Вирустар – тұқым қуалаушылық қасиеті бар, өзгеруге, көбеюге бейім өте ұсақ, тірі микроорганизмдер. Вирустардың бактериялардан айырмашылығы – клеткалық құрылысы болмайды, тек қана бір нуклеин қышқылы ДНҚ немесе РНҚ болады. Белок синтездейтін рибосомалары болмайды сондықтанда, оларда зат алмасу жүрмейді. Жіктелуі бойынша:VIRA патшалығы екі үлкен топқа бөлінеді ДНҚ және РНҚ құратын топтар.
Құрылысы
Вирустың құрылысының компоненттері: кампосер – белокты бөлек бірлігі, капсид – капсомерлерден құралған күндек, нуклеокапсид – нуклеин қышқылы мен кпасид белогының комплексі, вирион – вирустың бүтін бөлшектері.
Вирустардың құрамы өте қарапайым. Олар нуклеин қышқылынан және оларды қоршап жататыны – капсид және суперкапсид деп аталатын қабаттардан, сондай–ақ вирус қабығының сыртындағы рецепторлардан.
Морфологиялық құрылысы бойынша вирустар 2 топқа бөлінеді:
А) жай, қарапайым құрылысыты – нуклеин қышқылы және оны қоршаған капсидтен тұрады (полимиелит вирусы, аденовирустар, құтыру вирусы);
Б)күрделі құрылысты - нуклеин қышқылынан, капсидтен және суперкапсидтен тұрады (ұшық, тымау, шешек вирустары).
ДНҚ немесе РНҚ вирионның ортасында орналасады. Вирус геномы 3-4 -тен (паравирустар) 150-ге дейін (шешек вирусы) геннен құрылады. Әр түрлі вирустардың геномындағы нуклеин қышқылы бір немесе екі жіп тәрізді, үздіксіз немесе үздікті, түзу сызықты немесе сақиналы сияқты болуы мүмкін. Мысалы, СПИД вирусында екі үздіксіз түзусызықты РНҚ жіптері (молекуласы) бар; В – гепатит вирусында – екі сақиналық ДНҚ жіптері, әрі 3/1 қысқартылған ішкі жіп; тұмау вирусында бір үздікті РНҚ жібі бар. Нуклеин қышқылы геномды белоктармен байланысты.
Капсид – жеке–жеке белоктық субъединицадан құрылған–капсомерлерден тұрады. Капсомерлердің кеңістіктегі орнына сәйкес капсид симметриясының екі түрі болады–спиральдық және кубтық. Спиральдық типте капсид нуклеин қышқылын орап жатады, кубты типте–капсид ортасында нуклеин қышқылы орналасқан қуыс дене тәрізді болады. Бактерия вирустарында–бактериофагтарда симметрияның екі типі кездеседі, яғни вирус басындағы капсидтың симметриясы кубты болса, ал өсіндісінде–спиральдық болып келеді.
Құрылысы күрделі вирустардың суперкапсиді липопротеидтық комплекстерден тұрады. Вирионның құрамындағы липидтер мен көмірсулардың шығу тегі жасушалық екендігі осы күні мойындалып отыр.
Вирионның бетіндегі рецепторлардың түрі әр түрлі: таяқшалық, саңырауқұлақты, шоқпарлық т.б. Химиялық құрамы бойынша гликопротеидтердің құрамына жатады. Вирустар рецепторлардың көмегімен сезімтал клетканың бетіне адсорбцияланады, ал сондай–ақ, рецепторлардың белгілі физико–химиялық қасиеттері бар. Мысалы, тұмау вирусының екі түрлі рецепторы бар–таяқшалық–гемагглютининдер және шоқпарлық–нейраминидазалар.
Гемаглютининдердің рецепторлық қызметінен басқа эритроциттерді гемолиздеуге қабілеті бар, сонымен қатар ауру адамның организмінде талғамды антиденелер түзіліп жоғары иммуногенділік қасиет көрсетеді, талғамды антиденелр әсіресе рецепторлық құрылымдарға қарсы пайда болатындығына назар аудара кету қажет.
