Какие есть вирусы: Какие бывают вирусы, симптомы и профилактика заболеваний :: Статьи

Содержание

Какие бывают вирусы, симптомы и профилактика заболеваний :: Статьи

Вирус (от лат. virus — яд) — простейшая неклеточная форма жизни. Представляет собой генетический элемент (или РНК, или ДНК) в белковой оболочке (капсид), паразитирующий на бактериях, клетках растений, животных и человека^[1]. Вирусный индивидуум называется вирионом^[1].

Размеры вирусов колеблются в пределах 17 нм — 1 мкм. Абсолютным и основным критерием, отличающим вирусы от других форм жизни, является отсутствие у них собственных систем синтеза белка. Помимо этого, к уникальным свойствам вирусов относится их способ размножения — только дизъюнктивная (разобщённый в пространстве и времени синтез вирусных компонентов с последующей сборкой и формированием вирионов) репродукция без стадии бинарного деления, которая присутствует у всех других клеток и организмов^[1]

Инфицирование организма может происходить различными путями в зависимости от вида вируса: воздушно-капельным, воздушно-пылевым, алиментарным (через пищевые продукты или воду), контактным и контактно-бытовым (предметы обихода, руки, различные поверхности), посредством укусов кровососущих насекомых, половым путём^[2].

Сначала вирион прикрепляется к клетке, чтобы проникнуть внутрь при механическом повреждении её стенки. Вирусы используют различные механизмы для прохождения через цитоплазматическую мембрану, но общим для них является то, что вирионы прежде всего должны прикрепиться к рецептору на мембране. Для каждого вируса есть специфический рецептор на поверхности чувствительных клеток. У вируса, в свою очередь, есть белок, посредством которого он связывается с клеточным рецептором, образуя вирус-рецепторный комплекс

[3].

Проникновение вирус-рецепторного комплекса внутрь клетки возможно в результате эндоцитоза или с помощью более сложных механизмов^[3]. После внедрения в клетку происходит процесс «раздевания» вируса, т. е. удаление капсида или его части клеточными или вирусными ферментами до конечного продукта — нуклеиновой кислоты. Далее, благодаря специфическим механизмам, нуклеиновая кислота вируса активирует экспрессию вирусных функций, воздействуя на рибосомы клетки (частицы, осуществляющие биосинтез нуклеиновых кислот и белков^{[4]) таким образом,
чтобы их продукция объединялась для
образования дочерних вирионов, т.е. клетка фактически начинает работать не на себя, а на вирус. Новые
вирионы высвобождаются из клетки либо взрывным способом (разрушая клетку), либо почкованием (сохраняя
клетку целой и жизнеспособной), и распространяются по всему организму. Каждый вирион способен
спровоцировать образование 103-105 дочерних вирусных частиц^[1].}

Проникновение вируса в человеческий организм вызывает развитие различных реакций врождённого и приобретённого иммунитета, в результате которых в кровоток попадают как специфические противовоспалительные вещества (цитокины), необходимые для адекватной защиты организма, так и токсичные продукты распада инфицированных клеток, провоцирующие лихорадку и воспаление. Лихорадка является общим (или системным) ответом организма, воспаление — местным

[5]. Первыми на внедрение вируса синтезируются специфические цитокины – интерфероны, которые обеспечивают противовирусное и иммуномодулирующее действие в отношении вирусов, а также защиту неинфицированных клеток. Через несколько дней начинается выработка специфических антител^[6].

В результате такой атаки вирус либо покидает организм, либо проявляет упорство и, приспособившись, может длительно жить в организме — возникает персистенция, которая может быть выражена в латентном, хроническом или медленном течении заболевания^[7].

Типы и разновидности вирусов

По системам тканевых клеток, в которых происходит размножение вирусов, выделяют следующие инфекции

[8]:
– респираторные — слизистые оболочки органов дыхательных путей и лёгких;
– дерматотропные — кожа;
– нейротропные — нервная система;
– энтеротропные — внутренние органы;
– бластомогенные — опухоли;
– пантропные — поражающие все ткани.

Наиболее контагиозными (заразными) респираторными заболеваниями являются грипп и другие ОРВИ, которые ежегодно составляют до 95% регистрируемых инфекций^[9].

