلئیک توسط کپسومرها احاطه شده است و یک ایکوز وجهی را تشکیل می دهد - یک چند وجهی با 12 راس، 20 وجه مثلثی و 30 زاویه. سازماندهی ویریون طبق این اصل به ویروس ها شکل کروی می دهد. اصل تقارن مکعبی برای تشکیل کپسید بسته مقرون به صرفه ترین است، زیرا برای سازماندهی آن، از بلوک های پروتئینی کوچک استفاده می شود که فضای داخلی بزرگی را تشکیل می دهد که اسید نوکلئیک آزادانه در آن قرار می گیرد.

برخی از باکتریوفاژها دارند تقارن دوگانه، هنگامی که سر بر اساس اصل مکعبی سازماندهی می شود و فرآیند مطابق با اصل تقارن مارپیچی.

برای ویروس های بزرگ معمولی است عدم تقارن ثابت.

جزء جدایی ناپذیر ساختاری و عملکردی نوکلئوکپسید هستند پروتئین های داخلی، حصول اطمینان از بسته بندی صحیح ژنوم سوپرپیچ و انجام عملکردهای ساختاری و آنزیمی.

ویژگی عملکردی آنزیم های ویروسی با مکان و مکانیسم تشکیل آنها تعیین می شود. بر این اساس آنزیم های ویروسی به دو دسته تقسیم می شوند ناشی از ویروسو ویریون. اولی در ژنوم ویروسی کدگذاری شده است، دومی بخشی از ویریون ها است. آنزیم های ویریون نیز به دو گروه عملکردی تقسیم می شوند: آنزیم های گروه اول نفوذ اسیدهای نوکلئیک ویروسی را به داخل سلول و خروج جمعیت های دختر را تضمین می کنند. آنزیم های گروه دوم در فرآیندهای تکثیر و رونویسی ژنوم ویروسی نقش دارند. ویروس‌ها همراه با ویروس‌های خودشان، فعالانه از آنزیم‌های سلولی استفاده می‌کنند که مخصوص ویروس نیستند. اما فعالیت آنها را می توان در طول فرآیند تولید مثل ویروس اصلاح کرد.

یک گروه از به اصطلاح وجود دارد. پیچیده سازمان یافتهیا ویروس های "لباس پوشیده"، که بر خلاف "برهنه"دارای یک پوسته لیپوپروتئینی خاص در بالای کپسید - ابر کپسیدیا peplosسازماندهی شده توسط دولایه ای از لیپیدها و گلیکوپروتئین های ویروسی خاص که به لایه دوتایی لیپیدی نفوذ کرده و تشکیل می شوند. رشدهای ستون فقرات(پپلومترها یا پروتئین های سوپر کپسید ). پروتئین های سوپر کپسید سطحی جزء مهمی هستند که نفوذ ویروس ها را به سلول های حساس تسهیل می کنند. این پروتئین های خاص به نام پروتئین های F هستند ( فیوزیو - همجوشی)، ادغام ابرکپسیدهای ویروسی و غشای سلولی را تضمین می کند. سوپر کپسید در مراحل بعدی چرخه تولید مثل در طول جوانه زدن جمعیت های دختر تشکیل می شود و ساختاری مشتق شده از غشای یک سلول آلوده به ویروس است. بنابراین، ترکیب لیپیدها به ماهیت "جوانه زدن" ذره ویروسی بستگی دارد. برای مثال، ویروس آنفولانزا دارای ترکیب دولایه لیپیدی شبیه به غشای سلولی است. زیرا از آنجایی که هرپس ویروس ها از غشای هسته جوانه می زنند، مجموعه ای از لیپیدها در سوپرکپسید آنها منعکس کننده ترکیب غشای هسته ای است. قندهایی که گلیکوپروتئین ها را می سازند نیز از سلول میزبان می آیند.

در سطح داخلی سوپر کپسید به اصطلاح وجود دارد پروتئین های ماتریکس (پروتئین های Mیک لایه ساختاری تشکیل شده است که تعامل سوپر کپسید با نوکلئوکپسید را تسهیل می کند، که در مراحل پایانی خودآرایی ویریون بسیار مهم است.

با این حال، مؤلفه اصلی ساختاری و عملکردی ویروس، ژنوم آن است که تمام خصوصیات ذره ویروسی را چه در داخل و چه در خارج از سلول هدف تعیین می کند. ژنوم حاوی اطلاعات رمزگذاری شده در مورد خواص مورفولوژیکی، بیوشیمیایی، بیماری زایی و آنتی ژنی حامل آن است. ژنوم ذره ویروسی هاپلوئید است. اسیدهای نوکلئیک توسط مولکول های RNA تک رشته ای یا مولکول های DNA دو رشته ای نشان داده می شوند. استثناها، ریو ویروس ها هستند که ژنوم آنها توسط دو رشته RNA تشکیل شده است، و پاروویروس ها، که ژنوم آنها به عنوان یک رشته DNA ارائه می شود. ویروس ها فقط یک نوع اسید نوکلئیک دارند.

DNA ویروسیبه صورت ساختارهای ابرپیچ یا خطی با پیوند کووالانسی دایره ای با وزن مولکولی 1 10 6 تا 1 10 8 سازماندهی شده اند که 10 تا 100 برابر کمتر از وزن مولکولی DNA باکتری است. ژنوم حاوی بیش از صدها ژن است. رونویسی DNA ویروسی در هسته سلول آلوده اتفاق می افتد . توالی های نوکلئوتیدی یک بار اتفاق می افتند، اما در انتهای مولکول توالی های نوکلئوتیدی مستقیم و معکوس (180 درجه) تکرار می شوند. این توانایی مولکول DNA را برای بسته شدن در یک حلقه تضمین می کند. علاوه بر این، آنها نشانگرهای منحصر به فرد DNA ویروسی هستند.

RNA های ویروسیتوسط مولکول های تک و دو رشته ای و به روش خاص خود نشان داده می شوند ترکیب شیمیاییبا RNA با منشاء سلولی تفاوتی ندارند. مولکول های تک رشته ای را می توان بخش بندی کرد که منجر به افزایش ظرفیت کدگذاری ژنوم می شود. علاوه بر این، آنها حاوی مناطق مارپیچ مانند یک مارپیچ دوگانه DNA هستند که از جفت شدن بازهای نیتروژنی مکمل تشکیل شده است. RNA دو رشته ای می تواند خطی یا دایره ای باشد.

