vírus meghatározás

a vírus nukleinsavak (DNS vagy RNS) lánca, amely egy gazdasejtben él, a sejtgép egyes részeit használja a szaporodáshoz, és felszabadítja a replikált nukleinsavláncokat, hogy több sejtet fertőzzön meg. A vírust gyakran fehérjebevonatban vagy fehérjebevonatban helyezik el, amely védőburkolat lehetővé teszi a vírus túlélését a gazdaszervezetek között.

vírusszerkezet

a vírus számos különböző struktúrát képes felvenni. A legkisebb vírus mindössze 17 nanométer, alig hosszabb, mint egy átlagos méretű fehérje. A legnagyobb vírus közel ezerszer akkora, mint 1500 nanométer. Ez nagyon kicsi. Az emberi haj körülbelül 20 000 nanométer átmérőjű. Ez azt jelenti, hogy a legtöbb vírusrészecske jóval meghaladja a normál fénymikroszkóp képességét. Az alábbiakban egy pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) képe látható az Ebola vírusról.

itt csak a fehérje látható az Ebola vírus kabátja. Minden vírus úgy néz ki, mint egy kis hajlított féreg. Ezek azonban nem sejtek. A fehérjebevonat belsejében egy gondosan összehajtogatott RNS-molekula található, amely tartalmazza a fehérjebevonat, az RNS-molekula replikálásához szükséges információkat, valamint a sejtek természetes folyamatainak eltérítéséhez szükséges összetevőket e feladatok elvégzéséhez.

a vírus pontos szerkezete attól függ, hogy melyik faj szolgál gazdaszervezetként. Az emlőssejtekben szaporodó vírusnak fehérjebevonata lesz, amely lehetővé teszi az emlős sejtekhez való kötődést és az emlős sejtekbe való beszivárgást. Ezeknek a fehérjéknek az alakja, szerkezete és funkciója a vírus fajától függően változik. Egy tipikus vírus látható alább.

a fenti vírus megmutatja a vírus tipikus szerkezetét, egy vírusgenomot, amelyet fehérjék pajzs vesz körül. A különféle borítékfehérjék lehetővé teszik a vírus számára, hogy kölcsönhatásba lépjen a talált gazdasejtekkel. A fehérjebevonat egy része ezután kinyílik, átszúrja a sejtmembránt, és lerakja a vírusgenomot a sejtben. A fehérjebevonatot ezután el lehet dobni, mivel a vírusgenom most replikálódik a gazdasejtben. A replikált vírusmolekulák a saját fehérjebevonatukba kerülnek, és a környezetbe kerülnek, hogy egy másik gazdaszervezetet találjanak. Míg sok vírusrészecske egyszerű formát ölt, mint a fenti, néhány sokkal bonyolultabb.

a fenti képen egy fág, egyfajta vírus, amely baktériumsejtekre specializálódott. A fág fehérjebevonata sokkal összetettebb, különféle speciális részekkel rendelkezik. A fejrész tartalmazza a vírusgenomot. A gallér, a hüvely, az alaplemez és a farokrostok egy bonyolult rendszer részét képezik, hogy a genomot egy baktériumsejtbe rögzítsék és befecskendezzék. A farokrostok megragadják a baktériumsejtet, az alaplemezt a sejtfalig vagy a membránig húzva. A hüvely és a gallér összenyomja, átszúrja a sejtet, és lerakja a DNS-t a baktériumsejtbe.

egyes vírusmolekuláknak nincs fehérjebevonata, vagy soha nem azonosították őket. Egyes növényi vírusfajokban a vírus sejtről sejtre terjed a növényen belül. Amikor magokat hoznak létre a növényen belül, a vírus átterjed a magokra. Ily módon a vírus egész életében a sejtekben élhet, és soha nem kell fehérjebevonat, hogy megvédje a környezetben. Más vírusmolekulák még nagyobb és összetettebb fehérjebevonatokkal rendelkeznek, és különböző gazdaszervezetekre specializálódtak.

egy vírus él?

