Materiale genetico del virus. Virus

La forma dei virus vegetali è generalmente bastoncellare e rotonda. Le dimensioni dei virus a forma di bastoncino sono 300-480 x 15 nm, e le dimensioni di quelli che hanno forma arrotondata, pari a 25-30 nm.[...]

Questi sono microrganismi che non hanno una struttura cellulare. Dimensioni unità strutturali i virus (virioni) variano da 10 a 300 nm. I virioni contengono molecole di acido ribonucleico (RNA) o acido desossiribonucleico (DNA) circondate da un guscio proteico. I virus hanno una varietà di forme: cubica, sferica, a forma di bastoncino, ecc. I virus si riproducono per semplice divisione o più nel modo più duro solo all'interno delle cellule di un organismo vivente. I virus hanno specificità d’azione, cioè gruppi separati i virus infettano alcuni organismi viventi.[...]

I virus, che sono di dimensioni più piccole e hanno una struttura meno complessa rispetto alle cellule, non possono vivere in modo indipendente. Sono semplicemente particelle di informazioni genetiche confezionate in modo davvero unico, capaci di vivere e riprodursi solo infettando una cellula. In questo caso, in una cellula possono formarsi migliaia di particelle virali. Si presume che i virus in qualche modo soggioghino il meccanismo vitale della cellula e lo utilizzino per i propri scopi. L'origine dei virus nel processo di evoluzione non è del tutto chiara. Possono essere considerate cellule altamente degenerate o loro frammenti. I geni virali sono simili a geni di altre forme e possono anche essere soggetti a mutazione.[...]

Questo virus contiene circa il 20% di RNA e le sue particelle sono a forma di poliedro. Il diametro delle particelle nelle micrografie elettroniche ottenute mediante contrasto negativo va da 26 a 30 nm, a seconda delle caratteristiche del preparato. Struttura dettagliata Questo virus non è stato chiarito, ma è di notevole interesse perché alcuni isolati contengono un virus satollite correlato, descritto di seguito e anche nel capitolo [...]

Un'altra forma di dipendenza è caratteristica del virus satellite del virus della necrosi del tabacco. Questo è il più piccolo virus conosciuto. Il suo RNA contiene informazioni sufficienti per codificare la propria proteina capside e, possibilmente, una specifica polimorasi PKK. Per altre funzioni essenziali ma ancora sconosciute, dipende dalla presenza del virus della necrosi del tabacco, non correlato.[...]

Il virione del virus è filamentoso, di dimensioni 600-700 X 12 µm, inattivato a 60-67 °C e può resistere al congelamento. Il vettore è sconosciuto.[...]

Le particelle del virus del mosaico dell'erba medica (AMV) differiscono dagli altri virus vegetali per la loro forma a forma di bacillo. La struttura di questi virus ha alcune caratteristiche caratteristiche sia dei virus a forma di bastoncino che di quelli isometrici. Cinque componenti (b0, 1a, bb, M e B) sono stati isolati dalla preparazione virale VML. Di almeno quattro di essi si sono rivelati necessari per il verificarsi dell’infezione (cap.[...]

Dimensioni e forma dei microbi. Le dimensioni dei batteri variano da decine di micron a diversi micron. In media, il diametro corporeo della maggior parte dei batteri è compreso tra 0,5 e 1 micron e lunghezza media nei batteri a forma di bastoncino è 1-5 micron. La risoluzione dei moderni microscopi batteriologici è di 0,2 micron. Pertanto, per vedere gli ultramicrobi (virus, batteriofagi), è necessario utilizzare un microscopio elettronico, che consente di aumentare il volume milioni di volte e ha una risoluzione di 0,4 mm. .[...]

I singoli virus di un tipo o dell'altro sono formazioni varie forme(rotondi, bastoncini o di altra forma), che contengono acido nucleico (DNA o RNA) racchiuso in un involucro proteico (capside).[...]

IN vista generale i virus sono formazioni submicroscopiche costituite da proteine ​​e acido nucleico e organizzati sotto forma di particelle virali, spesso chiamate corpuscoli virali, virioni, virospore o nucleocapsidi.[...]

In alcune micrografie elettroniche, hanno osservato particelle a forma di disco quasi dello stesso diametro del virus intatto. Queste particelle presentavano un canale centrale, di diametro variabile, circondato da 10 subunità disposte radialmente.[...]

Le forme filtrabili di batteri differiscono dai virus filtrabili in quanto possono svilupparsi anche su mezzi nutritivi artificiali.[...]

I batteri contengono l'1-4% di grassi, l'8-14% di proteine ​​e l'80-85% di acqua. Microquantità contengono fosforo, potassio, calcio, magnesio, ferro e altri elementi. I virus non hanno struttura cellulare e hanno una dimensione di 10-100 nm.[...]

L'agente eziologico della malattia è il virus del mosaico giallo del fagiolo (virus Phaseolus 2 Smith). Il virus viene inattivato ad una temperatura di 70 °C. Colpisce tutto piante leguminose, non si trasmette tramite semi.[...]

Gli agenti causali sono il virus del mosaico dell'ara-bis e il virus del ringpol del lampone. Entrambi i virus appartengono allo stesso gruppo e hanno particelle isometriche con un diametro di circa: Yu. Si trasmettono per contatto meccanico, nematodi del suolo e innesto. Sulle foglie sono presenti macchie verde chiaro o giallastre, misure differenti e forme con bordi sfocati. Le foglie sono piccole, deformate, le piante sono depresse. In caso di danni gravi, le piante delle varietà sensibili muoiono entro un anno.[...]

“NOLOGIA per l’estrazione di batteri, virus e inquinanti chimici dall’acqua”, che consiste nel fatto che i microrganismi che attraversano un assorbente di cellulosa “si attaccano” alla struttura dell’assorbente per interazione elettrostatica.” Di conseguenza, “l’acqua viene disinfettata al 100% dai virus, al 100% da quasi tutti i batteri e dai batteri coli- del 95-100%. Le impurità vengono estratte dall’acqua in modo complesso: ciò avviene a causa della ritenzione meccanica delle particelle nella struttura porosa del materiale filtrante, a causa dell’assorbimento molecolare, dell’interazione elettrostatica e dello scambio ionico. Personalmente, non vedo nulla di FONDAMENTALMENTE NUOVO in questa tecnologia, ma c'è un punto originale nella "Fonte vivificante". Cito: “La forma della parte superiore del filtro a forma di cupola di chiesa ha benefici energetici e impatto psicologico sulle persone che bevono acqua purificata." Segue poi una tabella che mette a confronto il “donatore di vita” con tutti i tipi di “acquafore” e “in-stapurs” (sic), con i quali, ovviamente, si pulisce il naso.

I batteriofagi e i virus filtrabili non hanno una struttura cellulare normale, quindi la cellula organizzata non è l'ultima unità della vita. Ciò è confermato dai fatti della transizione delle forme visibili di batteri in forme “invisibili”, non cellulari, chiamate forme filtrabili di batteri visibili.[...]

