МИКРОБИОЛОГИЯ Учебное пособие - 2012
ГЛАВА 6. ВИРУСЫ
Вирусами называют группу очень мелких, невидимых в световой микроскоп микроорганизмов, размеры которых измеряются в нанометрах. Вирусы — облигатные внутриклеточные паразиты, вызывающие заболевания человека, животных, растений и микроорганизмов.
Еще до открытия мира микробов вирусом (от лат. virus — яд) называли любой болезнетворный агент.
В 1892 г. русский ботаник Д. И. Ивановский открыл возбудителя мозаичной болезни табака. Им оказался некий болезнетворный агент, содержащийся в листьях больных растений, проходящий через бактериальные фильтры и способный заражать здоровые растения.
Вскоре были открыты и другие вирусы, вызывающие болезни животных и человека. В 1898 г. немецкие ученые Ф. Леффлер и П. Фрош открыли вирус ящура, в 1900 г. был открыт вирус желтой лихорадки, в 1911 г. — вирус саркомы Рауса.
Дальнейшие исследования позволили установить существование многих других вирусов. Вирусы являются возбудителями гриппа, кори, бешенства, полимиелита, энцефалита, натуральной и ветряной оспы, трахомы, герпеса, ящура у крупного рогатого скота и коз, орнитоза у птиц, различных заболеваний у растений: мозаики, полосатости и курчавости листьев. Вирусы поражают и микроорганизмы: бактерии — бактериофаги, актиномицеты — актинофаги, цианобактерии — цианофаги, грибы — микофаги.
В 1971 г. открыты фитопатогенные вироиды, представляющие собой молекулы короткой РНК без белковой оболочки с молекулярной массой 100—130 кДа. Вироиды поражают картофель, огурцы, томаты, цитрусовые и другие растения.
В последние годы обнаружены возбудители, вызывающие новые заболевания у человека, животных и растений. Наибольшую известность получили вирусы СПИДа — ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Вирус СПИДа был выделен в 1983 г. французским ученым Л. Монтенье, в 1984 г. — американским ученым Р. Галло.
К новым инфекционным агентам относятся прионы — возбудители губчатой энцефалопатии или «коровьего бешенства». Из пораженного мозга животного был выделен инфекционный белок с молекулярной массой около 30 кДа, размеры которого меньше вируса. Выделенный белок не вызывал иммунной реакции, не инактивировался под действием средств, разрушающих нуклеиновую кислоту. Выделенным белком из мозга больных животных не удалось заразить здоровых животных. С. Прузинер предположил, что в зависимости от среды обитания белок подвергается генетической мутации, в результате чего изменяется его стереоструктура и он приобретает инфекционные свойства. Прионы вызывают гибель нейронов, на их месте образуются ячейки, появляется губчатость, отсюда произошло название заболевания — губчатая энцефалопатия.
6.1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ВИРУСОВ
Вирусы характеризуются очень малыми размерами. В отличие от бактерий они не видны в световой микроскоп и становятся видимыми лишь в электронном микроскопе, не задерживаются бактериальными фильтрами, не осаждаются в обычной центрифуге (осаждаются только в ультрацентрифуге).
Вирусы не имеют клеточного строения и лишены каких-либо клеточных структур. Вирусная частица состоит из двух компонентов: нуклеиновой кислоты и белка, что позволяет считать вирусы неклеточными формами жизни.
Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК. Причем в вирусах обнаружены уникальные формы нуклеиновых кислот — односпиральная ДНК (в мелких и нитевидных бактериофагах) и двуспиральная РНК (в вирусах некоторых опухолей растений).
Вирусы не растут на искусственных питательных средах и способны размножаться только внутри клетки восприимчивого организма или в культуре тканей. Таким образом, они являются облигатными внутриклеточными паразитами, паразитирующими на генетическом уровне.
Некоторые мелкие вирусы способны кристаллизоваться.
Вирусы обладают наследственностью и изменчивостью, благодаря чему сохраняются в биосфере Земли.
По типу нуклеиновой кислоты, по биологическим и физико-химическим свойствам вирусы принято делить на две большие группы — РНК-содержащие и ДНК-содержащие. В настоящее время вирусы объединены в 19 семейств, из которых в 12 семействах вирусы содержат РНК, а в других 7 семействах — ДНК. При этом в 6 семействах геномы вирусов содержат двуспиральную ДНК, а в 1 семействе — односпиральную ДНК.
Вирусы нельзя относить к полноценным живым существам, так как у них отсутствует самостоятельный обмен веществ — важнейшее свойство живой материи. Лишенные белоксинтезирующего аппарата и ферментов, ответственных за биосинтез полимеров, вирусы вне организма живой клетки представляют собой инертные частицы, и в таком состоянии они могут сохраняться длительное время. Вместе с тем вирусы обладают некоторыми свойствами, которые позволяют поставить их в один ряд с живыми организмами. Вирусы состоят из упорядоченных молекул белка и нуклеиновой кислоты, внутри клетки хозяина репродуцируются, способны к изменчивости и передаче наследственных свойств потомству.