โครงสร้างทางสัณฐานวิทยาของไวรัส สัณฐานวิทยาของไวรัส

สัณฐานวิทยาและโครงสร้างของไวรัสได้รับการศึกษาโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เนื่องจากมีขนาดเล็กและเทียบได้กับความหนาของเปลือกแบคทีเรีย รูปร่างของ virions อาจแตกต่างกัน: รูปแท่ง (ไวรัสโมเสกยาสูบ), รูปกระสุน (ไวรัสโรคพิษสุนัขบ้า), ทรงกลม (ไวรัสโปลิโอ, HIV) ในรูปของสเปิร์ม (แบคทีเรียจำนวนมาก)

ขนาดของไวรัสถูกกำหนดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การกรองแบบพิเศษผ่านตัวกรองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนที่รู้จัก ไวรัสที่เล็กที่สุดคือไวรัสโปลิโอไมเอลิติส (ประมาณ 20 นาโนเมตร) ไวรัสที่ใหญ่ที่สุดคือไข้ทรพิษ (ประมาณ 350 นาโนเมตร)

มีการจัดเรียงอย่างเรียบง่าย (เช่น ไวรัสโปลิโอ) และไวรัสที่จัดเรียงอย่างซับซ้อน (เช่น ไวรัสไข้หวัดใหญ่ โรคหัด) ในไวรัสที่จัดเรียงอย่างง่าย กรดนิวคลีอิกเกี่ยวข้องกับเปลือกโปรตีนที่เรียกว่าแคปซิด (จากภาษาละติน capsa - case) capsid ประกอบด้วยหน่วยย่อยทางสัณฐานวิทยาซ้ำ - capsomeres กรดนิวคลีอิกและแคปซิด ทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน ก่อให้เกิดนิวคลีโอแคปซิด ในไวรัสที่ซับซ้อน capsid นั้นล้อมรอบด้วยเปลือก lipoprotein เพิ่มเติม - supercapsid (อนุพันธ์ของโครงสร้างเมมเบรนของเซลล์เจ้าบ้าน) ซึ่งมี "spikes" Virions มีลักษณะสมมาตร capsid แบบเกลียวลูกบาศก์และซับซ้อน สมมาตรแบบเกลียวนั้นเกิดจากโครงสร้างเกลียวของนิวคลีโอแคปซิด ส่วนสมมาตรแบบลูกบาศก์นั้นเกิดจากการก่อตัวของตัวกลวงแบบมีมิติเท่ากันจากแคปซิดที่มีกรดนิวคลีอิกของไวรัส

Capsid และ supercapsid ปกป้อง virion จากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม กำหนดปฏิสัมพันธ์แบบเลือก (การดูดซับ) กับเซลล์ และกำหนดคุณสมบัติของแอนติเจนและอิมมูโนเจนิกของ virion โครงสร้างภายในของไวรัสเรียกว่าแกนกลาง ในไวรัสวิทยา มีการใช้หมวดหมู่อนุกรมวิธานต่อไปนี้: family (ชื่อลงท้ายด้วย viridae), อนุวงศ์ (ชื่อลงท้ายด้วย virinae), genus (ชื่อลงท้ายด้วยไวรัส)

อย่างไรก็ตาม ชื่อของสกุลและโดยเฉพาะอย่างยิ่งตระกูลย่อยไม่ได้ถูกกำหนดขึ้นสำหรับไวรัสทั้งหมด ชนิดของไวรัสยังไม่ได้รับชื่อทวินาม เช่น แบคทีเรีย

การจำแนกประเภทของไวรัสขึ้นอยู่กับประเภทต่อไปนี้:

§ ชนิดของกรดนิวคลีอิก (DNA หรือ RNA) โครงสร้าง จำนวนเส้น (หนึ่งหรือสองเส้น)

§คุณสมบัติของการสืบพันธุ์ของจีโนมไวรัส

§ขนาดและสัณฐานวิทยาของ virions จำนวน capsomeres และประเภทของสมมาตร

§ การปรากฏตัวของ supercapsid;

§ ความไวต่ออีเธอร์และดีออกซีโคเลต

§ สถานที่ของการสืบพันธุ์ในเซลล์

§ คุณสมบัติแอนติเจน ฯลฯ

ไวรัสแพร่ระบาดในสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่นเดียวกับพืชและแบคทีเรีย ในฐานะที่เป็นสาเหตุหลักของโรคติดเชื้อในมนุษย์ ไวรัสยังมีส่วนร่วมในกระบวนการของการก่อมะเร็ง สามารถติดต่อได้หลายวิธีรวมถึงผ่านทางรก (ไวรัสหัดเยอรมัน cytomegalovirus ฯลฯ ) ที่ส่งผลต่อทารกในครรภ์ พวกเขาสามารถนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนหลังการติดเชื้อ - การพัฒนาของกล้ามเนื้อหัวใจตาย, ตับอ่อนอักเสบ, โรคภูมิคุ้มกันบกพร่อง ฯลฯ

นอกจากไวรัสทั่วไปแล้ว ยังมีไวรัสที่เรียกว่า non-canonical ไวรัส - พรีออน - อนุภาคติดเชื้อโปรตีน ซึ่งเป็นตัวแทนของโปรตีนธรรมชาติ มีรูปแบบของเส้นใยที่มีขนาด 10.20x100.200 นาโนเมตร เห็นได้ชัดว่า Prions เป็นทั้งตัวกระตุ้นและผลิตภัณฑ์ของยีนมนุษย์หรือสัตว์ที่เป็นอิสระและทำให้เกิดโรคไข้สมองอักเสบในพวกเขาภายใต้เงื่อนไขของการติดเชื้อไวรัสช้า (โรค Creutzfeldt.Jakob, kuru ฯลฯ ) สารแปลกปลอมอื่นๆ ที่อยู่ใกล้กับไวรัส ได้แก่ ไวรอยด์ โมเลกุลอาร์เอ็นเอแบบ supercoiled วงกลมขนาดเล็กที่ปราศจากโปรตีนซึ่งทำให้เกิดโรคในพืช

บทที่ 3

สรีรวิทยาของจุลินทรีย์

สรีรวิทยาของจุลินทรีย์ศึกษากิจกรรมที่สำคัญของเซลล์จุลินทรีย์ กระบวนการทางโภชนาการ การหายใจ การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ รูปแบบของปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม

วิชาที่เรียน จุลชีววิทยาทางการแพทย์เป็นสรีรวิทยาของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคและฉวยโอกาสที่สามารถก่อให้เกิดโรคในมนุษย์ได้ การอธิบายสรีรวิทยาของจุลินทรีย์เหล่านี้มีความสำคัญต่อการวินิจฉัยทางจุลชีววิทยา การทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเกิดโรค การรักษาและป้องกันโรคติดเชื้อ การควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลกับสิ่งแวดล้อม ฯลฯ

องค์ประกอบทางเคมีของแบคทีเรีย

องค์ประกอบของจุลินทรีย์ประกอบด้วยน้ำ โปรตีน กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต ไขมัน แร่ธาตุ

น้ำเป็นองค์ประกอบหลักของเซลล์แบคทีเรีย ซึ่งคิดเป็นประมาณ 80% ของมวลทั้งหมด มันอยู่ในสถานะอิสระหรือถูกผูกไว้กับองค์ประกอบโครงสร้างของเซลล์ ในสปอร์ปริมาณน้ำลดลงเป็น 18.20% น้ำเป็นตัวทำละลายสำหรับสารหลายชนิด และยังมีบทบาททางกลในการทำให้เกิด turgor ในระหว่างพลาสโมไลซิส - การสูญเสียน้ำโดยเซลล์ในสารละลายไฮเปอร์โทนิก - การผลัดผิวของโปรโตพลาสซึมจากเยื่อหุ้มเซลล์เกิดขึ้น การกำจัดน้ำออกจากเซลล์ทำให้แห้งระงับกระบวนการเผาผลาญ จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ทนต่อการอบแห้งได้ดี ด้วยการขาดน้ำจุลินทรีย์จะไม่เพิ่มจำนวนขึ้น การทำให้แห้งในสุญญากาศจากสถานะแช่แข็ง (การทำให้แห้ง) จะหยุดการสืบพันธุ์และส่งเสริมการอนุรักษ์สายพันธุ์จุลินทรีย์ในระยะยาว

โปรตีน (น้ำหนักแห้ง 40.80%) กำหนดคุณสมบัติทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดของแบคทีเรีย และมักจะประกอบด้วยกรดอะมิโน 20 ชนิดรวมกัน แบคทีเรียประกอบด้วยกรดไดอะมิโนพิเมลิก (DAP) ซึ่งไม่มีอยู่ในเซลล์ของมนุษย์และสัตว์ แบคทีเรียประกอบด้วยโปรตีนมากกว่า 2,000 ชนิดที่อยู่ในองค์ประกอบโครงสร้างและเกี่ยวข้องกับกระบวนการเผาผลาญอาหาร โปรตีนส่วนใหญ่มีการทำงานของเอนไซม์ โปรตีนของเซลล์แบคทีเรียกำหนดแอนติเจนิซิตี้และอิมมูโนเจนิซิตี้ ความรุนแรง และชนิดของแบคทีเรีย

กรดนิวคลีอิกของแบคทีเรียทำหน้าที่คล้ายกับกรดนิวคลีอิกของเซลล์ยูคาริโอต: โมเลกุลดีเอ็นเอในรูปของโครโมโซมมีหน้าที่ในการถ่ายทอดทางพันธุกรรม กรดไรโบนิวคลีอิก(ข้อมูลหรือเมทริกซ์การขนส่งและไรโบโซม) เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน

แบคทีเรียสามารถถูกจำแนกลักษณะเฉพาะ (ทางอนุกรมวิธาน) โดยเนื้อหาของผลรวมของกัวนีนและไซโตซีน (GC) ในเปอร์เซ็นต์โมล (M%) ของจำนวนเบสดีเอ็นเอทั้งหมด การระบุลักษณะเฉพาะของจุลินทรีย์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นคือการผสมพันธุ์ของ DNA ของพวกมัน พื้นฐานของวิธีการผสมพันธุ์

DNA - ความสามารถของ DNA ที่แปลงสภาพ (สายเดี่ยว) ในการต่ออายุเช่น รวมกับสายดีเอ็นเอคู่ขนานเพื่อสร้างโมเลกุลดีเอ็นเอที่มีสายคู่

มีการแสดงคาร์โบไฮเดรตจากแบคทีเรีย สารง่ายๆ(โมโนและไดแซ็กคาไรด์) และสารประกอบเชิงซ้อน โพลีแซ็กคาไรด์มักพบในแคปซูล พอลิแซ็กคาไรด์ภายในเซลล์บางชนิด (แป้ง ไกลโคเจน ฯลฯ) เป็นสารอาหารสำรอง

ไขมันส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมและอนุพันธ์ของมัน เช่นเดียวกับผนังเซลล์แบคทีเรีย เช่น เยื่อหุ้มชั้นนอก ซึ่งนอกจากชั้นลิพิดของลิพิดทางชีวโมเลกุลแล้ว ยังมี LPS ไขมันสามารถทำหน้าที่เป็นสารอาหารสำรองในไซโตพลาสซึม ไขมันจากแบคทีเรียเป็นตัวแทนของฟอสโฟลิปิด กรดไขมัน และกลีเซอไรด์ นาย ปริมาณมากไขมัน (มากถึง 40%) มี Mycobacterium tuberculosis

แร่ธาตุจากแบคทีเรียจะพบได้ในเถ้าหลังจากเซลล์ถูกเผา ตรวจพบฟอสฟอรัส โพแทสเซียม โซเดียม กำมะถัน เหล็ก แคลเซียม แมกนีเซียม รวมทั้งธาตุ (สังกะสี ทองแดง โคบอลต์ แบเรียม แมงกานีส ฯลฯ) ในปริมาณมาก พวกเขาเกี่ยวข้องกับการควบคุมแรงดันออสโมติก pH , ศักยภาพรีดอกซ์ , กระตุ้นเอนไซม์ เป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ วิตามิน และส่วนประกอบโครงสร้างของเซลล์จุลินทรีย์

โภชนาการแบคทีเรีย

คุณสมบัติทางโภชนาการของเซลล์แบคทีเรียประกอบด้วยการบริโภคสารอาหารที่ซับสเตรตภายในผ่านพื้นผิวทั้งหมดตลอดจนอัตราการเผาผลาญที่สูงและการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป

ประเภทอาหาร. การแพร่กระจายของแบคทีเรียในวงกว้างนั้นอำนวยความสะดวกด้วยโภชนาการหลากหลายประเภท จุลินทรีย์ต้องการคาร์โบไฮเดรต ไนโตรเจน กำมะถัน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม และองค์ประกอบอื่นๆ ขึ้นอยู่กับแหล่งคาร์บอนสำหรับโภชนาการ แบคทีเรียแบ่งออกเป็น autotrophs (จากรถยนต์กรีก - ตัวเอง ถ้วยรางวัล - อาหาร) ซึ่งใช้คาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 และสารประกอบอนินทรีย์อื่น ๆ เพื่อสร้างเซลล์และ heterotrophs (จาก heteros กรีก - อื่น ๆ , ถ้วยรางวัล - อาหาร) กินสารอินทรีย์สำเร็จรูป แบคทีเรีย autotrophic เป็นแบคทีเรียไนตริไฟริ่งที่พบในดิน แบคทีเรียกำมะถันที่อาศัยอยู่ในน้ำที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ แบคทีเรียธาตุเหล็กที่อาศัยอยู่ในน้ำที่มีธาตุเหล็ก เป็นต้น

ขึ้นอยู่กับสารตั้งต้นที่ออกซิไดซ์ได้ ซึ่งเรียกว่าผู้ให้อิเล็กตรอนหรือไฮโดรเจน จุลินทรีย์แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม จุลินทรีย์ที่ใช้สารประกอบอนินทรีย์เป็นผู้บริจาคไฮโดรเจนเรียกว่า lithotrophic (จากภาษากรีก lithos - stone) และจุลินทรีย์ที่ใช้สารประกอบอินทรีย์เป็นผู้บริจาคไฮโดรเจนเรียกว่า organotrophs

