Виды вирусов

    Вирус, от латинского «virus — яд», является неклеточной формой жизни, которая способна существовать только внутри живых клеток других биологических, более высокоразвитых видов. Данное название по отношению к вирусам впервые было применено в 1728 году. А термин «вирион», как обозначение стабильной частицы вне клетки, способной заражать другие клетки, был введен в 1959 году.

    Вирусы способны жить и размножаться в клетках, как растений, так  и животных, а также  даже в клетке бактерий. Первый вирус был открыт в 1892 году, когда Дмитрий Ивановский и Мартин Бейеринк опубликовали статьи о  небактериальном инфекционном агенте у табака, и в 1898 году Мартин Бейеринк подробно описал вируса табачной мозаики.

    В последующие годы  было описано еще более 6 тысяч видов вирусов, но ученые предполагают, что существует  более ста миллионов вирусов и преонов, так как вирусы, на настоящий момент, являются самой многочисленной и древней биологической формой жизни. Еще ранее Луи Пастер, Шарль Шамберлан так и не смогли выделить  патоген вызывающий бешенство. Однако последний изобрел фильтр, поры которого меньше размера самых мелких бактерий, чтобы полностью очищать образцы от них. Пользуясь этим фильтром, Ивановский и выделил вирус табачной мозаики.

    Изначально, он считал, что инфекция вызывается токсином, который выделяет бактерия, но позднее с помощью оптического микроскопа он увидел в заражённых клетках кристаллоподобные тела, являющиеся скоплениями вирусов. В 1898 году Мартин Бейеринк высказал мнение о том, что это все же новая форма жизни. Именно он определил, что вирус может размножаться лишь в  делящихся клетках. Он дал ему название «Contagium vivum fluidum» — растворимый  живой микроб — «виру».

    Но Бейеринк считал, что вирус является жидким, и лишь Уэнделл Стэнли доказал, что вирусы это частицы. Практически сразу за этим Фридрих Лёффлер и Пауль Фрош обнаружили первый вирус животных — возбудитель ящура. В XX веке Фредерик Туорт открыл бактериофаги, а Феликс Д’Эрелль описал фаги. Сначала вирусы культивировали только в растениях и животных, затем стали выращивать на фрагментах тканей, в куриных эмбрионах.

    В 1949 году Джон Франклин Эндерс, Томас Уэллер, Фредерик Роббинс вырастили первый вирус в культуре клеток зародыша человека,  и затем Джонас Солк создал первую эффективную вакцину против полиомиелита. Первые изображения вирусов появились с изобретением электронного микроскопа.

    Позднее американский биохимик и вирусолог Уэнделл Мередит Стэнли разделил  вирус табачной мозаики на белковую и РНК-составляющую. Затем Розалинд Франклин в 1955 году на основе рентгенограммы  определила полную структуру вируса, был описан приблизительный механизм сборки вируса внутри клеток хозяина. Во второй половине XX века уже было открыто более 2000 видов вирусов животных, растений и бактерий. В 1983 году Люк Монтанье и его команда из Института Пастера во Франции впервые выделили ретровирус, ВИЧ. А в  2002 году в Нью-Йоркском университете был создан первый синтетический вирус полиомиелита.

Существует три основные гипотезы происхождения вирусов:

  • Регрессивная гипотеза:

вирусы ранее были мелкими клетками, паразитирующими в более крупных клетках, но затем они утратили гены, это подтверждают риккетсии и хламидии, которые могут размножаться только внутри живой клетки.

  • Гипотеза клеточного происхождения:

вирусы появились из фрагментов ДНК или РНК от плазмид, молекул, которые могут передаваться от клетки к клетке.

  • Гипотеза коэволюции:

вирусы возникли из белков и нуклеиновых кислот при первичном зарождении жизни.

    Вирусы состоят обычно из двух или трёх компонентов — ДНК или/и РНК(мимивирусы, имеют оба типа молекул), белковой оболочки (капсид) и иногда липидных оболочек. Форма вирусов бывает от простой спиральной и икосаэдрической до более сложной. Размеры типичного вируса составляют около 1/100 размеров обычной бактерии. Большинство вирусов имеют диаметр от 20 до 300 нм. Большинство вирионов не увидеть в световой микроскоп, для этого используют электронные сканирующие и просвечивающие микроскопы.

  Некоторые вирусы окружают себя дополнительной оболочкой – суперкапсидом и шиповидными отростками— пепломерами. Липидная оболочка вируса представлена белками  вирусного генома, мембрана строится из материала и клетки-хозяина. Такие оболочки у вируса гриппа, ОРВИ и ВИЧ. Заразность большинства вирусов зависит от такой оболочки.