Mosaico di erba medica. L'agente eziologico è il virus del mosaico dell'erba medica (AMV, virus del mosaico dell'erba medica, virus Medicago 2 Smith). Trasmesso per contatto meccanico, afidi e semi. Sintomi: sulle foglie compaiono dapprima piccole macchie rotonde giallastre, poi macchie oblunghe o di forma irregolare tra le nervature laterali, macchie giallo chiaro o biancastre lungo le nervature. Le foglie sono piccole e deformate. In estate i sintomi sono spesso mascherati. Spesso trovato infezione latente. Il virus ha un'ampia gamma di ospiti vegetali: colpisce piante selvatiche e coltivate di molte famiglie: Mothaceae, Solanaceae, Asteraceae, Pumpkinaceae, ecc.[...]

Oltre agli organismi che hanno struttura cellulare, ci sono anche forme di vita non cellulari: virus e batteriofagi. A proposito, i virus furono scoperti nel 1892 dal biologo russo D.I. Ivanov, e il loro nome tradotto significa “veleno”, che in generale, nella vita quotidiana di molte persone, riflette il loro impatto sulla salute.[...]

Non esiste un confine chiaro tra sostanze viventi e non viventi, il che è confermato dall'esistenza dei virus. Questi ultimi hanno caratteristiche sia degli esseri viventi che di quelli non viventi. Una definizione generalmente accettata per loro non è stata ancora formulata. Di solito si ritiene che i virus siano le forme di vita meno organizzate, che non hanno un proprio metabolismo e possono esistere solo all'interno delle cellule di altri organismi. Non si riproducono all'esterno delle cellule. Allo stesso tempo, la capacità dei virus di riprodursi, anche a contatto con altre cellule, è segno di essere vivi. […]

Il suolo contiene vari microrganismi: batteri, attinomiceti o funghi radianti, funghi, virus, ecc. La maggior parte di essi tratta i rifiuti forestali (strato di humus), migliora la struttura del suolo, traduce composti organici in forme digeribili. Con l'aumento dell'acidità del suolo e la formazione di forme solubili di metalli tossici, l'attività dei microrganismi, soprattutto nella lavorazione dei rifiuti forestali, diminuisce.[...]

Sull'effetto inattivante dei prodotti dell'elettrolisi e del cloro grande influenza influenzare la quantità e la forma del cloro residuo (libero o legato). Uno studio sulla dinamica dell'inattivazione da parte dei prodotti dell'elettrolisi e del cloro del virus modello della poliomielite, E. coli e del fago E. coli ha dimostrato che in presenza di cloro residuo solo in stato vincolato dopo 30 minuti di contatto, l'E. coli moriva completamente e il virus fagico moriva solo nell'80 e nel 60%, rispettivamente. Con tracce di cloro residuo libero, dopo 20 minuti di contatto, E. coli e fagi sono stati inattivati ​​per oltre il 99% e il virus solo per il 90%. Quando il contenuto di cloro libero residuo nell'acqua era di 0,1-0,3 mg/l, dopo 10 minuti di contatto questa era completamente disinfettata rispetto a E. coli e fagi, e dopo 30 minuti veniva rilevata solo una quantità insignificante di virus attivi. La differenza tra il grado di inattivazione dei microrganismi studiati è risultata statisticamente significativa in tutti i casi. Nelle condizioni testate di disinfezione con prodotti di elettrolisi e cloro dell'acqua contenenti microrganismi in uguali concentrazioni, l'E. coli era meno resistente del fago e il fago era meno resistente del virus. Di conseguenza, E. coli e fagi possono fungere da indicatori sanitari affidabili di un’efficace disinfezione dell’acqua con prodotti di elettrolisi e cloro contro gli enterovirus. Ciò vale principalmente per quei casi in cui, a causa di condizioni sanitarie epidemiche sfavorevoli, la concentrazione di enterovirus nell'acqua dei serbatoi può aumentare significativamente e raggiungere il livello di Escherichia coli (E. L. Lovtsevich, L. A. Sergunina, 1968).[...]

Pertanto, dopo l'invenzione degli antibiotici, il principale nemico dell'uomo non sono diventati i funghi più semplici e gli organismi unicellulari, ma i virus. Ci sono i primi segni che i virus saranno sostituiti dai retrovirus: forme di vita pre-virali e più antiche, che costruiscono la loro organizzazione non sulla base di una molecola di DNA, ma sulla base di RNA. Uno dei rappresentanti più famosi di questa forma di vita è il retrovirus dell'AIDS.[...]

I microrganismi invisibili al microscopio sono chiamati ultramicrobi. Di questo gruppo di forme ultramicroscopiche, la maggior parte importante Nell'attività umana pratica sono presenti batteriofagi: virus filtrabili e forme invisibili di batteri. È stato possibile osservare gli ultramicrobi solo con un microscopio elettronico, che fornisce un ingrandimento fino a 45.000 volte. I virus (Fig. 85) sono particelle costituite da proteine ​​e acido nucleico (DNA o RNA). Non hanno una struttura cellulare normale. Tra le forme di vita non cellulari rientrano anche i batteriofagi (Fig. 86), che sono formazioni allungate con l'estremità ispessita.[...]

Il processo infettivo è un complesso di reazioni in un macroorganismo che si verifica in risposta all'introduzione e alla riproduzione in esso di microbi, virus, ecc .. Non è sempre accompagnato dalla presenza di segni di malattia. Ad esempio, con un portatore microbico o un'infezione asintomatica, non ci sono segni clinici, sebbene il suo agente causale sia presente nel corpo e lo influenzi vari sistemi, provocando la ristrutturazione immunologica di quest'ultimo. Se processo infettivo accompagnato dalla manifestazione Segni clinici, quindi questa forma di infezione è chiamata malattia infettiva. Pertanto una malattia infettiva è la cosiddetta forma manifesta di infezione.[...]

Questi virus sono caratterizzati da somiglianze nelle caratteristiche morfologiche, reazioni, irradiazione elettromagnetica, riproduzione, ecc. I loro principali componenti chimici sono: C, H, N, P, O, carboidrati e lipidi. È noto che prak-Pries e tutti gli oncovirus sono termicamente instabili e vengono distrutti a temperature comprese tra 50 e 70 °C, a seconda del tipo di oncovirus.[...]

Questo gruppo comprende particelle colloidali (minerali e organominerali) di suoli e suoli, nonché forme indissociate e insolubili di sostanze umiche che danno colore all'acqua. Questi ultimi vengono lavati in bacini naturali da terreni forestali, paludosi e torbosi e si formano anche nei bacini stessi a seguito dell'attività vitale delle piante acquatiche e delle alghe. Questo gruppo può includere anche virus e altri organismi di dimensioni vicine alle particelle colloidali. Poiché tra loro ci sono organismi patogeni, rimuoverli dall'acqua è un'impresa molto responsabile.[...]

Il secondo gruppo di impurità combina particelle colloidali minerali e organominerali idrofile e idrofobe di suoli e suoli, forme non dissociate e insolubili di sostanze umiche e detergenti ad alto peso molecolare. La stabilità cinetica delle impurità idrofobiche è caratterizzata dal rapporto tra le forze del campo gravitazionale e il moto browniano; La loro stabilità aggregativa è dovuta allo stato elettrostatico della superficie interfase e alla formazione di strati diffusi o alla creazione di strati stabilizzanti sulla superficie delle particelle. Questo gruppo comprende anche virus e altri microrganismi di dimensioni simili alle particelle colloidali.[...]