Вирустық талғамдылығы бар белоктар құрылыссыз және құрылысты түрлерге бөлінеді. Құрылысты белоктарға капсидтің, суперкапсидтің, рецепторлық құрылымдардың белоктары, сонымен қатар нуклеин қышқылымен байланысқан геномдық белоктар жатады.
Құрылыссыз белоктар вирионды репродукцияға дайындайды жіне төменде көрсетілген фермменттерден тұрады. Нуклеин қышқылының репликациясына және транскрипциясына қажетті полимеразалар, вирустық талғамдығы бар белоктарды бөлуші – протеазалар және реттеуші белоктар– ферменттер.
Вирустар мөлшеріне байланысты төмендегідей топтарға бөлінеді:
А) ұсақ – 50 нм кем (полиомиелит вирусы, А және В гепатиттер вирустары)
Б) орташа – 150 нм кем (құтыру вирусы, тымау вирусы)
В) ірі – 400 нм дейін (шешек вирусы)
Вирус бөлшектерінің өлшемін анықтаудың әдістері:
А) диаметрі белгілі микропорлары бар мембраналық фильтр (сүзгі) арқылы сүзгілеу;
Б) ультрацентрифугалау кезінде вирус бөлшектерінің тұнбаға түсу жылдамдығымен;
В) электрондық микроскоп жәрдемімен;
Г) вирус бөлшектері суспензиясынан өткен иондаушы радиация ағының өлшеу арқылы анықталады.
Репродукциясы
Вирустар тек дисьюнктивті әдіспен көбейеді. Өздерінің белок және нуклеин қышқылының синтезі үшін клетканың құрылысын,зат алмасуды пайдаланады. Сол себепті вирустар генетикалық паразиттер деп саналады. Осылай вирус көбею немесе репродукция әдісі, дисьюнктивті немесе бөлектенген әдіс деп саналады.
Реппродукцияның негізгі кезеңдері: сезімтал клетканың бетіне вирус бөлщектері адсорбциялануы; вирустың клетканың ішіне енуі; мембранасынан айырылуы; транскрипция, трансляция және репликация; вирус бөлшектерінің жиналуы және клеткадан шығуы.
1. Сезімтал клетка – нысананың бетіндегі рецепторлық құрылымына вирустың адсорбциясы. Микроорганизмнің әртүрлі тканьдерден вирустық инфекция тропизмімен анықталады. Мысалы, тұмау вирусы–тек қана тыныс алу жолының, шырышты қабығының клеткаларына бекітіледі, құтыру вирусы–нерв клеткаларына, СПИД вирусы–лимфоциттерге бекітіледі. Тұтау вирусы гемагглютининнің рецепторлары арқылы тыны алу жолдарының жоғарғы бетіндегі эпителиальды клетканың бетіндегі комплементарлы рецепторлар арқылы байланысады. Егер де вирус клетка әшәне ене алмаса, нейраминидаза–вирус бетіндегі бекітуші белок–вирусты бұл клеткадан бөліп алып, басқа клеткаға өтуіне мүмкіндік жасайды.
2. Вирустық бөлшектердің клеткаға енуі энергияға тәуелді процесс және екі әдіспен іске асырылады:
А)пиноцитоз арқылы клетка қабығынан өтуі.
Б)вирус қабығымен клеткалық мембрананың бірімен–бірі қосылу әдісімен енуі.
Клетка мембранасына сәйкес, вирустардың шешінуі әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, бактероифагтар өз қабығынан микробтық клетканың бетінде босатылады, шешек вирусы суперкапсидты клетка мембранасында қалдырып, капсидтен клетканын ішінде босатылады, полиомиелит вирусы клеткаға еніп ішінде өзінің жалғыз қабығынан–капсидтен босатылады.
