Viirused on eluvorm, mis sureb mõni aeg pärast keha ümbritsevasse keskkonda sattumist, st ei saa eksisteerida väljaspool kandja keha. Tegelikult võib neid nimetada intratsellulaarseteks parasiitideks, mis paljunevad rakkudes, põhjustades seeläbi erinevaid haigusi. Viirused võivad nakatada nii RNA-d (ribonukleiinhape) kui ka DNA-d (desoksüribonukleiinhape). DNA-d sisaldavad viirused on geneetika seisukoh alt konservatiivsemad ja kõige vähem vastuvõtlikud mis tahes muutustele.
Teooriad päritolu kohta
Viiruste päritolu kohta on mitu teooriat. Ühe teooria järgijad väidavad, et viirused tekivad spontaanselt ja on tingitud mitmetest teguritest. Teised peavad viirusi kõige lihtsamate vormide järeltulijateks. See teooria on aga põhjendamatu ja alusetu, kuna viiruste parasiitlik olemus viitab kõrgem alt organiseeritud olendite olemasolule, kelle rakkudes nad võiksid eksisteerida.
Veel üks versioon viiruste päritolusthõlmab keerukamate vormide ümberkujundamist. See teooria räägib viiruse teisesest lihtsusest, kuna see on parasiitliku elustiiliga kohanemise tagajärg. See lihtsustus on iseloomulik kõigile parasiitmikroorganismidele. Nad kaotavad võime iseseisv alt toituda, omandades samal ajal kalduvuse kiiresti paljuneda.
DNA-d sisaldavate viiruste disain ja mõõtmed
Kõige lihtsamad viirused sisaldavad nukleiinhapet, mis toimib nii mikroorganismi enda kui ka selle kapsiidi, mis on valgukest, geneetilise materjalina. Mõnede viiruste koostist täiendatakse rasvade ja süsivesikutega. Viirustel puudub osa reproduktiivfunktsiooni eest vastutavatest ensüümidest, mistõttu nad saavad paljuneda alles siis, kui nad sisenevad elusorganismi rakku. Nakatunud raku metabolism nihkub seejärel viiruse, mitte oma komponentide tootmisele. Iga rakk sisaldab teatud geneetilist teavet, mida teatud tingimustel võib pidada juhisteks teatud tüüpi valgu sünteesiks rakus. Nakatunud rakk tajub seda teavet tegevusjuhisena.
Suurused
Mis puudutab DNA ja RNA viiruste suurust, siis see jääb vahemikku 20-300 nm. Viirused on enamasti väiksemad kui bakterid. Näiteks erütrotsüütide rakud on suurusjärgu võrra suuremad kui viirusrakud. Nakatumiseks võimeline täisväärtuslik nakkav viirusosake, mis asub väljaspool tervet organismi, nimetatakse virioniks. Virioni tuum sisaldab ühte või mitut nukleiinhappemolekuli. Kapsiid on valgukest, mis katab virioni nukleiinhapet, pakkudes kaitset keskkonna kahjulike mõjude eest. Virionis sisalduvat nukleiinhapet peetakse viiruse genoomiks ja seda ekspresseeritakse desoksüribonukleiinhappes ehk DNA-s, aga ka ribonukleiinhappes (RNA). Erinev alt bakteritest ei ole viirustel nende kahe happetüübi kombinatsiooni.
Vaatleme DNA-d sisaldavate viiruste paljunemise peamisi etappe.
Viiruste paljundamine
Selleks, et viirused saaksid paljuneda, peavad nad tungima peremeesrakkudesse. Mõned viirused võivad eksisteerida paljudes peremeesorganismides, samas kui teised kipuvad olema liigispetsiifilised. Nakatumise algstaadiumis viib viirus rakku geneetilise materjali DNA või RNA kujul. Selle reproduktiivfunktsioon ja rakkude edasine areng sõltuvad otseselt viiruse geenide ja valkude aktiivsusest ja tootmisest.
Rakkude tootmiseks ei ole DNA-d sisaldavatel viirustel piisav alt oma valke, mistõttu kasutatakse sarnaseid kandeaineid. Mõni aeg pärast nakatumist jääb rakku vaid väike osa algsetest viirustest. Seda faasi nimetatakse varjutuseks. Viiruse genoom suhtleb sel perioodil tihed alt kandjaga. Seejärel, pärast mitut etappi, algab viiruse järglaste kogunemine rakusisesesse ruumi. Seda nimetatakse küpsemisfaasiks. Mõelge DNA-d sisaldavate viiruste paljunemise etappide järjestusele.