بسته به رفتار درون سلولی خاص و عملکردهای انجام شده، RNA های ویروسی به گروه های زیر تقسیم می شوند:

1. به علاوه رشته RNA، داشتن قابلیت ترجمه اطلاعات کدگذاری شده در آن به ریبوزوم های سلول هدف، یعنی. عملکرد mRNA را انجام دهد. RNA های ویروس های رشته ای دارای انتهای کلاهکی شکل اصلاح شده ای هستند که برای تشخیص خاص ریبوزوم ها ضروری است. به آنها رشته های پلاس یا ژنوم مثبت می گویند.

2. RNA رشته منهایقادر به ترجمه مستقیم اطلاعات ژنتیکی به ریبوزوم نیستند و نمی توانند به عنوان mRNA عمل کنند. با این حال، آنها الگویی برای سنتز mRNA هستند. به آنها رشته های منهای یا ژنوم منفی می گویند.

3. نخ های دوتایی،که یکی از آنها به صورت –RNA و دیگری مکمل آن به صورت +RNA عمل می کند.

بسیاری از اسیدهای نوکلئیک ویروسی + RNA و ویروس های حاوی DNA به خودی خود عفونی هستند، زیرا حاوی تمام اطلاعات ژنتیکی لازم برای سنتز ذرات ویروسی جدید است. این اطلاعات پس از نفوذ ویریون به سلول حساس محقق می شود. RNA های دو رشته ای و اکثر -RNA ها نمی توانند خواص عفونی از خود نشان دهند.

تعامل یک ویروس با یک سلول هدف یک فرآیند پیچیده و چند مرحله ای از همزیستی دو شکل ماده زنده - پیش سلولی و سلولی است. در اینجا کل مجموعه اثرات ژنوم ویروسی بر روی فرآیندهای بیوسنتزی کدگذاری شده ژنتیکی سلول میزبان آشکار می شود.

اجرای چرخه تولید مثل تا حد زیادی به نوع عفونت سلول و ماهیت تعامل ویروس با سلول حساس (احتمالاً آلوده) بستگی دارد.

در یک سلول آلوده به ویروس، ویروس ها می توانند در حالت های مختلف باقی بمانند:

1. تولید مثل ویریون های جدید متعدد.

2. وجود اسید نوکلئیک ویروس در حالت یکپارچه با کروموزوم سلولی به شکل یک پروویروس.

3. وجود در سیتوپلاسم سلول به شکل اسیدهای نوکلئیک حلقوی، یادآور پلاسمیدهای باکتریایی.

این شرایط هستند که طیف گسترده ای از اختلالات ناشی از ویروس را تعیین می کنند: از یک عفونت مولد مشخص که به مرگ سلولی ختم می شود تا تعامل طولانی مدت ویروس با سلول به شکل یک عفونت پنهان (نهفته) یا تبدیل بدخیم ویروس. سلول.

چهار نوع تعامل ویروس با یک سلول حساس شناسایی شده است:

1. نوع تولیدی - با تشکیل نسل جدیدی از ویریون ها و آزادسازی آنها در نتیجه لیز سلول های آلوده به پایان می رسد. فرم سیتولیتیک) یا خروج از سلول بدون تخریب آن ( فرم غیر سیتولیتیک). نوع غیر سیتولیتیک تعامل اغلب رخ می دهد عفونت های مزمن مداوم، با تشکیل جمعیت های دختر پاتوژن پس از اتمام مرحله حاد بیماری مشخص می شود. مرگ سلولی به دلیل سرکوب زودهنگام سنتز پروتئین های سلولی، تجمع اجزای سمی و به طور خاص آسیب رسان ویروسی، آسیب به لیزوزوم ها و آزاد شدن آنزیم های آنها در سیتوپلاسم ایجاد می شود.

2. نوع یکپارچه ، یا ویروس زایی - با ادغام (ادغام) DNA ویروسی به شکل یک پروویروس در کروموزوم سلولی و عملکرد بعدی آن به عنوان بخش جدایی ناپذیر آن مشخص می شود. تکثیر مشترکاین نوع تعامل ادامه دارد عفونت نهفته, لیزوژنز باکتری هاو تبدیل سلولی ویروسی;

3. نوع ناقص - با تشکیل ویریون های جدید خاتمه نمی یابد، زیرا فرآیند عفونی در سلول در یکی از مراحل قطع می شود. زمانی رخ می دهد که یک ویروس با یک سلول در حال استراحت تعامل می کند، یا زمانی که یک سلول با یک ویروس معیوب آلوده می شود.

هم ویروس ها و هم ویریون ها می توانند معیوب باشند.

ویروس های معیوبوجود دارد به عنوان گونه های مستقلو از نظر عملکردی پایین تر هستند، زیرا برای تکثیر آنها، به یک "ویروس کمکی" نیاز است، به عنوان مثال. نقص توسط پست بودن ژنوم مشخص می شود. به 3 گروه تقسیم می شوند:

1. ذرات تداخلی معیوب، که ویریون هایی هستند که تنها حاوی بخشی از اطلاعات ژنتیکی ویروس اصلی هستند و تنها با مشارکت یک "ویروس کمکی" مرتبط تکثیر می شوند.

2. ویروس های ماهواره ایتفاوت آنها با موارد قبلی در این است که برای تولید مثل آنها به مشارکت هر "ویروس کمکی" نیاز است که لزوماً مرتبط نیست.

3. ژنوم های یکپارچهپروویروس ها هستند، یعنی ژنوم های ویروسی که در کروموزوم یک سلول ادغام شده اند، اما توانایی تبدیل شدن به یک ویروس کامل را از دست داده اند.

ویریون های معیوبگروهی را تشکیل می دهند که در طول تشکیل جمعیت های بزرگ دختر تشکیل شده است و نقص آنها عمدتاً با پستی مورفولوژیکی (کپسیدهای خالی، نوکلئوکپسیدهای بدون پوشش و غیره) تعیین می شود. شکل خاصی از ویریون های معیوب است شبه ویریون ها،داشتن کپسید معمولی حاوی بخشی از اسید نوکلئیک خود و قطعاتی از اسید نوکلئیک میزبان یا بخشی از کروموزوم سلول میزبان و بخشی از اسید نوکلئیک ویروس دیگر.

اهمیت ویروس های معیوب توانایی آنها در انتقال مواد ژنتیکی از یک سلول دهنده به یک سلول گیرنده است.