เมื่อพิจารณาถึงแหล่งพลังงานแล้ว phototrophs นั้นแตกต่างจากแบคทีเรียเช่น สังเคราะห์แสง (เช่น สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่ใช้พลังงานแสง) และเคมีบำบัดที่ต้องการแหล่งพลังงานเคมี

ปัจจัยการเจริญเติบโต. จุลินทรีย์เพื่อการเจริญเติบโตบนอาหารต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติมบางอย่าง ซึ่งเรียกว่าปัจจัยการเจริญเติบโต ปัจจัยการเจริญเติบโตเป็นสารประกอบที่จำเป็นสำหรับจุลินทรีย์ที่ตัวเองไม่สามารถสังเคราะห์ได้ดังนั้นจึงต้องเติมสารอาหารลงในอาหาร ปัจจัยการเจริญเติบโต ได้แก่ กรดอะมิโนที่จำเป็นสำหรับการสร้างโปรตีน purines และ pyrimidines ซึ่งจำเป็นสำหรับการก่อตัวของกรดนิวคลีอิก วิตามินที่เป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์บางชนิด เพื่อแสดงความสัมพันธ์ของจุลินทรีย์กับปัจจัยการเจริญเติบโตจะใช้คำว่า "auxotrophs" และ "prototrophs" Auxotrophs ต้องการปัจจัยการเจริญเติบโตอย่างน้อยหนึ่งอย่าง โปรโตโทรฟสามารถสังเคราะห์สารประกอบที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตด้วยตนเอง พวกเขาสามารถสังเคราะห์ส่วนประกอบจากเกลือกลูโคสและแอมโมเนียม

กลไกพลังงานค่าเข้าชม สารต่างๆเข้าไปในเซลล์ของแบคทีเรียขึ้นอยู่กับขนาดและความสามารถในการละลายของโมเลกุลในไขมันหรือน้ำ ค่า pH ของตัวกลาง ความเข้มข้นของสาร ปัจจัยต่างๆ ของการซึมผ่านของเมมเบรน ฯลฯ ผนังเซลล์ยอมให้โมเลกุลและไอออนขนาดเล็กผ่านไปได้ โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักมากกว่า 600 D ตัวควบคุมหลักของการป้อนสารเข้าไปในเซลล์คือเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม เป็นไปได้ตามเงื่อนไขที่จะแยกแยะกลไกสี่ประการสำหรับการแทรกซึมของสารอาหารเข้าไปในเซลล์แบคทีเรีย ได้แก่ การแพร่กระจายอย่างง่าย การแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวก การขนส่งเชิงรุก และการเคลื่อนย้ายกลุ่ม กลไกที่ง่ายที่สุดในการป้อนสารเข้าไปในเซลล์คือการแพร่กระจายอย่างง่าย ซึ่งการเคลื่อนที่ของสารเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างในความเข้มข้นของสารทั้งสองข้างของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม สารผ่านส่วนไขมันของเยื่อหุ้มไซโตพลาสซึม (โมเลกุลอินทรีย์ ยา) และมักจะผ่านช่องเติมน้ำในเยื่อหุ้มไซโตพลาสซึมน้อยกว่า การแพร่กระจายแบบพาสซีฟจะดำเนินการโดยไม่ใช้พลังงาน

การแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกยังเกิดขึ้นจากความแตกต่างในความเข้มข้นของสารที่ทั้งสองด้านของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของโมเลกุลพาหะที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นในเมมเบรนของไซโตพลาสซึมและมีความจำเพาะ ผู้ให้บริการแต่ละรายขนส่งสารที่เกี่ยวข้องข้ามเมมเบรนหรือถ่ายโอนไปยังส่วนประกอบอื่นของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม - ตัวพาเอง

โปรตีนพาหะสามารถซึมผ่านได้ซึ่งเป็นที่ตั้งของการสังเคราะห์ซึ่งเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม การแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกดำเนินไปโดยไม่มีค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน สารจะย้ายจากความเข้มข้นที่สูงขึ้นไปเป็นความเข้มข้นที่ต่ำกว่า

การขนส่งแบบแอคทีฟเกิดขึ้นโดยใช้การซึมผ่านและมุ่งเป้าไปที่การถ่ายโอนสารจากความเข้มข้นที่ต่ำกว่าไปยังระดับที่สูงขึ้นเช่น ราวกับว่ากับกระแสดังนั้นกระบวนการนี้จึงมาพร้อมกับการใช้พลังงานเมแทบอลิซึม (ATP) ซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยารีดอกซ์ในเซลล์

การถ่ายโอน (การโยกย้าย) ของกลุ่มจะคล้ายกับการขนส่งแบบแอคทีฟ ซึ่งแตกต่างกันตรงที่โมเลกุลที่ถ่ายโอนถูกดัดแปลงในกระบวนการถ่ายโอน เช่น ฟอสโฟรีเลต สารออกจากเซลล์เกิดจากการแพร่กระจายและด้วยการมีส่วนร่วมของระบบขนส่ง - เอนไซม์ของแบคทีเรีย เอ็นไซม์รับรู้เมแทบอไลต์ที่เกี่ยวข้อง (สารตั้งต้น) โต้ตอบกับพวกมัน และเร่งความเร็ว ปฏิกริยาเคมี. เอ็นไซม์เป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการแอแนบอลิซึม (การสังเคราะห์) และแคแทบอลิซึม (สลายตัว) เช่น เมแทบอลิซึม เอนไซม์จำนวนมากเชื่อมต่อกับโครงสร้างของเซลล์จุลินทรีย์ ตัวอย่างเช่นในเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมมีเอนไซม์รีดอกซ์ที่เกี่ยวข้องกับการหายใจและการแบ่งเซลล์ เอนไซม์ที่ให้คุณค่าทางโภชนาการของเซลล์ ฯลฯ เอนไซม์รีดอกซ์ของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมและอนุพันธ์ของมันให้พลังงานสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพแบบเข้มข้นของโครงสร้างต่างๆ รวมถึงผนังเซลล์ เอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์และการแตกตัวอัตโนมัติจะพบได้ในผนังเซลล์ เอ็นโดไซม์ที่เรียกว่ากระตุ้นการเผาผลาญที่เกิดขึ้นภายในเซลล์

Exoenzymes ถูกหลั่งโดยเซลล์เข้าสู่ สิ่งแวดล้อม, แยกโมเลกุลขนาดใหญ่ของสารตั้งต้นสารอาหารออกเป็น การเชื่อมต่อที่เรียบง่ายเซลล์ดูดซับเป็นแหล่งพลังงาน คาร์บอน ฯลฯ เอ็กโซไซม์บางชนิด (เพนิซิลลิเนส ฯลฯ) ยับยั้งการทำงานของยาปฏิชีวนะ ทำหน้าที่ป้องกัน

มีเอ็นไซม์ที่เป็นส่วนประกอบและเหนี่ยวนำได้ เอ็นไซม์ที่เป็นส่วนประกอบประกอบด้วยเอ็นไซม์ที่สังเคราะห์โดยเซลล์อย่างต่อเนื่อง โดยไม่คำนึงถึงการมีอยู่ของซับสเตรตในตัวกลางของสารอาหาร เอนไซม์เหนี่ยวนำ (ดัดแปลง) ถูกสังเคราะห์โดยเซลล์แบคทีเรียก็ต่อเมื่อมีสารตั้งต้นสำหรับเอนไซม์นี้ในตัวกลาง ตัวอย่างเช่น p-galactosidase ไม่ได้เกิดขึ้นจริงโดย Escherichia coli บนอาหารที่มีกลูโคส แต่การสังเคราะห์จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อปลูกบนอาหารที่มีแลคโตสหรือ p-galactosidosis อื่น

เอ็นไซม์บางชนิด (ที่เรียกว่าเอ็นไซม์การรุกราน) ทำลายเนื้อเยื่อและเซลล์ ทำให้เกิดการแพร่กระจายของจุลินทรีย์และสารพิษในเนื้อเยื่อที่ติดเชื้อในวงกว้าง เอนไซม์เหล่านี้รวมถึง hyaluronidase, collagenase, deoxyribonuclease, neuraminidase, lecitovitellase เป็นต้น ดังนั้น streptococcal hyaluronidase การแยกตัว กรดไฮยาลูโรนิกเนื้อเยื่อเกี่ยวพันส่งเสริมการแพร่กระจายของ Streptococci และสารพิษ

รู้จักเอนไซม์มากกว่า 2,000 ตัว พวกมันถูกรวมกันเป็นหกคลาส: ออกซิโดเรดักเตส - เอนไซม์รีดอกซ์ (รวมถึงดีไฮโดรจีเนส, ออกซิเดส, ฯลฯ ); ทรานสเฟอร์เรสที่ถ่ายโอนอนุมูลและอะตอมแต่ละตัวจากสารประกอบหนึ่งไปยังอีกสารหนึ่ง ไฮโดรเลสที่เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสเช่น แยกสารออกเป็นสารที่ง่ายกว่าด้วยการเติมโมเลกุลของน้ำ (เอสเทอเรส, ฟอสฟาเตส, ไกลโคซิเดส, ฯลฯ ); ไลเอสที่แยกกลุ่มเคมีออกจากพื้นผิวในลักษณะที่ไม่ไฮโดรไลติก (คาร์บอกซีเลส ฯลฯ ); ไอโซเมอเรสที่แปลงสารประกอบอินทรีย์เป็นไอโซเมอร์ของพวกมัน (ฟอสโฟเฮกโซไอโซเมอเรส ฯลฯ ); ligases หรือ synthetase เร่งการสังเคราะห์สารประกอบเชิงซ้อนจากสารที่ง่ายกว่า (แอสพาราจีนซินธิเทส, กลูตามีนซินธิเตส ฯลฯ )

ความแตกต่างในองค์ประกอบของเอนไซม์ใช้เพื่อระบุจุลินทรีย์ เนื่องจากพวกมันกำหนดคุณสมบัติทางชีวเคมีต่างๆ ของพวกมัน: แซคคาโรไลติก (การสลายของน้ำตาล), โปรตีโอไลติก (การสลายตัวของโปรตีน) และอื่นๆ ระบุโดยผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายขั้นสุดท้าย (การก่อตัวของด่าง, กรด, ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ,แอมโมเนีย เป็นต้น) .

เอ็นไซม์ของจุลินทรีย์ใช้ในพันธุวิศวกรรม (เอ็นไซม์จำกัด ไลกาส ฯลฯ) เพื่อให้ได้มาซึ่งทางชีววิทยา สารออกฤทธิ์, กรดอะซิติก แลคติก ซิตริกและกรดอื่นๆ ผลิตภัณฑ์กรดแลคติก ในการผลิตไวน์และอุตสาหกรรมอื่นๆ เอนไซม์ถูกใช้เป็นสารเติมแต่งทางชีวภาพในผงซักฟอก (Oka เป็นต้น) เพื่อทำลายมลภาวะของโปรตีน

แบคทีเรียในลมหายใจ

การหายใจหรือการเกิดออกซิเดชันทางชีวภาพนั้นขึ้นอยู่กับปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นกับการก่อตัวของ ATP ซึ่งเป็นตัวสะสมพลังงานเคมีสากล พลังงานเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเซลล์จุลินทรีย์สำหรับกิจกรรมที่สำคัญ เมื่อหายใจเข้าไป กระบวนการของการเกิดออกซิเดชันและการลดลงจะเกิดขึ้น: การเกิดออกซิเดชัน - การกลับมาของไฮโดรเจนหรืออิเล็กตรอนโดยผู้บริจาค (โมเลกุลหรืออะตอม); ลด - การเพิ่มไฮโดรเจนหรืออิเล็กตรอนไปยังตัวรับ ตัวรับไฮโดรเจนหรืออิเล็กตรอนสามารถเป็นโมเลกุลออกซิเจน (การหายใจดังกล่าวเรียกว่าแอโรบิก) หรือไนเตรต, ซัลเฟต, ฟูมาเรต Anaerobiosis (จากภาษากรีก aeg - air + bios - life) - กิจกรรมสำคัญที่เกิดขึ้นในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนฟรี หากผู้บริจาคและผู้รับไฮโดรเจนเป็นสารประกอบอินทรีย์ กระบวนการนี้เรียกว่าการหมัก ในระหว่างการหมัก การสลายตัวของเอนไซม์ของสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นคาร์โบไฮเดรต เกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจน โดยคำนึงถึงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของการสลายคาร์โบไฮเดรต แอลกอฮอล์ กรดแลคติก กรดอะซิติก และการหมักประเภทอื่นๆ

ในความสัมพันธ์กับโมเลกุลออกซิเจน แบคทีเรียสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่มหลัก: ภาระผูกพันคือเช่น บังคับ, aerobes, anaerobes บังคับและ anaerobes แบบคณะ

แอโรบิกบังคับสามารถเติบโตได้เมื่อมีออกซิเจนเท่านั้น แอนนาโรบที่เป็นภาระผูกพัน (clostridia ของโบทูลิซึม, โรคเนื้อตายเน่าของก๊าซ, บาดทะยัก, แบคทีเรีย ฯลฯ ) เติบโตในอาหารที่ไม่มีออกซิเจนซึ่งเป็นพิษต่อพวกมันเท่านั้น ในที่ที่มีออกซิเจน แบคทีเรียจะก่อตัวเป็นอนุมูลอิสระของออกซิเจนเปอร์ออกไซด์ รวมถึงไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และแอนไอออนออกซิเจนของซูเปอร์ออกไซด์ ซึ่งเป็นพิษต่อแบคทีเรียที่เป็นอะนาโบลิกเนื่องจากไม่ก่อให้เกิดเอนไซม์ที่ยับยั้งการทำงานที่สอดคล้องกัน แอโรบิกแบคทีเรียยับยั้งไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และซูเปอร์ออกไซด์แอนไอออนด้วยเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง (catalase, peroxidase และ superoxide dismutase) Facultative anaerobes สามารถเติบโตได้ทั้งที่มีและไม่มีออกซิเจนเนื่องจากสามารถเปลี่ยนจากการหายใจเมื่อมีออกซิเจนระดับโมเลกุลเป็นการหมักในกรณีที่ไม่มี Facultative anaerobes สามารถดำเนินการช่วยหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งเรียกว่าไนเตรต: ไนเตรตซึ่งเป็นตัวรับไฮโดรเจนจะลดลงเป็นโมเลกุลไนโตรเจนและแอมโมเนีย ในบรรดา anaerobes ที่ไม่ใช้ออกซิเจนแบคทีเรีย aerotolerant มีความโดดเด่นที่ยังคงมีอยู่ในที่ที่มีโมเลกุลออกซิเจน แต่ทำไม่ได้ ใช้มัน.

