โรคโปลิโอไมเอลิติส พิษสุนัขบ้า ไข้ทรพิษ เริม โรคภูมิคุ้มกันบกพร่องของมนุษย์ เป็นที่รู้กันดีสำหรับทุกคนโรคที่เกิดจากเชื้อก่อโรคที่จำเพาะเจาะจง สิ่งมีชีวิตที่ยืนอยู่บนพรมแดนระหว่างปรสิตเซลล์ที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตบังคับ (บังคับ) - ไวรัส สัณฐานวิทยา สรีรวิทยา และการมีอยู่จริงของพวกมันบนโลกทำให้เกิดคำถามมากมายในวันนี้
ไวรัสวิทยา: เริ่มต้น
ฉากนี้เป็นห้องทดลองของสวนพฤกษศาสตร์ Nikitsky ที่ Russian Academy of Sciences ซึ่งนักชีววิทยา Dmitry Iosifovich Ivanovsky (1864-1920) กำลังศึกษาโรคโมเสคลึกลับของยาสูบ สาเหตุของโรคในพืชจะผ่านตัวกรองแบคทีเรียที่เล็กที่สุด ไม่เติบโตบนสารอาหาร และไม่แสดงอาการเมื่อพืชที่แข็งแรงติดเชื้อกรองจากเชื้อโรค
ในตอนนั้นในปี พ.ศ. 2435 นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าไม่ใช่แบคทีเรีย และเขาเรียกไวรัสก่อโรค (จากไวรัสละติน- ฉัน). Dmitry Ivanovsky พยายามมาทั้งชีวิตเพื่อดูไวรัส แต่เราเห็นสัณฐานวิทยาของไวรัสในยุค 30 ของศตวรรษที่ XX เมื่อกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนถูกประดิษฐ์ขึ้น
แต่วันนี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของศาสตร์แห่งไวรัสวิทยา และ Dmitry Ivanovsky เป็นผู้ก่อตั้ง
อาณาจักรมหัศจรรย์
สัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาของไวรัสนั้นน่าทึ่งมากจนสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ถูกแยกออกจากอาณาจักรวิราอิสระ รูปแบบชีวิตที่เรียบง่ายที่สุดนี้มีขนาดที่เล็กมาก (ตั้งแต่ 25 ถึง 250 นาโนเมตร) และเป็นกรดนิวคลีอิกที่มีชุดของยีนอยู่ภายในเปลือกหุ้ม เหล่านี้เป็นปรสิตที่สามารถแพร่พันธุ์ได้เฉพาะในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ - พืช เชื้อรา สัตว์ แบคทีเรีย และแม้แต่ไวรัสอื่นๆ (ไวรัสจากดาวเทียม)
ลักษณะเด่นของไวรัสมีดังนี้
- มีกรดนิวคลีอิกเพียงชนิดเดียว (RNA หรือ DNA)
- สัณฐานวิทยาของไวรัสขาดการสังเคราะห์โปรตีนและระบบพลังงาน
- ไม่มีโครงสร้างเซลล์
- ไวรัสปรสิตเกิดขึ้นที่ระดับพันธุกรรม
- กรองแบคทีเรียและไม่มีการเพาะเลี้ยงบนสื่อเทียม
ส่วนหนึ่งของโลกออร์แกนิกของโลก
ไวรัสในฐานะที่เป็นปรสิต มีความเกี่ยวข้องทางพันธุกรรมที่ชัดเจนกับตัวแทนของทั้งพืชและสัตว์ในโลก นอกจากนี้ จากการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ 32% ของจีโนมมนุษย์ประกอบด้วยองค์ประกอบของไวรัสโครงสร้าง
จนถึงปัจจุบัน มีการอธิบายไวรัสมากกว่า 6,000 ตัว แต่คาดว่ามีมากกว่าร้อยล้าน นี่เป็นรูปแบบทางชีวภาพที่มีจำนวนมากมายที่สุดในโลก และแสดงให้เห็นในทุกระบบนิเวศ (การกระจายที่แพร่หลาย (แพร่หลาย))
การปรากฏของพวกเขาบนโลกใบนี้ยังไม่ชัดเจน สิ่งหนึ่งที่ทราบกันดีอยู่แล้ว - เมื่อสิ่งมีชีวิตเซลล์แรกปรากฏขึ้น ไวรัสก็มีอยู่แล้ว
มีชีวิตแต่ไม่มีชีวิต
สิ่งมีชีวิตที่น่าทึ่งเหล่านี้มีอยู่สองรูปแบบซึ่งแตกต่างกันอย่างมาก