4. تداخل ویروس - زمانی رخ می دهد که یک سلول توسط دو ویروس آلوده شود و با هیچ ترکیبی از عوامل بیماری زا رخ نمی دهد. تداخل یا به دلیل القای یک ویروس از مهارکننده های سلولی که تولید مثل دیگری را سرکوب می کند، یا به دلیل آسیب به دستگاه گیرنده یا متابولیسم سلولی توسط ویروس اول، که امکان تولید مثل دومی را رد می کند، محقق می شود. تمیز دادن همولوگ(ویروس های مرتبط) و هترولوگتداخل (ویروس های نامربوط).

بر اساس ماهیت تعامل ژنوم ویروس با ژنوم سلول ها، آنها متمایز می شوند خود مختارو عفونت ادغام. در طول عفونت خودمختار، ژنوم ویروسی در ژنوم سلول ادغام نمی شود، در حالی که در طول عفونت ادغام، ژنوم ویروسی در ژنوم سلولی ادغام می شود.

نوع مولد تعامل ویروس-سلول ، یعنی تولید مثل ویروسی شکل منحصر به فردی از بیان اطلاعات ژنتیکی خارجی (ویروسی) در سلول های انسان، حیوانات، گیاهان و باکتری ها است که شامل زیرمجموعه کردن مکانیسم های ماتریکس سلولی-ژنتیکی اطلاعات ویروسی است. این یک فرآیند بسیار پیچیدهتعامل دو ژنوم در 6 مرحله رخ می دهد:

1. جذب ویریون ها.

2. نفوذ ویروس به سلول.

3. "برهنه کردن" و آزادسازی ژنوم ویروسی.

4. سنتز اجزای ویروسی.

5. تشکیل ویریون ها.

6. خروج ویریون ها از سلول.

اولینمرحله تولید مثل - جذب، یعنی اتصال ویریون به سطح سلول در دو فاز رخ می دهد. فاز اول - غیر اختصاصی، ناشی از جاذبه یونی و مکانیسم های دیگر تعامل بین ویروس و سلول است. فاز دوم – بسیار خاص، به دلیل همسانی و مکمل بودن گیرنده های سلول های حساس و لیگاندهای پروتئینی ویروس ها که آنها را می شناسند. پروتئین های ویروسی که تشخیص می دهند و برهم کنش دارند نامیده می شوند پیوستو توسط گلیکوپروتئین ها، بخشی از پوسته لیپوپروتئین کپسید یا سوپرکپسید ویروس، نشان داده می شوند.

گیرنده های سلولی خاص ماهیت متفاوتی دارند، پروتئین ها، لیپیدها، اجزای کربوهیدرات پروتئین ها و لیپیدها. یک سلول می تواند از ده تا صد هزار گیرنده خاص را حمل کند که به ده ها و صدها ویریون اجازه می دهد به آن بچسبند. تعداد ذرات ویروسی عفونی جذب شده روی سلول، این اصطلاح را تعیین می کند "تعدد عفونت". با این حال، یک سلول آلوده به یک ویروس در بیشتر موارد نسبت به عفونت مجدد توسط یک ویروس همولوگ مقاوم است.

وجود گیرنده های خاص زمینه ساز است تروپیسمویروس ها به سلول ها، بافت ها و اندام های خاص.

دومینصحنه - ورود ویروس به سلولمی تواند از چند طریق اتفاق بیفتد.

1. اندوسیتوز وابسته به گیرنده در نتیجه گرفتن و جذب ویریون توسط یک سلول حساس رخ می دهد. در این حالت، غشای سلولی با ویریون متصل به داخل واکوئل داخل سلولی (اندوزوم) حاوی ویروس داخل می‌شود. سپس، پوسته لیپوپروتئین ویروس با غشای اندوزوم ادغام می شود و ویروس به سیتوپلاسم سلول خارج می شود. اندوزوم ها با لیزوزوم ها ترکیب می شوند که اجزای ویروسی باقی مانده را از بین می برند.

2. Viropexis - از ادغام سوپر کپسید ویروسی با غشای سلولی یا هسته ای تشکیل شده و با کمک یک ماده خاص رخ می دهد. پروتئین فیوژن – پروتئین F، که بخشی از ابر کپسید است. در نتیجه viropexis، کپسید به داخل سلول ختم می‌شود و سوپرکپسید همراه با پروتئین، در پلاسما یا غشای هسته‌ای ادغام می‌شود (خود را جاسازی می‌کند). مشخصه فقط ویروس های پیچیده.

3. فاگوسیتوز - از طریق آن ویروس ها به داخل سلول های فاگوسیتوز نفوذ می کنند که منجر به فاگوسیتوز ناقص می شود.

سومصحنه - "برهنه کردن" و آزاد کردن ژنوم ویروسیدر نتیجه پروتئین زدایی، اصلاح نوکلئوکپسید، حذف ساختارهای ویروسی سطحی و انتشار یک جزء داخلی که می تواند باعث ایجاد یک فرآیند عفونی شود، رخ می دهد. اولین مراحل "برهنه کردن" در طول فرآیند نفوذ به سلول با ادغام غشاهای ویروسی و سلولی یا زمانی که ویروس از آندوزوم به داخل سیتوپلاسم خارج می شود، شروع می شود. مراحل بعدی ارتباط نزدیکی با انتقال درون سلولی آنها به محل های پروتئین زدایی دارد. ویروس‌های مختلف بخش‌های تخصصی مخصوص به خود را دارند. انتقال به آنها با استفاده از وزیکول های غشایی داخل سلولی انجام می شود که در آن ویروس به ریبوزوم ها، شبکه آندوپلاسمی یا هسته منتقل می شود.

چهارمصحنه - سنتز اجزای ویروسیدر لحظه شروع می شود سایهیا مراحل کسوف،که با ناپدید شدن ویریون مشخص می شود. مرحله سایه پس از تشکیل اجزای تشکیل دهنده ویروس لازم برای جمع آوری جمعیت دختر به پایان می رسد. این ویروس از دستگاه ژنتیکی سلول برای این کار استفاده می کند و واکنش های مصنوعی مورد نیاز خود را سرکوب می کند. سنتز پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک ویروس، به عنوان مثال. بازتولید آن به تفکیک زمان و مکان در آن انجام می شود بخش های مختلفسلول ها و منفصل نامیده می شود.

در یک سلول آلوده، ژنوم ویروسی سنتز دو گروه از پروتئین ها را رمزگذاری می کند:

- پروتئین های غیر ساختاریخدمات تولید مثل درون سلولی ویروس در مراحل مختلف آن، که شامل RNA یا DNA پلیمرازهایی است که رونویسی و تکثیر ژنوم ویروس، پروتئین های تنظیم کننده، پیش سازهای پروتئین های ویروسی، آنزیم هایی که پروتئین های ویروسی را تغییر می دهند را تضمین می کند.