Il metodo di centrifugazione in gradiente di densità sviluppato da Braquet può essere utilizzato sia per isolare che per ottenere caratteristiche quantitative virus vegetali. Come si è scoperto, questo metodo è ricco di possibilità ed è attualmente ampiamente utilizzato nel campo della virologia e della biologia molecolare. Quando si conducono studi utilizzando la centrifugazione in gradiente di densità, la provetta da centrifuga viene parzialmente riempita con una soluzione, la cui densità diminuisce nella direzione dal fondo al menisco. Il saccarosio viene spesso utilizzato per creare un gradiente nel frazionamento dei virus vegetali. Prima che inizi la centrifugazione, le particelle virali possono essere distribuite nell’intero volume della soluzione o applicate sulla parte superiore del gradiente. Brakeke ne ha suggeriti tre varie tecniche centrifugazione in gradiente di densità. Con la centrifugazione isopicpica (di equilibrio), il processo continua finché tutte le particelle nel gradiente raggiungono un livello in cui la densità del mezzo è uguale alla loro stessa densità. Pertanto, in questo caso il frazionamento delle particelle avviene in base alle differenze nella loro densità. Le soluzioni di saccarosio non sono sufficientemente dense per la separazione isopicnica di molti virus. Nella centrifugazione zonale ad alta velocità, il virus viene prima applicato a un gradiente precedentemente creato. Le particelle di ciascun tipo vengono sedimentate attraverso un gradiente sotto forma di zona, o fascia, ad una velocità che dipende dalla loro dimensione, forma e densità. La centrifugazione è completata quando le particelle continuano ancora a sedimentare. La centrifugazione zonale di equilibrio è simile alla centrifugazione zonale ad alta velocità, ma in questo caso la centrifugazione continua fino al raggiungimento dello stato isopicnale. Il ruolo del gradiente di densità nella centrifugazione ad alta velocità è quello di prevenire la convezione e il fissaggio diversi tipi molecole in determinate aree. La teoria della centrifugazione in gradiente di densità è complessa e non del tutto compresa. In pratica si tratta di un metodo semplice ed elegante, ampiamente utilizzato quando si lavora con i virus vegetali.[...]

La caratteristica principale delle CEC localizzate nella matrice AGC (così come degli oncovirus nella cellula) è la presenza di un'interfaccia tra due ambienti con conduttività diversa. Nella fig. 2.11 mostra i dati della microscopia elettronica che mostrano adenovirus, Virus Epstein-Barr(EBV) e CECH nell'AHC. Dalla fig. 2.11 è chiaro che tutte le formazioni sono della stessa scala, hanno una forma quasi sferica, costituita da un nucleo e un guscio, in Composizione chimica Ogni guscio contiene ioni elettricamente attivi; i confini dei virus e delle CEC con le loro matrici sono chiaramente contrassegnati. [...]

Appare sulle foglie all'inizio della primavera sotto forma di screziature gialle. Entro la metà dell'estate questo sintomo scompare, ma le foglie colpite a volte diventano rugose. I frutti sono piccoli, spesso di forma irregolare e con tubercoli lungo la cucitura. La loro maturazione è ritardata. L'agente eziologico della malattia, il virus del mosaico della pesca, viene trasmesso attraverso la vaccinazione e il germogliamento. Si ritiene che il portatore del virus sia l'afide del susino.[...]

Nonostante le numerose scoperte, ci sono ancora molti punti vuoti nel quadro della biogenesi. Solo le tappe principali possono essere considerate indiscutibili. Pertanto non vi è più alcun dubbio che l’emergere della biosfera sia stato un evento eccezionale e isolato. Un virus insignificante e un gigantesco mostro marino, un'alga unicellulare e una felce arborea scomparsa milioni di anni fa: sono tutti solo rami e foglie di un albero filogenetico. Le forme di vita mostrano sempre e ovunque una “relazione di sangue”, per così dire, e tutti i suoi figli sono geneticamente imparentati tra loro. Dal giorno in cui la prima creatura apparve sulla Terra, la vita nasce solo dalla vita.[...]

La cellula è l'unità strutturale e funzionale di base di tutti gli organismi viventi, un sistema vivente elementare. Può esistere come organismo separato(batteri, protozoi, alcune alghe e funghi) e nella composizione dei tessuti organismi multicellulari. Solo i virus sono forme di vita non cellulari.[...]

Secondo lo schema proposto, nella prima fase del processo, si verifica la formazione del complesso enzima-substrato EI dell'endonucleasi di restrizione EcoR I e del DNA plasmidico a doppio filamento. Il punto chiave dello schema è la formazione di un complesso dell'endonucleasi di restrizione E-II EcoR I con una forma circolare di DNA contenente una rottura a filamento singolo, ottenuta come risultato dell'idrolisi del legame fosfodiestere in una delle catene del DNA. Inoltre, a seconda delle condizioni (natura del substrato, temperatura, ecc.) può verificarsi la scissione del secondo filamento di DNA come parte dello stesso complesso E-II con la formazione di un complesso dell'enzima E-III con l'enzima forma lineare del DNA o dissociazione Complesso EP con la formazione di enzima libero e DNA circolare contenente una rottura a singolo filamento, che porta all'accumulo della forma II in soluzione. Questo schema ha permesso di spiegare le differenze nei meccanismi di idrolisi del DNA del virus SV 40 da un lato e del DNA di ColE I e del batteriofago G4 dall'altro. Nel caso del DNA del virus SV 40, avviene la dissociazione del complesso enzima-substrato E-11, portando all'accumulo di una forma circolare di DNA in soluzione. È stato suggerito che le differenze nel meccanismo di idrolisi di queste molecole di DNA (virus SV 40; DNA ColE I e batteriofago G4) siano il risultato dell'interazione dell'enzima di restrizione EcoR I con diverse sequenze nucleotidiche che fiancheggiano il sito di riconoscimento dell'enzima di restrizione EcoR I Tuttavia, questa ipotesi non spiega le differenze nel meccanismo di idrolisi del DNA circolare ColE I a seconda della temperatura (vedi sopra).[...]

La malattia è conosciuta in molti paesi del mondo. Nell'URSS è stato scoperto in Ucraina, Moldavia, Estonia e Georgia ed è oggetto di quarantena interna. Sono colpite prugna, ciliegia, mirabella, albicocca e pesca. L'agente eziologico della malattia è il vaiolo delle prugne (= Prunus virus 7 Smith). La forma del virus è filamentosa, dimensione 760X20 dal nome [...]

Ulteriori sviluppi studi sul meccanismo di idrolisi del DNA plasmidico mediante endonucleasi di restrizione sono stati ottenuti nei lavori di Halford et al. . Pertanto, il meccanismo di reazione è simile a quello proposto per l’idrolisi del DNA del virus EU 40 mediante l’enzima di restrizione EcoI I. [...]

Oltre alle funzioni “a livello di organismo” di cui sopra, la presenza dell’omeostasi nel corpo, ce n’è un’altra molto caratteristica importante: la materia vivente crea, per così dire, un altro habitat, cioè la possibilità di popolare l'organismo con altri esseri viventi per residenza permanente o temporanea. Questo è un nuovo habitat biotico creato dalla vita. Molti esperti considerano i virus le creature che popolano questo ambiente. Quindi, I.A. Shilov (2000) ritiene che l'eccezionale semplicità del loro design sia un fenomeno secondario; ancora più probabilmente, si tratta di una forma di esseri viventi appena emersa che ha completamente corrotto l'ambiente intracellulare negli organismi di altri livelli. La seconda conferma di questa tesi è che i virus ce l'hanno alto grado complessità e diversità del sistema genetico. La semplificazione della struttura, resa possibile grazie alle connessioni incondizionate obbligatorie dei virus con un organismo ospite che fornisce condizioni di vita stabili, anche affetti proprietà fondamentali, insito nella stragrande maggioranza delle forme di vita: i virus non sono irritabili e mancano di un proprio apparato di sintesi proteica. I virus non sono capaci di esistenza indipendente e la loro connessione con la cellula non è solo spaziale, ma anche una rigida connessione funzionale con la quale cellula e virus rappresentano una certa unità.[...]