Eluring
Viiruste elutsükkel koosneb mitmest kohustuslikust etapist:
1. Adsorptsioon peremeesrakul. See on retseptorite poolt sihtrakkude äratundmise esialgne ja oluline etapp. Adsorptsioon võib toimuda elundite või kudede rakkudel. Protsess käivitab mehhanismi viiruse edasiseks integreerimiseks rakku. Rakkude sidumiseks on vaja teatud kogust ioone. See on vajalik elektrostaatilise tõuke vähendamiseks. Kui rakku tungimine ebaõnnestub, otsib viirus integreerimiseks uut sihtmärki ja protsessi korratakse. See nähtus selgitab viiruse inimkehasse sisenemise kindlust.
Näiteks ülemiste hingamisteede limaskestal on gripiviiruse retseptorid. Naharakud seevastu mitte. Sel põhjusel on võimatu grippi naha kaudu nakatuda, see on võimalik ainult viirusosakeste sissehingamisel. Filamentide kujul või ilma protsessideta bakteriaalsed viirused ei saa kinnituda rakuseintele, mistõttu nad adsorbeeritakse fimbriatele. Algstaadiumis toimub adsorptsioon elektrostaatilise interaktsiooni tõttu. See faas on pöörduv, kuna viiruseosake on sihtrakust kergesti eraldatav. Alates teisest faasist ei ole eraldamine võimalik.
2. DNA-d sisaldavate viiruste paljunemise järgmist etappi iseloomustab terve virioni või nukleiinhappe sisenemine, mida see eritab peremeesraku sees. Viirust on loomakehasse lihtsam integreeruda, kuna sel juhul rakud seda ei teevarustatud ümbrisega. Kui virionil on väljastpoolt lipoproteiini membraan, põrkub see kokkupuutel peremeesraku sarnase kaitsega ja viirus siseneb tsütoplasmasse. Baktereid, taimi ja seeni tungivaid viirusi on raskem integreerida, kuna sel juhul on nad sunnitud läbima jäiga rakuseina. Selleks on näiteks bakteriofaagid varustatud ensüümi lüsosüümiga, mis aitab lahustada kõvasid rakuseinu. Allpool on toodud näited DNA-d sisaldavatest viirustest.
3. Kolmandat etappi nimetatakse deproteiniseerimiseks. Seda iseloomustab nukleiinhappe vabanemine, mis on geneetilise teabe kandja. Mõnes viiruses, näiteks bakteriofaagides, kombineeritakse see protsess teise etapiga, kuna virioni valkjas kest jääb peremeesrakust väljapoole. Virion suudab rakku siseneda viimast kinni püüdes. Sel juhul tekib vakuool-fagosoom, mis neelab primaarsed lüsosoomid. Sel juhul toimub lõhustumine ensüümideks ainult viirusraku valguosas ja nukleiinhape jääb muutumatuks. Just tema kujundab hiljem oluliselt ümber terve raku toimimise, sundides seda tootma viiruse jaoks vajalikke aineid. Viirusel endal ei ole sellisteks protseduurideks vajalikke mehhanisme. On olemas selline asi nagu viiruse genoomi strateegia, mis hõlmab geneetilise teabe rakendamist.
4. DNA-d sisaldavate viiruste paljunemise neljanda etapiga kaasneb viiruse eluks vajalike ainete tootmine, mis viiakse läbi nukleiinhappe mõjul.happed. Esiteks toodetakse varajane mRNA, millest saab viiruse valkude alus. Molekule, mis tekkisid enne nukleiinhappe vabanemist, nimetatakse varajaseks. Molekule, mis on tekkinud pärast happe replikatsiooni, nimetatakse hiliseks. Oluline on mõista, et molekulide tootmine sõltub otseselt konkreetse viiruse nukleiinhappe tüübist. Biosünteesi käigus järgivad DNA-d sisaldavad viirused teatud skeemi, sealhulgas konkreetseid etappe - DNA-RNA-valk. RNA polümeraasi transkriptsiooni protsessis kasutatakse väikseid viirusi. Suured, näiteks rõugeviirus, ei sünteesita raku tuumas, vaid tsütoplasmas.
DNA-d sisaldavate viiruste hulka kuuluvad B-hepatiit, herpes, poksviirused, papovaviirused, hepadnaviirused, parvoviirused.