- پروتئین های ساختاری، شامل ویریون (ژنومیک، کپسید و سوپر کپسید) می شود.

سنتز پروتئین در سلول مطابق با فرآیندها انجام می شود رونویسی هابا "بازنویسی" اطلاعات ژنتیکی از اسید نوکلئیک در توالی نوکلئوتیدی RNA پیام رسان (mRNA) و پخش می کند(خواندن) mRNA روی ریبوزوم ها برای تشکیل پروتئین. اصطلاح "ترجمه" به مکانیسم هایی اشاره دارد که توسط آنها توالی بازهای نوکلئیک mRNA به دنباله خاصی از اسیدهای آمینه در پلی پپتید سنتز شده ترجمه می شود. در این مورد، تمایز mRNA های سلولی رخ می دهد و فرآیندهای مصنوعی روی ریبوزوم ها تحت کنترل ویروسی قرار می گیرند. مکانیسم های انتقال اطلاعات مربوط به سنتز mRNA در گروه های مختلف ویروس ها یکسان نیست.

حاوی DNA دو رشته ایویروس‌ها اطلاعات ژنتیکی را به همان روشی که ژنوم سلولی انجام می‌دهند، طبق این طرح اجرا می‌کنند: DNA ژنومی ویروس→ رونویسی mRNA→ترجمه پروتئین ویروسی. در عین حال، ویروس‌های حاوی DNA که ژنوم آن‌ها در هسته رونویسی می‌شود، از پلیمراز سلولی برای این فرآیند استفاده می‌کنند و ژنوم‌های آن‌ها در سیتوپلاسم رونویسی می‌شوند، از RNA پلیمراز مخصوص ویروس خود استفاده می‌کنند.

ژنوم – ویروس های RNAبه عنوان الگویی عمل می کند که mRNA از آن با مشارکت یک RNA پلیمراز ویژه ویروس رونویسی می شود. سنتز پروتئین آنها طبق طرح زیر انجام می شود: RNA ژنومی ویروس→رونویسی mRNA→ترجمه پروتئین ویروسی.

گروه خاصی از رتروویروس های حاوی RNA متمایز است که شامل ویروس های نقص ایمنی انسانی و رتروویروس های انکوژنیک می شود. آنها روش منحصر به فردی برای انتقال اطلاعات ژنتیکی دارند. ژنوم این ویروس ها از دو مولکول RNA یکسان تشکیل شده است. دیپلوئید است. رتروویروس ها حاوی یک آنزیم ویژه ویروس هستند - ترانس کریپتاز معکوس، یا معکوس کردن، که به کمک آن فرآیند رونویسی معکوس انجام می شود. این شامل موارد زیر است: DNA تک رشته ای مکمل (cDNA) بر روی ماتریکس RNA ژنومی سنتز می شود. برای تشکیل DNA مکمل دو رشته‌ای کپی می‌شود، که در ژنوم سلولی ادغام می‌شود و در ترکیب آن، با استفاده از RNA پلیمراز وابسته به DNA سلولی به mRNA رونویسی می‌شود. سنتز پروتئین های این ویروس ها طبق طرح زیر انجام می شود: RNA ژنومی ویروس→DNA مکمل→رونویسی mRNA→ترجمه پروتئین ویروسی.

تنظیم رونویسی توسط مکانیسم های سلولی و خاص ویروس انجام می شود. این شامل خواندن متوالی اطلاعات از به اصطلاح است. "زود"و ژن های "دیر". اولی اطلاعاتی را برای سنتز آنزیم های رونویسی و تکثیر ویژه ویروس و دومی برای سنتز پروتئین های کپسید رمزگذاری می کند.

سنتز اسیدهای نوکلئیک ویروسی، به عنوان مثال. همانندسازی ژنوم های ویروسی، منجر به تجمع در سلول نسخه هایی از ژنوم های ویروسی اصلی می شود که در مونتاژ ویریون ها استفاده می شود. روش تکثیر به نوع اسید نوکلئیک ویروس، وجود پلیمرازهای سلولی و اختصاصی ویروس و توانایی ویروس ها در القای تشکیل پلیمرازها در سلول بستگی دارد.

ویروس های DNA دو رشته ایبه روش نیمه محافظه کار معمول تکرار کنید: پس از باز شدن رشته های DNA، رشته های جدید به طور مکمل به آنها اضافه می شود. هر مولکول DNA تازه سنتز شده از یک والد و یک رشته سنتز شده تشکیل شده است.

ویروس های DNA تک رشته ایدر طی فرآیند تکثیر، DNA پلیمرازهای سلولی برای ایجاد یک ژنوم ویروسی دو رشته‌ای استفاده می‌شود که اصطلاحاً نامیده می‌شود. فرم تکراری. در این مورد، یک رشته –DNA به طور مکمل روی رشته +DNA اصلی سنتز می‌شود که به عنوان الگوی رشته +DNA ویریون جدید عمل می‌کند.

ویروس های +RNA تک رشته ایالقای سنتز RNA پلیمراز وابسته به RNA در سلول. با کمک آن، بر اساس رشته +RNA ژنومی، رشته –RNA سنتز می شود و یک RNA مضاعف موقتی به نام پیوند تکراری میانی. این شامل یک رشته +RNA کامل و چندین رشته -RNA نیمه کامل است. هنگامی که تمام رشته های –RNA تشکیل می شوند، به عنوان الگوهایی برای سنتز رشته های +RNA جدید استفاده می شوند.

ویروس های RNA تک رشته ایحاوی RNA پلیمراز وابسته به RNA است. رشته RNA ژنومی توسط پلیمراز ویروسی به رشته های +RNA ناقص و کامل تبدیل می شود. کپی های ناقص به عنوان mRNA برای سنتز پروتئین های ویروسی عمل می کنند و نسخه های کامل به عنوان الگویی برای سنتز رشته RNA ژنومی فرزندان عمل می کنند.

ویروس های RNA دو رشته ایمشابه ویروس های RNA تک رشته ای تکثیر می شود. تفاوت این است که رشته های +RNA که در طول رونویسی تشکیل می شوند نه تنها به عنوان mRNA عمل می کنند، بلکه در همانندسازی نیز شرکت می کنند. آنها الگوی سنتز رشته های RNA هستند. آنها با هم ویریون های RNA دو رشته ای ژنومی را تشکیل می دهند.

