וירוסים הם צורת חיים שמתה זמן מה לאחר הכניסה לסביבה סביב הגוף, כלומר, היא לא יכולה להתקיים מחוץ לגוף הנשא. למעשה, ניתן לקרוא להם טפילים תוך תאיים המתרבים בתאים, ובכך גורמים למחלות שונות. וירוסים יכולים להדביק גם RNA (חומצה ריבונוקלאית) וגם DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית). וירוסים המכילים DNA מוכרים כשמרנים יותר מבחינת גנטיקה וכפחות רגישים לשינויים כלשהם.
תיאוריות על המקורות
ישנן מספר תיאוריות על מקורם של וירוסים. חסידי תיאוריה אחת טוענים שמקורם של וירוסים מתרחש באופן ספונטני ונובע ממספר גורמים. אחרים רואים בווירוסים צאצאים של הצורות הפשוטות ביותר. עם זאת, תיאוריה זו אינה מבוססת ומופרכת, שכן עצם המהות הטפילית של וירוסים מעידה על קיומם של יצורים מאורגנים יותר שבתאיהם הם יכולים להתקיים.
גרסה נוספת של מקור הווירוסיםכרוך בטרנספורמציה של צורות מורכבות יותר. תיאוריה זו מדברת על הפשטות המשנית של הנגיף, שכן היא תוצאה של הסתגלות לאורח חיים טפילי. פישוט זה אופייני לכל המיקרואורגניזמים הטפילים. הם מאבדים את היכולת להאכיל בעצמם, תוך שהם רוכשים נטייה להתרבות במהירות.
עיצוב ומידות של וירוסים המכילים DNA
הנגיפים הפשוטים ביותר מכילים חומצת גרעין, הפועלת כחומר גנטי הן של המיקרואורגניזם עצמו והן של הקפסיד שלו, שהוא מעטפת חלבון. ההרכב של כמה וירוסים מתווסף עם שומנים ופחמימות. לנגיפים חסר חלק מהאנזימים שאחראים על תפקוד הרבייה, ולכן הם יכולים להתרבות רק כאשר הם נכנסים לתא של אורגניזם חי. חילוף החומרים של התא הנגוע עובר לאחר מכן לייצור של רכיבים נגיפיים ולא משלו. כל תא מכיל מידע גנטי מסוים, אשר בנסיבות מסוימות יכול להיחשב כהוראות לסינתזה של סוג מסוים של חלבון בתוך התא. התא הנגוע תופס את המידע הזה כמדריך לפעולה.
גדלים
באשר לגודל של נגיפי DNA ו-RNA, הוא בטווח של 20-300 ננומטר. וירוסים הם לרוב קטנים יותר מחיידקים. תאי אריתרוציטים, למשל, גדולים בסדר גודל מאלה ויראליים. בעל יכולת זיהום, חלקיק נגיפי זיהומי מלא מחוץ לאורגניזם בריא נקרא ויריון.ליבת הוויריון מכילה מולקולת חומצת גרעין אחת או יותר. הקפסיד הוא מעטפת חלבון המכסה את חומצת הגרעין הוויריון, ומספקת הגנה מפני ההשפעות המזיקות של הסביבה. חומצת הגרעין הכלולה בוויריון נחשבת לגנום של הנגיף ומתבטאת בחומצה דאוקסיריבונוקלאית, או DNA, וכן בחומצה ריבונוקלאית (RNA). בניגוד לחיידקים, לנגיפים אין שילוב של שני סוגי החומצה האלה.
בואו נשקול את השלבים העיקריים של רבייה של וירוסים המכילים DNA.
שכפול של וירוסים
כדי להיות מסוגל להתרבות, וירוסים צריכים לחדור לתאי מארח. וירוסים מסוימים יכולים להתקיים במספר רב של מארחים, בעוד שאחרים נוטים להיות ספציפיים למין. בשלב הראשוני של ההדבקה, הנגיף מכניס חומר גנטי לתא בצורה של DNA או RNA. תפקוד הרבייה שלו, כמו גם המשך התפתחותם של תאים, תלויים ישירות בפעילות ובייצור הגנים והחלבונים של הנגיף.