RNA viiruserühmad
RNA-d sisaldavad viirused jagunevad mitmeks rühmaks:
1. Esimene rühm on kõige lihtsam. See hõlmab koroona-, tooga- ja pikornaviiruseid. Seda tüüpi viiruste puhul transkriptsiooni ei teostata, kuna virioni üheahelaline RNA täidab iseseisv alt maatrikshappe funktsiooni, see tähendab, et see on raku ribosoomide tasemel valkude tootmise aluseks. Seega näeb nende biotootmise skeem välja nagu RNA valk. Selle rühma viiruseid nimetatakse ka positiivseks genoomseks või metatarsaalseks.
2. Teise DNA-d ja RNA-d sisaldavate viiruste rühma kuuluvad miinusahelaga viirused, see tähendab, et neil on negatiivne genoom. Need on leetrid, gripp, mumps ja paljud teised. Need sisaldavad ka üheahelalist RNA-d, kuid see pole niisobib otseülekandeks. Sel põhjusel kantakse andmed esm alt üle virioni RNA-sse ja saadud maatrikshape on hiljem viiruse valkude tootmise aluseks. Sel juhul määrab transkriptsiooni ribonukleiinhappest sõltuv RNA polümeraas. Selle ensüümi toob virion, kuna seda rakus esialgu ei esine. Seda seetõttu, et rakk ei pea RNA-d teise RNA tootmiseks ringlusse võtma. Seega näeb bioproduktsiooni skeem sel juhul välja nagu RNA-RNA-valk.
3. Kolmanda rühma moodustavad nn retroviirused. Need kuuluvad ka onkoviiruste kategooriasse. Nende biosüntees toimub keerulisemal viisil. Üheahelalise tüüpi algses messenger-RNA-s tekib algstaadiumis DNA, mis on ainulaadne nähtus, millel pole looduses analooge. Protsessi juhib spetsiaalne ensüüm, nimelt RNA-sõltuv DNA polümeraas. Seda ensüümi nimetatakse ka pöördtranskriptaasiks või pöördtranskriptaasiks. Biosünteesi tulemusena saadud DNA molekul on tsükli kujul ja seda nimetatakse proviiruseks. Järgmisena viiakse molekul kandja kromosoomide rakkudesse ja transkribeeritakse mitu korda RNA polümeraasi abil. Loodud koopiad täidavad järgmisi toiminguid: esindavad RNA maatriksit, mille abil toodetakse viirusvalku, samuti RNA virioni. Sünteesiskeem on esitatud järgmiselt: RNA-DNA-RNA-valk.
4. Neljas rühm moodustub viirustest, mille RNA-l on kaheahelaline vorm. Nende transkriptsiooni viib läbiensüümi viirusest sõltuv RNA polümeraas RNA.
5. Viiendas rühmas toimub viiruseosakeste komponentide, nimelt kapsiidvalkude ja nukleiinhapete tootmine korduv alt.
6. Kuuendasse rühma kuuluvad virioonid, mis tekivad valkude ja hapete paljudel koopiatel põhineva isekoostumise tulemusena. Selleks peab virioonide kontsentratsioon saavutama kriitilise väärtuse. Sel juhul toodetakse viiruseosakese komponendid raku erinevates piirkondades üksteisest eraldi. Komplekssed viirused loovad ka plasma rakumembraani moodustavatest ainetest kaitsva kesta.
7. Viimases etapis vabanevad peremeesrakust uued viiruseosakesed. See protsess toimub erineval viisil, olenev alt viiruse tüübist. Mõned rakud surevad seejärel rakkude lüüsi vabanemisel. Muudel juhtudel on rakust pungumine võimalik, kuid see meetod ei takista selle edasist surma, kuna plasmamembraan on kahjustatud.
Ajavahemikku, milleni viirus rakust lahkub, nimetatakse latentseks. Selle intervalli kestus võib varieeruda mõnest tunnist paari päevani.
DNA-d sisaldavad genoomsed viirused
Viirused, genoomsete liikide DNA sisaldus jaguneb nelja rühma:
1. Genoomid nagu adeno-, papova- ja herpesviirused kantakse üle ja kopeeritakse kandja rakutuumas. Need on viirused, mis sisaldavad kaheahelalist DNA-d. Rakku sisenenud kapsiidid kanduvad raku tuuma membraanile, nii et hiljem mõjulteatud teguritest läks viiruse DNA nukleoplasmasse ja kogunes sinna. Sel juhul kasutavad viirused RNA maatriksit ja kandja rakulisi ensüüme. Kõigepe alt kantakse üle A-valgud, seejärel b- ja g-valgud. RNA matriits pärineb a-22-st ja a-47-st. RNA polümeraas rakendab DNA ülekannet, mis levib veereva ringi põhimõttel. Kapsiid omakorda tekib g-5 valgust. Millised teised DNA viiruse genoomid on olemas?