สำหรับการเพาะเลี้ยงแบบไม่ใช้ออกซิเจนในห้องปฏิบัติการทางแบคทีเรียนั้นจะใช้แอนนาโรสแตท - ภาชนะพิเศษที่อากาศจะถูกแทนที่ด้วยส่วนผสมของก๊าซที่ไม่มีออกซิเจน อากาศสามารถถูกกำจัดออกจากสารอาหารได้โดยการต้ม โดยใช้ตัวดูดซับออกซิเจนเคมีที่ใส่ในลูกโป่งแบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือภาชนะอื่นๆ ที่มีพืชผล

การเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย

กิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียมีลักษณะเฉพาะโดยการเจริญเติบโต - การก่อตัวของส่วนประกอบโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์และการเพิ่มขึ้นของเซลล์แบคทีเรียเองรวมถึงการสืบพันธุ์ - การสืบพันธุ์ด้วยตนเองซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของจำนวนเซลล์แบคทีเรียใน ประชากร.

แบคทีเรียขยายพันธุ์โดยการแบ่งตัวแบบไบนารีครึ่งหนึ่ง น้อยกว่าโดยการแตกหน่อ

Actinomycetes เช่นเชื้อราสามารถทำซ้ำได้โดยสปอร์ Actinomycetes เป็นแบคทีเรียที่แตกแขนง คูณด้วยการกระจายตัวของเซลล์เส้นใย แบคทีเรียแกรมบวกแบ่งโดยการงอกของการแบ่งพาร์ติชั่นที่สังเคราะห์เข้าไปในเซลล์ และแบคทีเรียแกรมลบแบ่งตามการหดตัวอันเป็นผลมาจากการก่อตัวของรูปทรงดัมเบลล์ซึ่งมีการสร้างเซลล์ที่เหมือนกันสองเซลล์

การแบ่งเซลล์นำหน้าด้วยการจำลองแบบของโครโมโซมของแบคทีเรียตามประเภทกึ่งอนุรักษ์ (สายโซ่ DNA แบบสองสายจะเปิดขึ้นและแต่ละสายจะสมบูรณ์ด้วยเกลียวคู่ขนาน) ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มสองเท่าของโมเลกุล DNA ของนิวเคลียสของแบคทีเรีย - นิวเคลียส การจำลองแบบของ DNA โครโมโซมจะดำเนินการจากจุดเริ่มต้น ori (จากภาษาอังกฤษ, ที่มา - จุดเริ่มต้น)

โครโมโซมของเซลล์แบคทีเรียเชื่อมต่อในบริเวณโอริกับเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม การจำลองแบบ DNA ถูกเร่งโดย DNA polymerase ขั้นแรกให้คลาย (despiralization) ของสาย DNA คู่เกิดขึ้นส่งผลให้เกิดส้อมการจำลองแบบ (โซ่ที่มีกิ่งก้าน) โซ่หนึ่งเมื่อเสร็จแล้วจะผูกนิวคลีโอไทด์จากปลาย 5 "- ถึง 3" อีกอันจะเสร็จสมบูรณ์ตามส่วน

การจำลองแบบดีเอ็นเอเกิดขึ้นในสามขั้นตอน: การเริ่มต้น การยืดตัว หรือการเติบโตของสายโซ่ และการสิ้นสุด โครโมโซมทั้งสองเกิดขึ้นจากการแตกตัวของการจำลอง ซึ่งอำนวยความสะดวกโดยการเพิ่มขนาดของเซลล์ที่กำลังเติบโต: โครโมโซมที่ติดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมหรืออนุพันธ์ (เช่น มีโซโซม) เคลื่อนออกจากกันตามปริมาตรของเซลล์ เพิ่มขึ้น การแยกตัวครั้งสุดท้ายของพวกเขาจบลงด้วยการก่อตัวของกะบังตีบหรือแบ่ง เซลล์ที่มีผนังกั้นแบ่งตัวเป็นผลมาจากการกระทำของเอนไซม์ autolytic ที่ทำลายแกนกลางของผนังกั้นส่วน ในกรณีนี้ การแยกสลายอัตโนมัติอาจเกิดขึ้นได้ไม่สม่ำเสมอ: การแบ่งเซลล์ในพื้นที่หนึ่งยังคงเชื่อมต่อกันด้วยส่วนหนึ่งของผนังเซลล์ในบริเวณผนังกั้นส่วนแบ่ง เซลล์ดังกล่าวตั้งฉากกันซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับคอรีนีแบคทีเรียคอตีบ

การสืบพันธุ์ของแบคทีเรียในอาหารที่เป็นของเหลว แบคทีเรียที่เพาะในปริมาณที่ไม่เปลี่ยนแปลงของสารอาหาร การเพิ่มจำนวน บริโภคสารอาหาร ซึ่งต่อมานำไปสู่การหมดของสารอาหารและการหยุดการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย การเพาะเลี้ยงแบคทีเรียในระบบดังกล่าวเรียกว่าการเพาะเลี้ยงเป็นระยะ และการเพาะเลี้ยงเรียกว่าเป็นระยะ หากสภาพการเพาะปลูกได้รับการบำรุงรักษาโดยการจัดหาสารอาหารสดอย่างต่อเนื่องและการไหลของของเหลวเพาะเลี้ยงในปริมาณเท่ากัน การเพาะปลูกดังกล่าวจะเรียกว่าต่อเนื่อง และเรียกว่าการเพาะเลี้ยงแบบต่อเนื่อง

เมื่อแบคทีเรียเติบโตบนอาหารที่เป็นของเหลว ใกล้ด้านล่าง กระจาย หรือพื้นผิว (ในรูปของฟิล์ม) จะสังเกตเห็นการเติบโตของวัฒนธรรม การเจริญเติบโตของการเพาะเลี้ยงแบคทีเรียเป็นระยะ ๆ ที่ปลูกบนอาหารที่เป็นของเหลวนั้นแบ่งออกเป็นหลายระยะหรือระยะ:

§ ระยะหน่วง;

§ ระยะของการเติบโตแบบลอการิทึม

§ ระยะของการเจริญเติบโตคงที่หรือความเข้มข้นสูงสุด

§แบคทีเรีย

§ ระยะของการตายของแบคทีเรีย

ระยะเหล่านี้สามารถแสดงเป็นภาพกราฟิกเป็นส่วนๆ ของเส้นโค้งการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย ซึ่งสะท้อนการพึ่งพาลอการิทึมของจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตในช่วงเวลาของการเพาะปลูก Lag phase (จากภาษาอังกฤษ, lag - delay) - ระยะเวลาระหว่างการหว่านแบคทีเรียและการเริ่มต้นของการสืบพันธุ์ ระยะเวลาเฉลี่ยของระยะแล็กคือ 4.5 ชั่วโมง แบคทีเรียเพิ่มขนาดและเตรียมพร้อมสำหรับการแบ่งตัว ปริมาณกรดนิวคลีอิก โปรตีน และส่วนประกอบอื่นๆ เพิ่มขึ้น ระยะของการเจริญเติบโตแบบลอการิทึม (เอกซ์โปเนนเชียล) คือช่วงเวลาของการแบ่งตัวของแบคทีเรียอย่างเข้มข้น

ระยะเวลาประมาณ 5.6 ชั่วโมง ภายใต้สภาวะการเจริญเติบโตที่เหมาะสม แบคทีเรียสามารถแบ่งตัวทุกๆ 20-40 นาที ในระยะนี้ แบคทีเรียจะอ่อนแอที่สุด ซึ่งอธิบายได้จากความไวสูงขององค์ประกอบการเผาผลาญของเซลล์ที่เติบโตอย่างรวดเร็วต่อสารยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีน กรดนิวคลีอิก ฯลฯ จากนั้นระยะการเจริญเติบโตแบบคงที่จะเริ่มต้นขึ้น เซลล์ที่มีชีวิตยังคงไม่เปลี่ยนแปลงซึ่งเป็นระดับสูงสุด (ความเข้มข้นของ M) ระยะเวลาแสดงเป็นชั่วโมงและแตกต่างกันไปตามชนิดของแบคทีเรีย ลักษณะเฉพาะ และการเพาะปลูก กระบวนการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเสร็จสิ้นโดยระยะการตาย ซึ่งเป็นลักษณะการตายของแบคทีเรียภายใต้เงื่อนไขของการสูญเสียแหล่งสารอาหารและการสะสมของผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของแบคทีเรียในนั้น ระยะเวลาแตกต่างกันไปตั้งแต่ 10 ชั่วโมงจนถึงหลายสัปดาห์ ความเข้มข้นของการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงองค์ประกอบที่เหมาะสมของสารอาหาร ศักยภาพในการรีดอกซ์ ค่า pH อุณหภูมิ ฯลฯ

การสืบพันธุ์ของแบคทีเรียบนอาหารที่มีสารอาหารหนาแน่น แบคทีเรียที่เติบโตบนอาหารที่เป็นของแข็งจะสร้างโคโลนีรูปทรงกลมที่แยกได้โดยมีขอบเรียบหรือไม่สม่ำเสมอ (รูปตัว S และ R ดูบทที่ 5) ที่มีความสม่ำเสมอและสีต่างกันไป ขึ้นอยู่กับเม็ดสีของแบคทีเรีย

เม็ดสีที่ละลายน้ำได้จะกระจายตัวเข้าสู่ตัวกลางของสารอาหารและทำให้เกิดคราบ เช่น Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa) จะย้อมสีน้ำเงินปานกลาง เม็ดสีอีกกลุ่มหนึ่งไม่ละลายในน้ำแต่สามารถละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ ดังนั้นอาณานิคมของ "แท่งวิเศษ" จึงมีเม็ดสีแดงเลือดที่ละลายได้ในแอลกอฮอล์ และสุดท้ายมีเม็ดสีที่ไม่ละลายในน้ำหรือในสารประกอบอินทรีย์

เม็ดสีที่พบมากที่สุดในหมู่จุลินทรีย์ ได้แก่ แคโรทีน แซนโทฟิลล์ และเมลานิน เมลานินเป็นเม็ดสีสีดำ สีน้ำตาล หรือสีแดงที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งสังเคราะห์จากสารประกอบฟีนอล เมลานินพร้อมกับ catalase, superoxide cismutase และ peroxidases ปกป้องจุลินทรีย์จากผลกระทบของอนุมูลออกซิเจนเปอร์ออกไซด์ที่เป็นพิษ เม็ดสีหลายชนิดมีฤทธิ์ต้านจุลชีพเหมือนยาปฏิชีวนะ

ลักษณะ รูปร่าง สี และลักษณะอื่นๆ ของโคโลนีบนอาหารที่มีสารอาหารหนาแน่นสามารถนำมาพิจารณาเมื่อระบุแบคทีเรีย เช่นเดียวกับการเลือกโคโลนีเพื่อให้ได้วัฒนธรรมที่บริสุทธิ์

ภายใต้สภาวะอุตสาหกรรม เมื่อได้รับชีวมวลของจุลินทรีย์สำหรับการเตรียมยาปฏิชีวนะ วัคซีน การวินิจฉัย eubiotics การเพาะเลี้ยงแบคทีเรียและเชื้อราจะดำเนินการในถังหมักด้วยการปฏิบัติตามพารามิเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของวัฒนธรรมอย่างเคร่งครัด (ดูบทที่ 6).

