Вірус (від лат. Virus - отрута) - найпростіша форма життя, мікроскопічна частка, що представляє собою молекули нуклеїнових кислот (ДНК або РНК, деякі, наприклад, мімівіруса, мають обидва типи молекул), ув'язнені в білкову оболонку і здатні інфікувати живі організми.
Від інших інфекційних агентів віруси відрізняє капсид (білкова оболонка). Віруси, за рідкісним винятком, містять тільки один тип нуклеїнової кислоти: або ДНК, або РНК. Раніше до вірусів також помилково відносили пріони, однак згодом виявилося, що ці збудники є особливі білки і не містять нуклеїнових кислот.
Віруси є облігатними паразитами, так як віруси не здатні розмножуватися поза клітиною. Поза клітини вірусні частинки поводяться як хімічні речовини. В даний час відомі віруси, що розмножуються в клітинах рослин, тварин, грибів і бактерій (останніх зазвичай називають бактеріофагами). Виявлено також віруси, що вражають інші віруси (віруси-сателіти).
Будова і властивості
Розміри вірусів коливаються від 20 до 300 нм. В середньому вони в 50 разів менше бактерій. Їх можна побачити у світловий мікроскоп, тому що їхньої довжини менше довжини світлової хвилі.
Віруси складаються з різноманітних компонентів:
- серцевина / генетичний матеріал (ДНК або РНК).
- білкова оболонка, яку називають капсидом.
- додаткова липопротеідна оболонка.
Цілком сформована інфекційна частка називається вирионом.
Генетичний апарат вірусу несе інформацію про декілька типів білків, які необхідні для утворення нового вірусу: ген, що кодує обернену транскриптазу й інші.
Капсид - це зовнішня оболонка вірусу, що складається з білків. Капсид виконує кілька функцій.
- Захист генетичного матеріалу (ДНК або РНК) вірусу від механічних і хімічних ушкоджень.
- Визначення потенціалу до зараження клітини.
- На початкових стадіях зараження клітини: прикріплення до клітинної мембрани, розрив мембрани і впровадження в клітку генетичного матеріалу вірусу.
Додаткова липопротеідна оболонка утворена з плазматичної мембрани клітини-хазяїна. Вона зустрічається тільки в порівняно великих вірусів (грип, герпес). Ця зовнішня оболонка є фрагментом ядерної або цитоплазматичної мембрани клітини-хазяїна, з якої вірус виходить в позаклітинне середовище. Іноді в зовнішніх оболонках складних вірусів крім білків містяться вуглеводи, наприклад у збудників грипу та герпесу.
Кожен компонент віріонів має певні функції: білкова оболонка захищає їх від несприятливих впливів, нуклеїнова кислота відповідає за спадкові та інфекційні властивості і відіграє провідну роль в мінливості вірусів, а ферменти беруть участь в їх розмноження.
Більш складні за структурою віруси, крім білків і нуклеїнових кислот, містять вуглеводи, ліпіди. Для кожної групи вірусів характерний свій набір білків, жирів, вуглеводів і нуклеїнових кислот. Деякі віруси містять в своєму складі ферменти.
Взаємодія вірусу з клітиною
Віруси поза клітиною являють собою кристали, але при попаданні в клітину "оживають". Їх розмноження відбувається особливим, ні з чим не порівнянним способом. Спочатку віріони проникають всередину клітини, і звільняються вірусні нуклеїнові кислоти. Потім "заготовлюються" деталі майбутніх віріонів. Розмноження закінчується складанням нових віріонів і виходом їх в навколишнє середовище.
Зустріч вірусів з клітинами починається з його адсорбції, тобто прикріплення до клітинної стінки. Потім починається впровадження або проникнення віріона в клітку, яке здійснює вона сама. Однак, як правило, проникненню вірусу в цитоплазму клітини передує зв'язування його з особливим білком-рецептором, що знаходяться на клітинній поверхні.
Зв'язування з рецептором здійснюється завдяки наявності спеціальних білків на поверхні вірусної частки, які "впізнають" відповідний рецептор на поверхні чутливої клітини. На одній клітці можуть адсорбуватися десятки, і навіть сотні віріонів. Ділянка поверхні клітини, до якого приєднався вірус, занурюється в клітку. Цей процес називається виропексисом.
Інфекційний процес починається, коли проникли в клітку віруси починають розмножуватися, тобто відбувається редуплікація вірусного генома і самосборка капсида. Для здійснення редуплікації нуклеїнова кислота повинна звільнитися від капсида. Після синтезу нової молекули нуклеїнової кислоти вона одягається, синтезованими в цитоплазмі клітини - вірусними білками - утворюється капсид.
