Вирустардың генетикалық сипаттамасы.ДНҚ және РНҚ-сы бар вирустар. РНҚ-сы бар вирустардың геномикалық репликация әдістері

Тұмау вирусының көптеген түрлерi бар. Вирустар бiрте-бiрте өзгерiп  жаңа қасиеттерге ие болады, сондықтан  ғалымдар вирустың жаңа түрлерiн анықтауда. Микроскоптың көмегiмен тұмау вирустарын зерттеп, ғалымдар адамдарды аурудан  сақтайтын арнайы препараттарды  шығаруда. Бұл препараттар вакцина  деп аталады.

Адам организмiнде мұрны  мен тамағының сiлекейлi қабықшасын зақымдайтын суық тигiзетiн вирустар бар.

Ең қауiптi вирус, бұл қанның ақ түйiршiктерiн Т-лимфоциттердi зақымдайтын  СПИД немесе ВИЧ вирусы. Организм антидене түзу және ауруларға қарсы тұру қабiлетiнен  айырылады.

Қазiргi уақытта СПИД вирусы адамзатқа үлкен қауiп туғызады, себебi осы вирусты тасымалдаушылардың саны күннен – күнге өсуде. Суретте  үлкейтiлген Т лимфоцитi көрсетiлген, қызыл түспен ВИЧ вирусы боялған.

Вирустар – бұл көлемi шамамен 20 нм – ден 300 нм – ге дейiн  болатын өте ұсақ тiрi организмдер; орташалап алғанда олар бактериялардан 50 есе кiшi. Жоғарыда айтылғандай вирустарды жарықтық микроскоптың көмегiмен көру мүмiн емес (себебi олардың көлемi жарық толқынының жартылайұзындығынан кiшi) және олар бактерия клеткаларын ұстап қалатын сүзгiштен өтiп кетедi.

“Вирустар тiрi ме?” деген  сұрақтар жиi қойылады. Егер тiрi деп, генетикалық  материалдары (ДНҚ немесе РНҚ) бар  және өзiн — өзi өндiру қабiлетi бар  құрылымды есептесек, вирустарды тiрi деуге болады. Ал егерде тiрi деп, клеткалық  құрылымды есептесек, жауап керi болу керек. Тағы да айта кететiн жәйт, вирустар қожайын-клеткасыз өмiр  сүре алмайды. Олар өзiн-өзi тек қана тiрi клетканың iшiнде өндiре алады, сондықтан  олар облигатты паразиттер болып  табылады. Әдетте олар аурудың айқын  белгiлерiн көрсетедi. Қожайын клетканың iшiне кiрген соң, олар қожайынның ДНҚ-ын “жойып” және өзiнiң ДНҚ немесе РНҚ пайдаланып, клеткаға вирустың жаңа көшiрмелерiн түзуге бұйрық бередi. Вирустар клеткадан клеткаға инерттi бөлшектер ретiнде жеткiзiледi. Вирустың құрылымы өте қарапайым. Олар вирустың өзегiн құрайтын генетикалық материалдан  ДНҚ немесе РНҚ және оны қоршап тұрған капсид деп аталатын қорғаныс белок қабықшасынан тұрады. Толығымен  қалыптасқан инфекциялық бөлшек вирион деп аталады. Герпес немесе грипп  вирустары сияқты кейбiр вирустарда, қожайын – клетканың плазмалық  мембранадан пайда болған қосымша  қабықшалары болады. Басқа барлық организмдерден айырмашылығы, вирустарда клеткалық құрылым болмайды.

Жиi вирустың қабықшасы ұқсас  қайталанатын субъбiрлiктер – капсомерлерден құралады. Капсомерлер де кристалдануға  қабiлеттi, симметрияның жоғары дәрежесi бар жүйелер құрылады. Бұл рентгендiк  сәулелердi қолдануға негiзделген, кристаллографикалық  әдiстермен электрондық микроскопия  көмегiмен, олардың құрылымы туралы мағлұмат алуға мүмкiндiк бередi. Қожайын клеткасында вирустың субъбiрлiгi пайда болысымен, олар бүтiн вирусты  түзуге қабiлеттерi көрiнiс табады. Өзiн-өзi түзеу басқа да көптеген биологиялық  жүйелерге тән, бұл биологиялық  құбылыстарда iргелi маңызы бар.

Мысалға аденовирусында, полиома вирусында (папилломалар, полиомелит вирусы) икосаэдролар мен додекаэдрлар. Икосаэдраның 20 үшбұрышты қыры, 12 шыңдары және 30 қабырғасы бар. Аденовирустың әр 20 қыры бiрқатар капсомерлерден тұрады. Қосындысында капсомерлер саны 252 (240 алтыбұрышты және 12 бесбұрышты, икосаэдраның шыңдарында). Әртүрлi вирустарда бұл сандар өзгерiп тұрады. Мысалы: рХ174 бактерияларында 12-ге тең, герпес вирусында – 162, полиома вирусында – 42. Бұл вирустардың барлығында 12 бесбұрышты капсомерлер бар, соның өзiнде бактериофагта алтыбұрышты капсомерлер мүлдем жоқ және додекаэдр деп аталатын жүйе құрылады.