บรรยายครั้งที่ 5

ไวรัสวิทยา

ไวรัสทั้งหมดมีอยู่ในสองรูปแบบที่แตกต่างกันในเชิงคุณภาพ แบบฟอร์มนอกเซลล์ - virion - รวมองค์ประกอบทั้งหมดของอนุภาคไวรัส รูปแบบภายในเซลล์ - ไวรัส - สามารถแสดงด้วยโมเลกุลกรดนิวคลีอิกเพียงโมเลกุลเดียว tk เมื่ออยู่ในเซลล์ virion จะแตกตัวเป็นองค์ประกอบ ในเวลาเดียวกัน ไวรัสภายในเซลล์เป็นรูปแบบที่สามารถทำซ้ำได้เองซึ่งไม่สามารถแบ่งตัวได้ บนพื้นฐานนี้ คำจำกัดความของไวรัสบ่งบอกถึงความแตกต่างพื้นฐานระหว่างรูปแบบการดำรงอยู่ของเซลล์ (แบคทีเรีย เชื้อรา โปรโตซัว) ที่สืบพันธุ์ตามการแบ่งตัวและรูปแบบการทำซ้ำที่สืบพันธุ์จากกรดนิวคลีอิกของไวรัส แต่สิ่งนี้ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงลักษณะเด่นของไวรัสจากโปร- และยูคาริโอตเท่านั้น ความแตกต่างพื้นฐาน ได้แก่ :

1. การปรากฏตัวของกรดนิวคลีอิก (DNA หรือ RNA);

2. ขาดโครงสร้างเซลล์และระบบการสังเคราะห์โปรตีน

3. ความเป็นไปได้ของการรวมเข้ากับจีโนมของเซลล์และการจำลองแบบซิงโครนัส

รูปร่างของ virion อาจแตกต่างกันมาก (รูปแท่ง, ทรงรี, ทรงกลม, ใย, ในรูปแบบของสเปิร์ม) ซึ่งเป็นหนึ่งในสัญญาณของการเข้าร่วมอนุกรมวิธานของไวรัสนี้

ขนาดของไวรัสมีขนาดเล็กมากจนเทียบได้กับความหนาของเยื่อหุ้มเซลล์ ขนาดเล็กที่สุด (parvoviruses) มีขนาด 18 นาโนเมตร และขนาดใหญ่ที่สุด (ไวรัส variola) อยู่ที่ประมาณ 400 นาโนเมตร

การจำแนกประเภทของไวรัสขึ้นอยู่กับชนิดของกรดนิวคลีอิกที่สร้างจีโนม ซึ่งทำให้สามารถแยกแยะสองอาณาจักรย่อย:

ไรโบไวรัส- ที่ประกอบด้วย RNA หรือไวรัส RNA

ดีออกซีไรโบไวรัส- มี DNA หรือไวรัส DNA

Subkingdoms แบ่งออกเป็นครอบครัว, ครอบครัวย่อย, Genera และ Species

เมื่อจัดระบบไวรัสมีการระบุเกณฑ์หลักดังต่อไปนี้: ความคล้ายคลึงกันของกรดนิวคลีอิก, ขนาด, การมีอยู่หรือไม่มีของ supercapsid, ประเภทของสมมาตรของนิวคลีโอแคปซิด, ลักษณะของกรดนิวคลีอิก, ขั้ว, จำนวนเส้นในโมเลกุล , การปรากฏตัวของเซ็กเมนต์, การปรากฏตัวของเอนไซม์, การแปลภายในนิวเคลียร์หรือไซโตพลาสซึม, โครงสร้างแอนติเจนและการสร้างภูมิคุ้มกัน, tropism สำหรับเนื้อเยื่อและเซลล์, ความสามารถในการสร้างร่างกายรวม เกณฑ์เพิ่มเติมคืออาการของแผลเช่น ความสามารถในการทำให้เกิดการติดเชื้อทั่วไปหรือเฉพาะอวัยวะ

ตามโครงสร้างองค์กร พวกเขาแยกแยะ จัดระเบียบง่ายๆ ("เปล่า")และ จัดอย่างซับซ้อน ("แต่งตัว")ไวรัส.

โครงสร้างของ virion อย่างง่าย ถูกจัดเรียงในลักษณะที่ กรดนิวคลีอิกจากไวรัส,เหล่านั้น. สารพันธุกรรมของไวรัสได้รับการปกป้องอย่างน่าเชื่อถือโดยเปลือกโปรตีนที่สมมาตร - capsid, การรวมกันของการทำงานและลักษณะทางสัณฐานวิทยาซึ่งรูปแบบ นิวคลีโอแคปซิด.

Capsid มีโครงสร้างที่ได้รับคำสั่งอย่างเคร่งครัดตามหลักการสมมาตรแบบเฮลิคอลหรือลูกบาศก์ มันถูกสร้างขึ้นโดยหน่วยย่อยที่มีโครงสร้างเดียวกัน - capsomeresจัดเป็นหนึ่งหรือสองชั้น จำนวนของ capsomeres นั้นเฉพาะเจาะจงสำหรับแต่ละสายพันธุ์ และขึ้นอยู่กับขนาดและสัณฐานวิทยาของ virions ในทางกลับกัน Capsomeres เกิดจากโมเลกุลโปรตีน - โปรโตเมอร์. พวกเขาสามารถเป็น โมโนเมอร์ -ประกอบด้วยโพลีเปปไทด์เดี่ยวหรือ โพลีเมอร์ -ประกอบด้วยโพลีเปปไทด์หลายชนิด ความสมมาตรของ capsid นั้นอธิบายได้จากความจริงที่ว่า capsomeres จำนวนมากจำเป็นสำหรับการบรรจุจีโนม และการเชื่อมต่อที่กะทัดรัดของพวกมันสามารถทำได้ด้วยการจัดเรียงแบบสมมาตรของหน่วยย่อยเท่านั้น การก่อตัวของแคปซิดคล้ายกับกระบวนการตกผลึกและดำเนินการตามหลักการของการประกอบตัวเอง หน้าที่หลักของ capsid ถูกกำหนดโดยการปกป้องจีโนมของไวรัสจากอิทธิพลภายนอกทำให้มั่นใจได้ว่าการดูดซับของ virion บนเซลล์การแทรกซึมของจีโนมเข้าไปในเซลล์อันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของ capsid กับตัวรับเซลล์ และกำหนดคุณสมบัติของแอนติเจนและอิมมูโนเจนิกของไวเรียน

นิวคลีโอแคปซิดเป็นไปตามสมมาตรของแคปซิด ที่ สมมาตรเกลียวปฏิกิริยาของกรดนิวคลีอิกและโปรตีนในนิวคลีโอแคปซิดจะดำเนินการตามแกนหมุนหนึ่งแกน ไวรัสแต่ละตัวที่มีความสมมาตรแบบเกลียวจะมีความยาว ความกว้าง และคาบเป็นลักษณะเฉพาะ ไวรัสที่ทำให้เกิดโรคในมนุษย์ส่วนใหญ่ รวมทั้งไวรัสไข้หวัดใหญ่ มีความสมมาตรแบบเกลียว การจัดระเบียบตามหลักการสมมาตรแบบเกลียวทำให้ไวรัสมีรูปร่างเหมือนแท่งหรือเส้นใย การจัดเรียงของหน่วยย่อยนี้ก่อให้เกิดช่องกลวง ซึ่งภายในโมเลกุลกรดนิวคลีอิกของไวรัสจะถูกอัดแน่น ความยาวของมันสามารถมากกว่าความยาวของ virion ได้หลายเท่า ตัวอย่างเช่น ไวรัสโมเสกยาสูบ มีความยาวไวริออน 300 นาโนเมตร และอาร์เอ็นเอของมันถึง 4000 นาโนเมตร ด้วยองค์กรดังกล่าว ปลอกโปรตีนปกป้องข้อมูลทางพันธุกรรมได้ดีกว่า แต่ต้องการโปรตีนมากกว่าเพราะ การเคลือบประกอบด้วยบล็อกที่ค่อนข้างใหญ่ ที่ สมมาตรลูกบาศก์กรดนิวคลีอิกล้อมรอบด้วย capsomeres ก่อตัวเป็น icosahedron - รูปทรงหลายเหลี่ยมที่มีจุดยอด 12 จุด ใบหน้ารูปสามเหลี่ยม 20 หน้า และมุม 30 มุม การจัดระเบียบของ virion ตามหลักการนี้ทำให้ไวรัสมีรูปร่างเป็นทรงกลม หลักการสมมาตรลูกบาศก์เป็นวิธีที่ประหยัดที่สุดสำหรับการก่อตัวของแคปซิดปิดเพราะ สำหรับการจัดระเบียบจะใช้บล็อกโปรตีนขนาดเล็กสร้างพื้นที่ภายในขนาดใหญ่ที่กรดนิวคลีอิกเข้ากันได้อย่างอิสระ

แบคทีเรียบางชนิดมี สมมาตรสองเท่าเมื่อศีรษะถูกจัดเรียงตามหลักการของลูกบาศก์และกระบวนการ - ตามหลักการสมมาตรแบบเกลียว

สำหรับไวรัสขนาดใหญ่ ไม่สมมาตรถาวร.

ส่วนประกอบโครงสร้างและหน้าที่สำคัญของนิวคลีโอแคปซิดคือ โปรตีนภายในจัดหาบรรจุภัณฑ์จีโนมซูเปอร์คอยล์ที่ถูกต้อง ทำหน้าที่โครงสร้างและเอนไซม์

ความจำเพาะเชิงหน้าที่ของเอนไซม์ไวรัสถูกกำหนดโดยตำแหน่งของการแปลและกลไกการก่อตัว จากสิ่งนี้เอนไซม์ของไวรัสแบ่งออกเป็น เกิดจากไวรัสและ virion. ยีนแรกถูกเข้ารหัสในจีโนมของไวรัส ส่วนหลังเป็นส่วนหนึ่งของไวเรียน เอนไซม์ Virion ยังแบ่งออกเป็นสองกลุ่มการทำงาน: เอนไซม์ของกลุ่มแรกช่วยให้มั่นใจได้ว่ากรดนิวคลีอิกของไวรัสจะแทรกซึมเข้าไปในเซลล์และทางออกของประชากรลูกสาว เอนไซม์ของกลุ่มที่สองเกี่ยวข้องกับกระบวนการจำลองแบบและการถอดรหัสของจีโนมของไวรัส นอกจากไวรัสแล้ว ไวรัสยังใช้เอนไซม์ในเซลล์ที่ไม่จำเพาะต่อไวรัสอีกด้วย แต่กิจกรรมของพวกเขาสามารถแก้ไขได้ในระหว่างการแพร่พันธุ์ของไวรัส

มีกลุ่มที่เรียกว่า ซับซ้อนหรือ ไวรัส "แต่งตัว"ซึ่งแตกต่างจาก "เปล่า", มีเปลือกไลโปโปรตีนชนิดพิเศษอยู่ด้านบนของแคปซิด - supercapsidหรือ เปปลอสจัดโดยลิพิดสองชั้นและไกลโคโปรตีนของไวรัสจำเพาะเจาะทะลุไลปิดไบเลเยอร์และก่อตัว ผลพลอยได้-หนาม(เครื่องวัดเถ้า หรือ โปรตีน supercapsid ). โปรตีน supercapsid บนพื้นผิวเป็นองค์ประกอบสำคัญที่อำนวยความสะดวกในการแทรกซึมของไวรัสเข้าไปในเซลล์ที่อ่อนแอ เป็นโปรตีนชนิดพิเศษที่เรียกว่า F-proteins ( fusio - ฟิวชั่น) การหลอมรวมของ supercapsids ของไวรัสและเยื่อหุ้มเซลล์จะมั่นใจได้ supercapsid ก่อตัวขึ้นในระยะหลังของวัฏจักรการสืบพันธุ์ระหว่างการเจริญพันธุ์ของประชากรลูกสาว และเป็นโครงสร้างที่สืบเนื่องมาจากเยื่อหุ้มเซลล์ที่ติดไวรัส ดังนั้นองค์ประกอบของไขมันจึงขึ้นอยู่กับลักษณะของ "การแตกหน่อ" ของอนุภาคไวรัส ตัวอย่างเช่น ในไวรัสไข้หวัดใหญ่ องค์ประกอบของ lipid bilayer นั้นคล้ายกับของเยื่อหุ้มเซลล์ เพราะ ไวรัสเริมผ่านเยื่อหุ้มนิวเคลียส ชุดของลิพิดในซูเปอร์แคปซิดของพวกมันสะท้อนถึงองค์ประกอบของเยื่อหุ้มนิวเคลียส น้ำตาลที่ประกอบเป็นไกลโคโปรตีนก็มาจากเซลล์เจ้าบ้านเช่นกัน

บนพื้นผิวด้านในของ supercapsid ที่เรียกว่า โปรตีนเมทริกซ์ (โปรตีนเอ็ม) ชั้นโครงสร้างถูกสร้างขึ้นที่ส่งเสริมการทำงานร่วมกันของ supercapsid กับ nucleocapsid ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในขั้นตอนสุดท้ายของการประกอบตัวเองของ virion

อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบโครงสร้างและหน้าที่หลักของไวรัสคือยีน ซึ่งกำหนดคุณสมบัติทั้งหมดของอนุภาคไวรัส ทั้งภายในและภายนอกเซลล์เป้าหมาย จีโนมเข้ารหัสข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยา ชีวเคมี ก่อโรค และแอนติเจนของพาหะ จีโนมของอนุภาคไวรัสเป็นแบบเดี่ยว กรดนิวคลีอิกแสดงโดยโมเลกุล RNA สายเดี่ยวหรือโมเลกุล DNA ที่มีเกลียวคู่ ข้อยกเว้นคือ reoviruses ซึ่งเป็นจีโนมที่เกิดจาก RNA สองสายและ parvoviruses ซึ่งจีโนมจะแสดงเป็นสายเดี่ยวของ DNA ไวรัสมีกรดนิวคลีอิกเพียงชนิดเดียวเท่านั้น

DNA ของไวรัสถูกจัดเรียงเป็นโครงสร้างแบบ supercoiled หรือเส้นตรงที่เชื่อมโยงโควาเลนต์โดยมีน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 1 x 10 6 ถึง 1 x 10 8 ซึ่งน้อยกว่าน้ำหนักโมเลกุลของ DNA ของแบคทีเรีย 10 ถึง 100 เท่า จีโนมประกอบด้วยยีนมากถึงหลายร้อยยีน การถอดความ DNA ของไวรัสเกิดขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์ที่ติดเชื้อ . ลำดับนิวคลีโอไทด์เกิดขึ้นครั้งเดียว แต่ที่ปลายโมเลกุลจะมีลำดับนิวคลีโอไทด์ที่เกิดซ้ำโดยตรงและกลับด้าน (180 o ขยาย) สิ่งนี้ทำให้มั่นใจความสามารถของโมเลกุลดีเอ็นเอในการปิดวงแหวน นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องหมายของ DNA ของไวรัสอีกด้วย

ไวรัส RNAถูกแทนด้วยโมเลกุลแบบสายเดี่ยวและแบบเกลียวคู่และในแบบของตัวเอง องค์ประกอบทางเคมีแยกไม่ออกจาก RNA ของเซลล์ โมเลกุลสายเดี่ยวสามารถแบ่งส่วนได้ ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มความสามารถในการเข้ารหัสของจีโนม นอกจากนี้ พวกมันยังมีบริเวณที่เป็นเกลียว เช่น เกลียวคู่ของ DNA ซึ่งเกิดขึ้นจากการจับคู่ของเบสไนโตรเจนเสริม RNA แบบเกลียวคู่สามารถเป็นแบบเส้นตรงหรือแบบวงกลมได้

ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของพฤติกรรมภายในเซลล์และหน้าที่ดำเนินการ RNA ของไวรัสแบ่งออกเป็นกลุ่ม:

1. RNA บวกสแตรนด์ซึ่งมีความสามารถในการแปลข้อมูลที่เข้ารหัสเป็นไรโบโซมของเซลล์เป้าหมายเช่น ทำหน้าที่เป็น mRNA RNA ของไวรัสสายบวกมีลักษณะปลายรูปหมวกที่ถูกดัดแปลงซึ่งจำเป็นสำหรับการรับรู้เฉพาะไรโบโซม พวกมันถูกเรียกว่าสายบวกหรือจีโนมบวก

2. เส้นเชิงลบของ RNAไม่สามารถแปลข้อมูลทางพันธุกรรมโดยตรงไปยังไรโบโซมและไม่สามารถทำงานได้เป็น mRNA อย่างไรก็ตาม เป็นเทมเพลตสำหรับการสังเคราะห์ mRNA พวกมันถูกเรียกว่าลบเธรดหรือยีนเชิงลบ

3. เส้นคู่,ตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็น -RNA อีกตัวทำงานเสริมเป็น +RNA

กรดนิวคลีอิกของไวรัส + RNA และไวรัสที่มี DNA จำนวนมากติดเชื้อในตัวเองเพราะ มีข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์อนุภาคไวรัสใหม่ ข้อมูลนี้รับรู้หลังจากการแทรกซึมของ virion เข้าไปในเซลล์ที่ละเอียดอ่อน RNA แบบสองเกลียวและ -RNA ส่วนใหญ่ไม่สามารถแสดงคุณสมบัติการติดเชื้อได้

ปฏิสัมพันธ์ของไวรัสกับเซลล์เป้าหมายเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและหลายขั้นตอนของการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตสองรูปแบบ - เซลล์ก่อนเซลล์และเซลล์ ที่นี่ความซับซ้อนทั้งหมดของผลกระทบของจีโนมของไวรัสต่อกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพที่เข้ารหัสทางพันธุกรรมของเซลล์เจ้าบ้านเป็นที่ประจักษ์

การใช้วัฏจักรการสืบพันธุ์ขึ้นอยู่กับชนิดของการติดเชื้อของเซลล์และลักษณะของปฏิสัมพันธ์ของไวรัสกับเซลล์ที่มีความอ่อนไหว (อาจติดเชื้อ)

ในเซลล์ที่ติดไวรัส ไวรัสสามารถอยู่ในสถานะต่างๆ:

1. การสืบพันธุ์ของ virions ใหม่จำนวนมาก

2. การปรากฏตัวของกรดนิวคลีอิกของไวรัสในสถานะรวมกับโครโมโซมของเซลล์ในรูปแบบของไวรัส

3. การดำรงอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ในรูปของกรดนิวคลีอิกแบบวงกลมที่คล้ายกับพลาสมิดของแบคทีเรีย

มันเป็นเงื่อนไขเหล่านี้ที่กำหนดความผิดปกติที่หลากหลายที่เกิดจากไวรัส: จากการติดเชื้อที่มีประสิทธิผลที่เด่นชัด, สิ้นสุดในการตายของเซลล์, ไปจนถึงปฏิสัมพันธ์ที่ยืดเยื้อของไวรัสกับเซลล์ในรูปแบบของการติดเชื้อแฝง (แฝง) หรือการเปลี่ยนแปลงที่ร้ายแรงของ เซลล์

มีการระบุปฏิสัมพันธ์ของไวรัสสี่ประเภทกับเซลล์ที่ละเอียดอ่อน:

1. ประเภทผลผลิต - จบลงด้วยการก่อตัวของ virion รุ่นใหม่และการปลดปล่อยของมันอันเป็นผลมาจากการสลายของเซลล์ที่ติดเชื้อ ( รูปแบบ cytolytic) หรือออกจากเซลล์โดยไม่ถูกทำลาย ( รูปแบบที่ไม่ใช่เซลล์). ตามชนิดของปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่ cytolytic ส่วนใหญ่มักเกิดขึ้น การติดเชื้อเรื้อรังแบบถาวรโดดเด่นด้วยการก่อตัวของประชากรลูกสาวของเชื้อโรคหลังจากเสร็จสิ้นระยะเฉียบพลันของโรค การตายของเซลล์เกิดจากการยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์ตั้งแต่เนิ่นๆ การสะสมของสารพิษและทำลายส่วนประกอบไวรัสโดยเฉพาะ ความเสียหายต่อไลโซโซม และการปล่อยเอ็นไซม์ของพวกมันเข้าสู่ไซโตพลาสซึม

2. แบบบูรณาการ , หรือ เชื้อก่อโรค - โดดเด่นด้วยการรวมตัว (การรวมตัว) ของ DNA ไวรัสในรูปแบบของโปรไวรัสเข้าไปในโครโมโซมของเซลล์และการทำงานที่ตามมาเป็นส่วนสำคัญของมันด้วย การจำลองแบบร่วมการโต้ตอบประเภทนี้เกิดขึ้น การติดเชื้อแฝง, ไลโซเจนีจากแบคทีเรียและ การเปลี่ยนแปลงของเซลล์ไวรัส;

3. ประเภทแท้ง - ไม่ได้จบลงด้วยการก่อตัวของ virion ใหม่ เนื่องจากกระบวนการติดเชื้อในเซลล์ถูกขัดจังหวะในขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่ง เกิดขึ้นเมื่อไวรัสโต้ตอบกับเซลล์ที่พัก หรือเมื่อเซลล์ติดไวรัสที่มีข้อบกพร่อง

ทั้งไวรัสและไวรัสอาจมีข้อบกพร่อง

ไวรัสที่บกพร่องดำรงอยู่เป็นสปีชีส์อิสระและด้อยกว่าตามหน้าที่ tk การจำลองแบบต้องใช้ "ไวรัสตัวช่วย" เช่น ข้อบกพร่องถูกกำหนดโดยความด้อยของจีโนม พวกเขาแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม:

1. อนุภาครบกวนที่มีข้อบกพร่องซึ่งเป็นไวรัสที่มีเพียงส่วนหนึ่งของข้อมูลทางพันธุกรรมของไวรัสดั้งเดิมและทำซ้ำเฉพาะกับการมีส่วนร่วมของ "ไวรัสตัวช่วย" ที่เกี่ยวข้อง

2. ไวรัสคู่หูแตกต่างจากก่อนหน้านี้ในการทำซ้ำพวกเขาต้องการการมีส่วนร่วมของ "ไวรัสตัวช่วย" ไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้อง

3. จีโนมแบบบูรณาการคือ proviruses เช่น จีโนมของไวรัสที่สร้างขึ้นในโครโมโซมของเซลล์ แต่สูญเสียความสามารถในการเปลี่ยนเป็นไวรัสที่เต็มเปี่ยม

virions ที่บกพร่องสร้างกลุ่มที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของประชากรลูกสาวจำนวนมากและความบกพร่องของพวกเขาถูกกำหนดโดยส่วนใหญ่โดยความด้อยทางสัณฐานวิทยา (แคปซิดที่ว่างเปล่า, นิวคลีโอแคปที่ไม่ได้ห่อหุ้ม ฯลฯ ) รูปแบบพิเศษของ virions ที่บกพร่อง - ยาหลอกมีแคปซิดปกติที่มีส่วนของกรดนิวคลีอิกของตัวเองและชิ้นส่วนของกรดนิวคลีอิกของโฮสต์ หรือส่วนหนึ่งของโครโมโซมของเซลล์เจ้าบ้านและส่วนหนึ่งของกรดนิวคลีอิกของไวรัสอื่น

ความสำคัญของไวรัสที่มีข้อบกพร่องอยู่ที่ความสามารถในการถ่ายโอนสารพันธุกรรมจากเซลล์ผู้บริจาคไปยังเซลล์ผู้รับ

4. การรบกวนของไวรัส - เกิดขึ้นเมื่อเซลล์ติดไวรัส 2 ตัวและไม่เกิดร่วมกับเชื้อโรค การรบกวนเกิดขึ้นได้เนื่องจากการเหนี่ยวนำโดยไวรัสตัวหนึ่งของตัวยับยั้งเซลล์ที่ยับยั้งการสืบพันธุ์ของอีกตัวหนึ่ง หรือเนื่องจากความเสียหายต่ออุปกรณ์รับหรือเมแทบอลิซึมของเซลล์โดยไวรัสตัวแรก ซึ่งไม่รวมความเป็นไปได้ของการสืบพันธุ์ของตัวที่สอง แยกแยะ คล้ายคลึงกัน(ไวรัสที่เกี่ยวข้อง) และ ต่างเพศ(ไวรัสที่ไม่เกี่ยวข้อง) การแทรกแซง

ตามลักษณะปฏิสัมพันธ์ของจีโนมไวรัสกับจีโนมของเซลล์ อิสระและ การติดเชื้อบูรณาการ. ในระหว่างการติดเชื้อด้วยตนเอง จีโนมของไวรัสจะไม่ถูกรวมเข้ากับจีโนมของเซลล์ ในขณะที่ระหว่างการรวมเข้าด้วยกัน การรวมจีโนมของไวรัสเข้าไปในเซลล์จะเกิดขึ้น

ปฏิสัมพันธ์ที่ได้ผลระหว่างไวรัสกับเซลล์ , เช่น. การสืบพันธุ์ของไวรัสเป็นรูปแบบเฉพาะของการแสดงออกของข้อมูลทางพันธุกรรมจากต่างประเทศ (ไวรัส) ในเซลล์มนุษย์ สัตว์ พืช และแบคทีเรีย ซึ่งประกอบด้วยกลไกย่อยของข้อมูลไวรัสในเมทริกซ์ระดับเซลล์ นี่เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่สุดของปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองจีโนมที่เกิดขึ้นใน 6 ขั้นตอน:

1. การดูดซับของ virions;

2. การแทรกซึมของไวรัสเข้าสู่เซลล์

3. การปอกและการปล่อยจีโนมของไวรัส

4. การสังเคราะห์ส่วนประกอบไวรัส

5. การก่อตัวของ virions;

6. การปล่อย virion ออกจากเซลล์

อันดับแรกระยะการสืบพันธุ์ - การดูดซับ, เช่น. การยึดติดของ virion กับผิวเซลล์ มันดำเนินการในสองขั้นตอน ระยะแรก - ไม่เฉพาะเจาะจงเนื่องจากแรงดึงดูดของไอออนิกและกลไกอื่น ๆ ของปฏิสัมพันธ์ระหว่างไวรัสกับเซลล์ ระยะที่สอง - มีความเฉพาะเจาะจงมากเนื่องจากความคล้ายคลึงกันและความสมบูรณ์ของตัวรับของเซลล์ที่ละเอียดอ่อนและลิแกนด์โปรตีนของไวรัสที่รู้จักพวกมัน การรับรู้และโต้ตอบโปรตีนไวรัสเรียกว่า สิ่งที่แนบมาและแสดงโดยไกลโคโปรตีน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกไลโปโปรตีนของแคปซิดหรือซูเปอร์แคปซิดของไวรัส

ตัวรับเซลล์จำเพาะมีลักษณะที่แตกต่างกัน คือ โปรตีน ลิพิด ส่วนประกอบคาร์โบไฮเดรตของโปรตีนและลิปิด หนึ่งเซลล์สามารถบรรทุกตัวรับจำเพาะได้ตั้งแต่หมื่นถึงหนึ่งแสนตัว ซึ่งช่วยให้ virion นับสิบและหลายร้อยสามารถตั้งหลักได้ จำนวนอนุภาคไวรัสที่ติดเชื้อที่ดูดซับบนเซลล์กำหนดระยะ "การติดเชื้อหลายหลาก". อย่างไรก็ตาม เซลล์ที่ติดไวรัสโดยส่วนใหญ่แล้วจะทนต่อการติดเชื้อซ้ำด้วยไวรัสที่คล้ายคลึงกัน

การปรากฏตัวของตัวรับเฉพาะรองรับ เขตร้อนไวรัสไปยังเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะบางชนิด

ที่สองเวที - ไวรัสเข้าสู่เซลล์สามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี

1. เอนโดไซโตซิสที่ขึ้นกับตัวรับ เกิดขึ้นจากการดักจับและดูดซับ virion โดยเซลล์ที่ละเอียดอ่อน ในกรณีนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ที่มี virion ติดอยู่จะกระตุ้นด้วยการก่อตัวของ vacuole ภายในเซลล์ (endosome) ที่มีไวรัส ถัดไป เปลือกไลโปโปรตีนของไวรัสจะหลอมรวมกับเยื่อหุ้มเอนโดโซมและไวรัสจะเข้าสู่ไซโตพลาสซึมของเซลล์ เอนโดโซมรวมกับไลโซโซมซึ่งทำลายส่วนประกอบไวรัสที่เหลือ

2. ไวรัสตับอักเสบ - ประกอบด้วยการรวมตัวของ supercapsid ของไวรัสกับเซลล์หรือเยื่อหุ้มนิวเคลียสและเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือพิเศษ ฟิวชันโปรตีน – F-กระรอกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ supercapsid เป็นผลมาจาก viropexis capsid อยู่ภายในเซลล์ และ supercapsid ร่วมกับโปรตีน รวม (ฝัง) ลงในพลาสมาหรือเยื่อหุ้มนิวเคลียส มีอยู่ในไวรัสที่ซับซ้อนเท่านั้น

3. ฟาโกไซโตซิส - โดยวิธีการที่ไวรัสเจาะเข้าไปในเซลล์ phagocytic ซึ่งนำไปสู่ ​​phagocytosis ที่ไม่สมบูรณ์