Il trattamento alcalino a breve termine dell'HFMT a 30 °C e con elevata forza ionica in situ provoca rotture, portando alla formazione di frammenti di RNA, di dimensioni abbastanza uniformi, in cui s2 [...]

Il numero delle persone colpite dalla malaria, dall’epatite, dall’HIV e da molte altre malattie è enorme. Molti medici ritengono che non si debba parlare di “vittoria”, ma solo di successo temporaneo nella lotta contro queste malattie. Storia della lotta contro malattie infettive molto breve, e l’imprevedibilità dei cambiamenti nell’ambiente (soprattutto in quello urbano) può vanificare questi successi. Per questo tra i virus si registra il “ritorno” degli agenti infettivi. Molti virus “si staccano” da base naturale e passano a un nuovo stadio capace di vivere nell'ambiente umano: diventano agenti patogeni dell'influenza, forma virale cancro e altre malattie. Forse questa forma è l'HIV.[...]

I cambiamenti nel peso molecolare medio ponderale e nel raggio di rotazione sono stati valutati sulla base dei dati di diffusione della luce. Per l'RNA del TMV, utilizzando entrambi i metodi di degradazione, hanno scoperto che il raggio di rotazione aumentava prima dell'inizio dell'intensa degradazione della molecola, mentre il raggio di rotazione e la massa molecolare media ponderale dell'RNA del TMV diminuivano fin dall'inizio di questo processo. Strazielli e colleghi hanno spiegato questi dati proponendo che l'RNA del BLMT esista sotto forma di un anello chiuso. Tuttavia, questi risultati possono essere interpretati in un altro modo. Ad esempio, Haselkorn ha dimostrato che l'RNA TMV e l'RNA HFMT cosedimentano in condizioni di pH e forza ionica simili a quelle utilizzate da Strazielli et al. Al contrario, le forme circolari e licheniche del DNA del fago cpX174 sono facilmente distinguibili per le loro proprietà di sedimentazione 1,515]. Kuyper sulla base dei dati sulla sedimentazione a condizioni diverse hanno suggerito che l'RNA isolato del virus del mosaico del cetriolo (ceppo U) può esistere in due forme: una catena aperta e una struttura ad anello. Tuttavia questi dati, come nel caso sopra descritto, possono essere spiegati in diversi modi.[...]

Il DNA batterico è un composto ad alto contenuto polimerico costituito da un gran numero di nucleotidi - polinucleotidi con un peso molecolare di circa 4 milioni.Una molecola di DNA è una catena di nucleotidi, dove la loro disposizione ha una certa sequenza. La sequenza delle basi azotate codifica l'informazione genetica di ciascuna specie. La violazione di questa sequenza è possibile a causa di mutazioni naturali o sotto l'influenza di fattori mutageni. In questo caso, il microrganismo acquisisce o perde alcune proprietà. Le sue caratteristiche cambiano ereditariamente, cioè appare nuova forma microrganismo In tutti i microrganismi - procarioti ed eucarioti - i portatori di informazioni genetiche sono gli acidi nucleici: DNA e RNA. Solo alcuni virus fanno eccezione: non hanno DNA e le informazioni ereditarie sono registrate o riflesse solo nell'RNA.

VIRUS, minuscoli agenti patogeni di malattie infettive. Tradotto dal latino, virus significa “veleno, inizio velenoso”. Fino alla fine del XIX secolo. il termine "virus" era usato in medicina per riferirsi a qualsiasi agente infettivo, causando malattie. Questa parola acquisì il suo significato moderno dopo il 1892, quando il botanico russo D.I. Ivanovsky stabilì la "filtrabilità" dell'agente eziologico della malattia del mosaico del tabacco (mosaico del tabacco). Ha dimostrato che la linfa cellulare delle piante infette da questa malattia, passata attraverso filtri speciali che trattengono i batteri, conserva la capacità di causare la stessa malattia nelle piante sane. Cinque anni dopo, un altro agente filtrabile è l'agente eziologico dell'afta epizootica. bestiame– è stato scoperto dal batteriologo tedesco F. Loeffler. Nel 1898, il botanico olandese M. Beijerinck ripeté questi esperimenti in una versione ampliata e confermò le conclusioni di Ivanovsky. Ha definito il “principio velenoso filtrabile” che causa il mosaico del tabacco un “virus filtrabile”. Questo termine è stato utilizzato per molti anni ed è stato gradualmente abbreviato in una sola parola: "virus".

Nel 1901, il chirurgo militare americano W. Reed e i suoi colleghi stabilirono che l'agente patogeno febbre giallaè anche un virus filtrabile. La febbre gialla è stata la prima malattia umana identificata come malattia virale, ma ci sono voluti altri 26 anni per essere debellata. origine viraleè stato finalmente dimostrato.

È generalmente accettato che i virus abbiano avuto origine come risultato dell'isolamento (autonomizzazione) dei singoli elementi genetici della cellula, che, inoltre, hanno ricevuto la capacità di trasmettersi da un organismo all'altro. In una cellula normale si verificano movimenti di diversi tipi di strutture genetiche, ad esempio matrice o informazione, RNA (mRNA), trasposoni, introni e plasmidi. Tali elementi mobili potrebbero essere stati i predecessori, o progenitori, dei virus.

I virus sono organismi viventi? Nel 1935 il biochimico americano W. Stanley isolò il virus del mosaico del tabacco in forma cristallina, dimostrandone così la natura molecolare. I risultati hanno acceso un acceso dibattito sulla natura dei virus: sono organismi viventi o semplicemente molecole attivate? Infatti, all'interno di una cellula infetta, i virus si manifestano come componenti integrali di sistemi viventi più complessi, ma all'esterno della cellula sono nucleoproteine ​​metabolicamente inerti. I virus contengono informazioni genetiche, ma non possono implementarle in modo indipendente, non avendo un proprio meccanismo di sintesi proteica. Quando furono chiarite le caratteristiche strutturali e la riproduzione dei virus, la questione se fossero vivi perse gradualmente il suo significato.

STRUTTURA DEI VIRUS

Completo nella struttura e infettivo, cioè Una particella virale all'esterno di una cellula che può causare un'infezione è chiamata virione. Il nucleo (“nucleo”) del virione contiene una molecola e talvolta due o più molecole di acido nucleico. Un rivestimento proteico che copre l'acido nucleico del virione e lo protegge da effetti dannosi ambiente, è chiamato capside. L'acido nucleico virione è il materiale genetico del virus (il suo genoma) ed è rappresentato dall'acido desossiribonucleico (DNA) o dall'acido ribonucleico (RNA), ma mai da entrambi questi composti contemporaneamente. (La clamidia, la rickettsia e tutti gli altri microrganismi “veramente viventi” contengono sia DNA che RNA.) Gli acidi nucleici dei virus più piccoli contengono tre o quattro geni, mentre i virus più grandi hanno fino a cento geni.