3.а) транскрипция–бұл генетикалық коды заңы бойынша вирустық РНҚ немесе ДНҚ көшіріп жазылуымен байланысты иРНҚ пайда болуы;
б)трансляция–бұл иРНҚ–дағы генетикалық информацияны аминоқышқылдардың спецификалық жүйелілігі түріне көшіру процесі және вирусспецификалық белоктардың синтезі басталуы.
в)репликация–бұл вирус нуклеин қышқылы молекуласының синтезі. Вирус белок синтезі–тек клетка рибосомасында жүрсе, нуклеин қышқыл синтезі – ядрода жүреді.
4.Вирус бөлшектерінің жинақталуының екі түрі болады:
а)вириондардың жинақталуы және кемеліне жетілуі клетканың ішінде өтеді;
б)вирион жинақталууы клеткадан шығу мезгілінде аяқталады
Вирус бөлшектерінің клеткадан шығу әдістері:
А) «жарылу» жолымен, кейде жиналған вирус бөлшектері бір мезгілде клеткадан шыққанда оның бұзылып жойылуына себеп болады. Бұл әдіс құрылыстары жай вирустарға тән
Б) «бүршіктену» жолымен, кейде вирус бөлшектері аздаған мөлшерде клеткадан шығады. Бұл әдіс құрылысы күрделі вирустарға тән. Клетка ұзақ уақыт тіршілігін сақтайды.
Жоғарыда қарастырылған вирус репродукциясы негізінде жедел және созылмалы инфекциялар тудыратын вирустың клеткамен қарым–қатынасын көрсетеді. Бұл қарым–қатынас продуктивті тип болып саналады. Вирустың клеткамен қарым–қатынасының екінші,интегративтік типі болады. Бұл типте репродукция жоқ, ал вируктың гендері клетка ДНҚ құрылысына енеді немесе интеграциялайды. Бірақ клекканың вируспен бұл қарым–қатынасы ткандық клетканың атиптік түріне айналу қаупын туғызуы мүмкін.
Вирусологияда қолданылатын зерттеу әдістері өте күрделі, ондай жағдай вирустардың абсолютті паразиттілігімен және мөлшерінің өте кішкентайлығымен байланысты.
Вирусы бар заттарды зерттеу үшін мынадай әдістермен жүргізіледі:
- сәулелі микроскопта вирустық қосындыларды қарау, электронды микроскопта зерттеу және иммунды - флуоресцентті микроскопта зерттеу.
- өсіп келе жатқан тауық эмбрионына жұқтыру арқылы вирустарды дақылдандыру және бөліп алу
- сезімтал лабораториялық жануарларға жұқтыру арқылы дақылдандыру және бөліп алу
- жасуша дақылдарына жұқтыру арқылы дақылдандыру
- гемагглютинациялық реакциямен вирустарды индикациялау
- гемадсорбциялық реакциямен вирустарды индикациялау
- жасуша дақылында таңдақ түзеу әдісімен индикациялау
- түсті реакциямен вирустарды индикациялау және идентификациялау.
Вирустарды жасуша дақылдарында өсіп - өндіру.
Клетка дақылдары вирустарды өсіп - өндіруге қолданылатын ең ыңғайлы моделі болып есептеледі. Өйткені вирустардың репродукциялануы табиғи жағдайдағыдай болады. Мұндай дақылдарды адамдар мен жануарлардың тканьдерінен дайындайды.
Организмінен бөлініп алынып, жасанды жағдайда өзінің тіршілігін сақтайтын клеткаларды жасуша дақылдары деп атайды. Олар арнайы қоректік ортасы бар пробиркаларда әйнекшеге жабысып немесе суспензия түрінде өседі. Егер де организмнен тыс жағдайда көбейе алмаса, ондай клеткаларды тіршілігін сақтаушы, ал өсіп - өніп көбейетін болса - өсуші дақылдары дейді. Вирусологияда өсуші дақылдар жиі қолданылады. Оларды мынадай топтарға бөледі: біріншілік, ауыспалы, жартылай ауыспалы. Ең қолайлысы соңғы топқа жататын клетка дақылдары, өйткені оларды қайталап сеуіп пайдалана беруге болады.