Ez egy bonyolult kérdés. Egy sejt azért tekinthető élőnek, mert tartalmazza az összes szükséges komponenst a DNS replikálásához, a növekedéshez és az új sejtekre való osztódáshoz. Ez az a folyamat, amelyet minden élet vesz igénybe, ahol egysejtű szervezet vagy többsejtű szervezet. Vannak, akik nem tartják a vírust élőnek, mert a vírus nem tartalmazza az összes olyan mechanizmust, amely szükséges ahhoz, hogy megismételje magát. Azt mondanák, hogy egy vírus gazdasejt nélkül nem képes önmagában szaporodni, ezért nem él.

mégis, az élet korábban lefektetett definíciója szerint úgy tűnik, hogy amikor egy vírus a gazdasejt belsejében van, akkor minden olyan géppel rendelkezik, amelyre szüksége van a túléléshez. A sejten kívül létező fehérjebevonat egyenértékű a baktériumspórával, egy kis kapszula baktériumok alakulnak ki maguk körül, hogy túléljék a zord körülményeket. Azok a tudósok, akik támogatják, hogy a vírus élő szervezet legyen, megjegyzik a hasonlóságot a fehérjebevonatban lévő vírus és a baktériumspóra között. Egyik szervezet sem aktív a védőbevonatában, csak akkor válik aktívvá, ha kedvező feltételeket ér el.

valójában az egyetlen ok, amiért egy vírus egyáltalán hatással van ránk, az az, hogy a sejtjeinkben aktívvá válik. Továbbá, a vírus hajlamos a gazdaszervezetével együtt fejlődni. A legveszélyesebb vírusok nemrég ugrottak egy új fajra. A biokémia, amelyet a többi fajon belül éltek, nem kompatibilis az új fajokkal, és sejtkárosodás és halál következik be. Ez számos reakciót okoz, attól függően, hogy mely sejtek fertőzöttek. A HIV vírus például kizárólag az immunsejteket támadja meg. Ez a betegek immunfunkciójának teljes elvesztéséhez vezet. Mivel a vírus okozza a náthát, a vírus megtámadja a légzőszervi sejteket, és károsítja őket munkája során.

mégis, nem minden vírusfertőzés lesz káros a gazdaszervezet számára. Az a vírus, amely megöli a gazdaszervezetet, idővel kevésbé lesz sikeres, mint egy olyan vírus, amely nem károsítja a gazdaszervezetet. Az egészséges gazdaszervezet növeli a környezetbe kibocsátott vírusmolekulák számát, ami a vírus végső célja. Valójában néhány vírusrészecske valóban előnyös lehet a gazdaszervezet számára. Jó példa erre a herpeszvírus egyik formája, amely egerekben található. Ez a vírus, miközben megfertőzi az egeret, jó védelmet nyújt az egérnek a pestist hordozó baktériumok ellen. Bár a mechanizmus nem egyértelmű, a vírus valahogy megakadályozza, hogy a baktériumok megragadjanak az egér rendszerében.

ebben a fényben nézve könnyű látni, hogy a vírus nagyon hasonlít egy baktériumra. A baktériumok létrehozzák és fenntartják a DNS reprodukálásához szükséges eszközöket, ahol a vírus ellopja őket. Ez az egyetlen valódi különbség a vírus és a baktérium között. Emiatt sok tudós úgy véli, hogy a vírus élő szervezet. A vírusokat, virológusokat tanulmányozó tudósok megjegyzik, hogy a vírusrészecskék (életben vagy sem) valószínűleg addig fejlődtek az élettel, amíg az első sejtek jelen voltak. Emiatt van egy vírus, amely a bolygó szinte minden egyes fajára specializálódott.

Vírusosztályozás

a tudósok a vírusokat a genomjuk replikációjának módja alapján osztályozzák. Egyes vírusgenomok RNS-ből, mások DNS-ből készülnek. Egyes vírusok egyetlen szálat használnak, mások kettős szálat használnak. A különböző molekulák replikációjának és csomagolásának bonyolultsága a vírusokat hét különböző kategóriába sorolja.

Az I. osztályú vírusgenomok kettős szálú DNS-ből készülnek, ugyanaz, mint az emberi genom. Ez megkönnyíti ezeknek a vírusmolekuláknak a sejt természetes gépezetének felhasználását fehérjék előállítására a vírus DNS-éből. Ahhoz azonban, hogy a DNS-polimeráz (a DNS-t másoló molekula) aktív legyen, a sejtnek osztódnia kell. Néhány I. osztályú vírusmolekula olyan DNS-szakaszokat tartalmaz, amelyek a sejtet aktívan elkezdik osztódni. Ezek a vírusmolekulák rákhoz vezethetnek. Az emberi papillomavírus szexuális úton terjedő I. osztályú vírus, amely méhnyakrákot okozhat.