ליצור תאים, לנגיפים המכילים DNA אין מספיק חלבונים משלהם, ולכן משתמשים בחומרים נשאיים דומים. זמן מה לאחר ההדבקה, רק חלק קטן מהנגיפים המקוריים נשאר בתא. שלב זה נקרא ליקוי חמה. הגנום של הנגיף בתקופה זו מקיים אינטראקציה הדוקה עם הנשא. לאחר מכן, לאחר מספר שלבים, מתחילה הצטברות צאצאי הנגיף בחלל התוך תאי. זה נקרא שלב ההתבגרות. שקול את רצף שלבי ההתרבות של וירוסים המכילים DNA.
מחזור החיים
מחזור החיים של וירוסים מורכב מכמה שלבי חובה:
1. ספיחה על התא המארח. זהו השלב הראשוני והחשוב בזיהוי תאי מטרה על ידי קולטנים. ספיחה יכולה להתרחש על תאי איברים או רקמות. התהליך מפעיל את המנגנון לשילוב נוסף של הנגיף בתא. קשירת תאים דורשת כמות מסוימת של יונים. זה הכרחי כדי להפחית את הדחייה האלקטרוסטטית. אם החדירה לתא נכשלת, הנגיף מחפש יעד חדש לאינטגרציה והתהליך חוזר על עצמו. תופעה זו מסבירה את הוודאות בדרכים שבהן הנגיף חודר לגוף האדם.
לדוגמה, בקרום הרירי של דרכי הנשימה העליונות יש קולטנים לנגיף השפעת. תאי עור, לעומת זאת, לא. מסיבה זו, אי אפשר להידבק בשפעת דרך העור, זה אפשרי רק על ידי שאיפת חלקיקי וירוס. וירוסים חיידקיים בצורת חוטים או ללא תהליכים אינם יכולים להיצמד לדפנות התא, ולכן הם נספגים על הפימבריה. בשלב הראשוני, ספיחה מתרחשת עקב אינטראקציה אלקטרוסטטית. שלב זה הוא הפיך, מכיוון שחלקיק הנגיף מופרד בקלות מתא המטרה. מהשלב השני, הפרדה אינה אפשרית.
2. השלב הבא של רבייה של וירוסים המכילים DNA מאופיין בכניסה של ויריון שלם או חומצת גרעין, המופרשת על ידה בתוך התא המארח. הנגיף קל יותר להשתלב בגוף החי, שכן התאים במקרה זה לאמסופק עם נדן. אם לוויריון יש קרום ליפופרוטאין מבחוץ, אז הוא מתנגש במגע עם הגנה דומה של התא המארח והנגיף חודר לציטופלזמה. נגיפים החודרים לחיידקים, צמחים ופטריות קשים יותר לשילוב, שכן במקרה זה הם נאלצים לעבור דרך דופן התא הנוקשה. לשם כך, לבקטריופאג'ים, למשל, מסופקים האנזים ליזוזים, המסייע בהמסת דפנות תאים קשות. להלן דוגמאות של וירוסים המכילים DNA.
3. השלב השלישי נקרא דה-פרוטאיניזציה. הוא מאופיין בשחרור חומצת גרעין, שהיא נושאת המידע הגנטי. בנגיפים מסוימים, כמו בקטריופאג'ים, תהליך זה משולב עם השלב השני, שכן מעטפת החלבון של הנגיף נשארת מחוץ לתא המארח. הוויריון מסוגל להיכנס לתא על ידי לכידת האחרון. במקרה זה, נוצר וואקוול-פאגוזום, אשר סופג את הליזוזומים הראשוניים. במקרה זה, ביקוע לאנזימים מתרחש רק בחלק החלבון של התא הנגיפי, וחומצת הגרעין נשארת ללא שינוי. היא זו שמעצבת מחדש באופן משמעותי את תפקוד תא בריא, ומאלצת אותו לייצר את החומרים הדרושים לנגיף. הנגיף עצמו אינו מסופק במנגנונים הדרושים להליכים כאלה. יש דבר כזה כמו האסטרטגיה של הגנום הנגיפי, הכוללת יישום של מידע גנטי.