ویروس های دیپلوئید + RNAیا رتروویروس هابا استفاده از ترانس کریپتاز معکوس ویروسی، که یک رشته DNA را روی الگوی ویروس RNA سنتز می‌کند، تکثیر می‌شوند، که از آن رشته DNA + کپی می‌شود تا یک رشته دوگانه از DNA بسته شده در یک حلقه تشکیل شود. سپس، رشته دوگانه DNA با کروموزوم سلولی ادغام می شود و یک پروویروس را تشکیل می دهد. تعداد زیادی RNA ویریون در نتیجه رونویسی یکی از رشته های DNA یکپارچه با مشارکت RNA پلیمراز وابسته به DNA سلولی تشکیل می شود.

پنجمصحنه - مونتاژ ویریوناز طریق منظم رخ می دهد خود مونتاژ، هنگامی که اجزای ویریون به محل مونتاژ ویروس منتقل می شوند. اینها مناطق خاصی از هسته و سیتوپلاسم نامیده می شوند کمپلکس های تکثیر. اتصال اجزای ویریون به دلیل وجود پیوندهای آبگریز، یونی، هیدروژنی و مطابقت استریوشیمیایی است.

تشکیل ویروس ها یک فرآیند چند مرحله ای و کاملاً متوالی است که با تشکیل اشکال میانی که از نظر ترکیب پلی پپتیدها با ویریون های بالغ متفاوت است. تجمع ویروس‌هایی که به سادگی مرتب شده‌اند روی کمپلکس‌های همانندسازی اتفاق می‌افتد و شامل برهمکنش اسیدهای نوکلئیک ویروسی با پروتئین‌های کپسید و تشکیل نوکلئوکپسیدها است. در ویروس‌های پیچیده، نوکلئوکپسیدها ابتدا بر روی کمپلکس‌های همانندسازی تشکیل می‌شوند، که سپس با غشای سلولی اصلاح‌شده، که پوسته لیپوپروتئین آینده ویریون هستند، تعامل می‌کنند. در این حالت، مونتاژ ویروس‌هایی که در هسته تکثیر می‌شوند با مشارکت غشای هسته اتفاق می‌افتد و جمع‌آوری ویروس‌هایی که تکثیر آنها در سیتوپلاسم اتفاق می‌افتد با مشارکت غشاهای شبکه آندوپلاسمی یا غشای سیتوپلاسمی انجام می‌شود. جایی که گلیکوپروتئین ها و سایر پروتئین های پوشش ویریون تعبیه شده اند. در برخی از ویروس های پیچیده RNA، یک پروتئین ماتریکس در مونتاژ نقش دارد - پروتئین M– که در زیر غشای سلولی اصلاح شده توسط این پروتئین قرار دارد. با داشتن خواص آبگریز، به عنوان یک واسطه بین نوکلئوکپسید و سوپرکپسید عمل می کند. ویروس های پیچیده شامل اجزای سلول میزبان در طول تشکیل خود هستند. هنگامی که فرآیند خود مونتاژی مختل می شود، ویریون های "معیب" تشکیل می شوند.

ششمصحنه - انتشار ذرات ویروسی از سلولفرآیند تولید مثل ویروس را کامل می کند و به دو صورت اتفاق می افتد.

مسیر انفجاریهنگامی که ویروس های فاقد سوپرکپسید باعث تخریب سلولی شده و وارد فضای خارج سلولی می شوند. به طور همزمان از سلول مرده خارج می شود عدد بزرگویریون ها

جوانه زدنیا اگزوسیتوز ، مشخصه ویروس های پیچیده ای است که سوپرکپسید آنها از غشای سلولی مشتق شده است. ابتدا، نوکلئوکپسید به غشای سلولی منتقل می‌شود، که پروتئین‌های ویژه ویروس قبلاً در آن جاسازی شده‌اند. در ناحیه تماس، بیرون زدگی این نواحی شروع به تشکیل کلیه می کند. جوانه تشکیل شده به شکل ویریون پیچیده از سلول جدا می شود. این فرآیند برای سلول کشنده نیست و سلول قادر است برای مدت طولانی زنده بماند و نتاج ویروسی تولید کند.

جوانه زدن ویروس‌های تشکیل‌شده در سیتوپلاسم می‌تواند از طریق غشای پلاسمایی یا از طریق غشای شبکه آندوپلاسمی و دستگاه گلژی رخ دهد و به دنبال آن به سطح سلول رها شود.

ویروس هایی که در جوانه هسته از طریق پوشش هسته ای اصلاح شده به فضای اطراف هسته تشکیل می شوند و به عنوان بخشی از وزیکول های سیتوپلاسمی به سطح سلول منتقل می شوند.

نوع یکپارچه تعامل ویروس-سلول (ویروس زایی) همزیستی یک ویروس و یک سلول در نتیجه ادغام اسید نوکلئیک ویروس در کروموزوم سلول میزبان است که در آن ژنوم ویروس همانندسازی می شود و به عنوان بخش اصلی ژنوم سلول عمل می کند.

این نوع تعامل مشخصه باکتریوفاژهای متوسط ​​حاوی DNA، ویروس های انکوژنیک و برخی از ویروس های عفونی DNA و RNA است.

یکپارچه سازی نیاز به حضور یک فرم دایره ای از DNA ویروسی دو رشته ای دارد. چنین DNA در محل همسانی به DNA سلولی متصل می شود و در ناحیه خاصی از کروموزوم قرار می گیرد. برای ویروس های RNA، فرآیند ادغام پیچیده تر است و با مکانیسم رونویسی معکوس شروع می شود. ادغام پس از تشکیل رونوشت DNA دو رشته ای و بسته شدن آن در یک حلقه اتفاق می افتد.

اطلاعات ژنتیکی اضافی در طول ویروژنز، خواص جدیدی به سلول می‌دهد که می‌تواند باعث تحول انکوژنیک سلول‌ها، بیماری‌های خودایمنی و مزمن شود.

نوع ناقص تعامل ویروس-سلول با تشکیل نسل ویروسی ختم نمی شود و می تواند در شرایط زیر رخ دهد:

1. عفونت یک سلول حساس با یک ویروس معیوب یا یک ویریون معیوب رخ می دهد.

2. عفونت سلول های مقاوم به ژنتیک توسط یک ویروس خطرناک.

3. عفونت یک سلول حساس با یک ویروس بدخیم غیر مجاز شرایط (غیر مجاز).

