Вирустардың табиғатта тіршілік етуі

Вирустардың табиғатта тіршілік етуі

Табиғатта вирустар бірнеше жағдайда тіршілік етеді.

1. Клеткалардың ішінде  кездесетін вегетациялық немесе  көбею түрлері. Мұндай вирустарға "вирус — клетка кешені" деген синоним қолданылады.

2.  Клетканың сыртындағы  көбеймей, жай тұрған түрі. Бұл жағдайда "вирион" деген ұғым қолданылады. Вирустар тек қана клетка ішінде өсіп жетілетін арамтамақтар және бір иеден екінші иеге ауысып отырады. Вирустар тек клетка ішінде ғана өсіп-өнеді.

Вирустардың тек  клеткада ғана өсетін себебі не?

Себебі вирустардың  құрамы өте қарапайым: нуклеин қышқылы, белок, қант және май, тек кейбір күрделі вирустардың ғана ферменттері болады.

Осындай құрамы қарапайым  вирустар көбею үшін клетканың материалдарын  пайдалануға мәжбүр болады. Олар: рибосомалар, клетка мембранасы, ферменттер, энергия тудыратын жүйелер. Вирустарда ядро да, клеткаға тән заттар да жоқ. Дегенмен, вирустардың көбеюіне әсер ететін клетканың заттары қажет. Бұл жағдай қарақшылар басып алған кеме секілді. Өйткені, вирустар өз дегенін істету үшін байланыс органдарын қолына алып өз үкімін жүргізеді.

Демек, вирустар өздеріне қоректі заттарды өздері құрамай  тек қана нұсқау арқылы торшаны өзіне бағындырып, жұмыс істетеді. Ол "нұсқауды" вирустың нуклеин қышқылы береді. Вирустар табиғаттағы барлық жаны бар заттардан ерекше болады.

Вирустардың негізгі  ерекшеліктері

1. Вирустың қүрамында  тек бір нуклеин қышқылы ғана бар: РНҚ (рибонуклеин қышқылы) немесе ДНҚ (дезо-ксирибонуклеин қышқылы).  Сондықтан да вирустар құрамында РНҚ-лы немесе ДНҚ-лы бар вирустар болып бөлінеді. Ең негізгісі РНҚ-лы бар вирустардың барлық генетикалық ақпараты осы РНҚ-да. Мұндай жағдай биологияда тіпті де кездеспейді.

2.   Вирустар  тек клетка ішінде ғана тіршілік ететін арамтамақтар, демек тек клетка ішінде ғана көбейеді.

3.  Вирустардың  көбею ерекшеліктерін "дисьюнктивтік"  түрге жатқызады. Себебі барлық жанды дүние екіге бөліну, бүршіктену, спора арқылы көбейсе, вирустардың өсіп-өнуі одан да ерекше.Вирустар клетка ішінде болады да жоғалып кетеді. Себебі вирус бөлшектерін, серологиялық не микроскоп әдістері арқылы клетка ішінен кездестіре алмаймыз, клетка ішінде белок пен нуклеин қышқылына бөлініп кетеді. Ал болашақ вирустың компоненттері клетканың әр жерінде пайда болады: нуклеин қышқылы — ядрода, цитоплазмада, белоктары — цитоплазмада, содан кейін барып вириондар кұралады.Күрделі вирустардың өсіп-жетілуі бұдан көп ерекше. Олар уақыт және кеңістікте бірнеше сатыға бөлінеді. Себебі олардың, көбеюі де бірнеше сатыдан тұрады.

4.  Вирустардың  белок құрайтын жүйесі — рибосомдары  жоқ. Демек вирустар өздері  белок құрай алмайды.

5.  Вирустар —  генетикалық деңгейдегі арамтамақтар. Вирустар жасанды орталарда (ЕПА,  ЕПС) өспейді. Себебі оларда  ассимиляция, диссимиляция, тыныс  алу деген жоқ, қоректенбейді,  ештеңе бөлмейді. Вирустардың көбеюі  үшін тек қана тірі клетка керек, тек клетканың ішінде ғана, клетка материалдарын пайдаланып қана көбейе алады. Вирустар өзінің геномымен (РНҚ не ДНҚ) клетка геномына әсер етіп белгілі бір байланысқа түседі. Осылайша клетка бірге жұмыс істейтін күйге түседі, мысалы, рак ауруының вирустары. Осының салдарынан торшаның өлуі де мүмкін, себебі торша геномы зақымдалады, сондықтан торшалық РНҚ-лы құралмай, вирус геномы рибосомға еніп, оны жеңіп шығуы мүмкін.Осындай зақымға ұшыраған клеткаларда вирустар көбейе бастайды. Демек вирустар клетканың генетикалық аппаратына "өз дегенін" істетіп көндіреді.