4. השלב הרביעי של רבייה של וירוסים המכילים DNA מלווה בייצור של חומרים הנחוצים לחיי הנגיף, המתבצע בהשפעת חומצת גרעין.חומצות. ראשית, מיוצר mRNA מוקדם, שיהפוך לבסיס לחלבוני הנגיף. מולקולות שעלו לפני שחרור חומצת הגרעין נקראות מוקדם. מולקולות שנוצרו לאחר שכפול חומצה נקראות מאוחר. חשוב להבין שייצור מולקולות תלוי ישירות בסוג חומצת הגרעין של וירוס מסוים. במהלך הביוסינתזה, וירוסים המכילים DNA נצמדים לתכנית מסוימת, כולל שלבים ספציפיים - DNA-RNA-חלבון. וירוסים קטנים משמשים בתהליך של שעתוק של RNA פולימראז. גדולים, כמו נגיף האבעבועות השחורות, אינם מסונתזים בגרעין התא, אלא בציטופלזמה.
וירוסים המכילים DNA כוללים הפטיטיס B, הרפס, נגיפי אבעבועות, נגיפי פפובה, נגיפי הפדנה, וירוסי פרבו.
קבוצות וירוס RNA
וירוסים המכילים RNA מחולקים למספר קבוצות:
1. הקבוצה הראשונה היא הפשוטה ביותר. הוא כולל נגיפי קורונה, טוגה ופיקורנה. שעתוק אינו מתבצע בסוגים אלה של וירוסים, מכיוון שה-RNA החד-גדילי של ה-virion מיישם באופן עצמאי את הפונקציה של חומצת מטריקס, כלומר, הוא הבסיס לייצור חלבונים ברמת הריבוזומים התאיים. לפיכך, ערכת הייצור הביולוגי שלהם נראית כמו חלבון RNA. וירוסים מקבוצה זו נקראים גם גנומי חיובי או מטטרסל.
2. הקבוצה השנייה של וירוסים המכילים DNA ו-RNA כוללת וירוסים מינוס גדיל, כלומר, יש להם גנום שלילי. אלה חצבת, שפעת, חזרת ועוד רבים אחרים. הם מכילים גם RNA חד-גדילי, אבל זה לאמתאים לשידור חי. מסיבה זו, נתונים מועברים תחילה ל-RNA של הנגיף, וחומצת המטריצה המתקבלת תשמש מאוחר יותר כבסיס לייצור חלבוני וירוס. שעתוק במקרה זה נקבע על ידי פולימראז RNA תלוי חומצה ריבונוקלאית. אנזים זה מובא על ידי הנגיף, מכיוון שהוא אינו קיים בתא בתחילה. הסיבה לכך היא שהתא לא צריך למחזר RNA כדי לייצר RNA אחר. אז, ערכת הייצור הביולוגי במקרה זה תיראה כמו חלבון RNA-RNA.