ที่สามเวที - ลอกและปล่อยจีโนมไวรัสเกิดขึ้นจากการลดโปรตีน การดัดแปลงนิวคลีโอแคปซิด การกำจัดโครงสร้างไวรัสบนพื้นผิว และการปล่อยส่วนประกอบภายในที่อาจทำให้เกิดกระบวนการติดเชื้อ ขั้นตอนแรกของ "การเปลื้องผ้า" เริ่มต้นขึ้นแม้ในกระบวนการเจาะเข้าไปในเซลล์โดยการหลอมรวมของเยื่อหุ้มไวรัสและเยื่อหุ้มเซลล์หรือเมื่อไวรัสออกจากเอ็นโดโซมไปยังไซโตพลาสซึม ระยะต่อมามีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการขนส่งภายในเซลล์ไปยังบริเวณที่มีการลดโปรตีน ไวรัสต่าง ๆ มีไซต์ปอกเฉพาะของตนเอง การขนส่งไปยังพวกมันจะดำเนินการโดยใช้ถุงเยื่อหุ้มเซลล์ภายในซึ่งไวรัสจะถูกถ่ายโอนไปยังไรโบโซม, เอนโดพลาสมิกเรติเคิลหรือไปยังนิวเคลียส

ที่สี่เวที - การสังเคราะห์ส่วนประกอบไวรัสเริ่มต้นในขณะนี้ ร่มรื่นหรือ ระยะสุริยุปราคาซึ่งเป็นลักษณะการหายตัวไปของวิริออน ระยะเงาจะสิ้นสุดลงหลังจากการก่อตัวของส่วนประกอบของไวรัสที่จำเป็นสำหรับการรวมตัวของประชากรลูกสาว ไวรัสใช้เครื่องมือทางพันธุกรรมของเซลล์เพื่อยับยั้งปฏิกิริยาสังเคราะห์ที่จำเป็นสำหรับตัวมันเอง การสังเคราะห์โปรตีนและกรดนิวคลีอิกของไวรัส เช่น การสืบพันธุ์ซึ่งแยกจากกันในเวลาและพื้นที่จะดำเนินการใน ส่วนต่างๆเซลล์และเรียกว่า disjunctive

ในเซลล์ที่ติดเชื้อ จีโนมของไวรัสเข้ารหัสการสังเคราะห์โปรตีนสองกลุ่ม:

- โปรตีนที่ไม่ใช่โครงสร้างให้บริการการสืบพันธุ์ภายในเซลล์ของไวรัสในระยะต่างๆ ซึ่งรวมถึง RNA หรือ DNA polymerase ที่ให้การถอดรหัสและการจำลองแบบของจีโนมของไวรัส โปรตีนควบคุม สารตั้งต้นของโปรตีนไวรัส เอนไซม์ที่ดัดแปลงโปรตีนของไวรัส

- โปรตีนโครงสร้างซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ virion (genomic, capsid และ supercapsid)

การสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์จะดำเนินการตามกระบวนการ การถอดความโดย "เขียนใหม่" ข้อมูลทางพันธุกรรมจากกรดนิวคลีอิกเป็นลำดับนิวคลีโอไทด์ของ messenger RNA (mRNA) และ ออกอากาศ(การอ่าน) mRNA บนไรโบโซมเพื่อสร้างโปรตีน คำว่า "การแปล" อ้างอิงถึงกลไกโดยที่ลำดับของเบสนิวคลีอิกของ mRNA ถูกแปลเป็นลำดับกรดอะมิโนที่จำเพาะในพอลิเปปไทด์สังเคราะห์ ในกรณีนี้ การเลือกปฏิบัติของ mRNA ของเซลล์เกิดขึ้นและกระบวนการสังเคราะห์บนไรโบโซมจะผ่านภายใต้การควบคุมของไวรัส กลไกในการส่งข้อมูลเกี่ยวกับการสังเคราะห์ mRNA ในไวรัสกลุ่มต่างๆ ไม่เหมือนกัน

ดีเอ็นเอสายคู่ที่มีไวรัสใช้ข้อมูลทางพันธุกรรมในลักษณะเดียวกับจีโนมของเซลล์ตามรูปแบบ: DNA จีโนมของไวรัส→ การถอดความ mRNA→การแปลโปรตีนจากไวรัส. ในเวลาเดียวกัน ไวรัสที่ประกอบด้วย DNA ซึ่งเป็นจีโนมที่ถูกคัดลอกในนิวเคลียส ใช้เซลล์โพลีเมอเรสสำหรับกระบวนการนี้ และจีโนมที่ถูกคัดลอกในไซโตพลาสซึม ซึ่งเป็น RNA polymerase เฉพาะของไวรัสของพวกมันเอง

จีโนม –ไวรัสที่ประกอบด้วย RNAทำหน้าที่เป็นเทมเพลตที่คัดลอก mRNA โดยมีส่วนร่วมของ RNA polymerase เฉพาะไวรัส การสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นตามโครงการ: จีโนมของไวรัส RNA→การถอดความ mRNA→การแปลโปรตีนจากไวรัส.

กลุ่ม retroviruses ที่ประกอบด้วย RNA ซึ่งรวมถึงไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่องของมนุษย์และ retroviruses ที่ทำให้เกิดมะเร็งนั้นโดดเด่น พวกเขามีวิธีการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมที่ไม่เหมือนใคร จีโนมของไวรัสเหล่านี้ประกอบด้วยโมเลกุลอาร์เอ็นเอสองโมเลกุลที่เหมือนกัน นั่นคือ เป็นซ้ำ Retroviruses มีเอนไซม์เฉพาะไวรัส - การถอดเสียงแบบย้อนกลับ, หรือ ย้อนกลับซึ่งดำเนินการกระบวนการถอดความแบบย้อนกลับ ประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้: DNA สายเดี่ยวเสริม (cDNA) ถูกสังเคราะห์บนเทมเพลต RNA ของจีโนม มันถูกคัดลอกด้วยการก่อตัวของ DNA เสริมแบบสองสายซึ่งรวมเข้ากับจีโนมของเซลล์และถูกคัดลอกลงใน mRNA โดยใช้ RNA polymerase ที่ขึ้นกับ DNA ของเซลล์ การสังเคราะห์โปรตีนของไวรัสเหล่านี้ดำเนินการตามรูปแบบ: จีโนมของไวรัส RNA→DNA เสริม→การถอดความ mRNA→การแปลโปรตีนจากไวรัส.

การถอดเสียงถูกควบคุมโดยกลไกเฉพาะของเซลล์และไวรัส ประกอบด้วยการอ่านข้อมูลจากสิ่งที่เรียกว่า "แต่แรก"และ ยีน "สาย". ในอดีต ข้อมูลจะถูกเข้ารหัสสำหรับการสังเคราะห์เอ็นไซม์การถอดรหัสและการจำลองแบบจำเพาะของไวรัส และในช่วงหลัง สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนแคปซิด

การสังเคราะห์กรดนิวคลีอิกของไวรัส เช่น การจำลองแบบของไวรัสจีโนมนำไปสู่การสะสมในเซลล์ของสำเนาของจีโนมไวรัสดั้งเดิมซึ่งใช้ในการประกอบ virions วิธีการจำลองแบบขึ้นอยู่กับชนิดของกรดนิวคลีอิกของไวรัส การมีอยู่ของพอลิเมอเรสที่จำเพาะต่อไวรัสและเซลล์ และความสามารถของไวรัสในการชักนำให้เกิดพอลิเมอร์ในเซลล์

ไวรัสดีเอ็นเอสายคู่ทำซ้ำในลักษณะกึ่งอนุรักษ์นิยมตามปกติ: หลังจากที่สาย DNA ไม่ถูกบิดเกลียว เส้นใหม่จะประกอบเข้าด้วยกันอย่างสมบูรณ์ โมเลกุล DNA ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่แต่ละโมเลกุลประกอบด้วยพาเรนต์หนึ่งตัวและสายที่สังเคราะห์หนึ่งอัน

ไวรัสดีเอ็นเอสายเดี่ยวในกระบวนการจำลองแบบ เซลล์ DNA polymerase ถูกใช้เพื่อสร้างจีโนมไวรัสแบบสองสายซึ่งเรียกว่า รูปแบบจำลอง. ในเวลาเดียวกัน สาย –DNA ถูกสังเคราะห์เสริมบนสาย +DNA เริ่มต้น ซึ่งทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับสาย +DNA ของ virion ใหม่

ไวรัสสายเดี่ยว +RNAกระตุ้นการสังเคราะห์ RNA-dependent RNA polymerase ในเซลล์ ด้วยความช่วยเหลือบนพื้นฐานของจีโนม + RNA สาระสาย -RNA ถูกสังเคราะห์ขึ้น RNA คู่ชั่วคราวจะถูกสร้างขึ้นเรียกว่า การจำลองแบบระดับกลาง. ประกอบด้วยสาย +RNA ที่สมบูรณ์และสาย -RNA ที่สมบูรณ์บางส่วนจำนวนมาก เมื่อสาย -RNA ทั้งหมดก่อตัวขึ้น พวกมันจะถูกใช้เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์สาย +RNA ใหม่

ไวรัสอาร์เอ็นเอแบบสายเดี่ยวประกอบด้วย RNA polymerase ที่ขึ้นกับ RNA จีโนม –RNA สาระถูกแปลงโดยไวรัสโพลีเมอเรสเป็นสาย +RNA ที่ไม่สมบูรณ์และสมบูรณ์ สำเนาที่ไม่สมบูรณ์ทำหน้าที่เป็น mRNA สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนจากไวรัส และสำเนาที่สมบูรณ์เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์สาย RNA ของจีโนมของลูกหลาน

ไวรัสอาร์เอ็นเอแบบสองสายทำซ้ำคล้ายกับไวรัส RNA แบบสายเดี่ยว ความแตกต่างคือสาย +RNA ที่เกิดขึ้นระหว่างฟังก์ชันการถอดรหัส ไม่เพียงแต่เป็น mRNA เท่านั้น แต่ยังมีส่วนร่วมในการจำลองแบบด้วย เป็นเมทริกซ์สำหรับการสังเคราะห์สายอาร์เอ็นเอ ร่วมกันสร้าง virions RNA สองสายของจีโนม

ดิพลอยด์ + ไวรัสอาร์เอ็นเอหรือ ไวรัสย้อนยุคทำซ้ำด้วยความช่วยเหลือของไวรัส reverse transcriptase ซึ่งสังเคราะห์สาย DNA บนเทมเพลตของไวรัส RNA ซึ่งคัดลอก +DNA เพื่อสร้างสายคู่ของ DNA ปิดในวงแหวน ต่อไป DNA สายคู่จะรวมเข้ากับโครโมโซมของเซลล์ ก่อตัวเป็นโพรไวรัส virion RNAs จำนวนมากเกิดขึ้นจากการถอดรหัสของหนึ่งในสาย DNA แบบบูรณาการโดยมีส่วนร่วมของ RNA polymerase ที่ขึ้นกับ DNA ของเซลล์

ที่ห้าเวที - การประกอบ virionเกิดขึ้นอย่างมีระเบียบ ประกอบเองเมื่อส่วนประกอบต่างๆ ของ virion ถูกส่งไปยังจุดประกอบของไวรัส เหล่านี้เป็นพื้นที่เฉพาะของนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมที่เรียกว่า คอมเพล็กซ์การจำลองแบบ. การเชื่อมต่อของส่วนประกอบของ virion เกิดจากการมีพันธะที่ไม่ชอบน้ำ ไอออนิก ไฮโดรเจน และการโต้ตอบทางสเตอริโอเคมี

การก่อตัวของไวรัสเป็นกระบวนการแบบหลายขั้นตอนและต่อเนื่องกันอย่างเคร่งครัด โดยมีการก่อตัวของรูปแบบขั้นกลางที่แตกต่างจากไวรัสที่โตเต็มที่ในองค์ประกอบของโพลีเปปไทด์ การรวมตัวของไวรัสที่จัดเรียงอย่างเรียบง่ายเกิดขึ้นบนคอมเพล็กซ์การจำลองแบบและประกอบด้วยการทำงานร่วมกันของกรดนิวคลีอิกของไวรัสกับโปรตีนแคปซิดและการก่อตัวของนิวคลีโอแคปซิด ในไวรัสที่ซับซ้อน นิวคลีโอแคปซิดจะก่อตัวขึ้นในคอมเพล็กซ์การจำลองแบบก่อน ซึ่งจากนั้นจะทำปฏิกิริยากับเยื่อหุ้มเซลล์ที่ถูกดัดแปลง ซึ่งเป็นเปลือกไลโปโปรตีนในอนาคตของ virion ในกรณีนี้การรวมตัวของไวรัสที่ทำซ้ำในนิวเคลียสเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของเยื่อหุ้มนิวเคลียสและการรวมตัวของไวรัสที่ทำซ้ำในไซโตพลาสซึมนั้นดำเนินการโดยการมีส่วนร่วมของเยื่อหุ้มเอนโดพลาสซึมเรติเคิลหรือเมมเบรนไซโตพลาสซึม ที่ซึ่งไกลโคโปรตีนและโปรตีนอื่นๆ ของเยื่อหุ้มไวเรียนถูกฝังไว้ ในไวรัสอาร์เอ็นเอที่ซับซ้อนบางชนิด โปรตีนเมทริกซ์มีส่วนเกี่ยวข้องกับการประกอบ - เอ็ม โปรตีน- ซึ่งอยู่ใต้เยื่อหุ้มเซลล์ที่ถูกดัดแปลงโดยโปรตีนชนิดนี้ มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ มันทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างนิวคลีโอแคปซิดและซูเปอร์แคปซิด ไวรัสที่ซับซ้อนในกระบวนการก่อตัวรวมถึงส่วนประกอบของเซลล์เจ้าบ้านในองค์ประกอบ หากกระบวนการประกอบตัวเองถูกละเมิด virions ที่ "บกพร่อง" จะถูกสร้างขึ้น

ที่หกเวที - การปล่อยอนุภาคไวรัสออกจากเซลล์เสร็จสิ้นกระบวนการสืบพันธุ์ของไวรัสและเกิดขึ้นได้สองวิธี

ทางระเบิดเมื่อไวรัสที่ไม่มี supercapsid ทำให้เกิดการทำลายเซลล์และเข้าสู่พื้นที่นอกเซลล์ virion จำนวนมากปรากฏขึ้นพร้อมกันจากเซลล์ที่ตายแล้ว