Егер ауыспалы тканьді жаңа қоректік ортаға сепсе, бұрынғы ткань дақылы өсіп-өнеді, оны тканьдық субдақыл деп атайды. Субдақылды кез - келген біріншілік тканьдерден алуға болады, бірақ олар 4-5 қайталап себуден аспайды.
Ағзадан тыс жағдайда көбею және қайталап сеуіп отырғанда бірнеше ондаған жылдар тіршілік қабілетін сақтай алатын жасушаларды ауыспалы жасуша дақылдары деп атайды.
Адамдардың қалыпты тканьдерінен, омыртқалы және омыртқасыз жануарлардан, адамдардың қатерлі ісіктерінен алынған шығу тегі әртүрлі 4000-ға жуық ауыспалы жасуша дақылдары бар екені белгілі.
Ауыспалы жасуша дақылдарының артықшылығы сол, оларды дайындау жолы қиын емес және арзан. Жасушалардың пішіндері және негізгі қасиеттері тұрақты. Дүние жүзінің лабораторияларында пайдаланылатын халықаралық штаммдар болады. Ауыспалы дақылдарды бөтен вирустармен ластануы болмайды, бірақ оларды қайталап жиі жаңа ортаға сеуіп отырмаса рактық клеткаға айналып кету қаупі бар. Соның нәтижесінде оларда бейспецификалық дегенерация болып вирустар өсіруге сезімталдығы төмендейді.
Жасушалардың тұрақтылығы күшті болу үшін клональды дақылдарды, яғни бір жасушадан алынған ұрпақтарды пайдаланған жөн.
Соңғы жылдары вирусологияда хромасомасы диплоидты жиынтықтан тұратын, яғни диплоидты жасушалар қолданыла бастады.
Жартылай ауыспалы жасуша дақылдарының 50-55 рет қайталап ауыстырып сепкенде өсіп өну қабілеттілігі бар, содан кейін жасушалар өледі. Осындай штаммдарды адам эмбрионынан дайындалған біріншілік тканьдерден алуға болады. Мысалы, адам өкпесінен алынған диплоидты жасушалар. Бұл жасушалар жылдам көбейеді, бір айға дейін қоректік ортаны ауыстырмай - ақ тіршілігін сақтайды, әрі көптеген вирустарға сезімтал.
Жасуша дақылындағы вирустың цитопатогендік әсері – ЦПӘ
Жасуша мен вирустың күрделі түрде болатын өзара әсерінің нәтижесінде әртүрлі өзгерістер болады. Тіптен жасуша қабатының толық бұзылуы мүмкін. Осындай өзгерістердің өзінше спецификалық сипаттамасы бар:
- ошақты майдадәнді зақымдану
- жасуша қабатының барлық жерінде майдадәнді өзгеру
- әр жерде жүзім тәрізді дөңгелектенген жасушалардың шоғырлануы
- көпядролы гигантты жасушалардың бірігуі
- симпласт жасушалардың пайда болуы
- көзге көрінетін морфологиялық өзгерістердің болмауы
Цитопатогендік әсердің бар жоғын тек қана бақылау жасушалардағы өзгерістермен салыстырып жүргізеді.
Гемадсорбциялық реакция. Вирус жұққан жасуша дақылдарының өзінің сыртқы бетінде эритроциттерді жабыстыру қабілеттілігі гемадсорбция деп аталады. Грипп, парагрипп, поксовирус және флавивирустардың гемадсорбциялық қасиеті бар.
Жұқтырылған жасушаларда гемадсорбциялық құбылыс цитопатогендік өзгерістерден әлде қайда бұрын байқалады. Сондықтан бұл реакцияны вирустарды ертерек табу үшін қолданады (аденовирустар, парагрипп,ұшық вирустары)
