"Микробиология негіздері" пәнінен лекциялар жинағы

Лекция № 19

Тақырыбы: Вирустар. Вирусология негіздері..

Сабақтың мақсаты: студенттердк вирустар және вирусология негіздері, вирустардың шығу тегі, құрылымдық ұйымдасуы, морфологиялық түрлері туралы ұғым қалыптастуру

Түйін сөздер: вирус, вирусология, морфология, фагтар

Жоспар:

1. Вирустардың құрылымдық ұйымдасуы және вирус бөлшектерінің морфологиялық түрлері
2. Қарапайым және күрделі вирустар. Фагтар
3. Вирустардың классификациясы

 

Вирустар - өсімдіктердің, бактериялардың, жануарлардың және адамның клеткалары ішінде паразиттік тіршілік ететін, бактериялардан да бірнеше есе кіші, клеткалық құрылысы жоқ, ең қарапайым тіршілік иесі.

1892  жылы орыс ғалымы, ботаник Д. И. Ивановский (1864-1920) темекі жапырағында кездесетін  теңбіл (мозайка) ауруын зерттей  отырып, ол ауруды қоздыратын  мөлшері жағынан әдетті микроорганизмдерін бірнеше есе кіші, бактериялар өтпейтін сүзгіден сүзіліп өтетін, жұқпалы қасиеті бар сұйық зат екенін анықтады. Теңбіл ауруына ұшыраған жапырақтың бетінде ақшыл дақтар пайда болады, олар жапырақтың хлорофилі бар қар-көк бөлімдерімен кездесіп, теңбілденіп кетеді. Мұндай жағдайда жапырақтар бүрісіп, өсімдіктің өнімділігін кемітеді. Ивановский осындай өсімдіктің шырынын зақымдалмаған өсімдіктің ұлпасына енгізгенде аурудың сол өсімдікте пайда болатынын байқады. Бұл ауруды туғызатын микроорганизмді «сүзгіден өтетін вирус» деп атады. Сөйтіп, Ивановский биология ғылымының бір – саласы вирусологияның негізін салды.

1897 жылы шетел зерттеушілері  Ф. Лефлер және Форш ауылшаруашылық  малдарында көп тараған аусыл  ауруының вирусын тапты. 1898 жылы  ғалымы Н. Ф. Гамалея бактерияны ерітіп жіберетін, сүзгіден өтетін микроорганизм болатындығын ашты. Кейін оны б а к т е р и о ф а г (бактерияны жоюшы) деп атады. Вирустарды оптикалық микроскоппен көру мүмкін емес, оларды тек электрондық микроскоп көмегімен көруге болады.

Вирустарды сыртқы пішіне, құрылысына қарай: вирустар, бактериофагтар деп екі қатарға бөлуге болады. Вирустар өсімдіктерде паразитті тіршілік ететін, клеткалық құрылысы жоқ, қарапайым микроорганизмдер. Бактериялардан ұсақ, үлкендігі 10-15 мкм 200-500 мкм-ға дейін барады.

Вирустар басқа тірі ағзалар сияқты көбейетін, тұқым  қуалау белгілері болатын және өздеріне тән қасиетін сақтай алатын бірнеше  иелері бар тірі ағзалар. Олардың  құрамы өсімдіктер мен жануарлар  клеткасы ядроларын құрайтын күрделі молекулалы ақуыздардан – нулеопротеидтерден тұрады. Ірі вирустардың құрамында липидтер мен көмірсулар болады. Вирустың құрамындағы нуклеин қышқылының мөлшері 45 процентке дейін. Нуклеин қышқылы ДНК (дезоксирибонуклеин) және РНК (рибонуклеин) түрінде болады. Нуклеин қышқылының қасиеті нуклотидтердің саны мен орналасуына байланысты. Адамның, жануарлардың, өсімдіктердің және бактериялардың ДНК клетка ядросында, РНК цитоплазмасында орналасса, ал вирустарда РНК мен ДНК-ның біреуі ғана болады. Вирустардың ерекшелігі ДНК, РНК-лардың және басқа молекулалардың орналасу ерекшеліктері мен олардың санына байланысты.

