Информационно-познавательный сайт     Вирусология  

Архитектура вируса

Вирусы с изометрическими капсидами

Фигуры с кубической симметрией имеют три оси вращения (октаэдры, тетраэдры, икосаэдры). Таким типом симметрии обладают многие вирусы человека и животных — вирус полиомиелита, вирус ящура и др. При первом рассмотрении вирионы кажутся шарообразными, однако при детальном изучении это правильные многогранники: округлые или призматические, сплошные или полые, гладкие или с отростками.

Примерами вирусов с изометрическими капсидами могут служить: вирус желтой мозаики турнепса (ВЖМТ), вирус герпеса, аденовирус.

Одним из самых мелких среди известных вирусов является вирус-сателлит. Он имеет форму многогранника, а диаметр его составляет около 180А.

 

Электронная микрофотография частицы вируса гриппа

Электронная микрофотография частицы вируса гриппа. Капсиды не имеют строго определенной формы. Оболочка покрыта множеством шипов. Внутренний компонент свернут кольцами.  

 

Сложные капсиды. Имеются среди вирусов и такие, которые отличаются более сложными геометрическими формами. Так, частицы вируса мозаики люцерны (BMJI) выглядят в виде уменьшенных бацилл. Вирусы гриппа и парагриппа имеют сердцевину в виде спирали. Но еще более сложные капсиды имеют некоторые бактериофаги (вирусы бактерий).

Гигантом среди вирусов выглядит вирус оспы. Вирионы вируса оспы, вируса кантагиозного пустулезного дерматита и некоторых других вирусов имеют сложные внешние оболочки, под которыми скрываются внутренние элементы. Следует отметить, что чем сложнее устроены вирионы, тем у них больше вероятность отклонения от «стандартной» формы потому, что возрастает возможное число ошибок при возникновении новых частиц вирусов. В таких случаях, например, в популяциях шарообразных вирионов можно наблюдать нитевидные или эллипсоидные капсиды.

 

Строение бактериофага Т4

Строение бактериофага Т4. Головка фага 1 имеет форму вытянутого икосаэдра. Здесь находится ДНК 2. От одной из вершин икосаэдра отходит полый стержень 3, окруженный чехлом 4 из сократительного белка. Отросток заканчивается пластинкой 5, на которой закреплены шесть нитей 6. 

 

Строение частицы вируса осповакцины

Строение частицы вируса осповакцины. Под наружной оболочкой 1 находятся растворимые белковые антигены 2 и боковые тела 3. В центре расположен нуклеотид 4.

 

Однако в общем вирионы имеют рациональную форму. Белковые молекулы и молекулы нуклеиновой кислоты, входящие в состав вирусов, «уложены» очень э к о н о м и ч н о   и   п р о ч н о . Выражаясь языком термодинамики, законам которой подчиняются и жители этого мира природы, «вирусы обладают минимальным уровнем свободной энергии».

Как заглянуть под оболочку вируса? Мы только что указали, что в состав вирионов входят нуклеиновые кислоты. Такое высказывание естественно, если допустить, что вирусы обладают признаками жизни. Именно нуклеиновые кислоты природа создала для хранения, реализации и передачи наследственной информации, т. е. для тех действий, без которых невозможно воспроизводство вирусов. 

Трудно было найти способы сделать вирусы видимыми. Одной из главных задач вирусологов, пытающихся определить форму вирионов, является о чистка п р е п а р а т а от посторонних частиц. Эта задача имеет еще большее значение при изучении компонентов вирусов, находящихся под оболочкой. Необходимо было не только выделить вирусы, но и разрушить их оболочки и отделить вирусную нуклеиновую кислоту от белка, липидов и других примесей, встречающихся в препарате вируса. Разумеется, бессмысленно и думать о том, чтобы найти и тем более захватить и выделить из микроскопически малых обломков вируса микроскопически малые цепочки нуклеиновых кислот. Для выделения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и рибонуклеиновой кислоты (РНК) применяют сложные физико-химические методы, многие из которых позволяют получить в свободном состоянии не разрушенные, обладающие инфекционностью препараты. Первыми, кому удалось получить «живую» нуклеиновую кислоту вируса табачной мозаики, были немецкие ученые А. Гирер и Г. Шрамм, обработавшие вирусный препарат фенолом. Фенол активно воздействует на белок, изменяя его свойства, в результате чего белок легко отделяется от РНК путем центрифугирования. Так как этот метод не является универсальным и не эффективен для подготовки к исследованию других вирусов, были разработаны такие приемы, как нагревание в разбавленном солевом растворе, обработка гуанидином, уксусной кислотой, додецилсульфатом натрия и сульфатом аммония. А для выделения нуклеиновых кислот из некоторых вирусов применяются даже смешанные методы. 

 

Странный характер наследственного вещества. Все обитатели животного и растительного мира состоят из клеток (или хотя бы из одной). Нуклеиновые кислоты впервые были выделены из ядра, а позже были обнаружены и в других местах клетки. Поэтому мы вкратце остановимся на тех функциях, которые выполняют нуклеиновые кислоты в клетках, на их значении в живых организмах.

При делении живых клеток нуклеиновые кислоты обеспечивают синтез белков дочерних клеток той же структуры и того же состава, что были и у материнской клетки. Каждый вид организма содержит специфические нуклеиновые кислоты.

Известно два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. ДНК находится в ядре клетки, а также в небольших количествах в митохондриях и хлоропластах. РНК встречается преимущественно в цитоплазме. ДНК и РНК по структуре являются полимерами, состоящими из нуклеотидов, которые соединены в своеобразные цепочки. Однако молекула ДНК состоит не из одной, как молекула РНК, а из двух спирально закрученных одна вокруг другой цепей суммарной шириной 20А. Длина ДНК может достигать сотен мкм.

Не вдаваясь в подробности строения нуклеиновых кислот, состава и механизма сцепления нуклеотидов, процесса удвоения (редуплекации), отметим, что отрезок ДНК считается элементарной единицей наследственности — геном. Совокупность генов содержит информацию обо всех особенностях организма, а каждый ген определяет строение одного из белков живой клетки. Наследственность всех организмов на Земле закодирована в последовательности нуклеотидов генов. Что касается РНК, то они участвуют в синтезе белков и в зависимости от выполняемой функции или от места нахождения делятся на транспортные, информационные, рибосомальные. Так распределились роли двух типов нуклеиновых кислот во всем органическом мире. Причем клетки всех обитателей этого мира — от примитивных бактерий (микоплазмы, риккетсии) и амебы до высших растений и человека — всегда содержат две цепочки ДНК и одну цепочку РНК.

Однако результаты многочисленных исследований химического состава и строения вирусов показали, что вирион всегда содержит нуклеиновую кислоту только одного типа. И что самое странное, вирусы благополучно существуют и с одной цепочкой ДНК, и, более того, большая группа вирусов (рибовирусов) содержит только РНК (одну или две цепочки). 


  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