بیشتر اوقات، زمانی که یک سلول غیر حساس با یک ویروس استاندارد آلوده می شود، یک نوع تعامل ناقص مشاهده می شود. با این حال، مکانیسم مقاومت ژنتیکی یکسان نیست. ممکن است با عدم وجود گیرنده های خاص روی غشای پلاسمایی، ناتوانی این نوع سلول در شروع ترجمه mRNA ویروسی و عدم وجود پروتئازها یا نوکلئازهای خاص لازم برای سنتز ماکرومولکول های ویروسی همراه باشد.

تغییر در شرایطی که در آن تولید مثل ویروسی رخ می دهد نیز می تواند منجر به تداخل سقط شود: افزایش دمای بدن، تغییر pH در محل التهاب، معرفی داروهای ضد ویروسی و غیره. نوع نافرجام تعامل با تمام عواقب بعدی مولد می شود.

تعامل تداخلی با وضعیت ایمنی در برابر عفونت ثانویه سلولی که قبلاً به ویروس آلوده شده است تعیین می شود.

تداخل هترولوگزمانی اتفاق می افتد که عفونت با یک ویروس به طور کامل توانایی ویروس دوم را برای تکثیر در یک سلول مسدود کند. یکی از مکانیسم ها با مهار جذب یک ویروس دیگر با مسدود کردن یا از بین بردن گیرنده های خاص مرتبط است. مکانیسم دیگر شامل مهار ترجمه mRNA توسط هر mRNA هترولوگ در سلول آلوده است.

تداخل همولوگنمونه بسیاری از ویروس های معیوب، به ویژه ویروس هایی که به طور مکرر منتقل می شوند درونکشتگاهی و با تعدد عفونت بالا. تولید مثل آنها تنها زمانی امکان پذیر است که سلول به یک ویروس معمولی آلوده شود. گاهی اوقات یک ویروس معیوب می تواند در چرخه تولید مثل یک ویروس معمولی اختلال ایجاد کند و تولید کند ذرات ویروسی تداخلی معیوب (VIP).ذرات DI تنها بخشی از ژنوم یک ویروس معمولی را شامل می شوند. با توجه به ماهیت نقص، ذرات DI حذفی هستند و می توانند جهش یافته های کشنده در نظر گرفته شوند. ویژگی اصلی ذرات DI توانایی تداخل با ویروس همولوگ معمولی است و حتی می تواند نقش دستیار را در حین تکثیر بازی کند. توانایی جذب و نفوذ به داخل سلول با ساختار طبیعی کپسید مرتبط است. انتشار و بیان یک اسید نوکلئیک معیوب منجر به اثرات بیولوژیکی مختلفی می شود: فرآیندهای مصنوعی در سلول را مهار می کند و به دلیل تداخل همولوگ، از سنتز و تبدیل پروتئین های ویروس های معمولی جلوگیری می کند. گردش ذرات DI و عفونت همزمان با یک ویروس همولوگ معمولی باعث بروز اشکال کند و طولانی مدت بیماری می شود که با توانایی ذرات DI برای تکثیر بسیار سریعتر به دلیل سادگی ژنوم همراه است، در حالی که معیوب جمعیت کاهش قابل توجهی در شدت اثر سیتوپاتیک مشخصه یک ویروس طبیعی دارد.

فرآیند برهمکنش ویروس با بدن در بیشتر موارد سیتوسپیفیک است و با توانایی پاتوژن برای تکثیر در بافت های خاص تعیین می شود. با این حال، برخی از ویروس ها طیف وسیع تری از تروپیسم دارند و در طیف گسترده ای از سلول ها و اندام ها تولید مثل می کنند.

فاکتورهای اختصاصی ویروس که مسئول تروپیسم آن و تنوع سلول های تحت تأثیر است، شامل تعداد گیرنده های خاص (هم در ویریون و هم در سلول) است که تعامل کامل ویروس با سلول را تضمین می کند. تعداد این گیرنده ها معمولاً محدود است.

در برخی موارد، ویژگی فیزیولوژیکی سلول ها، و در نتیجه سازمان دو مولکولی آنها، به تجلی حدت پاتوژن کمک می کند. به عنوان مثال، G-پروتئین پوشش ویروس هاری میل ترکیبی بالایی با گیرنده های استیل کولین نورون ها دارد که توانایی آن را برای نفوذ به سلول های بافت عصبی تضمین می کند. لازم به ذکر است که ویروس های نوروتروپیک باعث ایجاد بیماری های شدید می شوند، زیرا سلول های عصبی بازسازی نمی شوند. علاوه بر این، تولید مثل پاتوژن آنها را به هدف واکنش های ایمنی سیتوتوکسیک تبدیل می کند.

اغلب، ویروس‌زایی ویروس‌ها به دلیل جهش‌ها افزایش می‌یابد. از اهمیت ویژه ای در این مورد، توانایی ویروس ها در معکوس کردن جهش ژن (بازگشت) است. ژن‌هایی که ساختار پروتئین را کد می‌کنند می‌توانند ساختار خود را بازسازی کرده و سویه‌های ویروسی که قبلاً غیرخاص‌تر بودند را به گونه‌های بدخیم تبدیل کنند.

نه کمتر مهمدارند و ویژگی های یک میکروارگانیسم حساس

سندر مورد است

- اینها کوچکترین ذرات حیات هستند، اندازه آنها 50 برابر کوچکتر از باکتری است. ویروس ها معمولاً با میکروسکوپ نوری دیده نمی شوند زیرا کمتر از نصف طول موج نور هستند. به افراد ویروسی که در حالت خفته هستند گفته می شود ویریونویروس ها به دو صورت وجود دارند تشکیل می دهد: در حال استراحت، یا خارج سلولی (ذرات ویروسی یا ویریون ها) و تولید مثل،یا درون سلولی (پیچیده "ویروس - سلول میزبان").

اشکال ویروس ها متفاوت است، آنها می توانند باشند نخ مانند, کروی, گلوله ای شکل, میله ای شکل, چند ضلعی, آجری شکل, مکعبی، در حالی که برخی دارای سر و فرآیند مکعب هستند. هر ویریون از اسید نوکلئیک و پروتئین تشکیل شده است.