6.  Вирустардың  ендігі бір ерекшелігі ол өте ұсақ. Олар нанометрмен өлшенеді. 1 нм — метрдің миллиардтан бір бөлігі 1/1000000000 м. Демек 1 метрде - 1 000 000 000 нм, ал 1 мм - 1 000 000 нм, 1 мкм - 1 000 нм, 1 нм - 10 А°.Мысалы, ең ірі деген шешек ауруы вирусының мөлшері жөнінен бактерияға жақындайды. Үлкендігі 250 — 350 нм. Ең кіші вирустың ірілігі (мысалы, аусыл ауруын қоздыратын вирус) 20 — 30 нм. Осындай өте ұсақ вирусты тек электрондық микроскоппен ғана көруге болады. Себебі ондай микроскоп 200000 — 500000, не 1 — 2 млн рет үлкейтіп көрсетеді. Вирустардың осындай ұсақ болуына байланысты оларды зерттеу үшін сүзгіден өткізу тәсілдері қолданылады. Сондықтан да уақытында " Сүзгіден өтетін вирус" деген ұғым пайда болды. Қазіргі кезде "Вирус" деген ұғым ғана қолданылады.

7. Вирустардың тағы  бір ерекшелігі — олар кристалл ретінде де кездеседі. Мұндай қасиет тек өлі дүниеде ғана болады (минералдарда). Темекі жапырақтарының ауруын қоздыратын вирусты кристалл түріндегі вирусты американдық ғалым — биохимик, вирусолог Уэнделл Стенли алған еді. Оған сол еңбегі үшін Нобель сыйлығы берілді.1955 жылы полиомиелит (балалардың сал ауруы) вирусының кристалл түрі алынды. Вирустардың кристалл түрін жай микроскоппен де көруге болады. Бір кристалда бірнеше миллион вирус болады. Кристалдар оншақты жыл бойы сақталуы мүмкін. Дегенмен кез келген уақытта олардың өсіп-өніп миллиондап көбейіп кетуі де мүмкін.

8. Вирустардың кейбір түрлері торша ішінде "денешіктер", "қосылыстар" ретінде кездесуі мүмкін және олар торшада өздері өсіп көбейген жерде ғана болады. Мысалы: құтырық жұқтыратын вирус — цитоплазмада, аденовирустар — ядрода болады.Вирустардың тағы бір айта кететін ерекше қасиеті бар — ол тек белгілі органдар клеткаларында және клетка ішіндегі органеллаларда өніп-өседі. Демек, вирустар клетка ішіндегі ядрода, ядрошықтар мен рибосомдарда, митохондрияларда кездеседі.Осы айтқандардан нендей шешімге келуге болады? Вирус дегендер қандай заттар? Оларды тірі организмге жатқызуға бола ма немесе олардың табиғаты қандай?

Вирустардың пайда  болу табиғаты

Вирустарды жай, майда  торша ретінде қарауға болмайды. Вирустар — клеткаға дейін пайда болған нәрселер. Оларды организм ретінде де қарауға болмайды. Себебі организм дегеніміз (А. Львовтың айтуы бойынша) — өзімен-өзі байланысып жатқан кейбір ерекше құрамдар мен қозғалыстар. Мысалы, ит — жүгіреді, үреді, тірі; құрбақа — секіреді, құрылдайды, тірі. Олардың денесі өзара байланысқан құрама қозғалыстардан тұрады. Бұл — организмдер. Бір торшадан тұратын қарапайымдылар (амебалар)—организмге жатады, ал торша ішіндегі органеллалар (хромосомдар, митохондриялар) организмге жатпайды. Себебі олар өздігінше тіршілік ете алмайды. Демек, вирустарды организм деуге болмайды. Өйткені, олар өздігінен тіршілік етпейді, олардың өсіп-өнуіне торша керек. Сонда вирустарды қайда жатқызуға болады: жануарлар әлеміне ме немесе жансыздар әлеміне ме?