กำลังแตกหน่อหรือ เอ็กโซไซโทซิส ลักษณะของไวรัสที่ซับซ้อน supercapsid ซึ่งมาจากเยื่อหุ้มเซลล์ ขั้นแรก นิวคลีโอแคปซิดจะถูกส่งไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งถูกฝังด้วยโปรตีนจำเพาะของไวรัสอยู่แล้ว ในพื้นที่สัมผัสส่วนที่ยื่นออกมาของพื้นที่เหล่านี้เริ่มต้นด้วยการก่อตัวของไต ไตที่เกิดขึ้นจะถูกแยกออกจากเซลล์ในรูปของวิริออนที่ซับซ้อน กระบวนการนี้ไม่เป็นอันตรายต่อเซลล์ และเซลล์สามารถดำรงชีวิตได้เป็นเวลานาน โดยผลิตลูกหลานของไวรัส

การแตกหน่อของไวรัสที่ก่อตัวในไซโตพลาสซึมสามารถเกิดขึ้นได้ทางพลาสมาเมมเบรนหรือผ่านเยื่อหุ้มเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมและอุปกรณ์กอลจิตามด้วยการออกไปที่ผิวเซลล์

ไวรัสที่ก่อตัวในนิวเคลียสจะแตกหน่อเข้าไปในช่องว่างรอบนิวเคลียสผ่านเปลือกนิวเคลียสที่ถูกดัดแปลงและถูกส่งไปยังผิวเซลล์โดยเป็นส่วนหนึ่งของถุงน้ำไซโตพลาสซึม

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ไวรัสแบบบูรณาการ (virogeny) คือการอยู่ร่วมกันของไวรัสและเซลล์อันเป็นผลมาจากการรวมตัวของกรดนิวคลีอิกของไวรัสเข้ากับโครโมโซมของเซลล์เจ้าบ้าน ซึ่งจีโนมของไวรัสจะทำซ้ำและทำหน้าที่เป็นส่วนสำคัญของจีโนมของเซลล์

ปฏิสัมพันธ์ประเภทนี้เป็นลักษณะของแบคทีเรียที่มี DNA ในระดับปานกลาง ไวรัสที่ก่อให้เกิดมะเร็ง และไวรัสที่มี DNA และ RNA ที่ติดเชื้อบางชนิด

การรวมเข้าด้วยกันจำเป็นต้องมี DNA แบบเกลียวคู่ของไวรัสในรูปแบบวงกลม DNA ดังกล่าวติดอยู่กับ DNA ของเซลล์ที่บริเวณที่มีความคล้ายคลึงกันและถูกรวมเข้ากับบริเวณเฉพาะของโครโมโซม ในไวรัสอาร์เอ็นเอ กระบวนการบูรณาการมีความซับซ้อนมากขึ้นและเริ่มต้นด้วยกลไกการถอดรหัสแบบย้อนกลับ การรวมเข้าด้วยกันเกิดขึ้นหลังจากการก่อตัวของการถอดรหัส DNA แบบสองสายและการปิดเป็นวงแหวน

ข้อมูลทางพันธุกรรมเพิ่มเติมระหว่างการติดเชื้อไวรัสช่วยให้เซลล์มีคุณสมบัติใหม่ ซึ่งอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์มะเร็ง ภูมิคุ้มกันทำลายตนเอง และโรคเรื้อรัง

ปฏิสัมพันธ์ที่ผิดพลาดของไวรัสกับเซลล์ ไม่ได้จบลงด้วยการก่อตัวของลูกหลานของไวรัสและสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้:

1. การติดเชื้อในเซลล์ที่บอบบางเกิดขึ้นจากไวรัสที่บกพร่องหรือไวรัสที่บกพร่อง

2. การติดเชื้อไวรัสที่รุนแรงของเซลล์ที่ดื้อต่อพันธุกรรม

3. การติดเชื้อในเซลล์ที่บอบบางด้วยไวรัสชนิดรุนแรงใน ไม่อนุญาต (ไม่อนุญาต) เงื่อนไข

บ่อยครั้ง การโต้ตอบแบบที่ทำแท้งมักถูกสังเกตเมื่อเซลล์ที่ไม่ไวต่อความรู้สึกติดเชื้อไวรัสมาตรฐาน อย่างไรก็ตาม กลไกการต่อต้านทางพันธุกรรมนั้นไม่เหมือนกัน อาจเกี่ยวข้องกับการไม่มีตัวรับจำเพาะบนเยื่อหุ้มพลาสมา การที่เซลล์ประเภทนี้ไม่สามารถเริ่มต้นการแปล mRNA ของไวรัส และไม่มีโปรตีเอสหรือนิวคลีเอสจำเพาะที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลขนาดใหญ่ของไวรัส

การเปลี่ยนแปลงในสภาวะที่การแพร่พันธุ์ของไวรัสเกิดขึ้นสามารถนำไปสู่การมีปฏิสัมพันธ์ที่ยกเลิกได้: อุณหภูมิร่างกายเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงของค่า pH ที่จุดโฟกัสของการอักเสบ การแนะนำของยาต้านไวรัส ฯลฯ อย่างไรก็ตาม เมื่อเงื่อนไขที่ไม่อนุญาตถูกกำจัดออกไป ปฏิสัมพันธ์ที่ผิดพลาดกลายเป็นสิ่งที่เกิดผลโดยมีผลที่ตามมาทั้งหมด

รบกวนปฏิสัมพันธ์ ถูกกำหนดโดยสถานะของภูมิคุ้มกันต่อการติดเชื้อทุติยภูมิของเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสแล้ว

การรบกวนต่างกันเกิดขึ้นเมื่อการติดไวรัสตัวหนึ่งปิดกั้นความเป็นไปได้ของการจำลองแบบของไวรัสตัวที่สองภายในเซลล์เดียวกันอย่างสมบูรณ์ กลไกหนึ่งเกี่ยวข้องกับการยับยั้งการดูดซับไวรัสอื่นโดยการปิดกั้นหรือทำลายตัวรับเฉพาะ กลไกอื่นเกี่ยวข้องกับการยับยั้งการแปล mRNA ของ mRNA ต่างชนิดกันในเซลล์ที่ติดเชื้อ

การรบกวนที่คล้ายคลึงกันตามแบบฉบับของไวรัสที่บกพร่องจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งไวรัสที่เปลี่ยนผ่านได้ ในหลอดทดลอง และการติดเชื้อจำนวนมาก การสืบพันธุ์จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อเซลล์ติดเชื้อไวรัสปกติเท่านั้น บางครั้งไวรัสที่มีข้อบกพร่องสามารถรบกวนวงจรการสืบพันธุ์ของไวรัสและรูปแบบปกติได้ อนุภาคไวรัสรบกวนที่มีข้อบกพร่อง (DI)อนุภาค DI มีเพียงส่วนหนึ่งของจีโนมของไวรัสปกติ โดยธรรมชาติของข้อบกพร่อง อนุภาค DI เป็นอนุภาคการลบและถือได้ว่าเป็นการกลายพันธุ์ที่ร้ายแรง คุณสมบัติหลักของอนุภาค DI คือความสามารถในการแทรกแซงไวรัสที่คล้ายคลึงกันตามปกติและมีบทบาทเป็นผู้ช่วยในการจำลองแบบ ความสามารถในการดูดซับและแทรกซึมเข้าไปในเซลล์นั้นสัมพันธ์กับโครงสร้างปกติของแคปซิด การปล่อยและการแสดงออกของกรดนิวคลีอิกที่บกพร่องจะนำไปสู่ผลกระทบทางชีวภาพต่างๆ: มันยับยั้งกระบวนการสังเคราะห์ในเซลล์ ยับยั้งการสังเคราะห์และการเปลี่ยนแปลงของโปรตีนของไวรัสปกติเนื่องจากการรบกวนที่คล้ายคลึงกัน การไหลเวียนของอนุภาค DI และการติดเชื้อร่วมกับไวรัสที่คล้ายคลึงกันปกติทำให้เกิดโรคที่เกียจคร้านและระยะยาว ซึ่งสัมพันธ์กับความสามารถของอนุภาค DI ในการทำซ้ำได้เร็วขึ้นมากเนื่องจากความเรียบง่ายของจีโนมในขณะที่ข้อบกพร่อง ประชากรลดลงอย่างเห็นได้ชัดในความรุนแรงของลักษณะพิเศษของผล cytopathic ของไวรัสปกติ

กระบวนการปฏิสัมพันธ์ของไวรัสกับร่างกายในกรณีส่วนใหญ่เป็น cytospecific และถูกกำหนดโดยความสามารถของเชื้อโรคในการทวีคูณในเนื้อเยื่อบางชนิด อย่างไรก็ตาม ไวรัสบางชนิดมีเขตร้อนที่หลากหลายและขยายพันธุ์ในเซลล์และอวัยวะที่หลากหลาย

ปัจจัยความจำเพาะของไวรัสที่รับผิดชอบต่อการเกิดเขตร้อนและความหลากหลายของเซลล์ที่ได้รับผลกระทบนั้นรวมถึงจำนวนของตัวรับจำเพาะ (ทั้งใน virion และในเซลล์) เพื่อให้แน่ใจว่ามีปฏิสัมพันธ์ระหว่างไวรัสกับเซลล์อย่างเต็มที่ จำนวนของตัวรับดังกล่าวมักจะถูกจำกัด

ในบางกรณีความจำเพาะทางสรีรวิทยาของเซลล์และด้วยเหตุนี้การจัดระดับโมเลกุลของพวกมันจึงมีส่วนช่วยในการแสดงออกของความรุนแรงของเชื้อโรค ตัวอย่างเช่น G-protein ของไวรัสพิษสุนัขบ้ามีความสัมพันธ์สูงกับตัวรับ acetylcholine ของเซลล์ประสาท ซึ่งช่วยให้มั่นใจว่าจะสามารถเจาะเซลล์ของเนื้อเยื่อประสาทได้ ควรสังเกตว่าไวรัส neurotropic ทำให้เกิดโรคร้ายแรงโดยเฉพาะเพราะ เซลล์ประสาทไม่งอกใหม่ นอกจากนี้ การสืบพันธุ์ของเชื้อก่อโรคทำให้พวกมันตกเป็นเป้าหมายของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เป็นพิษต่อเซลล์

บ่อยครั้งความรุนแรงของไวรัสเพิ่มขึ้นเนื่องจากการกลายพันธุ์ สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษในกรณีนี้คือความสามารถของไวรัสในการย้อนกลับการกลายพันธุ์ของยีน (การพลิกกลับ) ยีนที่เข้ารหัสโครงสร้างโปรตีนสามารถฟื้นฟูโครงสร้างและเปลี่ยนสายพันธุ์ไวรัสที่เป็นพิษก่อนหน้านี้ให้กลายเป็นไวรัสที่รุนแรงได้

ไม่น้อยกว่า ความสำคัญมีและ คุณสมบัติของมาโครอินทรีย์ที่อ่อนแอ

อายุเกี่ยวกับ

- เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดในชีวิต มีขนาดเล็กกว่าแบคทีเรีย 50 เท่า โดยปกติแล้ว ไวรัสจะไม่สามารถมองเห็นได้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เนื่องจากบุคคลนั้นมีความยาวคลื่นมากกว่าครึ่งของแสง บุคคลที่พักผ่อนของไวรัสเรียกว่า วิริออนไวรัสมีอยู่สองอย่าง แบบฟอร์ม: พักผ่อนหรือนอกเซลล์ (อนุภาคไวรัส หรือ virions) และ การสืบพันธุ์หรือภายในเซลล์ ("ไวรัส - เซลล์โฮสต์ที่ซับซ้อน")

รูปแบบของไวรัสจะแตกต่างกัน ก็สามารถ filiform, ทรงกลม, รูปกระสุน, รูปแท่ง, รูปหลายเหลี่ยม, รูปอิฐ, ลูกบาศก์ในขณะที่บางตัวมีหัวลูกบาศก์และกระบวนการ virion แต่ละตัวประกอบด้วยกรดนิวคลีอิกและโปรตีน

ในไวรัส virions มีกรดนิวคลีอิกเพียงชนิดเดียวอยู่เสมอ - RNA หรือ DNA ยิ่งไปกว่านั้น ทั้งสองแบบสามารถเป็นแบบสายเดี่ยวและแบบสองสาย และ DNA สามารถเป็นแบบเส้นตรงหรือแบบวงกลมได้ RNA ในไวรัสมักจะเป็นเส้นตรงเท่านั้น แต่สามารถแสดงด้วยชุดของชิ้นส่วน RNA ซึ่งแต่ละส่วนมีข้อมูลทางพันธุกรรมบางส่วนที่จำเป็นสำหรับการสืบพันธุ์ เมื่อมีกรดนิวคลีอิกเฉพาะ ไวรัสจะเรียกว่ามี DNA และประกอบด้วย RNA ควรสังเกตเป็นพิเศษว่าในอาณาจักรของไวรัส หน้าที่ของผู้ดูแลรหัสพันธุกรรมนั้นไม่เพียงแต่ทำโดย DNA เท่านั้น แต่ยังทำโดย RNA ด้วย (มันสามารถเป็นแบบสองสายได้)

ไวรัสมีความเรียบง่าย โครงสร้าง. ไวรัสแต่ละตัวประกอบด้วยสองส่วนเท่านั้น - แกนและ capsid. แก่นของไวรัสซึ่งมี DNA หรือ RNA นั้นล้อมรอบด้วยโปรตีนเคลือบ - capsid (lat. capsa- "เต้ารับ", "กล่อง", "เคส") โปรตีนปกป้องกรดนิวคลีอิก และยังทำให้เกิดกระบวนการของเอนไซม์และการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโปรตีนในแคปซิด capsid ประกอบด้วยวิธีการบางอย่างที่ซ้อนกันของโมเลกุลโปรตีนชนิดเดียวกัน - แคปโซเมอร์โดยปกติแล้วจะเป็นแบบเกลียวของการวาง (รูปที่ 22) หรือประเภท รูปทรงหลายเหลี่ยมสมมาตร(ประเภทมีมิติเท่ากัน) (รูปที่ 23)