ویریون های ویروس همیشه حاوی تنها یک نوع اسید نوکلئیک هستند - RNA یا DNA. علاوه بر این، هم یکی و هم دیگری می توانند تک رشته ای یا دو رشته ای باشند و DNA می تواند خطی یا دایره ای باشد. RNA در ویروس‌ها همیشه خطی است، اما می‌توان آن را با مجموعه‌ای از قطعات RNA نشان داد که هر یک بخش خاصی از اطلاعات ژنتیکی لازم برای تولید مثل را حمل می‌کنند. بر اساس وجود یک یا دیگر اسید نوکلئیک، ویروس ها حاوی DNA و حاوی RNA نامیده می شوند. به ویژه باید توجه داشت که در پادشاهی ویروس ها، وظیفه نگهبان کد ژنتیکی نه تنها توسط DNA، بلکه توسط RNA (همچنین می تواند دو رشته ای باشد) انجام می شود.

ویروس ها بسیار ساده هستند ساختار. هر ویروس فقط از دو بخش تشکیل شده است - هسته هاو کپسید. هسته ویروس، که حاوی DNA یا RNA است، توسط یک پوسته پروتئینی - کپسید (lat. capsa- "کانتینر"، "جعبه"، "مورد"). پروتئین ها از اسید نوکلئیک محافظت می کنند و همچنین فرآیندهای آنزیمی و تغییرات جزئی در پروتئین های کپسید را تعیین می کنند. کپسید از همان نوع مولکول های پروتئینی تشکیل شده است که به روش خاصی چیده شده اند - کپسومرهامعمولاً این یا یک نوع تخمگذار مارپیچی است (شکل 22)، یا یک نوع چند وجهی متقارن(نوع ایزومتریک) (شکل 23).

همه ویروس ها به طور معمول به دو دسته تقسیم می شوند سادهو مجتمع ویروس های سادهفقط از یک هسته با اسید نوکلئیک و کپسید تشکیل شده است. ویروس های پیچیدهدر سطح پروتئین capsi-da آنها همچنین دارای یک پوسته بیرونی هستند ابر کپسید،حاوی یک غشای لیپوپروتئین دو لایه، کربوهیدرات ها و پروتئین ها (آنزیم ها). این پوسته خارجی (سوپر کپسید) معمولاً از غشای سلول میزبان ساخته می شود. مطالب از سایت

بر روی سطح کپسید برآمدگی های مختلفی وجود دارد - خارها یا "میخ ها" (به آنها می گویند الیاف) و شلیک می کند. با آنها، ویریون به سطح سلول می چسبد و سپس به داخل آن نفوذ می کند. لازم به ذکر است که در سطح ویروس نیز خاص وجود دارد پروتئین های اتصال،اتصال ویریون به گروه های خاصی از مولکول ها - گیرنده ها(لات. گیرنده -"من دریافت می کنم"، "من می پذیرم")، واقع در سطح سلولی که ویروس در آن نفوذ می کند. برخی از ویروس ها به گیرنده های پروتئینی، برخی دیگر به لیپیدها و برخی دیگر زنجیره های کربوهیدرات را در پروتئین ها و لیپیدها می شناسند. در فرآیند تکامل، ویروس ها "یاد گرفتند" سلول های حساس به آنها را با حضور گیرنده های ویژه در سطح سلول میزبان تشخیص دهند.

مورفولوژی و ساختار ویروس ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی بررسی می شود. یکی از کوچکترین آنها ویروس فلج اطفال (حدود 20 نانومتر) و بزرگترین آنها آبله (حدود 350 نانومتر) است.

ویروس ها از اجزای اصلی زیر تشکیل شده اند:

1. هسته - ماده ژنتیکی (DNA یا RNA)، که حامل اطلاعات در مورد چندین نوع پروتئین لازم برای تشکیل یک ویروس جدید است.

2. پوسته پروتئینی که به آن کپسید می گویند (از لاتین capsa - جعبه). اغلب از زیر واحدهای تکرار شونده یکسان - کپسومرها ساخته می شود. کپسومرها ساختارهایی با درجه بالاتقارن

3. غشای لیپوپروتئین اضافی (سوپر کپسید). از غشای پلاسمایی سلول میزبان تشکیل می شود و فقط در ویروس های نسبتاً بزرگ (آنفولانزا، تبخال) یافت می شود.

ساختار شماتیک یک ویروس حاوی RNA با یک نوع تقارن مارپیچ و یک پوشش لیپوپروتئین اضافی در سمت چپ در شکل نشان داده شده است؛ مقطع بزرگ شده آن در سمت راست نشان داده شده است.

کپسید و پوسته اضافی عملکردهای محافظتی دارند، گویی از اسید نوکلئیک محافظت می کنند. علاوه بر این، آنها نفوذ ویروس را به داخل سلول تسهیل می کنند. یک ویروس کاملاً تشکیل شده نامیده می شود ویریون

شکل ویریون ها به نحوه چین خوردگی زیر واحدهای پروتئینی در کپسید بستگی دارد. این آرایش می تواند دارای تقارن مارپیچی یا مکعبی باشد. باکتریوفاژها یک نوع تقارن ترکیبی یا ترکیبی دارند.

ویروس موزاییک تنباکو دارای هر دو زیر واحد RNA و پروتئین است که به صورت مارپیچی مرتب شده اند و شکل رشته ای یا میله ای دارند. با این تقارن، غلاف پروتئین بهتر از اسید نوکلئیک محافظت می کند، اما به مقدار بیشتری پروتئین نسبت به تقارن مکعبی نیاز دارد. تعداد واقعی زیرواحدها در ویریون های مختلف 60 یا مضربی از این مقدار است (420 زیرواحد در ویروس پلیوما، 540 در ریو ویروس، 960 در ویروس هرپس، 1500 در آدنوویروس).

اکثر ویروس‌های با غلاف بسته دارای تقارن مکعبی هستند. این بر اساس ترکیبات مختلفی از مثلث های متساوی الاضلاع (کپسمرها) تشکیل شده توسط زیر واحدهای پروتئین کروی شکل است. در این حالت می توان چهار وجهی، هشت وجهی و ایکوز وجهی را تشکیل داد. Icosahedron ها 20 وجه مثلثی و 12 راس دارند. این موثرترین و مقرون به صرفه ترین تقارن است. بنابراین، ویروس های حیوانی کروی اغلب شکل یک ایکوساهدر را دارند.

در ویروس آنفولانزا، نوکلئوکپسید دارای ساختار مارپیچ میله ای است و پوسته لیپوپروتئین سوپر کپسید به ویریون شکل کروی می دهد.

تعداد کپسومرها برای ویروس های این نوع ثابت است و ارزش تشخیصی دارد.

ویروس های ساده فقط کپسید دارند (ویروس فلج اطفال)؛ ویروس های پیچیده نیز سوپرکاپسید دارند (ویروس های سرخک و آنفلوانزا).