Вирустардың табиғаты ерекше. Оларда әрі тірі жануар дүниесінің қасиеттері бар, яғни көбейеді, нәсілдік және өзгеру ерекшеліктері тағы бар. Ал сонымен бірге вирустарда тірі жандар дүниесінде жоқ қасиеттер де кездеседі: вирустардың кристалл ретінде болуы, кебеюінің ерекшеліктері (дисьюнктивті түрі), нуклеин қышқылының бір түрінің ғана кездесуі. Тіпті вирустар қоректенбейді, қозғалмайды, тыныс алмайды, ештеңе бөлмейді. Осының бәрі вирустардың өлі және тірі дүние арасында тұратынын дәлелдейді. Вирустарды тірі дүниеге жатқызуға 1915-1917 жылдардағы бактериофагтың — бактериялар вирусының ашылуы әсер етті (ағылшын ғалымы бактериолог Туорт пен канадалық микробиолог Д'Эррель).Демек бактерия клеткасының ішінде тіршілік ететін тірі арамтамақ бар екені дәлелденді. Содан соң да көптеген деректер белгілі болды. Сөйтіп, вирус қоздыратын темекі ауруының бар екені, бактерияны құртатын бактериофаттың ашылуы, адам және жануарлар дүниесіндегі жұқпалы аурулардың қоздырушылары — вирустармен байланысты екені анықталды.Вирустарды өсімдіктер вирустары; жануарлар вирустары; бактериялар вирустары — деп үш топқа бөлуге болады.Осы вирустардың бәрін бір категорияға жинап, "Урга" әлемі деп атауға болады. Себебі олардың планетада алатын орны ерекше. Демек, вирустар организмдер емес, тіршіліктің ерекше бір түрі және олар жер бетіндегі органикалық дүниенің эволюция заңына бағынады.

Вирустардың пайда  болуы жөнінде бірнеше болжам бар.

1. Қайта (кері) айналу  теориясы, демек эволюцияның кері  өзгеруі, өте жетілген түрден  жай, қарапайым түрге көшу. Бұл  теория бойынша бактериядан, бір клеткалы организмнен шыққан содан клетка ішінде тіршілік етуге бейімделіп, бірте-бірте формасы мен қасиеттерін жоғалтып, бір ғана нуклеин қышқылы қалған. Дегенмен бұл теория вирустардың нәсілдік генетикалық материалының көптігін, дисьюнктивтік көбею жолын түсіндіре алмайды.

2. Басқа бір болжау — вирустардың клеткалы дүние пайда болғанға дейінгі тіршілік түрлері, содан кейін бірте-бірте торшалық, бертін келе — күрделі организмдер пайда болған. Бұл болжам да алдыңғы болжам сияқты әлгіндей сұрақтарға жауап бере алмайды.

3. Келесі болжам  — вирустар клетка ішіндегі  денелерден шыққан. Бұл болжамды кейде "құтырынған гендер" деп атайды Шынына келсек клеткада 3 түрлі генетикалық (нәсілдік) заттар бар Олар 1) хромосомдағы ДНҚ, 2) бактериялық плазмидтік ДНҚ, 3) митохондриялық ДНҚ.Соңғы болжам бойынша вирустар плазмидтен пайда болған Вирустардың торшаның нәсілдік элементтершен шығуы мүмкін. Себебі, табиғат вирустарда ДНҚ мен РНҚ-ның әрбір түрін жаттығып көргеннен кейін клеткаларда олардың ең керекті түрін екі жіптен тұратын ДНҚ мен бір жіптен тұратын РНҚ-ны ғана қалдырған болуы керек. Демек, осының арқасында мынандай болжам пайда болған әртүрлі вирустар түрлі мерзімдерде клетканың әр түрлі нәсілдік элементтермен шыққан болуы керек.  Осының салдарынан ғана бесаспап нәсілдік код вирустарға да, бүкіл жанды дүниеге де тән және олар жердің органикалық дүниесінен шыққан.

Вирусология тарихы

Вирусологияның тарихын  үш кезеңге бөлуге болады.