นอกห้องขัง รูปแบบของมันคือวิริออน เมื่อมันเข้าสู่เซลล์ เปลือกของมันละลายและกรดนิวคลีอิกของไวรัสจะรวมเข้ากับสารพันธุกรรมของโฮสต์ นั่นคือเมื่อเราพูดถึงการติดเชื้อไวรัส จีโนมของไวรัสรวมเข้ากับกลไกการจำลองแบบตามธรรมชาติของจีโนมเซลล์เจ้าบ้าน และเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ ดำเนินการดำรงอยู่ของปรสิต
Virion เป็นส่วนสำคัญของชีวิต และจีโนมของไวรัสในเซลล์ก็คือองค์ประกอบที่มีชีวิต เพราะมันมีไวรัสที่แพร่พันธุ์อยู่ที่นั่น
สัณฐานวิทยาและโครงสร้างพื้นฐานของไวรัส
ในบริบทนี้ เรากำลังพูดถึง virion - รูปแบบนอกเซลล์
ขนาดของ virion วัดเป็นนาโนเมตร - 10-9 เมตร ไวรัสไข้หวัดใหญ่มีขนาดกลาง - 80-120 นาโนเมตร และไวรัสไข้ทรพิษเป็นยักษ์ที่มีขนาด 400 นาโนเมตร
โครงสร้างและสัณฐานวิทยาของไวรัสคล้ายกับมนุษย์อวกาศ ข้างในแคปซิด (เคลือบโปรตีน บางครั้งที่มีไขมันและคาร์โบไฮเดรต) เช่นเดียวกับใน "ชุดอวกาศ" เป็นส่วนที่มีค่าที่สุด - กรดนิวคลีอิก จีโนมของไวรัส นอกจากนี้ "นักบินอวกาศ" นี้ยังนำเสนอในปริมาณที่น้อยที่สุด - เฉพาะวัสดุทางพันธุกรรมโดยตรงและเอ็นไซม์ขั้นต่ำสำหรับการจำลองแบบ (การคัดลอก)
ภายนอก "ชุดสูท" สามารถเป็นรูปแท่ง ทรงกลม รูปกระสุน อยู่ในรูปของ icosahedron ที่ซับซ้อน หรือไม่มีรูปร่างปกติเลย ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ในแคปซิดของโปรตีนจำเพาะที่มีหน้าที่ในการแทรกซึมของไวรัสเข้าไปในเซลล์
เชื้อโรคเข้าสู่ร่างกายโฮสต์ได้อย่างไร
มีหลายวิธีที่จะเจาะ แต่ที่พบบ่อยที่สุดคือทางอากาศ อนุภาคขนาดเล็กจำนวนนับไม่ถ้วนถูกโยนขึ้นสู่อวกาศ ไม่เพียงแต่เมื่อไอหรือจามเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการหายใจด้วย
อีกวิธีหนึ่งที่ virion เข้าสู่ร่างกายคือติดต่อได้ (สัมผัสร่างกายโดยตรง) วิธีการนี้มีอยู่ในกลุ่มเชื้อโรคที่ค่อนข้างเล็ก นี่คือวิธีการแพร่เชื้อเริม กามโรค และโรคเอดส์
วิธีการติดเชื้อผ่านเวกเตอร์ซึ่งอาจเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันนั้นค่อนข้างซับซ้อน เวคเตอร์ที่ได้รับเชื้อโรคจากแหล่งสะสมของการติดเชื้อจะกลายเป็นที่สำหรับไวรัสที่จะทำซ้ำหรือคืบหน้าผ่านขั้นตอนการพัฒนา ไวรัสพิษสุนัขบ้าเป็นเพียงเชื้อโรค
เกิดอะไรขึ้นกับร่างเจ้าบ้าน
ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนภายนอกของ capsid ไวรัสจะเกาะติดกับเยื่อหุ้มเซลล์และแทรกซึมผ่าน endocytosis พวกเขาคือเข้าไปในไลโซโซมโดยที่เอนไซม์จะกำจัด "ชุดอวกาศ" และกรดนิวคลีอิกของเชื้อโรคจะเข้าสู่นิวเคลียสหรือยังคงอยู่ในไซโตพลาสซึม
กรดนิวคลีอิกของเชื้อโรคถูกสร้างขึ้นในสายโซ่ของกรดนิวคลีอิกของโฮสต์ และปฏิกิริยาของการจำลองแบบ (การคัดลอก) ของข้อมูลทางพันธุกรรมเริ่มต้นขึ้น เมื่อมีอนุภาคไวรัสสะสมอยู่ในเซลล์เพียงพอ ไวรัสจะใช้พลังงานและกลไกและทรัพยากรที่เป็นพลาสติกของโฮสต์
ขั้นตอนสุดท้ายคือการปล่อยไวเรียนออกจากเซลล์ ไวรัสบางชนิดนำไปสู่การทำลายล้างของเซลล์อย่างสมบูรณ์และเข้าสู่ช่องว่างระหว่างเซลล์ บางชนิดเข้าสู่เซลล์ผ่านการเอ็กโซไซโทซิสหรือการแตกหน่อ
กลยุทธ์การก่อโรค
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไวรัสและเซลล์โฮสต์สามารถพัฒนาได้ตามสถานการณ์ต่างๆ คุณสมบัติหลักคือระดับความเป็นอิสระของปรสิต