3. הקבוצה השלישית מורכבת ממה שנקרא רטרו-וירוסים. הם נכללים גם בקטגוריית האונקובירוסים. הביוסינתזה שלהם מתרחשת בצורה מורכבת יותר. ב-RNA השליח הראשוני מסוג חד-גדילי, מיוצר DNA בשלב הראשוני, שזו תופעה ייחודית, שאין לה אנלוגים בטבע. התהליך נשלט על ידי אנזים מיוחד, כלומר פולימראז ה-DNA התלוי ב-RNA. אנזים זה נקרא גם transcriptase הפוכה או transcriptase הפוכה. מולקולת ה-DNA המתקבלת כתוצאה מהביוסינתזה לובשת צורה של טבעת והיא מוגדרת כפרו-וירוס. לאחר מכן, המולקולה מוכנסת לתאי הכרומוזומים של הנשא ומתעתקת מספר פעמים על ידי RNA פולימראז. העותקים שנוצרו מבצעים את הפעולות הבאות: הם מייצגים מטריצת RNA, שבעזרתה מיוצר חלבון ויראלי וכן ויריון RNA. סכימת הסינתזה מוצגת באופן הבא: RNA-DNA-RNA-protein.
4. הקבוצה הרביעית נוצרת מנגיפים של-RNA שלהם יש צורה דו-גדילית. התמלול שלהם מתבצע על ידיRNA פולימראז תלוי באנזים RNA.
5. בקבוצה החמישית, ייצור מרכיבי חלקיק הנגיף, כלומר חלבוני קפסיד וחומצות גרעין, מתרחש שוב ושוב.
6. הקבוצה השישית כוללת וירונים, הנוצרים כתוצאה מהרכבה עצמית המבוססת על עותקים רבים של חלבונים וחומצות. לשם כך, ריכוז הווירונים חייב להגיע לערך קריטי. במקרה זה, מרכיבי חלקיק הנגיף מיוצרים בנפרד זה מזה באזורים שונים בתא. וירוסים מורכבים יוצרים גם מעטפת הגנה של חומרים המרכיבים את קרום תאי הפלזמה.
7. בשלב הסופי משתחררים חלקיקי וירוס חדשים מהתא המארח. תהליך זה מתרחש בדרכים שונות, בהתאם לסוג הנגיף. תאים מסוימים מתים לאחר שחרור תמוגה של תאים. במקרים אחרים, ניצנים מהתא אפשרי, אולם שיטה זו אינה מונעת את מותו הנוסף, שכן קרום הפלזמה פגום.
התקופה עד שהנגיף עוזב את התא נקראת סמויה. משך המרווח הזה יכול להשתנות בין כמה שעות לכמה ימים.
נגיפים גנומיים המכילים DNA
וירוסים, תוכן ה-DNA של המינים הגנומיים מחולקים לארבע קבוצות:
1. גנומים כגון נגיפי אדנו, פפובה והרפס מועברים ומועתקים בגרעין התא של הנשא. אלו הם וירוסים המכילים DNA דו-גדילי. קפסידים, לאחר שנכנסו לתא, מועברים לממברנה של גרעין התא, כך שבהמשך, בהשפעהגורמים מסוימים, ה-DNA של הנגיף עבר לנוקלאופלזמה והצטבר שם. במקרה זה, וירוסים משתמשים במטריצת ה-RNA ובאנזימים התאיים של הנשא. חלבוני A מועברים תחילה, ואחריהם חלבוני b וחלבוני g. תבנית ה-RNA נובעת מ-a-22 ו-a-47. RNA פולימראז מיישם העברת DNA, המתפשטת על פי עקרון הטבעת המתגלגלת. הקפסיד, בתורו, נובע מחלבון g-5. אילו גנומים נוספים של וירוס DNA קיימים?
2. נגיפי פוקסי נכללים בקבוצה השנייה. בשלב הראשוני, הפעולות מתבצעות בציטופלזמה. שם, נוקלאוטידים משתחררים ומתחיל שעתוק. ואז נוצרת תבנית RNA. בשלבי הייצור המוקדמים נוצר DNA פולימראז וכ-70 חלבונים, ו-DNA דו-גדילי מבוקע על ידי פולימראז. משני צידי הגנום, השכפול מתחיל באותם מקומות שבהם בוצעה השחרור והפיצול של שרשראות DNA בשלב הראשוני.