І-кезең — бүкіл  өткен өмірден 1892 жылға дейін

П-кезең — вирусология  ғылымының 1892 жылдан 1950 жылға дейінгі қалыптасу кезеңі.

Ш-кезең — 1950 жылдан басталады.

Бұл кезеңде вирусологияда  электрондық микроскоп, клеткаларды  өсіру, ультрацентрифуга, рентген —  құрылымдық анализ, т.б қолданыла  бастады.Вирус қоздыратын аурулар өте ерте кезден бері белгілі болган. Мысалы, шешек ауруы ертедеп Қытай, Унді елдерінде белгілі болған. Бұдан 3000 жыл бұрын өмір сүрген фараондардың денесінен шешек ауруының іздері байқалған.1763 жылы Солтүстік Америкадағы Истхем деген қалада шешек ауруымен ауырған 1331 адамнан тек төртеуі ғана тірі қалған.Шешек ауруынан құтылу жолдарын іздеп, адамдар әр түрлі құдайларға сиынған.Африканың кейбір аудандарында осындай дінге сенушілік әлі де кездеседі. Құтырық ауруын қоздыратын вирус біздің дәуірден 2300 жыл бұрын кездескен, ал біздің дәуірдің 100 жылы Корнелий Цельс бұл аурудың өз құлдарының арасында шыққанын байқаған. Айтарлықтай бір қызықты жағдай, адам баласы өте ертеден бастап-ақ микроорганизмдер туралы ұғымның жоқ кезінің өзінде де осындай жұқпалы аурулардан сақтану жолдарын, емдеу негіздерін қарастырған. Мысалы, Қытайда, Қиыр Шығыста, Түркияда сау кісілерді шешектің жеңіл түрімен ауыртқан. Сонда олар қатты аурудан сақтанған. Бұл үшін шешекпен жеңіл ауырған кісінің іріңдеп тұрған жарасынан ірін алып, сау кісінің мұрнына (танауына) жаққан немесе денесінің жарақаттанған терісіне тигізген. Тек XVIII ғасырдың аяғында ғана Эдуард Дженнер, ағылшын дәрігері шешек ауруынан сақтандырудың бірден-бір жолын тапты. Ол кісінің көптен бері байқауы бойынша, сиыр сауатын сауыншылар сиыр шешегімен ауырса, қара шешекпен ауырмайтын болған.Сондықтан да Дженнср 1796 жылдың 14 маусым күні 8 жасар сау баланың қолына Сара Селми деген сауыншының қолындағы шешек жарасының іріңін еккен. Сара Селми сиыр шешегімен ауырып жүр еді. Осы егудің арқасында бала шешекпен ауырмай аман қалған. Сол кезден бастап вакциндеу (егу) деген ұғым пайда болды. Ол латыннын уасса — сиыр деген сөзінен алынды. Бакциндеу — егу, ал вакцина — егетін зат.XIX ғасырдың аяғында Луи Пастер (1823—1895) вирус жұқтыратын құтырықк ауруының вакцинасын алды. Л. Пастер тері өңдеушінің баласы болған. Өзі 25 жасында Париждегі мектептің физика және химия курсын бітіріп, бір жылдан соң атақты химик Блонның ассистенті болып істеген. Ол 27 жасында профессор атағын алды. Пастердің данышпандығын дәлелдейтін бір жағдай — ол өзі құтырық вирусын білмей-ақ сол аурудың жұқпалы екенін сезіп, ауру коздыратын агентті әлсірету жағдайын ойластырған. Осындай әлсіреген қоздырушы ауру туғызбай, ол ауруға қарсы иммунитет туғызған.Д. И. Ивановскийдің жұмыстарынан кейін ауру жүқтыратын қоздырушыларды бактерия сүзгісінен өткізудің арқасында көптеген вирустар бар екені анықталады. Мысалы, 1898 жылы немістің Фридрих Леффлер және Пауль Фрош ғалымдары малды көп шығынға ұшырататын аусыл коздырушысының вирус екенін дәлелдеді. Осыдан кейін көптеген жұқпалы аурулардың вирустары белгілі болды.

1902  ж.  — ірі қараның оба    вирусы (Николь және Адильбей) және Ауески ауруының вирусы табылды (Венгрия ғальшыАуески).