Alcuni virus, oltre al capside, hanno anche un involucro esterno costituito da proteine ​​e lipidi. È formato dalle membrane di una cellula infetta contenente proteine ​​virali incorporate. I termini virioni nudi e virioni senza involucro sono usati in modo intercambiabile. I capsidi dei virus più piccoli e dalla struttura più semplice possono essere costituiti solo da uno o più tipi di molecole proteiche. Diverse molecole della stessa proteina o di proteine ​​diverse sono combinate in subunità chiamate capsomeri. I capsomeri, a loro volta, formano le strutture geometriche regolari del capside virale. U virus diversi la forma del capside è tratto caratteristico(un segno di) un virione.

I virioni con simmetria di tipo spirale, come quelli del virus del mosaico del tabacco, hanno la forma di un cilindro allungato; All'interno del guscio proteico, costituito da singole subunità - capsomeri, è presente un'elica arrotolata di acido nucleico (RNA). I virioni con simmetria di tipo icosaedrico (dal greco eikosi - venti, hedra - superficie), come quelli del poliovirus, hanno forma sferica, o meglio, sfaccettata; i loro capsidi sono costituiti da 20 sfaccettature triangolari regolari (superfici) e assomigliano a una cupola geodetica.

Nei singoli batteriofagi (virus batterici; fagi) tipo misto simmetria. Al cosiddetto I fagi “dalla coda” hanno una testa che assomiglia ad un capside sferico; Da esso si estende un lungo processo tubolare, la “coda”.

Ci sono virus con ancora di più struttura complessa. I virioni dei poxvirus (virus del gruppo del vaiolo) non hanno un capside tipico e regolare: hanno strutture tubolari e di membrana tra il nucleo e il guscio esterno.

Le informazioni genetiche codificate in un singolo gene possono generalmente essere pensate come istruzioni per produrre una specifica proteina in una cellula. Tale istruzione viene percepita dalla cellula solo se viene inviata sotto forma di mRNA. Pertanto, le cellule il cui materiale genetico è rappresentato dal DNA devono “riscrivere” (trascrivere) questa informazione in una copia complementare delle proteine ​​virali mRNA (vedi anche ACIDI NUCLEICI). I virus a DNA differiscono nel metodo di replicazione dai virus a RNA.

Il DNA di solito esiste sotto forma di strutture a doppio filamento: due catene polinucleotidiche sono collegate da legami idrogeno e attorcigliate in modo tale da formare una doppia elica. L'RNA, d'altra parte, di solito esiste come strutture a filamento singolo. Tuttavia, il genoma di alcuni virus è costituito da DNA a filamento singolo o RNA a doppio filamento. I filamenti (catene) dell'acido nucleico virale, doppi o singoli, possono essere lineari o chiusi ad anello.

Il primo stadio della replicazione virale è associato alla penetrazione dell'acido nucleico virale nella cellula ospite. Questo processo può essere facilitato da enzimi speciali che fanno parte del capside o guscio esterno del virione, con il guscio che rimane all'esterno della cellula o il virione che lo perde immediatamente dopo la penetrazione nella cellula. Il virus trova una cellula adatta alla sua riproduzione mettendo in contatto singole sezioni del suo capside (o guscio esterno) con recettori specifici sulla superficie cellulare in modo “a chiave”. Se sulla superficie cellulare non sono presenti recettori specifici (“riconoscitori”), la cellula non è sensibile all'infezione virale: il virus non vi penetra.

Per realizzare le sue informazioni genetiche, il DNA virale che è entrato nella cellula viene trascritto da speciali enzimi in mRNA. L'mRNA risultante si sposta nelle “fabbriche” cellulari di sintesi proteica – i ribosomi, dove sostituisce i “messaggi” cellulari con le proprie “istruzioni” e viene tradotto (leggi), determinando la sintesi delle proteine ​​virali. Il DNA virale stesso raddoppia (duplica) molte volte con la partecipazione di un altro insieme di enzimi, sia virali che appartenenti alla cellula.

La proteina sintetizzata, utilizzata per costruire il capside, e il DNA virale, moltiplicato in molte copie, si combinano e formano nuovi virioni “figli”. La progenie virale formatasi lascia la cellula usata e ne infetta di nuove: il ciclo di riproduzione del virus si ripete. Alcuni virus, quando germogliano dalla superficie cellulare, catturano parte membrana cellulare, in cui le proteine ​​virali sono state integrate “in anticipo”, e quindi acquisiscono un involucro. Per quanto riguarda la cellula ospite, alla fine risulta danneggiata o addirittura completamente distrutta.

In alcuni virus contenenti DNA, il ciclo di riproduzione nella cellula stessa non è associato alla replicazione immediata del DNA virale; invece, il DNA virale viene inserito (integrato) nel DNA della cellula ospite. In questa fase il virus è unico educazione strutturale scompare: il suo genoma diventa parte dell’apparato genetico della cellula e viene addirittura replicato come parte del DNA cellulare durante la divisione cellulare. Tuttavia, più tardi, a volte dopo molti anni, il virus può riapparire: viene avviato il meccanismo di sintesi delle proteine ​​​​virali che, combinandosi con il DNA virale, formano nuovi virioni.

In alcuni virus a RNA, il genoma (RNA) può agire direttamente come mRNA. Tuttavia, questa caratteristica è caratteristica solo dei virus con un filamento di RNA “+” (cioè con RNA con polarità positiva). Per i virus con un filamento di RNA “-”, quest’ultimo deve prima essere “riscritto” nel filamento “+”; Solo dopo inizia la sintesi delle proteine ​​​​virali e avviene la replicazione del virus.

I cosiddetti retrovirus contengono RNA come genoma e hanno modo insolito trascrizione del materiale genetico: invece di trascrivere il DNA in RNA, come avviene in una cellula ed è caratteristico dei virus a DNA, il loro RNA viene trascritto in DNA. Il DNA a doppio filamento del virus viene quindi integrato nel DNA cromosomico della cellula. Sulla matrice di tale DNA virale viene sintetizzato un nuovo RNA virale che, come altri, determina la sintesi delle proteine ​​​​virali. Vedi anche RETROVIRUS.

Se i virus sono elementi genetici realmente mobili che hanno ricevuto “autonomia” (indipendenza) dall’apparato genetico dei loro ospiti (diversi tipi di cellule), allora gruppi diversi virus (con genoma diverso, struttura e replicazione) devono essere sorti indipendentemente l'uno dall'altro. Pertanto, è impossibile costruire un unico pedigree per tutti i virus, collegandoli sulla base di relazioni evolutive. I principi della classificazione "naturale" utilizzati nella tassonomia animale non si applicano ai virus.

Tuttavia, è necessario un sistema di classificazione dei virus lavoro pratico e i tentativi di crearlo sono stati fatti ripetutamente. L'approccio più produttivo si è basato sulle caratteristiche strutturali e funzionali dei virus: per distinguere tra loro diversi gruppi di virus, descrivono il tipo del loro acido nucleico (DNA o RNA, ciascuno dei quali può essere a filamento singolo o doppio -stranded), la sua dimensione (il numero di nucleotidi negli acidi della catena dell'acido nucleico), il numero di molecole di acido nucleico in un virione, la geometria del virione e le caratteristiche strutturali del capside e del guscio esterno del virione, il tipo dell'ospite (piante, batteri, insetti, mammiferi, ecc.), caratteristiche della patologia causata da virus (sintomi e natura della malattia), proprietà antigeniche proteine ​​virali e caratteristiche della risposta del sistema immunitario dell’organismo all’introduzione del virus.