Кейінгі кезде көпшілік вирустар әр түрлі пішінді кристалдарға да ауыса алатындығы анықталды. Вирустар ағзалардың белгілі бір мүшесінде  бөлшектену арқылы көбейеді. Тірі клеткадан тыс тіршілік ете алмайды.

Вирустардың құрылысы. Вирустар келесі компонеттерден құралған:

Жүрекшесі – жаңа вирустың пайда болуына ақпарат тасымалдаушы ақуыздар, яғни генетикалық материал (ДНК және РНК).

Капсид деп аталатын ақуыз қабықшасы (латын тілінен капса – жәшік деген мағананы білдіреді). Капсомерлер жоғары сатыдағы симметриялы құрылымды құрайды.

 Қосымша липопротеидті  қабықша. Ол клетканың плазмалық  мембранасынан құралған, салыстырмалы  көптеген вирустарда кездеседі  (тұмау, герпес). Капсидпен қосымша қабықша қорғаныш функциясын атқарады. Толық қалыптасқан вирус вибрион деп аталады. Вирустағы  РНК-ның симметриялы спиральды схемалық құрылысы және қосымша липопротеидті қабықшасы сол жақтағы 2 суретте, ал оң жақта оның үлкейтілген көлденең кесіндісі көрсетілген.

 Капсомерлер саны  вирустардың әр бір түріне  қатаң түрде тұрақты. Мысылы, полиомиелит вирусында 32 капсомер, ал аденовируста – 252.

 

 

 

Сурет - Вирустың схемалық құрылысы: 1- жүрекше (бір тізбекті РНК); 2- ақуыз қабықшасы (капсид); 3-қосымша липопротеидті қабықша; 4-капсомерлер (капсидтің структуралық бөліктері).

Бактериофагтар – бактерияларды ерітетін, клеткалық құрылысы жоқ, паразитті тіршілік ететін тірі ағзалар. Олардың көпшілігінің морфологиясы қақпан тәрізді болып, жұмырланып келген басы, жіңішке құйрықшасынан тұрады. Ал кейбіреулері шар пішінді ұзындығы 250-350 мкм, ал басының диаметрі 45-100 мкм. Вирустар сияқты кристалдану бактериофагтарда болмайды. Химиялық құрамында нуклеин қышқылы 40-50%, ақуыз 50-60 % болады. Фагтар табиғатта өте көп тараған. Медицинада оларды бактериялар қоздыратын ауруларды емдеуге жиі қолданады. Фагтар бактериялар мен вирустардың аралығындағы форма деген болжам бар.

Вирустрадың классификациясы.

       Вирустар  дүниесі өздерінің құрылымына, көлеміне, пішініне және химиялық құрамына  сәйкес әртүрлі болады. Вирустардың  мынандай түрлері бар:

1. Икосаэдралық (икосаэдр-20 қырлы бұрыш), немесе кб тәрізді.  Мал мен адамның жұқпалы ауруын тарататын вирустардың негізгі көпшілігінің түрлері осындай болады (олар-реовирустар, пикорнавирустар, аденовирустар т. б.).

Икосаэдр дегеніміз  – көп жақты, ондағы әр жақ тең  бүйірлі үшбұрыш болып табылады. Мұндай  кристалды структураның  симмитриясы 5:3:2 деген символмен белгіленеді.

2. Вирустардың таяқша  немесе цилиндр тәрізді түрлері  болады.

3. Сферикалық немесе  дөңгелек шар тәрізді түрлері  бар (оларға рабдовирустар, өсімдік  вирустары жатады). Көптеген жануарлар,  өсімдіктердің алуан түрлі вирустарының бәрі тіпті бірқатар фагтар икосаэдр симметриялы екен. Олардың бөліктері, пішіні әр түрлі (глобула немесе алты жақты және бес жақты призма тәрізді) және саны белгілі (12 шамасынан 1112 шамасына дейін) морфологиялық ақуыз субъбірлігінен құралған икосаэдр болып табылады. Капсомерлер өздерінше ұсақ ақуыз молекулаларының белгілі санынан (5 шамасынан 9 шамасына дейін) құралған.

4. Сперматозойдқа ұқсас  түрлері – олар бактериофагтар (бактериялардың вирустары).