طبقه بندی ویروس ها بر اساس دسته بندی های زیر است.

فهرست مطالب مبحث "انواع میکروارگانیسم ها. ویروس ها. ویریون.":
1. میکروارگانیسم ها. انواع میکروارگانیسم ها. طبقه بندی میکروارگانیسم ها پریون ها
2. ویروس ها. ویریون مورفولوژی ویروس ها اندازه ویروس اسیدهای نوکلئیک ویروس ها
3. کپسید ویروس. عملکرد کپسید ویروسی کپسومرها نوکلئوکپسید ویروس ها تقارن حلزونی نوکلئوکپسید. تقارن مکعبی کپسید.
4. سوپرکپسید ویروس. ویروس های لباس پوشیده ویروس های برهنه پروتئین های ماتریکس (پروتئین های M) ویروس ها. تولید مثل ویروس ها.
5. تعامل ویروس با سلول. ماهیت تعامل ویروس-سلول. تعامل سازنده ویروس زایی. تداخل ویروس ها
6. انواع عفونت سلولی توسط ویروس ها. چرخه تولید مثل ویروس ها مراحل اصلی تولید مثل ویروسی. جذب ویریون به سلول.
7. نفوذ ویروس به داخل سلول. Viropexis. از بین بردن ویروس فاز سایه (فاز گرفتگی) تولید مثل ویروسی. تشکیل ذرات ویروسی
8. رونویسی ویروس در سلول. انتقال ویروس.
9. تکثیر ویروس در سلول. مونتاژ ویروس ها رهاسازی ویریون های دختر از سلول.

ویروس ها ویریون مورفولوژی ویروس ها اندازه ویروس اسیدهای نوکلئیک ویروس ها

فرم خارج سلولی - ویریون- شامل تمام عناصر تشکیل دهنده (کپسید، اسید نوکلئیک، پروتئین های ساختاری، آنزیم ها و غیره) می باشد. شکل درون سلولی - ویروس- را می توان تنها با یک مولکول اسید نوکلئیک نشان داد، زیرا با ورود به سلول، ویریون به عناصر تشکیل دهنده خود تجزیه می شود.

مورفولوژی ویروس ها اندازه ویروس

اسیدهای نوکلئیک ویروس ها

ویروس هاحاوی تنها یک نوع اسید نوکلئیک، DIC یا RNA است، اما نه هر دو نوع را به طور همزمان. به عنوان مثال، ویروس های آبله، هرپس سیمپلکس و اپشتین بار حاوی DNA هستند، در حالی که توگا ویروس ها و پیکورناویروس ها حاوی RNA هستند. ژنوم ذره ویروسی هاپلوئید است. ساده ترین ژنوم ویروسی 3-4 پروتئین را کد می کند، پیچیده ترین - بیش از 50 پلی پپتید. اسیدهای نوکلئیک توسط مولکول های RNA تک رشته ای (به استثنای ریو ویروس ها، که در آن ژنوم توسط دو رشته RNA تشکیل می شود) یا مولکول های DNA دو رشته ای (به استثنای پاروویروس ها، که در آن ژنوم توسط یک رشته DNA تشکیل می شود) نشان داده می شوند. در ویروس هپاتیت B، رشته های مولکول DNA دو رشته ای از نظر طول نابرابر هستند.

DNA ویروسیساختارهای دو رشته ای دایره ای و با پیوند کووالانسی (مثلاً در پاپوواویروس ها) یا ساختارهای دو رشته ای خطی (مثلاً در تبخال ها و آدنوویروس ها) تشکیل می دهند. وزن مولکولی آنها 10-100 برابر کمتر از جرم DNA باکتری است. رونویسی DNA ویروسی (سنتز mRNA) در هسته یک سلول آلوده به ویروس رخ می دهد. در DNA ویروسی، در انتهای مولکول، توالی های نوکلئوتیدی مستقیم یا معکوس (180 اینچ) وجود دارد. مولکول های DNA، نشانگرهای منحصر به فرد DNA ویروسی هستند.

برنج. 2-1. اندازه و مورفولوژی پاتوژن های اصلی عفونت های ویروسیشخص.

RNA های ویروسیتوسط مولکول های تک یا دو رشته ای نشان داده می شود. مولکول های تک رشته ای را می توان تقسیم بندی کرد - از 2 بخش در آرنوویروس ها تا 11 بخش در روتا ویروس ها. وجود بخش ها منجر به افزایش ظرفیت کدگذاری ژنوم می شود. RNA های ویروسیبه گروه های زیر تقسیم می شوند: RNA به علاوه رشته (+RNA)، RNA منهای رشته (-RNA). در ویروس‌های مختلف، ژنوم می‌تواند توسط رشته‌های +RNA یا -RNA و همچنین رشته‌های دوتایی تشکیل شود که یکی از آنها RNA و دیگری (مکمل آن) +RNA است.

به علاوه رشته RNAبا زنجیره های منفرد با انتهای مشخصه ("کلاه") برای تشخیص ریبوزوم ها نشان داده می شوند. این گروه شامل RNA هایی است که قادر به ترجمه مستقیم اطلاعات ژنتیکی بر روی ریبوزوم های یک سلول آلوده به ویروس، یعنی انجام وظایف mRNA هستند. رشته‌های بعلاوه عملکردهای زیر را انجام می‌دهند: آنها به عنوان mRNA برای سنتز پروتئین‌های ساختاری، به عنوان الگوی تکثیر RNA عمل می‌کنند و در یک کپسید بسته‌بندی می‌شوند تا یک جمعیت دختر را تشکیل دهند. RNA رشته منهای قادر به ترجمه مستقیم اطلاعات ژنتیکی روی ریبوزوم نیست، به این معنی که نمی تواند به عنوان mRNA عمل کند. با این حال، چنین RNA هایی به عنوان الگویی برای سنتز mRNA عمل می کنند.

عفونت اسیدهای نوکلئیک ویروسی

زیاد اسیدهای نوکلئیک ویروسیبه خودی خود مسری هستند، زیرا حاوی تمام اطلاعات ژنتیکی لازم برای سنتز ذرات ویروسی جدید هستند. این اطلاعات پس از نفوذ ویریون به سلول حساس محقق می شود. اسیدهای نوکلئیک اکثر ویروس های حاوی +RNA و DNA خاصیت عفونی از خود نشان می دهند. RNA های دو رشته ای و اکثر -RNA ها خواص عفونی از خود نشان نمی دهند.