Il gruppo di agenti patogeni microscopici chiamati viroidi (cioè particelle simili ai virus) non rientra del tutto nel sistema di classificazione dei virus. I viroidi causano molte malattie comuni delle piante. Questi sono gli agenti infettivi più piccoli, privi anche della più semplice copertura proteica (presente in tutti i virus); sono costituiti solo da RNA a filamento singolo chiuso in un anello.

MALATTIE VIRALI

Per molti virus, come il morbillo, l’herpes e in parte l’influenza, il principale serbatoio naturale è l’uomo. La trasmissione di questi virus avviene attraverso goccioline trasportate dall'aria o per contatto.

Distribuzione di alcuni malattie virali, come altre infezioni, è piena di sorprese. Ad esempio, nei gruppi di persone che vivono in condizioni antigeniche, quasi tutti i bambini sono presenti gioventù portano la poliomielite, che di solito si verifica in forma lieve e acquisire l'immunità. Se le condizioni di vita in questi gruppi migliorassero, i bambini età più giovane Di solito le persone non si ammalano di poliomielite, ma la malattia può manifestarsi in età avanzata e in questo caso spesso grave.

Molti virus non possono sopravvivere a lungo in natura con una bassa densità di popolazione della specie ospite. Il piccolo numero di popolazioni di cacciatori e raccoglitori di piante primitivi create condizioni sfavorevoli per l'esistenza di alcuni virus; pertanto, è molto probabile che alcuni virus umani siano comparsi successivamente, con l'avvento dei virus urbani e insediamenti rurali. Si presume che il virus del morbillo esistesse originariamente tra i cani (come agente eziologico della febbre) e che il vaiolo umano potrebbe essere apparso come risultato dell'evoluzione del vaiolo della mucca o del topo. Gli esempi più recenti di evoluzione virale includono la sindrome da immunodeficienza umana acquisita (AIDS). Esistono prove di somiglianza genetica tra i virus dell'immunodeficienza umana e le scimmie verdi africane.

Le “nuove” infezioni sono generalmente gravi, spesso fatali, ma con l’evoluzione dell’agente patogeno possono diventare più lievi. Buon esempio– storia del virus della mixomatosi. Nel 1950, questo virus, endemico Sud America e abbastanza innocuo per i conigli locali, insieme a Razze europee Questi animali furono portati in Australia. La malattia nei conigli australiani, che non avevano mai contratto il virus in precedenza, è stata fatale nel 99,5% dei casi. Diversi anni dopo, il tasso di mortalità dovuto a questa malattia è diminuito significativamente, in alcune zone fino al 50%, il che si spiega non solo con le mutazioni “attenuanti” (indebolimento) nel genoma virale, ma anche con l’aumento della resistenza genetica dei conigli alla malattia. la malattia, e in entrambi i casi la selezione naturale effettiva si è verificata sotto la potente pressione della selezione naturale.

La riproduzione dei virus in natura è supportata tipi diversi organismi: batteri, funghi, protozoi, piante, animali. Ad esempio, gli insetti spesso soffrono di virus che si accumulano nelle loro cellule sotto forma di grandi cristalli. Le piante sono spesso colpite da piccoli e semplici virus a RNA. Questi virus non hanno nemmeno meccanismi speciali per penetrare nella cellula. Vengono trasmessi dagli insetti (che si nutrono della linfa cellulare), dai nematodi e per contatto, infettando la pianta quando viene piantata. danno meccanico. I virus batterici (batteriofagi) ne hanno di più meccanismo complesso consegna del suo materiale genetico a una cellula batterica sensibile. Innanzitutto, la “coda” del fago, che assomiglia a un tubo sottile, si attacca alla parete del batterio. Quindi speciali enzimi della “coda” dissolvono una sezione della parete batterica e il materiale genetico del fago (solitamente DNA) viene iniettato nel foro risultante attraverso la “coda”, come attraverso un ago di siringa.

Più di dieci gruppi principali di virus sono patogeni per l'uomo. Tra i virus del DNA, questi sono la famiglia dei poxvirus (che causano il vaiolo, il vaiolo bovino e altre infezioni da vaiolo), i virus del gruppo dell'herpes (herpes labiale sulle labbra, varicella), gli adenovirus (malattie vie respiratorie e occhi), la famiglia dei papovavirus (verruche e altre escrescenze cutanee), gli epadnavirus (virus dell'epatite B). Esistono molti più virus contenenti RNA che sono patogeni per l'uomo. I picornavirus (dal latino pico - molto piccolo, inglese RNA - RNA) sono i virus dei mammiferi più piccoli, simili ad alcuni virus vegetali; causano poliomielite, epatite A acuta raffreddori. Mixovirus e paramixovirus sono la causa di varie forme di influenza, morbillo e parotite(maiali). Gli arbovirus (dall'inglese arthropod borne - “portato dagli artropodi”) sono i più grande gruppo virus (più di 300) - trasmessi da insetti e sono gli agenti causali dell'encefalite trasmessa da zecche e giapponese, febbre gialla, meningoencefalite equina, febbre da zecca del Colorado, encefalite scozzese delle pecore e altre malattie pericolose. I Reovirus sono agenti patogeni piuttosto rari delle vie respiratorie e malattie intestinali esseri umani - sono diventati oggetto di particolare interesse scientifico a causa del fatto che il loro materiale genetico è rappresentato da RNA frammentato a doppio filamento. Vedi anche MALATTIE VENEERE; VARICELLA; EPATITE; INFLUENZA; FEBBRE DENGUE; MONONUCLEOSI INFETTIVA; MORBILLO; ROSOLIA; MENINGITE; vaiolo naturale; POLIO; MALATTIE VIRALI RESPIRATORIE; MAIALE; SINDROME DA IMMUNODEFICIENZA ACQUISITA (AIDS); ENCEFALITE.

Gli agenti causali di alcune malattie, comprese quelle molto gravi, non rientrano in nessuna delle categorie sopra indicate. A un gruppo speciale di lenti infezione virale Fino a poco tempo fa venivano prese in considerazione, ad esempio, la malattia di Creutzfeldt-Jakob e il kuru malattie degenerative cervello, avendo un tempo molto lungo periodo di incubazione. Tuttavia, si è scoperto che non sono causati da virus, ma da piccoli agenti infettivi natura proteica - prioni (vedi PRION).

Trattamento e prevenzione. La riproduzione dei virus è strettamente intrecciata con i meccanismi di sintesi delle proteine ​​e degli acidi nucleici della cellula nell'organismo infetto. Pertanto, creare farmaci che sopprimano selettivamente il virus, ma non danneggino il corpo, è un compito estremamente difficile. Tuttavia, si è scoperto che il DNA genomico dei più grandi virus dell'herpes e del vaiolo codifica un gran numero di enzimi che differiscono nelle proprietà da enzimi cellulari simili, e questo è servito come base per lo sviluppo farmaci antivirali. Infatti, sono stati creati diversi farmaci il cui meccanismo d'azione si basa sulla soppressione della sintesi del DNA virale. Alcuni composti sono troppo tossici per uso generale(per via endovenosa o orale), adatto per uso locale, ad esempio, quando gli occhi sono danneggiati dal virus dell'herpes.