โครงสร้าง สัณฐานวิทยาของไวรัสนำไปสู่การพึ่งพาอาศัยของเชื้อโรคในพลังงานและศักยภาพในการสังเคราะห์โปรตีนของเซลล์ เงื่อนไขเดียวคือมันจะทำซ้ำกรดนิวคลีอิกตามตารางเวลาของตัวเอง ปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวเรียกว่ามีประสิทธิผล (เป็นเรื่องปกติสำหรับไวรัส แต่ไม่ใช่สำหรับเซลล์) เมื่อเซลล์อุปทานหมด ไวรัสนำไปสู่ความตาย
การโต้ตอบประเภทอื่นเป็นการยินยอม ในกรณีนี้ จีโนมของไวรัสที่รวมเข้ากับจีโนมของโฮสต์ จะจำลองแบบโควาเลนต์ด้วยกรดนิวคลีอิกของเซลล์เอง จากนั้นการพัฒนาสถานการณ์สามารถไปได้สองทิศทาง ไวรัสทำงานอย่างเงียบ ๆ และไม่ปรากฏตัว หนุ่มไวเรี่ยนจากไปเซลล์ภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น หรือยีนของเชื้อโรคทำงานอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดคนรุ่นใหม่จำนวนมาก แต่เซลล์ไม่ตาย แต่จะปล่อยให้มันผ่านกระบวนการ exocytosis
ความยากลำบากในอนุกรมวิธาน
การจำแนกและสัณฐานวิทยาของไวรัสนั้นแตกต่างกันไปตามแหล่งต่างๆ ในขณะเดียวกัน ฟีเจอร์ต่อไปนี้ใช้เพื่อจำแนกประเภท:
- ประเภทของกรดนิวคลีอิก (ประกอบด้วย RNA และประกอบด้วย DNA) และวิธีการจำลองแบบ การจำแนกไวรัสที่พบบ่อยที่สุดที่เสนอโดยนักไวรัสวิทยาชาวอเมริกัน David B altimore ในปี 1971
- สัณฐานวิทยาและโครงสร้างของไวรัส
- ขนาด ชนิดสมมาตร จำนวนแคปโซเมอร์
- การปรากฏตัวของ supercapsid (เปลือกนอก).
- คุณสมบัติแอนติเจน
- ประเภทของปฏิสัมพันธ์ทางพันธุกรรม
- กลุ่มเจ้าบ้านที่มีศักยภาพ
- การแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในเซลล์โฮสต์ - ในนิวเคลียสหรือในไซโตพลาสซึม
มันเป็นทางเลือกของเกณฑ์หลักและสัณฐานวิทยาของไวรัสที่กำหนดวิธีการต่างๆ ในการจำแนกประเภทของไวรัสในจุลชีววิทยา มันไม่ง่ายเลย ความยากลำบากอยู่ที่การที่เราเริ่มศึกษาสัณฐานวิทยาและโครงสร้างของไวรัสก็ต่อเมื่อพวกมันนำไปสู่กระบวนการทางพยาธิวิทยา
จู้จี้จุกจิกไม่ค่อยดี
โดยการเลือกโฮสต์ เชื้อโรคเหล่านี้มีความหลากหลายอย่างมากในความชอบของพวกเขา บางคนโจมตีเพียงหนึ่งสายพันธุ์ทางชีววิทยา - พวกเขามี "การลงทะเบียน" ที่เข้มงวดมาก เช่น กินไวรัสไข้หวัดใหญ่ของแมว นกนางนวล สุกร ซึ่งปลอดภัยสำหรับสัตว์อื่นๆ บางครั้งความเชี่ยวชาญพิเศษก็น่าประหลาดใจ - ไวรัส bacteriophage P-17 แพร่เชื้อในเพศชายของ E. coli ชนิดเดียวเท่านั้น
ไวรัสตัวอื่นมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น ไวรัสที่มีรูปร่างคล้ายกระสุนปืนซึ่งมีสัณฐานวิทยาคล้ายกับกระสุนปืน ทำให้เกิดโรคที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และในขณะเดียวกัน โฮสต์ของพวกมันก็กว้างมาก ไวรัสดังกล่าวรวมถึงไวรัสพิษสุนัขบ้าซึ่งแพร่ระบาดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด หรือไวรัสปากอักเสบในวัว (แต่ติดต่อโดยแมลง)
มีความแตกต่างอื่นๆ. ไวรัสที่มีหาง (virions) ส่วนใหญ่โจมตีเซลล์แบคทีเรีย เซลล์เส้นใยหรือเกลียวเป็นปรสิตของพืช และไวรัสในเซลล์สัตว์ที่มีแคปซิดที่ซับซ้อนและรูปแบบ virion หลายแง่มุมมีแนวโน้มที่จะเป็นปรสิตมากกว่า
