Информационно-познавательный сайт     Вирусология  

Архитектура вируса

Архитектура вируса

Нерукотворные сооружения  

 

История человечества насчитывает тысячелетия. И самыми характерными, самыми основательными следами древних цивилизаций, пожалуй, являются остатки культовых сооружений, дворцов, общественных зданий... Ежегодно миллионы людей любуются выдающимися произведениями безвестных и известных зодчих, сумевших воплотить в материале основные требования строительной науки: пользу, прочность и красоту.

Когда рассматриваешь в электронном микроскопе различные вирионы, поневоле приходит на ум сравнение их с фантастическими, а иногда и совсем реальными сооружениями — памятниками высокоразвитых цивилизаций. И тем более удивительно, что эти совершенные формы созданы самой природой, без вмешательства человека.

Итак, вирусологи изыскивают всевозможные методы, пытаясь получше разглядеть обитателей изучаемого препарата вирусов, увидеть их форму, а иногда и получить представление о структуре, применяя для этой цели физический и химический анализы вирусных компонентов и рентгеноструктурный анализ вирусов. С помощью этих методов удается даже «заглянуть» внутрь объекта исследования, получить представление и о трехмерной структуре вирусов.

Форма живых организмов в природе является главным признаком, необходимым для систематизации. В состав ботаники и зоологии входят специальные научные разделы, носящие название «морфология ». Эта наука о закономерностях строения (буквально — «учение о форме») помогает и вирусологам. Большинство исследователей считают, что обитателей «хаоса» следует классифицировать по морфологическим признакам.

С невидимыми врагами, от которых многие века не было спасения ни людям, ни животным, ни растениям, ученые обращаются так «нежно» и осторожно, как будто они работают с тончайшими стеклянными елочными игрушками. И действительно задача «выделить» вирус из обломков клеток похожа на задание «вытащить стеклянные шарики из кучи различных игрушек, в том числе и железных, не прикасаясь к ним». Разумеется, шарики должны остаться целыми, сохранить свою форму.

Трудность в том, что к каждому вирусу требуется свой подход. Метод, найденный для вирионов сферической формы, может не подойти для палочковидных вирионов. В процессе очистки препарата вируса условия обработки не должны повредить вирусные частицы.

 

Методы выделения. Среди методов выделения растительных вирусов самым быстрым является метод погружения. Край листа отрезают и место среза погружают на 1 — 2 с в каплю дистиллированной воды, помещенную на мельчайшую сетку с целлулоидной пленкой. Некоторая часть вирионов вымывается этой каплей из растения, капля высыхает, и вирусные частицы оказываются на пленке. Теперь их остается только закрепить и контрастировать. Однако в каплю воды попадает сок растения, а это значит, что при высыхании рядом с вирусными частицами может оказаться множество посторонних белковых частиц, похожих на вирусы.

 

Аппарат для зонального электрофореза вирусов

Аппарат для зонального электрофореза вирусов. Здесь создается электрическое поле, под действием которого частицы в препарате (обломки белков, вирионы и т. д.) разделяются послойно.  

 

Конечно, ученые стремятся получить препарат как можно более чистый. Удовлетворяется это стремление за счет усложнения методов и комбинирования различных приемов. Дифференциальное центрифугирование, о котором сообщалось ранее, с успехом применяется в тех случаях, когда вирионы заметно отличаются по величине от клеточных компонентов. Центрифугирование в градиенте плотности сахарозы позволяет разделить частицы, незначительно отличающиеся друг от друга.

Из больших объемов жидкостей вирус лучше выделять методами высаливания или осаждения в изоэлектрической точке. Иногда вирусы поглощаются смолами.

Бактерии и другие крупные частицы можно уловить путем фильтрования через специальные фильтры из инфузорной земли, фарфора, асбеста, которые задерживают частицы размером не менее 0,5 мкм (1 мкм = 10-4 см). Вирусы, размеры которых составляют от 0,01 до 0,3 мк (от 100 до 3000А), почти всегда проходят через бактериальные фильтры, но в распоряжении ученых есть и ультрафильтры (например, нитроцеллюлозные мембраны), которые могут задержать и вирус. С помощью таких мембран определяют размеры вирусных частиц даже тогда, когда вирионов очень мало. Для этого необходимо «просеять» вирусы последовательно через ряд мембран с порами разной величины, заметить фильтр, задерживающий наибольшее количество частиц, и измерить диаметр пор.