1903  ж. — шошқа обасының вирусы (американдық ғалымдар-Швейниц пен Дорсе).

1904  ж. — жылқы  иифекциялық анемия деп аталатын  жұқпалы аурудың вирусы (француз  ғадыадары Карре мен Валле).

1905 ж. — ит обасының вирусы (француз ғалымы Карре).

1908 ж. — трахома  вирусы.

1909 ж. — балалардың  полиомиелит вирусы.

1909 ж. — сары  безгек вирусы (жапондык бактериолог  Хидейо Ногучи).

1911 ж. — тауықтардың  саркома қатерлі ісік ауруы  вирусы (Раус).

1915 — 1917 жж. — бактериофагтар (Туорт және Д Эррель) т. б.

Қорыта келгенде XX ғасырдың басында негізгі 3 түрлі  вирус белгілі болды. Олар бактерия, өсімдіктер және жануарлар ауруының вирустары еді. Содан кейінгі  жылдар тап бүгінге дейін вирусология ғылымының ете терең жаңалықтары ашылған жылдар болды. Бұл кезең вирустардың өсіп-өнуін зерттеп, олардың клетка ішінде өсуін, клеткадан калай бөлініп шығуын, санын есептеуді және электрондық микроскоп арқылы зерттеуді қолға алған жылдар еді. Сондай-ақ америкаңдық ғалым У. Стенлидің 1935 жылы темекі ауруының вирусын кристалл ретінде алуы үлкен табыс болды. 1941 жылы американдық вирусолог Херст ғемаглютинация феноменін ашты (вирустың әсерінен қан түйіршігінің бірігуі), осы жағдай вирус пен клетка арасындағы байланысты зерттеуге көмектесті (тұмау вирусы мен эритроцит арасындағы реакция).

1952  ж. — Херши  мен Чейз бактериофагтың нуклеин  кышқылының бактерия клеткасына  ауру жұқтыратынын ашты.

1953  ж. — Уотсон  мен Крик вирустардьщ ДНК-ның  екі жіптен тұратынын тапты.

1956 ж. — Гирер,  Шрамм және Френкель вирустар  белоктарының құрылысы олардың  нуклеин қышқылына байланысты  екенін дәлелдеді.

1961 ж. — Ниренберг  РНҚ-ның пайда болу жолдарын, бляшка алу тәсілдерін ашты.

Содан бері жыл сайын  вирустардың жаңа түрлері ашылып келеді. Кейбір вирус арқылы тарайтын жұқпалы ауруларды зерттеуде Л. А. Зилвбер, М. П. Чумаков, Е. Н. Левкович, А. К. Шубладзе, В. Д. Соловьев және т. б. вирусологтардың еңбегі зор. Олар кене арқылы жұғатын энцефалит ауруының вирусын тауып, ол аурудың жұғу жолдарын, қоздырушысын зерттеп, табу жолдарын, емдеу және сақтану мүмкіндігін айқындады. Ал М. П. Чумаков пен А. А. Смородинцев американдық ғалымдармен біріге отырып балалардың полиомиелит (сал) ауруынан сақтандыратын вакцина алды.Бұрынғы кеңес еліңде вирусология ғылымы саласындағы зерттеулер коп институттарда қолға алынған. Бұған Ивановский атындағы вирусология институтын, полиомиелит және энцефалитгі зерттейтін вирусология институты, Н. Ф. Гамалея атындағы эпидемиология және микробиология институтын, молекуларлық биология институтын, бұрынғы бүкіл одақтық тұмау ауруын зерттеу институты, Москвадағы вирустар препаратын зерттейтін ғылыми-зерттеу институтын, Украин ғылым академиясының микробиология және вирусология институтын, Одессадағы И. И. Мечников атындағы вирусология және эпидемиология ғылыми-зерттеу институтын, біздің республикамызда казақтың микро-биология, эпидемиология және жұқпалы аурулары ғылыми-зерттеу институтын, Ғылым Академиясының микробиология және вирусология институтын айтуға болады.Демек, молекуларлық биологияның, биохимияның, биофизиканың, генетиканың өсіп-жетілуіне сәйкес бір кездегі микробиологиялық бөлгі болып келген вирусология жеке ғылым болып бөлінеді.