ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

10. ВІРУСИ: ПОШИРЕННЯ ТА СТРУКТУРА

10.1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА

Основні етапи розвитку вірусології. Назву “вірус” (лат. virus — отрута) застосовували спочатку для позначення різних маловивчених хвороботворних агентів. Пізніше ця назва закріпилася за групою збудників, відкритих у 1892 р. російським професором ботаніки Д.Й. Івановським (1864-1920), які виявились здатними проходити через бактеріальні фільтри. Першим вірусом, відкритим Д.Й. Івановським, був вірус тютюнової мозаїки. У 1935 р. цей вірус у чистому вигляді (кристалічна форма) був одержаний американським біохіміком Уенделом Стенлі — першим лауреатом Нобелівської премії в галузі вірусології. Це йому належать слова: “У науці про віруси ім’я Івановського слід розглядати так, як імена Пастера і Коха в бактеріології”. Перший етап розвитку вірусології почався саме з досліджень Д.Й.Івановського.

Переломним у розвитку вірусології став 1940 р., коли американський патолог Е. Гудпасчур запропонував для виділення з матеріалів вірусів використовувати курячі ембріони, і особливо 1949 р., в якому американські вірусологи Дж. Ендерс, Ф. Роббінс, Т. Уеллер завершили дослідження щодо створення одношарових культур клітин, за що через 5 років були удостоєні Нобелівської премії.

Другий, вищий за рівнем період розвитку вірусології став можливим після того, як німецький фізик Е. Руска сконструював електронний мікроскоп, удосконалення якого дало можливість у 50-60 роках XX ст. детально вивчити тонку структуру вірусів, процеси їх реплікації і утворення вірусних частин у клітинах. Завершився цей етап важливим відкриттям, яке здійснили у 1970 р. лауреати Нобелівської премії американські вірусологи Х.М. Темін та Д. Балтімор, виділивши з ретровірусів зворотну транскриптазу. Це відкриття стало початком становлення генної інженерії, одержання біологічно активних сполук і нових рас рослин, рекомбінантних вакцин майбутнього та ін.

Третій етап розвитку вірусології пов’язаний з відкриттям у 1972 р віроїдів — “голих” суперспіралізованих кільцевих молекул РНК — збудників захворювань у рослин, а також з дослідженнями американського біохіміка С. Прузинера, який у 1982 р. відкрив пріони (англ. proteinacens infections particle — збудники інфекцій людини та тварин).

Відмінності вірусів від мікроорганізмів. Віруси відрізняються від мікроорганізмів такими особливостями:

містять нуклеїнову кислоту тільки одного типу — ДНК або РНК; для їх репродукції необхідна тільки нуклеїнова кислота; не здатні розмножуватися поза живою клітиною.

Отже, віруси не є самостійними організмами, їх репродукція відбувається тільки в клітині-хазяїні. Розвиток вірусу призводить до загибелі клітини-хазяїна. Поза клітиною вірус існує у вигляді вірусної частини (віріону), яка складається з нуклеїнової кислоти та білкової оболонки — капсиду. Тому вірусну частину називають також нуклеокапсидом.

Віруси розпізнаються за наслідками свого розвитку у клітинах хазяїна. Зазвичай хазяїни вірусів — рослини, тварини та мікроорганізми.

Віруси рослин. Ці віруси називаються фітопатогенними. Вони потрапляють усередину рослинних клітин через пошкодження (навіть такі, що виникають внаслідок тертя листя одне об одне), а не в результаті активного вторгнення. У природних умовах віруси поширюються за прямого контакту або через переносників. Передачі вірусів можуть сприяти і рослини-паразити. Переносниками багатьох вірусів є комахи. Віруси спричиняють різні захворювання сільськогосподарських рослин. Найбільш вивчений вірус тютюнової мозаїки. Генетичним матеріалом фітопатогенних вірусів найчастіше є РНК.

Віруси, патогенні для людини та тварин. Ці віруси спричиняють такі захворювання, як віспа, вітрянка, кір, поліомієліт, грип, ящур та ін. Так само як і віруси рослин, вони передаються або під час контакту, або через комах і потрапляють у клітини, очевидно, внаслідок фаго- чи піноцитозу. Генетичним матеріалом цих вірусів є або РНК, або ДНК. Причому у цих вірусів ДНК майже завжди дволанцюгова, а РНК складається з одного полінуклеотидиого ланцюга.

Віруси бактерій. Віруси-паразити бактерій називаються бактеріофагами. Бактеріофаги виявляються за утворенням ‘‘стерильних плям” (бляшок) на суцільному бактеріальному газоні. Нуклеїновою кислотою бактеріофагів є дволанцюгова ДНК або одноланцюгова РНК. Модельними об’єктами служать бактеріофаги Escherichia coli. Дослідження бактеріофагів і різних циклів їх розвитку суттєво допомогло виясненню механізмів передачі генетичного матеріалу від клітини до клітини.