5. Жіп тәрізді оралған  түрлері кейбір бактериофагтарда кездеседі.

6. Сопақша түрлері  кейбір өсімдіктер вирустарында  кездеседі.

Вирустардың мөлшеріде  әр түрлі болады. Соған байланысты бірнеше топқа бөлінеді.

1. Өте ұсақ вирустар: олардың мөлшері 20-50нм (парвовирустар, пикорнавирустар).
2. Үлкендігі орташа вирустар: мөлшері 50-150 нм (тогавирустар, ортомиксовирустар, ретровирустар, аденовирустар).
3. Ірі вирустар: олардың мөлшері майда бактерияларға жетіп қалады (поксвирустар).

Төмендегі кестеде мысал  ретінде таныс  вирустардың классификациясы берілген.

 

ВИРУСТАРДЫҢ КЛАССИФИКАЦИЯСЫ
ДЕЗОКСИВИРУСТАР		РИБОВИРУСТАР
1. Екі тізбекті ДНК	2. Бір тізбекті  ДНК	1. Екі тізбекті  РНК	2. Бір тізбекті  РНК
1.1. Куб тәрізді   симметриялы түрі: 1.1.1.Сыртқы қыбықшасыз: аденовирустар ( 3в суретті қара) 1.1.2.Сыртқы қабықшамен: герпес-вирустар (3б суретті қара) 1.2.Аралас  симметриялы түр: Т-жұп бактериофагтар        (4 суретті қара) 1.3.Белгісіз симметриялы түр: оспа вирустары	2.1. Куб тәрізді  симметриялы түрі: 2.1.1.  Сыртқы  қабықшасыз:  Килхама егеуқұйрық вирусы, аденосателлиттер	1.1. Куб тәрізді  симметриялы түрі: 1.1.1. Сыртқы қабықшасыз : реовирустар,  өсімдіктердің  жарақаттанған ісіктерінің вирустары	2.1. Куб тәрізді  симметриялы түрі: 2.1.1. Сыртқы қабықшасыз: полиомиелит вирусы ( 3г суретті қара), энтеровирустар, риновирустар 2.2. Спиральды  симметриялы түі: 2.2.1. Сыртқы қабықшасыз:  темекі теңбіл вирусы  2.2.2. Сыртқы қабықшасымен:  тұмау вирустары (3а  суретті қара), құтыру,  бір генді  РНК-құрамындағы  вирустар

 

Көрсетілген кесте Менделеевтің кестесіне ұқсастығы бар. Онда да толтырылмаған жерлері бар. Сонымен мысалы, қазіргі уақытқа дейін 2.2 құрамдағы дезоксивирустары (бір тізбекті ДНК, аралас симметриялы түр ) немесе 1.2 құрамды рибовирустар (екі тізбекті РНК, аралас симметриялы түр ). Жақында ғана 1.1.1 құрамдағы рибовирустар табылды, бірақта реовирустардағы өсімдіктердің жарақаттанған ісіктерінің вирустарына ұқсас екені анықталды. Сол сияқты 2.1.1 құрамдағы дезоксивирустар да жатады. 

 

Бақылау сұрақтары:

1. Вирустарды алғаш рет ашқан және вирусологияның негізін қалаушы ғалым?
2. Вирустарды сыртқы пішіне, құрылысына қарай неше топқа топтастырамыз?
3. Бактриофагтар дегеніміз не және бактериофагтарды алғаш зерттеген ғалымдар?
4. Вирустар құрылысы неше компоненттерден құралған?
5. Капсид дегеніміз не?
6. Вирустар дүниесі өздерінің құрылымына қарай неше топқа жіктелінеді?
7. Вирустар көлеміне қарай неше топқа жіктелінеді?
8. Вирустар пішініне қарай неше топқа жіктелінеді?
9. Химиялық құрамына сәйкес вирустар неше топқа жіктелінеді?

 

 

Әдебиеттер:

1. Шоқанов Н.Қ. Микроорганизмдерді ауыл шаруашылығында қолдану. Алматы, «Қайнар», 1982ж.

         2. Мишустин Е.Н., Емцов В.Т. Микробиология.  М.: Агропромиздат, 1978, 391с.

          3.Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология.-М.:МГУ,1992.-448с.