a II. osztályú vírus csak egyetlen DNS-szálat tartalmaz. Mielőtt a gazdaszervezet DNS-polimeráz enzimei leolvashatják, át kell alakítani kettős szálú DNS-vé. Ezt úgy teszi, hogy eltéríti a gazdasejt hisztonjait (DNS-fehérjéit) és a DNS-polimerázt. Osztály vírus DNS tartalmaz egy rep nevű fehérjét kódol. ez a replikációs enzim megismétli az eredeti egyszálú vírusgenomot. Más fehérjéket a DNS-ből hoznak létre, és fehérjebevonatok létrehozására használják a sejtgéppel. Az egyszálú DNS-t ezután ezekbe a fehérjebevonatokba csomagolják, és új víruscsomagok jönnek létre.osztály vírus genomjai kettős szálú RNS-ből jönnek létre. Bár ez szokatlan, ezek a víruscsomagok saját fehérjével, RNS-polimerázzal érkeznek. Ez a fehérje messenger RNS-t (mRNS) hozhat létre a kettős szálú vírus RNS-ből. A vírus RNS ezért a víruskapszulán belül marad, és csak az mRNS jut be a gazdaszervezet citoplazmájába. Itt az mRNS fehérjékké alakul, amelyek közül néhány több RNS-polimerázt tartalmaz. Ez az RNS-polimeráz új kettős szálú RNS-t hoz létre, amelyet a fehérjék kapszuláznak és felszabadítanak a sejtből.osztályú vírusok egyszálú RNS, majdnem azonosak a gazdasejt által termelt mRNS-sel. Ezekkel a vírusokkal a teljes fehérjebevonatot elnyeli egy nem fertőzött gazdasejt. A kis RNS genom elhagyja a fehérjebevonatot, és bejut a citoplazmába. Ez az mRNS-szerű szál egy nagy poliproteint kódol, amelyet a gazdaszervezetek hoznak létre riboszómák. A poliprotein természetesen különböző részekre bomlik. Egyesek fehérjebevonatokat hoznak létre, míg mások a vírus RNS eredeti szálát olvassák és replikálják. A vírus tovább szaporodik, és új, teljesen csomagolt vírusrészecskéket hoz létre. Amikor a sejt teljesen megtelt, megreped és felszabadítja a vírusrészecskéket a vérbe vagy a környezetbe. Egyetlen sejtből akár 10 000 vírusrészecske is felszabadulhat.

az V. osztályba tartozó vírusgenomok szintén egyszálú RNS. Azonban a normál mRNS-től ellentétes irányban futnak. Ezért a sejt gépezete nem tudja közvetlenül olvasni őket. Ezek a vírusmolekulák RNS-polimeráz molekulát tartalmaznak, amely fordított irányban olvasható. Ezek a vírusmolekulák nagy kapszulákkal rendelkeznek, amelyeket sejtmembrán és fehérjék vesznek körül. Amikor a vírus megközelít egy sejtet, membránfehérjéi kötődnek a sejthez, és a citoplazmába kerülnek. Itt szétesik, felszabadítva a visszafelé irányuló vírus RNS-t és a kapcsolódó fehérjéket. Ezek a kis komplexek rendszeres mRNS-t termelnek, amely új víruskomplexeket hoz létre. Ezek a befejezetlen komplexek a sejtfelszínre mozognak, ahol a sejtmembránt az általuk létrehozott fehérjékkel vonják be. Amikor befejezték, becsomagolják magukat ebbe a membránba, és elszakadnak a cellától.

a VI. osztályú vírusgenomok megegyeznek az V. Osztályéval, de más módszert használnak a replikációhoz. Osztályú vírusrészecskéket retrovírusoknak nevezik. Ahelyett, hogy mRNS-t hoznának létre a vírus RNS-ből, ezek a vírusmolekulák más fehérjével működnek. Reverz transzkriptáz néven ismert, ez az enzim képes DNS-t létrehozni a vírus RNS-ből. Ennek során a vírus RNS kettős szálú DNS-vé alakul. Ez a DNS ezután új vírust termel. A DNS beépülhet a gazdaszervezet DNS-ébe, és ezáltal endogénné válhat. Ez azt jelenti, hogy a DNS a sejtben marad, amíg a sejt él. Ha a sejt csíravonalban található, például spermában vagy petesejtben, a vírus véglegesen a gazdaszervezet genomjának részévé válik. Becslések szerint az emberi genom 5-8% – a marad a retrovírus DNS-en.