2. Poksüviirused kuuluvad teise rühma. Algstaadiumis viiakse toimingud läbi tsütoplasmas. Seal vabanevad nukleotiidid ja algab transkriptsioon. Seejärel moodustub RNA matriits. Tootmise algfaasis luuakse DNA polümeraas ja umbes 70 valku ning polümeraas lõhustab kaheahelalist DNA-d. Genoomi mõlemal poolel algab replikatsioon nendest kohtadest, kus DNA ahelate lahtikerimine ja lõhenemine viidi läbi algstaadiumis.
3. Kolmandasse rühma kuuluvad parvoviirused. Paljundamine toimub kandja raku tuumas ja sõltub raku funktsioonidest. Sel juhul moodustab DNA nn juuksenõela struktuuri ja toimib seemnena. Esimesed 125 aluspaari kantakse algsest ahelast külgnevale ahelale, mis toimib mallina. Seega toimub inversioon. Sünteesiks on vaja DNA polümeraasi, mille tõttu toimub viiruse genoomi transkriptsioon.
8. Neljandasse rühma kuuluvad hepadnaviirused. See hõlmab DNA-d sisaldavat hepatiidiviirust. Tsirkulaarset tüüpi viiruse DNA töötab viiruse mRNA ja plussahela RNA tootmise aluseks. Ta omakordasaab malliks DNA negatiivse ahela sünteesil.
Võitlusmeetodid
DNA – viirused sisaldavad loomulikult ohtu inimeste tervisele. Peamiseks meetodiks nendega toimetulemiseks võivad olla ennetavad meetmed, mille eesmärk on tugevdada immuunsust, aga ka regulaarne vaktsineerimine.
Reeglina tekivad teatud viiruste vastu võitlemiseks mõeldud antikehad kahjulike mikroorganismide sissetungi tulemusena kandja süsteemi. Siiski saate ennetava vaktsineerimisega suurendada antikehade tootmist.
Vaktsineerimise tüübid
Vaktsineerimisel on mitu peamist tüüpi, sealhulgas:
1. Nõrgestatud viirusrakkude viimine kehasse. See provotseerib suurenenud koguse antikehade tootmist, mis võimaldab võidelda normaalse viirustüvega.
2. Juba surnud viiruse sissetoomine. Tööpõhimõte on sarnane esimese variandiga.
3. passiivne immuniseerimine. See meetod seisneb juba sünteesitud antikehade sisestamises. See võib olla inimese veri, kellel on olnud haigus, mille vastu vaktsineeritakse, või looma, näiteks hobuste veri. Uurisime DNA-d sisaldavate viiruste paljunemise järjestust.
Et vältida organismi nakatamist inimese tervisele ohtlike erinevat tüüpi viirustega, tuleks organismi kaitsta võimaliku kokkupuute eest patogeensete mikroorganismidega. Toksoplasma, mükoplasma, herpese, klamüüdia ja teiste levinud viirusevormide vältimine on täiesti võimalik, järgides lihts alt teatud reegleid.soovitusi. See kehtib eriti alla 15-aastaste laste kohta.
Kui lapse keha ei olnud nakatunud ül altoodud viirusetüvedega, tekib tal noorukieas terve ja tugevnenud immuunsus. Viiruste peamine oht ei seisne alati nende avaldumises, vaid nende mõjus meie keha kaitsvatele omadustele. DNA-d ja RNA-d sisaldavate viiruste näited pakuvad huvi paljudele.
Herpesviirus, mida leidub 9-l 10-st Maa elanikust, vähendab immuunomadusi kogu elu jooksul umbes 10 protsenti, kuigi see ei pruugi end kuidagi avalduda.
Järeldus
Lisaks sellisele viiruskoormusele, mis mõnikord ei piirdu ainult herpesega, pole tänapäeva elutingimused kaugeltki ideaalsed, mis mõjutab ka organismi kaitsebarjääre. See üksus hõlmab sunnitud linna elurütmi, kehva ökoloogiat, alatoitumust jne. Inimese üldise terviseseisundi halvenemise taustal muutub tema keha vähem vastupidavaks erinevatele viirustele ja vastav alt ka sagedastele haigustele.