    Генетический материал вируса состоит или из ДНК, или из РНК, по такому принципу их и делят на а ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы. В основном вирусы являются РНК-содержащими, а вот бактериофаги, чаще всего имеют двухцепочечную ДНК. Вирусный геном так же бывает кольцевым, линейным или сегментированным, а так же одноцепочечным или двухцепочечным. Размер генома может быть разным. Сегментированный геном полезен  в эволюционном плане, различные штаммы вируса могут обмениваться генами и размножаться, производя новые частицы с новыми свойствами.

    Большинство вирусных инфекций приводят к гибели клеток-хозяев, однако не всегда, есть вирусы, отпочковывающиеся от  клетки-хозяина и оставляющие ее живой и спсобной производить новые вирусы.  Клетки с  латентной формой вируса могут нормально функционировать. Так протекают хронические инфекции, например герпесвирусная, ЦМВ, Эпштейна — Барр, а некоторые вирусы могут приводить к раковому перерождению клеток, например папилломавирус.

    В основном вирусы являются крайне видоспецифичными. Так, вирус оспы, поражает только людей, а вот вирус бешенства поражает многих млекопитающих. Так вирусы растений не вызывают болезней у животных, а часть вирусов животных не инфицируют людей.

    В марте 2020 года выделяют 4 реалма (Duplodnaviria, Monodnaviria, Riboviria, Varidnaviria), 9 царств, 16 типов, 2 подтипа, 36 классов, 55 порядков, 8 подпорядков, 168 семейств, 103 подсемейства, 1421 род, 68 подродов и 6590 видов вирусов, вироидов и сателлитов. Но более 3000 вирусов еще не классифицировано.

Классификация по Балтимору:

  • Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК и не имеющие РНК-стадии (например, герпесвирусы, поксвирусы, паповавирусы, мимивирус).
  • Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу ДНК (например, парвовирусы). В этом случае ДНК всегда положительной полярности.
  • Вирусы, содержащие двуцепочечную РНК (например, ротавирусы).
  • Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК положительной полярности (например, пикорнавирусы, флавивирусы).
  • Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК негативной или двойной полярности (например, ортомиксовирусы, филовирусы).
  • Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК положительной полярности и имеющие в своем жизненном цикле стадию синтеза ДНК на матрице РНК, ретровирусы (например, ВИЧ).
  • Вирусы, содержащие частично двуцепочечную, частично одноцепочечную ДНК и имеющие в своём жизненном цикле стадию синтеза ДНК на матрице РНК, ретроидные вирусы (например, вирус гепатита B).

    Способность вируса вызвать заболевание характеризуется термином вирулентность. Передача вирусов может осуществляться как вертикально от матери к плоду, так и  горизонтально   от человека к человеку.

    Это наиболее частый механизм распространения вируса в популяции. Вирус может передаваться через жидкости и  секреты организма,  кровь, при поцелуе, тесных контактах, проглатывании воды или пищи, при вдыхании воздуха, насекомыми и др. Скорость передачи зависит от плотности популяции, количества чувствительных людей без иммунитета, качества медицинской помощи, санитарно-бытовых условий, климата.

    Лучший способ остановит инфекцию  — вакцина. Если вакцины нет, эффективны санация и дезинфекция, карантин. Если вспышка приводит к высокому числу случаев заболевания в популяции, то говорят об эпидемией. Если вспышка получает широкое распространение, то называется  пандемией. В основном после перенесенного вируса в организме формируется иммунитет, но ВИЧ, и некоторым другим вирусам, удается блокировать иммунный ответ, меняя последовательность аминокислот в белках вириона. Некоторые вирусы, например нейротропные, размножаются в нервных клетках, и иммунная система не может принести им вреда.

    Удивительно, но вакцинация от вирусных инфекций применялись еще до открытия вирусов. Была искоренена оспа и еще более 30 вирусных инфекций у человека. Вакцины могут содержать ослабленные и убитые вирусы, вирусные белки. Так же для облегчения течения вирусных инфекций используют противовирусные препараты, которые могут встраиваются в геном вируса в процессе репликации и останавливать ее или иначе нарушать жизненный цикл вируса.

    В настоящее время ученые научились делать вирусы сами. Первый искусственный вирус был получен в 2002 году. Но это имеет серьезные последствия, ведь вирус не может исчезнуть, если известна его геномная последовательность и имеются чувствительные клетки. Сейчас полные геномные последовательности 2408 различных вирусов находятся в публичном доступе в онлайн-базе данных Национального института здравоохранения США. Сейчас существует большая опасность использования вирусов  как биологического оружия.

0

Автор публикации

не в сети 4 недели

Rita

0
Комментарии: 0Публикации: 12Регистрация: 07-02-2020

Оставьте комментарий

Авторизация
*
*

Регистрация
*
*
*

19 − 2 =

Генерация пароля