Накопичення вірусних частинок призводить до виходу їх з клітини. Для деяких вірусів це відбувається шляхом "вибуху", в результаті чого цілісність клітини порушується і вона гине інші віруси виділяються способом, що нагадує брунькування. В цьому випадку клітини організму можуть довго зберігати свою життєздатність.
Вражаюче, як віруси, які в десятки і навіть сотні разів менше клітин, вміло, і впевнено розпоряджаються клітинним господарством. Розмножуючись, вони виснажують клітинні ресурси і глибоко, часто незворотньо, порушують обмін речовин, що, в кінцевому рахунку, є причиною загибелі клітин.
Типи вірусних інфекцій
Залежно від тривалості перебування вірусу в клітці і характеру зміни її функціонування розрізняють три типи вірусної інфекції.
Якщо утворюються віруси одночасно залишають клітку, то вона розривається і гине. Що вийшли з неї віруси вражають нові клітини. Так розвивається літична (руйнування, розчинення) інфекція.
При вірусної інфекції іншого типу, званої персистентной (стійкою). нові віруси залишають клітину-господаря поступово. Клітка продовжує жити і поділяється, роблячи нові віруси, хоча її функціонування може змінитися.
Третій тип інфекції називається латентним (прихованим). Генетичний матеріал вірусу вбудовується в хромосоми клітки і при її розподілі відтворюється і передається дочірніми клітинами.
Класифікація
- За серцевині: ДНК-содержат і РНК-содержат (ретро) віруси.
- За структурою капсомеров: Ізометричні (кубічні), спіральні, змішані.
- За наявністю або відсутністю додаткової липопротеидной оболонки:
- По клітинах-хазяїнах.
Крім цих класифікацій є ще багато інших. Наприклад, по типі переносу інфекції від одного організму до іншого.
Класифікація та властивості вірусів гепатиту:
вірусні антигени
Антигени (АГ) - генетично чужорідні речовини, здатні викликати утворення антитіл і ефекторів клітинного імунітету. Імунні реакції, викликані антигенами, спрямовані на їх зв'язування, нейтралізацію і виведення з організму.
Здатність антигенів викликати імунну відповідь, що забезпечує захист організму від проникнення таких антигенів, називається імуногенність. Імуногенність мають білки, полісахариди, поліпептиди, нуклеїнові кислоти. Термін «імуногенність» використовується, перш за все, для характеристики антигенів, які беруть участь у формуванні антиінфекційних імунітету.
Здатність антигену викликати стійкість проти зараження називається протективной активністю. Вона є головною характеристикою антигенів будь-якої вакцини.
Вірусні антигени можуть входити до складу самого віріона або бути вірус-індукованими і перебувати в зараженій клітині. Антигени вірусу можуть розташовуватися на поверхні клітини. Це вірусні глікопротеїди, що утворюються в результаті вбудовування вірусу в клітинну мембрану, репродукції оболочечного вірусу або виходу вірусу з клітини. Для деяких вірусів характерна яскраво виражена мінливість антигенної структури.
Грубо кажучи, вірусні антигени - це окремі частинки вірусу або продукти його життєдіяльності, які викликають спрацьовування захисної реакції імунної системи - вироблення відповідних антитіл.
Антитіла (імуноглобуліни, ІГ, Ig) - це розчинні глікопротеїни, присутні в сироватці крові, тканинної рідини або на клітинній мембрані, які розпізнають і зв'язують антигени. Антитіла синтезуються імунною системою у відповідь на чужорідні речовини - антигени.
Всі вірусні антигени мають білкову природу; серед них - глікопротеїни (зазвичай - поверхневі), Фосфопротеіни, нуклеопротеїнами. Найчастіше протектівнимі є поверхневі в вирионе глікопротеїни, хоча утворені в ході імунної відповіді антитіла спрямовані проти багатьох білків, в тому числі і розташованих в нуклеокапсид, "в глибині" віріона.
Принципова, відмінна від інших збудників особливість репродукції вірусів полягає в тому, що не всі білки, синтез яких індукується в інфікованій клітині, входять потім до складу віріона. Частина з них є допоміжними, що забезпечують процес репродукції. Тим не менш, вони також можуть потрапляти в позаклітинне середовище і служити імунізують матеріалом.
У більшості вірусів є суперокапсідние - поверхневі оболонкові, білкові і глікопротеідние АГ (наприклад, гемаглютинін та нейрамінідази вірусу грипу), капсидних - оболонкові і нуклеопротеїдні (серцевинні) АГ.