È noto che il corpo umano produce proteine ​​speciali: gli interferoni. Sopprimono la traduzione degli acidi nucleici virali e quindi inibiscono la replicazione del virus. Grazie a Ingegneria genetica sono diventati disponibili e sono in fase di test pratica medica interferoni prodotti dai batteri (vedi INGEGNERIA GENETICA).

Gli elementi più efficaci delle difese naturali dell'organismo comprendono anticorpi specifici (proteine ​​speciali prodotte da sistema immunitario), che interagiscono con il virus corrispondente e quindi prevengono efficacemente lo sviluppo della malattia; tuttavia, non possono neutralizzare un virus che è già entrato nella cellula. Un esempio potrebbe essere infezione erpetica: Il virus dell'herpes persiste nelle cellule gangli nervosi(gangli) dove gli anticorpi non possono raggiungerlo. Di tanto in tanto il virus si attiva e provoca ricadute della malattia.

Generalmente anticorpi specifici si formano nel corpo a seguito della penetrazione di un agente infettivo al suo interno. L’organismo può essere aiutato migliorando artificialmente la produzione di anticorpi, anche creando in anticipo l’immunità attraverso la vaccinazione. È così, da vaccinazione di massa, malattia vaioloè stato praticamente eliminato in tutto il mondo. Vedi anche VACCINAZIONE E IMMUNIZZAZIONE.

I moderni metodi di vaccinazione e immunizzazione sono divisi in tre gruppi principali. In primo luogo, si tratta dell’uso di un ceppo indebolito del virus, che stimola l’organismo a produrre anticorpi efficaci contro più ceppo patogeno. In secondo luogo, l'introduzione di un virus ucciso (ad esempio inattivato dalla formaldeide), che induce anche la formazione di anticorpi. La terza opzione è la cosiddetta. Immunizzazione “passiva”, cioè introduzione di anticorpi “estranei” già pronti. Un animale, come un cavallo, viene immunizzato, quindi gli anticorpi vengono isolati dal suo sangue, purificati e utilizzati per iniettarli in un paziente per creare un'immunità immediata ma di breve durata. A volte vengono utilizzati anticorpi prelevati dal sangue di una persona che ha avuto una determinata malattia (ad esempio morbillo, encefalite trasmessa da zecche).

Accumulo di virus. Per cucinare preparazioni di vacciniè necessario accumulare il virus. A questo scopo vengono spesso utilizzati embrioni di pollo in via di sviluppo infettati da questo virus. Dopo aver incubato gli embrioni infetti per un certo tempo, il virus che si è accumulato in essi a causa della riproduzione viene raccolto, purificato (mediante centrifugazione o altri mezzi) e, se necessario, inattivato. È molto importante rimuovere dai preparati virali tutte le impurità di zavorra che possono causare gravi complicazioni quando vaccinato. Naturalmente è altrettanto importante garantire che nei preparati non rimanga alcun virus patogeno non inattivato. IN l'anno scorso ampiamente utilizzato per l’accumulo di virus Vari tipi colture cellulari.

METODI PER LO STUDIO DEI VIRUS

I virus batterici sono stati i primi a diventare oggetto di ricerche dettagliate come il modello più conveniente, che presenta numerosi vantaggi rispetto ad altri virus. Ciclo completo replicazione dei fagi, cioè Il tempo che intercorre tra l'infezione di una cellula batterica e il rilascio di particelle virali moltiplicate avviene entro un'ora. Altri virus di solito si accumulano nell’arco di diversi giorni o anche di più. Poco prima della seconda guerra mondiale e subito dopo la sua fine, furono sviluppati metodi per studiare le singole particelle virali. Piastre con agar nutriente su cui viene coltivato un monostrato (strato solido) di cellule batteriche vengono infettate con particelle fagiche utilizzando diluizioni seriali. Man mano che il virus si moltiplica, uccide la cellula che lo “proteggeva” e penetra in quelle vicine, che muoiono anch'esse dopo l'accumulo della progenie fagica. L'area delle cellule morte è visibile ad occhio nudo come un punto luminoso. Tali macchie sono chiamate “colonie negative” o placche. Il metodo sviluppato ha permesso di studiare la progenie delle singole particelle virali, rilevare la ricombinazione genetica dei virus e determinare in dettaglio la struttura genetica e i metodi di replicazione dei fagi che prima sembravano incredibili.

Il lavoro con i batteriofagi ha contribuito all'espansione dell'arsenale metodologico nello studio dei virus animali. Finora la ricerca sui virus dei vertebrati era stata condotta principalmente su animali da laboratorio; tali esperimenti erano molto laboriosi, costosi e poco istruttivi. Successivamente sono emerse nuove metodiche basate sull’utilizzo di colture tissutali; le cellule batteriche utilizzate negli esperimenti sui fagi sono state sostituite con cellule vertebrate. Tuttavia, per studiare i meccanismi di sviluppo delle malattie virali, gli esperimenti sugli animali da laboratorio sono molto importanti e continuano ad essere condotti attualmente.

CON IL TIPO DI SIMMETRIA ICOSAEDRALE mostrato nel diagramma della struttura di un adenovirus, i capsomeri o le subunità proteiche del virus formano una guaina proteica isometrica composta da 20 triangoli regolari.

NEL CASO DELLA SIMMETRIA ELICOIDALE, come mostrato nel diagramma della struttura del virus del mosaico del tabacco, i capsomeri, o subunità del virus, formano un'elica attorno a un nucleo tubolare cavo.

È possibile rappresentare la simmetria COMBINATA o mista nei virus diverse opzioni. La particella del batteriofago mostrata nello schema ha una “testa” di forma geometrica regolare e una “coda” con simmetria a spirale.

Nel 1932, a un giovane biochimico americano, Wendill Stanley, fu chiesto di lavorare sui virus. Stanley iniziò spremendo una bottiglia di succo da una tonnellata di foglie di tabacco infette dal virus del mosaico del tabacco. Iniziò a esplorare il succo a sua disposizione metodi chimici. Espose diverse frazioni del succo a vari reagenti, sperando di ottenere una proteina virale pura (Stanley era convinto che il virus fosse una proteina). Un giorno Stanley ottenne una frazione quasi pura di una proteina che differiva nella composizione dalle proteine ​​delle cellule vegetali. Lo scienziato si rese conto che davanti a lui c'era ciò per cui aveva lottato così duramente. Stanley isolò una proteina insolita, la sciolse in acqua e mise la soluzione in frigorifero. La mattina dopo invece in una fiaschetta liquido chiaro giacevano bellissimi cristalli setosi a forma di ago. Da una tonnellata di foglie, Stanley estrasse un cucchiaio di tali cristalli. Poi Stanley versò dei cristalli, li sciolse nell'acqua, inumidì con quest'acqua una garza e la strofinò sulle foglie delle piante sane. La linfa delle piante ha subito un intero complesso influenze chimiche. Dopo tale “elaborazione massiccia”, molto probabilmente i virus sarebbero dovuti morire.

Le foglie strofinate si ammalarono. Quindi, le strane proprietà del virus sono state integrate con un'altra cosa: la capacità di cristallizzare.