Спиральдi симметрияның ең жақсы суреттемесi болып РНҚ құрамдас темекi теңбiлi болып табылады. 2130 бiркелкi белок субъбiрлiктерi РНҚ мен қоса бүтiн жүйе – нуклеокапсидтi құрайды. Мысалы грипп вирусында нуклеокапсид қабықшамен қапталған.

Ең шынайы және қолайлы гипотеза болып вирустың “қашқын” нуклеин қышқылынан пайда болуы, яғни нуклеин қышқылының өзi шыққан клеткадан тәуелсiз репликациялануға қабiлеттенуi, бiрақ мұндай ДНҚ осы немесе басқа клеткаларды пайдалануымен (паразиттiк) репликацияланады. Сол себептен вирустар клеткалық организмдерден шыққан болу керек, және оларды клеткалық организмдердiң ата-тегi деп қарастыруға болмайды.

Бұл “өркендердi” қаншалық қарапайым екендiгiн бiлу тым қиын, бiрақ генетиканың жетiстiктерi, паразиттiк нуклеин қышқылдарының басқа түрлерiн вирус себепшi, соған қарамастан кейбiр гүл өсушiлер бұл қызғалдақтың ерекше сорты деп сатады. Өсiмдiк вирустары РНҚ-құрамдас вирустарға жатады.

Вирустық және бактериялық аурулардың берiлу жолдары бiрдей болғандықтан, бұл сұрақты бiрге қарастыру ыңғайлы.

Жөтелу және түшкiру кезiнде ауаға миллиондаған кiшкентай сұйықтық тамшылары шашырайды. Iшiнде тiрi микроорганизмдерi бар бұл тамшыны, адамдар көп жиналған әсiресе ауа желдетiлмейтiн жерлерде жұтып алуы мүмкiн. Тамшылы инфекциядан сақтанудың гигиеналық тәсiлi-бет орамалдармен дұрыс пайдалану және бөлмелердi уақтылы желдетiп тұру.

Бактериофагтар (фагтар) – бактерия вирустарының ерекше тобы. Фагтар бактериальды клеткаға енiп, оны жоя алады. Iшек таяқша фагының денесi бас бөлiмнен және ақуызбен қапталған iшi қуыс таяқшадан тұрады. Таяқша алты жiпшеден тұратын тақташамен аяқталады. Бас бөлiмiнде ДНҚ орналасқан. Бактериофаг өсiндiлерi арқылы iшек таяқшасына бекiнедi, түйiскен ферменттiң әсерiнен ДНҚ таяқша каналы клеткаға кiредi. 10 – 15 минуттан соң, осы ДНҚ әсерiнен бактериальды клетканың метаболизмi түгел өзгерiп, ол өзiнiң емес, бактериофагтың ДНҚ синтездеудi бастайды. Бұл процесс 200 – 1000 жаңа фагтiк бөлшектiң пайда болуымен және клетканың жойылуымен аяқталады.

1892 жылы орыс ботанигi Д.И.Ивановский алғаш рет темекi өсiмдiгiнен инфекциялық экстрактын алды. Осындай экстракт, бактерияларды ұстап қалатын сүзгiден өткен, инфекциялық қасиетке ие болды. 1898 жылы голландық ғалым Бейеринк кейбiр сүзгiден өткен сұйықтықтың инфекциялық табиғатын белгiлеу үшiн “вирус” терминiн енгiздi.

Жоғары тазаланатын вирустың сынамаларын алуда үлкен жетiстiктерге жеткенiмен және химиялық табиғаты жағынан нуклеопротеиндер (ақуызбен байланысқан нуклеин қышқылдары) екенi анықталғанына қарамастан бөлшектердiң өзi ұстатпайтын, өте ұсақ жұмбақты болып қала бердi, себебi оларды өте ұсақ болғандықтан жарықтық микроскоп арқылы көру мүмкiн емес.

Сондықтан да вирустар, 30 жылдары ашылған электронды микроскоппен бiрiншi болып анықталған биологиялық құрылымдардың бiрi болды.

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

Вирустар – құрамында  нуклеин қышқылдары, белоктар, ал кейде  липидтер болатын және тек қана клетка иесінде көбейе алатын бөлшектер. Көпшілігінде ферменттердің жоқтығынан олар клеткасыз  ересек вирус бөлшектерін жасай  алмайды, сондықтан «бедеу« күйде  болады.