Az utolsó osztály, a VII.osztály magában foglalja a pararetrovírusokat. Osztályhoz hasonlóan ezek a vírusgenomok reverz transzkriptázt használnak. Ezek a vírusgenomok azonban DNS-ként vannak csomagolva, nem RNS-ként. Ezek a vírusok közvetlenül beillesztik magukat a gazdaszervezet genomjába, amely megkezdi a vírus DNS RNS-be történő átültetését. Ennek az RNS-nek a nagy része mRNS lesz, amelyet poliprotein létrehozására használnak. A poliprotein egy része reverz transzkriptáz. Ez a reverz transzkriptáz pregenom néven ismert RNS-darabokon működik. Leolvassa ezeket az RNS molekulákat, és előállítja az eredeti vírus DNS-t. Ezt ezután vírusfehérje rétegekbe csomagolják. Osztályba tartozó vírusok gyakran megtalálhatók a növényekben, és a plazmodesmata segítségével a sejtek között utazhatnak, vagy a növényekkel táplálkozó növényevő rovarok hordozhatják őket. A levéltetvek számos növénybetegséget hordoznak, mivel ormányuk átszúrja a növényi sejtfalakat, és megisszák a citoplazmát.

példák egy vírusra

Polio vírus

a Polio vírus, amely megbénította Franklin Roosevelt elnököt, egy III.osztályú vírus. Ez a kettős szálú RNS vírus 12 fehérjét kódol. Osztályú vírusgenomokhoz hasonlóan úgy is szaporodik, hogy mRNS-szálakat szabadít fel a gazdasejtek citoszoljába, amelyek új vírusmolekulákat kódolnak. Érdekes módon a polio vírus nem volt halálos, amíg az emberek el nem kezdték kezelni a vizet. A klórozott víz előtt a polio a legtöbb vízforrásban fennmaradt. Így a legtöbb csecsemőt azonnal ki voltak téve a gyermekbénulásnak.

csecsemőknél általában nincsenek gyermekbénulás tünetei, és az immunrendszer reagál a vírusra. A klórozott víz létrehozása után azonban a legtöbb gyermek nem tapasztalt polio-t. A betegséget azonban nem sikerült felszámolni. Sok ember felnőttkorban ki volt téve a gyermekbénulás zsebének, amely még mindig fennmaradt. Ezek az emberek nagymértékben szenvedtek a betegségtől, mivel az immunrendszer nem reagált elég gyorsan rá. Az FDR – hez hasonlóan általában tartósan megnyomorították őket a vírus csontok egészségére gyakorolt hatása miatt. Szerencsére a vakcina a gyermekbénulás, az egyik első valaha létrehozott, könnyen készült gyilkos élő gyermekbénulás vírus hő. Az elhalt fehérjebevonatok lehetővé teszik a szervezet számára, hogy immunitást alakítson ki a vírussal szemben, anélkül, hogy a sejtek megfertőződnének.

veszettség vírus

a veszettség vírus egy V. osztályú vírus, golyó alakú fehérjebevonattal. Ez a vírus lineáris, egyszálú RNS-ből áll. A veszettség vírus genomja öt fehérjét kódol, 12 000 nukleotidból. Érdekes, hogy sok állat veszettségének tünetei közé tartozik a fokozott agresszió. Ez a tulajdonság, amelyet a vírus támadása és az általa okozott kár okoz, az állatokat gyakrabban harapja meg más állatokat, mint általában. Az összeszerelt veszettség vírus részecskék felhalmozódnak a nyálban. Így, amikor egy fertőzött állat megharap egy másikat, a vírus átkerül az új állatba.

a veszettség vírus szinte mindig halálos az emberekben, ha nem kezelik azonnal. Évente közel 15 millió expozíció utáni oltást adnak veszettség ellen. A vakcina lényegében betölti a testet az elhalt vírussal, lehetővé téve a vírus elleni nagy immunválaszt. Ez megállíthatja a vírust, mielőtt a rendszerbe kerülne. Ha ez megtörténik, kevés esély van a helyreállításra. A kutyákat általában vakcinázzák az expozíció előtt, ami általános védelmet nyújt a tulajdonosoknak arra az esetre, ha a vírussal fertőzött állat megharapja őket.

kvíz

1. A vírusgenom következő osztályai közül melyik reprodukálható közvetlenül a sejtgépekkel?
A. I. osztály
B. III. osztály
C. Osztály VI

2. Az emberi rhinovírus a okozza a megfázást. A rhinovírus genomja egyszálú RNS, hasonló a gazdasejt által termelt mRNS-ekhez. Melyik osztályba tartozik a rhinovírus?
A. VII.osztály
B. II. osztály
C. IV. osztály

3. A barátod azt állítja, hogy a vírusok megegyeznek az allergiákkal, mivel mindkettő az orrát futtatja. Az alábbiak közül melyik fogja meggyőzni a barátját?
A. csak a vírusok okoznak immunreakciót
B. a vírus nem csak okoz reakciót, hogy reprodukálja a sejteken belül
C. miért vitatkoznak? A barátodnak igaza van.