L'effetto della cristallizzazione fu così sorprendente che Stanley abbandonò per molto tempo l'idea che il virus fosse una creatura. Poiché tutti gli enzimi sono proteine, e molti enzimi aumentano di numero man mano che l'organismo si sviluppa e possono cristallizzarsi, Stanley concluse che i virus sono proteine ​​pure, piuttosto che enzimi.

Gli scienziati si convinsero presto che fosse possibile cristallizzare non solo il virus del mosaico del tabacco, ma anche una serie di altri virus.

Cinque anni dopo, i biochimici inglesi F. Bowden e N. Pirie trovarono un errore nella definizione di Stanley: il 94% del contenuto del virus del mosaico del tabacco era costituito da proteine ​​e il 6% da acido nucleico. Il virus in realtà non era una proteina, ma una nucleoproteina, una combinazione di proteine ​​e acido nucleico.

Non appena i microscopi elettronici sono diventati disponibili ai biologi, gli scienziati hanno scoperto che i cristalli del virus sono costituiti da diverse centinaia di miliardi di particelle strettamente pressate insieme. Ci sono così tante particelle in un cristallo del virus della poliomielite che possono infettare più di una volta tutti gli abitanti della Terra. Quando è stato possibile considerare microscopio elettronico particelle virali separate, si è scoperto che lo sono forme diverse ma sempre guscio esterno I virus sono costituiti da proteine ​​che differiscono da un virus all'altro, consentendo loro di essere riconosciuti reazioni immunologiche, e il contenuto interno è rappresentato dall'acido nucleico, che è l'unità dell'ereditarietà.

I virus più grandi (virus del vaiolo) hanno dimensioni vicine a piccoli batteri, i più piccoli (patogeni di encefalite, poliomielite, afta epizootica) - a grandi molecole proteiche. In altre parole, i virus hanno i loro giganti e i loro nani. (vedi Fig. 1) Per misurare i virus, viene utilizzato un valore convenzionale, chiamato nanometro (nm). Un nm è un milionesimo di millimetro. Le dimensioni dei diversi virus variano da 20 a 300 nm.

Pertanto, i virus sono costituiti da diversi componenti:

nucleo: materiale genetico (DNA o RNA). L'apparato genetico del virus trasporta informazioni su diversi tipi di proteine ​​necessarie per la formazione di un nuovo virus.

un guscio proteico chiamato capside. Il guscio è spesso costituito da subunità identiche ripetute: i capsomeri. I capsomeri formano strutture con un alto grado di simmetria.

Membrana lipoproteica aggiuntiva. È formato dalla membrana plasmatica della cellula ospite. Si verifica solo in virus relativamente grandi (influenza, herpes). Questo guscio esterno è un frammento della membrana nucleare o citoplasmatica della cellula ospite da cui emerge il virus ambiente extracellulare. A volte l'involucro esterno dei virus complessi contiene carboidrati oltre alle proteine, ad esempio gli agenti patogeni dell'influenza e dell'herpes.

1. Guscio aggiuntivo
2. Capsomero (rivestimento proteico)
3. Nucleo (DNA o RNA)

Ogni componente dei virioni ha funzioni specifiche: il guscio proteico li protegge dagli effetti avversi, l'acido nucleico è responsabile delle proprietà ereditarie e infettive e svolge un ruolo di primo piano nella variabilità dei virus e gli enzimi partecipano alla loro riproduzione.

I virus che hanno una struttura più complessa, oltre a proteine ​​e acidi nucleici, contengono carboidrati e lipidi. Ogni gruppo di virus è caratterizzato dal proprio insieme di proteine, grassi, carboidrati e acidi nucleici. Alcuni virus contengono enzimi.

A differenza delle normali cellule viventi, i virus non consumano cibo né producono energia. Non sono in grado di riprodursi senza la partecipazione di una cellula vivente. Il virus inizia a moltiplicarsi solo dopo essere penetrato in un certo tipo di cellula. Il virus della poliomielite, ad esempio, può vivere solo nelle cellule nervose degli esseri umani o di animali altamente organizzati come scimmia. I virus batterici hanno una struttura leggermente diversa.

I virus fuori dalla cellula sono cristalli, ma quando entrano nella cellula “prendono vita”. La loro riproduzione avviene in un modo speciale e incomparabile. Innanzitutto, i virioni penetrano nella cellula e gli acidi nucleici virali vengono rilasciati. Quindi i dettagli dei futuri virioni vengono “preparati”. La riproduzione termina con l'assemblaggio di nuovi virioni e il loro rilascio nell'ambiente.

L'incontro dei virus con le cellule inizia con il suo adsorbimento, cioè l'attaccamento alla parete cellulare. Quindi inizia l'introduzione o penetrazione del virione nella cellula, che viene effettuata dalla cellula stessa. Tuttavia, di norma, la penetrazione del virus nel citoplasma cellulare è preceduta dal suo legame con una speciale proteina recettore situata sulla superficie cellulare. Il legame al recettore avviene grazie alla presenza di speciali proteine ​​sulla superficie della particella virale, che “riconoscono” il corrispondente recettore sulla superficie della cellula sensibile. Decine e perfino centinaia di virioni possono essere adsorbiti su una cellula. L'area della superficie cellulare a cui si è attaccato il virus è immersa nel citoplasma e si trasforma in un vacuolo. Un vacuolo, la cui parete è costituita da una membrana citoplasmatica, può fondersi con altri vacuoli o con il nucleo. In questo modo il virus viene trasportato in qualsiasi parte della cellula. Questo processo è chiamato viropessi.

Il processo infettivo inizia quando i virus entrati nella cellula iniziano a moltiplicarsi, ad es. Il genoma virale viene duplicato e il capside si autoassembla. Affinché avvenga la duplicazione, l'acido nucleico deve essere liberato dal capside. Dopo la sintesi di una nuova molecola di acido nucleico, questa viene rivestita e si forma un capside utilizzando proteine ​​virali sintetizzate nel citoplasma della cellula. L'accumulo di particelle virali porta alla loro uscita dalla cellula. Per alcuni virus, ciò avviene tramite “esplosione”, a seguito della quale l’integrità della cellula viene compromessa e questa muore. Altri virus vengono rilasciati in un modo che ricorda il germogliamento. In questo caso, le cellule del corpo possono mantenere la loro vitalità per lungo tempo.

I batteriofagi hanno una diversa via di ingresso nelle cellule. Le pareti cellulari spesse non consentono alla proteina recettore, insieme al virus ad essa attaccato, di penetrare nel citoplasma, come accade quando le cellule animali vengono infettate. Pertanto, il batteriofago inserisce un bastoncino cavo nella cellula e spinge attraverso di esso il DNA (o RNA) che si trova nella sua testa. Il genoma del batteriofago entra nel citoplasma e il capside rimane all'esterno. Nel citoplasma della cellula batterica inizia la duplicazione del genoma del batteriofago, la sintesi delle sue proteine ​​e la formazione del capside. Dopo un certo periodo di tempo cellula batterica muore e le particelle fagiche mature vengono rilasciate nell'ambiente.

È sorprendente come i virus, che sono decine e persino centinaia di volte più piccoli delle cellule, gestiscano abilmente e con sicurezza l’economia cellulare. Mentre si moltiplicano, esauriscono le risorse cellulari e interrompono profondamente, spesso in modo irreversibile, il metabolismo, che alla fine causa la morte cellulare.