3. הקבוצה השלישית כוללת פרבו-וירוסים. הרבייה מתבצעת בגרעין התא של הנשא ותלויה בתפקודי התא. במקרה זה, ה-DNA יוצר את מה שנקרא מבנה סיכת ראש ופועל כזרע. 125 זוגות הבסיס הראשונים מועברים מהגדיל הראשוני לגדיל הסמוך, המשמש כתבנית. לפיכך, מתרחש היפוך. לצורך סינתזה יש צורך ב-DNA פולימראז, שבגללו מתרחש שעתוק הגנום הנגיפי.
8. הקבוצה הרביעית כוללת נגיפי hepadnavirus. זה כולל את וירוס הפטיטיס המכיל DNA. ה-DNA של הנגיף המעגלי פועל כבסיס לייצור ה-mRNA של הנגיף ו-RNA פלוס-גדילי. היא, בתורה,הופך לתבנית לסינתזה של הגדיל השלילי של ה-DNA.
שיטות מאבק
DNA - מכיל וירוסים, כמובן, מהווים סכנה לבריאות האדם. השיטה העיקרית להתמודדות איתם יכולה להיות אמצעי מניעה שמטרתם חיזוק חסינות, וכן חיסון קבוע.
ככלל, נוגדנים שמטרתם להילחם בנגיפים מסוימים נוצרים כתוצאה מחדירת מיקרואורגניזמים מזיקים למערכת הנשא. עם זאת, ניתן להגביר את ייצור הנוגדנים מראש על ידי ביצוע חיסון מונע.
סוגי חיסונים
יש כמה סוגים עיקריים של חיסון, כולל:
1. החדרת תאי וירוס מוחלשים לגוף. זה מעורר ייצור של כמות מוגברת של נוגדנים, המאפשר לך להילחם בזן הנגיף הרגיל.
2. הכנסת וירוס שכבר מת. עקרון הפעולה דומה לאפשרות הראשונה.
3. חיסון פסיבי. שיטה זו מורכבת מהחדרת נוגדנים שכבר מסונתזים. זה יכול להיות דם של אדם שחלה במחלה שנגדה ניתן החיסון, או בעל חיים, למשל, סוסים. בדקנו את רצף ההתרבות של וירוסים המכילים DNA.
כדי להימנע מהדבקת הגוף בסוגים שונים של וירוסים המסוכנים לבריאות האדם, יש להגן על הגוף ממגע פוטנציאלי עם מיקרואורגניזמים פתוגניים. זה בהחלט אפשרי להימנע מטוקסופלזמה, מיקופלזמה, הרפס, כלמידיה וצורות נפוצות אחרות של הנגיף, פשוט על ידי ביצוע מסוימותהמלצות. זה נכון במיוחד לילדים מתחת לגיל 15.
אם גופו של הילד לא היה נגוע בזני הנגיפים לעיל, אז הוא מפתח חסינות בריאה ומשופרת בגיל ההתבגרות. הסכנה העיקרית של וירוסים היא לא תמיד באופן שבו הם מתבטאים, אלא בהשפעה שיש להם על תכונות ההגנה של הגוף שלנו. דוגמאות של וירוסים המכילים DNA ו-RNA מעניינות רבים.
נגיף הרפס, הקיים בגופם של 9 מתוך 10 תושבי כדור הארץ, מפחית את תכונות החיסון בכ-10 אחוזים לאורך החיים, אם כי ייתכן שהוא לא בא לידי ביטוי בשום צורה.
מסקנה
בנוסף לעומס ויראלי כזה, שלעיתים אינו מוגבל רק להרפס, תנאי החיים המודרניים רחוקים מלהיות אידיאלים, מה שמשפיע גם על מחסומי ההגנה של הגוף. פריט זה כולל את קצב החיים העירוני הכפוי, אקולוגיה לקויה, תת תזונה וכו'. על רקע ירידה במצב הבריאות הכללי של האדם, גופו הופך פחות עמיד בפני וירוסים שונים ובהתאם למחלות תכופות.