ไวรัสทั้งหมดแบ่งตามเงื่อนไขเป็น เรียบง่ายและ ซับซ้อน. ไวรัสธรรมดาประกอบด้วยแกนกลางที่มีกรดนิวคลีอิกและแคปซิดเท่านั้น ไวรัสที่ซับซ้อนบนผิวของ capsid โปรตีนพวกมันยังมีเปลือกนอกหรือ ซุปเปอร์แคปซิด,ประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ไลโปโปรตีน bilayer คาร์โบไฮเดรตและโปรตีน (เอนไซม์) เปลือกนอกนี้ (supercapsid) มักจะสร้างจากเมมเบรนของเซลล์เจ้าบ้าน วัสดุจากเว็บไซต์

บนพื้นผิวของ capsid มีผลพลอยได้หลายอย่าง - แหลมหรือ "คาร์เนชั่น" (เรียกว่า เส้นใย) และหน่อ กับพวกเขา virion ยึดติดกับพื้นผิวของเซลล์ซึ่งแทรกซึมเข้าไป ควรสังเกตว่าบนพื้นผิวของไวรัสก็มีความพิเศษเช่นกัน โปรตีนที่แนบมา,ผูก virion กับกลุ่มโมเลกุลเฉพาะ - ตัวรับ(ลาดพร้าว สูตรอาหาร-"ฉันได้รับ", "ฉันยอมรับ") ซึ่งอยู่บนพื้นผิวของเซลล์ที่ไวรัสแทรกซึม ไวรัสบางชนิดยึดติดกับตัวรับโปรตีน บางชนิดจับกับลิพิด และบางชนิดรู้จักสายคาร์โบไฮเดรตในโปรตีนและลิปิด ในกระบวนการวิวัฒนาการ ไวรัส "เรียนรู้" เพื่อรับรู้เซลล์ที่ไวต่อพวกมันโดยการปรากฏตัวของตัวรับพิเศษบนผิวเซลล์ของโฮสต์

สัณฐานวิทยาและโครงสร้างของไวรัสได้รับการศึกษาโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ไวรัสที่เล็กที่สุดคือไวรัสโปลิโอ (ประมาณ 20 นาโนเมตร) ที่ใหญ่ที่สุดคือไข้ทรพิษ (ประมาณ 350 นาโนเมตร)

ไวรัสประกอบด้วยองค์ประกอบหลักดังต่อไปนี้:

1. แกนกลาง - สารพันธุกรรม (DNA หรือ RNA) ที่มีข้อมูลเกี่ยวกับโปรตีนหลายชนิดที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของไวรัสตัวใหม่

2. เปลือกโปรตีนซึ่งเรียกว่า capsid (จากภาษาละติน capsa - a box) มันมักจะถูกสร้างขึ้นจากหน่วยย่อยที่ซ้ำกัน - capsomeres Capsomeres สร้างโครงสร้างด้วย ระดับสูงสมมาตร.

3. เยื่อไลโปโปรตีนเพิ่มเติม (supercapsid) มันถูกสร้างขึ้นจากพลาสมาเมมเบรนของเซลล์เจ้าบ้านและพบได้เฉพาะในไวรัสที่ค่อนข้างใหญ่ (ไข้หวัดใหญ่, เริม)

แผนผังโครงสร้างของไวรัสที่ประกอบด้วย RNA ที่มีประเภทสมมาตรแบบเกลียวและซอง lipoprotein เพิ่มเติมแสดงอยู่ทางด้านซ้ายในภาพ ส่วนตัดขวางที่ขยายจะแสดงทางด้านขวา

capsid และเปลือกเพิ่มเติมมีหน้าที่ป้องกัน ราวกับว่าปกป้องกรดนิวคลีอิก นอกจากนี้ยังมีส่วนช่วยในการแทรกซึมของไวรัสเข้าสู่เซลล์ ไวรัสที่ก่อตัวเต็มที่เรียกว่า วิริออน

รูปร่างของ virion ขึ้นอยู่กับวิธีที่หน่วยย่อยของโปรตีนถูกพับไว้ในแคปซิด การวางซ้อนนี้สามารถมีความสมมาตรแบบเกลียวหรือลูกบาศก์ แบคทีเรียมีความสมมาตรแบบผสมหรือรวมกัน

ไวรัสโมเสกยาสูบมีทั้งอาร์เอ็นเอและหน่วยย่อยโปรตีนจัดเรียงเป็นเกลียวและมีลักษณะเป็นเส้นใยหรือเป็นแท่ง ด้วยความสมมาตรนี้ ปลอกหุ้มโปรตีนจะปกป้องกรดนิวคลีอิกได้ดีกว่า แต่ต้องใช้โปรตีนมากกว่าสมมาตรแบบลูกบาศก์ จำนวนหน่วยย่อยที่แท้จริงใน virion ที่แตกต่างกันคือ 60 หรือหลายเท่าของค่านี้ (420 หน่วยย่อยสำหรับไวรัส polyoma, 540 สำหรับ reovirus, 960 สำหรับไวรัสเริม, 1500 สำหรับ adenovirus)

ไวรัสเคสปิดส่วนใหญ่มีสมมาตรลูกบาศก์ มันขึ้นอยู่กับการรวมกันของสามเหลี่ยมด้านเท่า (capsomeres) ที่เกิดขึ้นจากหน่วยย่อยโปรตีนทรงกลม ในกรณีนี้ จัตุรมุข, octahedrons และ icosahedrons สามารถเกิดขึ้นได้ Icosahedrons มีใบหน้าสามเหลี่ยม 20 หน้าและจุดยอด 12 จุด นี่คือสมมาตรที่มีประสิทธิภาพและประหยัดที่สุด ดังนั้นไวรัสสัตว์ทรงกลมส่วนใหญ่มักมีรูปร่างคล้าย icosahedron

ในไวรัสไข้หวัดใหญ่ นิวคลีโอแคปซิดมีโครงสร้างเป็นเกลียวรูปแท่ง และซองไลโปโปรตีนชนิด supercapsid ทำให้ virion มีรูปร่างเป็นทรงกลม

จำนวน capsomeres สำหรับไวรัสประเภทนี้คงที่และมีค่าการวินิจฉัย

ไวรัสที่จัดเรียงอย่างเรียบง่ายมีเพียงแคปซิด (ไวรัสโปลิโอ) ไวรัสที่ซับซ้อนก็มีซูเปอร์แคปซิด (โรคหัด ไวรัสไข้หวัดใหญ่)

การจำแนกประเภทของไวรัสขึ้นอยู่กับประเภทต่อไปนี้.

สารบัญหัวข้อ "ประเภทของจุลินทรีย์ ไวรัส Virion":
1. จุลินทรีย์ ประเภทของจุลินทรีย์ การจำแนกจุลินทรีย์ พรีออน
2. ไวรัส วิริออน สัณฐานวิทยาของไวรัส ขนาดไวรัส กรดนิวคลีอิกของไวรัส
3. capsid ของไวรัส หน้าที่ของ capsid ของไวรัส แคปโซเมอร์ ไวรัสนิวคลีโอแคปซิด สมมาตรเฮลิคัลของนิวคลีโอแคปซิด สมมาตรลูกบาศก์ของ capsid
4. ไวรัส supercapsid ติดไวรัส. ไวรัสเปล่า. เมทริกซ์โปรตีน (M-proteins) ของไวรัส การสืบพันธุ์ของไวรัส
5. ปฏิกิริยาของไวรัสกับเซลล์ ลักษณะของปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ไวรัส ปฏิสัมพันธ์ที่มีประสิทธิผล เชื้อก่อโรค. การรบกวนของไวรัส
6. ประเภทของการติดเชื้อในเซลล์จากไวรัส วัฏจักรการสืบพันธุ์ของไวรัส ขั้นตอนหลักของการแพร่พันธุ์ของไวรัส การดูดซับของ virion ไปยังเซลล์
7. การแทรกซึมของไวรัสเข้าสู่เซลล์ ไวรัสตับอักเสบ แก้ไวรัส. ระยะเงา (ระยะคราส) ของการสืบพันธุ์ของไวรัส การก่อตัวของอนุภาคไวรัส
8. การถอดเสียงไวรัสในเซลล์ การแปลไวรัส
9. การจำลองแบบของไวรัสในเซลล์ การรวบรวมไวรัส การปล่อย virion ลูกหลานออกจากเซลล์

ไวรัส. วิริออน สัณฐานวิทยาของไวรัส ขนาดไวรัส กรดนิวคลีอิกของไวรัส

แบบฟอร์มนอกเซลล์ - virion- รวมถึงองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบทั้งหมด (แคปซิด กรดนิวคลีอิก โปรตีนโครงสร้าง เอนไซม์ ฯลฯ) รูปแบบภายในเซลล์ - ไวรัส- สามารถแสดงได้ด้วยโมเลกุลกรดนิวคลีอิกเพียงโมเลกุลเดียว เนื่องจากเมื่อเข้าสู่เซลล์ virion จะแตกตัวเป็นองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ

สัณฐานวิทยาของไวรัส ขนาดไวรัส

กรดนิวคลีอิกของไวรัส

ไวรัสมีกรดนิวคลีอิกเพียงชนิดเดียว DIC หรือ RNA แต่ไม่ใช่ทั้งสองชนิดพร้อมกัน ตัวอย่างเช่น ไข้ทรพิษ เริม เริม ไวรัส Epstein-Barr มี DNA และ togaviruses, picornaviruses มี RNA จีโนมของอนุภาคไวรัสเป็นแบบเดี่ยว จีโนมไวรัสที่ง่ายที่สุดเข้ารหัสโปรตีน 3-4 ตัวซึ่งซับซ้อนที่สุด - โพลีเปปไทด์มากกว่า 50 ตัว กรดนิวคลีอิกแสดงโดยโมเลกุลอาร์เอ็นเอสายเดี่ยว (ไม่รวมรีโอไวรัส ซึ่งจีโนมประกอบขึ้นจากอาร์เอ็นเอสองสาย) หรือโมเลกุลดีเอ็นเอเกลียวคู่ (ไม่รวมพาร์โวไวรัส ซึ่งจีโนมเกิดจากดีเอ็นเอหนึ่งสาย) ในไวรัสตับอักเสบบี เส้นของโมเลกุล DNA ที่มีเกลียวสองเส้นนั้นมีความยาวไม่เท่ากัน

DNA ของไวรัสทำให้เกิด supercoiled แบบวงกลมที่เชื่อมต่อแบบโควาเลนต์ (เช่น ใน papovaviruses) หรือโครงสร้างแบบเส้นคู่แบบเส้นตรง (เช่น ในเริมและอะดีโนไวรัส) น้ำหนักโมเลกุลของพวกมันน้อยกว่ามวลของ DNA ของแบคทีเรีย 10-100 เท่า การถอดความ DNA ของไวรัส (การสังเคราะห์ mRNA) จะดำเนินการในนิวเคลียสของเซลล์ที่ติดไวรัส ใน DNA ของไวรัส ที่ส่วนปลายของโมเลกุล มีลำดับนิวคลีโอไทด์ที่ทำซ้ำโดยตรงหรือกลับด้าน (180 "กางออก) การมีอยู่ของพวกมันทำให้มั่นใจความสามารถของโมเลกุลดีเอ็นเอในการปิดเข้าไปในวงแหวน ลำดับเหล่านี้ มีอยู่ในแบบเดี่ยวและแบบคู่ โมเลกุลดีเอ็นเอที่ควั่นเป็นเครื่องหมายดีเอ็นเอของไวรัสชนิดหนึ่ง

ข้าว. 2-1. ขนาดและสัณฐานวิทยาของเชื้อโรคหลัก การติดเชื้อไวรัสมนุษย์.

ไวรัส RNAแทนด้วยโมเลกุลสายเดี่ยวหรือเกลียวคู่ โมเลกุลสายเดี่ยวสามารถแบ่งส่วนได้ - จาก 2 ส่วนใน arenaviruses ถึง 11 ส่วนใน rotaviruses การปรากฏตัวของกลุ่มนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความสามารถในการเข้ารหัสของจีโนม ไวรัส RNAแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้: บวกสายของ RNA (+RNA), ลบสายของ RNA (-RNA) ในไวรัสหลายชนิด จีโนมสามารถสร้างสาย +RNA หรือ -RNA เช่นเดียวกับสายคู่ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ -RNA อีกสายหนึ่ง (เสริม) - +RNA

RNA บวกสแตรนด์ถูกแทนด้วยสายโซ่เดี่ยวที่มีจุดสิ้นสุดเฉพาะ ("แคป") สำหรับการจดจำไรโบโซม กลุ่มนี้รวมถึง RNA ที่สามารถแปลข้อมูลทางพันธุกรรมโดยตรงบนไรโบโซมของเซลล์ที่ติดไวรัส กล่าวคือ ทำหน้าที่ของ mRNA เส้นใยพลัสทำหน้าที่ดังต่อไปนี้: ทำหน้าที่เป็น mRNA สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนโครงสร้าง เป็นแม่แบบสำหรับการจำลองแบบ RNA และบรรจุลงในแคปซิดเพื่อสร้างประชากรลูกสาว RNA ลบด้วยเส้นใยไม่สามารถแปลข้อมูลทางพันธุกรรมได้โดยตรงบนไรโบโซม ซึ่งหมายความว่าพวกมันไม่สามารถทำหน้าที่เป็น mRNA ได้ อย่างไรก็ตาม RNA ดังกล่าวทำหน้าที่เป็นเทมเพลตสำหรับการสังเคราะห์ mRNA

การติดเชื้อของกรดนิวคลีอิกของไวรัส

มากมาย กรดนิวคลีอิกของไวรัสติดเชื้อในตัวเองเนื่องจากมีข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์อนุภาคไวรัสใหม่ ข้อมูลนี้รับรู้หลังจากการแทรกซึมของ virion เข้าไปในเซลล์ที่ละเอียดอ่อน กรดนิวคลีอิกของไวรัสที่มี +RNA และ DNA ส่วนใหญ่มีคุณสมบัติในการติดเชื้อ RNA แบบสองเกลียวและ RNA ส่วนใหญ่ไม่ติดเชื้อ