Вирустардың құрылымдылық жағынан  клетка деп есептеуге болмайды, себебі клеткадағыдай не органелла, не цитоплазма жоқ. Вирус бөлшектерінің (оларды вирион деп те атайды) диаметрі 20-300 нм. ең кішкентай  прокариоттық клеткалардан да төмен.

Құрылымдылық жағынан  клетка деп есептелмесе де вирустар арқылы организмнің тұқым қууы жөніндегі  мәселе қаралғанда олардың атқаратын  рөлі өте зор.

Вирустар пішіні, көлемі және күрделігі жағынан әр түрлі: Оларды жұқтыратын немесе денесіне өндіретін  клетка иелерінің шеңбері де тым  кең, дегенмен, әрбір вирусқа тең  қасиет – иесін таңдау.

Кейбір вирустар бактериофаг (бактерияларды жегіштер) деп аталатын бактерияларға жұғады. Бактериофагтар формасының ерекшелігімен көзге  түседі.

Бүтіндей вирустардың  өзіне тән белгілері бар: бұл  белгілердің кейбіреулері оларды клеткаға ұқсастырмайды, ал енді біреулері зерттеушілерге клеткалар немесе организмдер ретінде  тәжірбие жасауға мүмкіндік береді.Біріншіден, вирустар өте кішкентай: олар  тіпті  тым ұсақ прокариоттық клеткалар  өте алмайтын сүзгілерден өтіп кетеді. Вирустар электрондық микроскоптан олардың суреттерін алмай тұрып, әлдеқайда бұрын ашылған індеттілігі  сүзгіден алынғанда байқалған. Бір  батериялық клеткада мыңдаған вирус  бөлшектері түзіледі; мұндай өсімталдық вирустар бөлшектерінің клеткадан  шығуын, клетканың лизисіне, яғни өліміне  жиі соқтырады. Басқалары, мысалы, ісік РНҚ-вирустары, клетканы жармай-ақ шығады. Ал жалпы көптеген биологиялық шығу тегі бар молекулалар кішкене  вирустардан көлемі жағынан үлкен  болады. Екіншіден, өздерінің көлеміне сәйкес, вирустар тіпті микроплазма  клеткасымен салыстырғанда да құрылысы өте қарапайым. Вирустық  бөлшектер  негізінен нуклеин қышқылының орталық  өзекпен (ДНҚ немесе соған жақын  РНҚ) және капсид деп аталатын сыртқы белоктық қабаттан тұрады. Нуклеин  қышқылы вирустық тұқым қуу потенциалын  тасымалдайды, ал белок екі түрлі  қызмет атқарады: вирустық клетка иесінен  тыс кезінде нуклеин қышқылын қорғайтын қабықша және жұғатын  клетканың түрін анықтайтын ерекшелігін  қамтамасыз етеді. Бірқатар вирустарда тек қана РНҚ, басқа біреулерінде – тек қана ДНҚ.Үшіншіден, вирустардың  клеткалардан (прокариоттық және эукариоттық) айырмашылығы, олар өз бетімен өмір сүре алмайды. Көбею үшін бір клеткаға жұғуы шарт, ал өз бетімен вирустық бөлшек бар-жоғы ерекше хатталған бейтарап химиялық заттардың жиынтығы секілді. Олардың міндетті клеткаішілік тоғышарлық тәуелді тіршілігі, көбею үшін жұқтырылған  клеткасының механизмдерін өзіне  бағындырып, мақсытына пайдалануы ойландыратын іс. Сөйтіп, клетка иесі және оған жұқтырған  вирус өзара өте тығыз байланыста, бірақ бұл байланыстың шығу тарихы белгісіз. Кейбір вирустардың тұқым  қуалайтын мүмкішіліктерінің аздығы соншама, олардағы бар ақпарат өздерінің белоктық қабықшасын кодтауға жетеді. Олармен клеткалар немесе бір клеткалы организмдер тәрізді жан-жақты тәжірбие жүргізуге болады.

Патогенділігіне (улылығына) байланысты өсімдіктер мен жануарларға  және адамдарға қауіп төндіруі мүмкін. Сонымен қатар, тұқым қуу проблемаларын, мутациялық процесті, иммунитетті, биохимияны және жалпы молекулалық биологияны зерттегенде өте ыңғайлы тәжірбие объектісі болып табылады. Вирустарды тірі организмдер қатарына қосуға бола ма? Бұл таза теориялық сұрақ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер:

 

1. Медициналық микробиология. Б.А.Рамазанова және Қ.Құдайбергеновтың редакциялауымен шығарған.Алматы 2005 жыл.
2. С.Ж.Стамбеков "Генетика" 2002 жыл.
3. Микробиология және вирусология Ү.Т.Артықбаев және Г.Д.Асемова ,К.Х.Алмағанбетова Астана 2005 жыл.
4. www.google.kz