 

Некоторые способы измерения. Легко сказать «измерить». Чтобы выполнить этот эксперимент (впрочем, как и многие другие), биологу не обойтись без основательного знания физики. Ведь диаметр пор рассчитывают по величине давления, при котором продавливаются в воде через мембрану пузырьки воздуха или продавливают с определенной скоростью воду через мембрану. А частицы, которые могут пройти через поры, в 1,25 раза меньше диаметра пор.

Явление диффузии тоже служит делу измерения вирионов. Условия для диффузии создают специально, заливая послойно раствор с вирусными частицами и раствор с определенной молекулярной средой. Частицы в полном соответствии с законами физики стремятся проникнуть в среду, и остается только, зная температуру (Т), площадь контакта сред и изменение концентрации в единицу времени, подсчитать коэффициент диффузии (D). А зная этот коэффициент, не трудно вычислить радиус частицы, имеющей сферическую форму:

 

Формула 1

 

 

где R — газовая постоянная, N — число Авогадро, η — вязкость среды.

Сложнее обстоят дела с несферическими частицами. Поскольку коэффициент диффузии в таком случае зависит сразу от трех размеров, приходится добывать дополнительные данные. Так, помещая пробирку в центрифугу, изменяют условие диффузии. Частицы отбрасываются от оси вращения, одновременно усиливается и их диффузия в противоположную сторону. В момент равновесия массу вирионов можно определить по их концентрации в двух различных точках пробирки. А затем при определенных допущениях можно рассчитать и размеры.

Для определения концентрации частиц и их размеров служит свет. Измерив интенсивность света, рассеиваемого в растворе, можно установить именно эти характеристики. Причем по тому, как изменяется количество света, рассеянного под разными углами, можно рассчитать даже степень асимметрии удлиненных вирусов. 


  Вирусология
1. Из истории развития вирусологии
1.1 Становление науки о микробах
1.2 Возбудитель против возбудителя
1.3 Охота на микробов
 
2. Странные повадки «фильтрующегося яда»
2.1 Открытие Д. И. Ивановского
2.2 Вездесущие агенты невидимого царства  
2.3 Первый взгляд на вирусы 
2.4 Проблема очистки вирусных препаратов 
2.5 Организм отбивает вторжение антигенов
2.6. Прочная опора — фундаментальные науки
 
3. Архитектура вируса 
3.1 Архитектура вируса  
3.2 Однородность вирионов по форме и величине 
3.3 Вирусы с изометрическими капсидами
3.4 Проблемы классификации вирусов
 
4. Вирус в клетке 
4.1 Жизненный цикл вируса 
 
5. Агрессор в растительном царстве 
5.1 Вирусы в растениях 
5.2 Диагностика вирусных заболеваний 
5.3 Сохранение и распространение вирусов 
5.4 Защита растений от вирусов
5.5 Безвирусные и вирусоустойчивые растения
5.6. Вирус — друг растений
 
6. Человек, животные и вирусы   6.1 История вирусов
6.2 Вирусы и болезни
6.3 Латентные инфекции
6.4 Коварный враг животных 
 
7. Тайны болезни века 
7.1 Диверсия против организма  
7.2 Бактерии и рак 
7.3 Вирусы и рак
7.4 Онкогенные ДНК-содержащие вирусы 
7.5 Онкогенные РНК-содержащие вирусы
7.6 Самозащита организма от вирусов 
 

Меню разделов:
Аквариумистика
Биология
Вирусология
История
Материаловедение
Менеджмент
Радиоэлектроника
Фармация
Физика


© Сайт защищён авторскими правами.

E-mail: portal.inform@gmail.com

 

Рейтинг@Mail.ru