Также широко распространены пантропные вирусы герпеса: простой герпес 1 и 2 типа, ветряная оспа/опоясывающий лишай, вирус Эпштейна-Барр, цитомегаловирус и др. Около 90 % взрослого населения мира заражены герпесвирусами и после первичной инфекции остаются пожизненными носителями вирусов. В России зарегистрировано около 20 млн пациентов с герпесовирусными инфекциями, что больше суммарного числа всех пациентов с вирусными гепатитами и ВИЧ-инфекцией

[10], причём чаще всего в организме присутствует несколько видов вируса герпеса одновременно^{[11
]}. Смертность от осложнений герпетической инфекции стоит на втором месте после смертности от осложнений гриппа^[12].

Симптомы и диагностика распространённых инфекций

Герпетическая инфекция в основном протекает в латентной форме. Вирус сохраняется в виде ДНК-белкового комплекса в нервных ганглиях, не вызывая клинических проявлений и не обнаруживаясь в биоматериалах (слюне, моче, секретах гениталий)^[13].

Переход в острую форму происходит при воздействии факторов, снижающих иммунитет.

Отличительными клиническими проявлениями этого заболевания являются пузырьковая сыпь и воспаление слизистых оболочек^[13].

Грипп — это острое инфекционное заболевание дыхательных путей, вызываемое вирусом гриппа, которое отличается от других острых респираторных вирусных инфекций резким ухудшением самочувствия (синдром интоксикации) и повышением температуры тела (лихорадка). Для других ОРВИ, в основном, характерно раннее развитие катаральных явлений: насморк, кашель, боль в горле^{[14
]}.

Общими же для всех респираторных вирусных инфекций являются повышение температуры тела и симптомы интоксикации. Точная диагностика этиологии заболевания возможна на основании лабораторных тестов (серологический анализ крови, полимеразная цепная реакция)

[1 ].

Профилактика вирусного инфицирования

В зависимости от вида вирусы способны жить в окружающей среде от нескольких часов до нескольких дней или даже недель^[16]. Для каждого вируса возможно наличие не одного, а нескольких путей заражения. Также если для одних вирусов характерна сезонность, то другие циркулируют в природе круглогодично, что подвергает опасности человека каждый день.

В связи с этим для профилактики вирусных инфекций необходимо постоянно соблюдать правила личной гигиены, регулярно осуществлять влажную уборку и проветривание помещений. В периоды подъёма заболеваемости ОРВИ и гриппом используются:

– Антисептики для рук. ВОЗ рекомендует использовать составы с объёмным содержанием спирта не менее 75 %, включающие перекись водорода и глицерин. Эффективность, переносимость и стоимость таких антисептиков позволяет использовать их в быту и медицинских учреждениях^[17].

– Средства индивидуальной защиты. К ним относятся одноразовые медицинские маски, респираторы, защитные очки. Респираторы классов защиты FFP2 и FFP3, соответствующие ГОСТ 12.4.294-2015 (EN 149:2001+А1:2009) наиболее эффективно препятствуют воздушно-капельной передаче вируса, обеспечивая до 95-99 % очистки вдыхаемого воздуха от аэрозоля^[18].
– Дезинфицирующие средства для окружающих поверхностей

. Высокую эффективность в борьбе с вирусами демонстрируют хлорактивные соединения, самое распространённое из которых — гипохлорит натрия^[19].

Профилактический приём противовирусных лекарственных препаратов возможен по назначению врача. Антибиотики прописываются специалистом только в случае присоединения бактериальной инфекции^[9].

Список источников

[1] Вирусология. Методические материалы: Учеб. –метод. пособие для студ. биол. фак. / Авторы-сост. Е. В. Глинская, Е. С. Тучина, С. В. Петров. — Саратов. — 2013. — URL: http://elibrary.bsu.az/books_250/N_224.pdf (дата обращения: 12.06.2020)

[2] Механизмы передачи возбудителей и эколого-эпидемиологическая классификация инфекционных и паразитарных болезней человека. / В. И. Сергевнин. — Эпидемиология и вакцинопрофилактика. — №2(63). — 2012. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mehanizmy-peredachi-vozbuditeley-i-ekologo-epidemiologicheskaya-klassifikatsiya-infektsionnyh-i-parazitarnyh-bolezney-cheloveka/viewer (дата обращения: 11.06.2020)

[3] Вирусы гриппа. Методическое пособие. Часть I. / Новосибирский национальный исследовательский государственный университет. — 2012. — URL: —https://fen. nsu.ru/posob/molbiol/Gripp_part1.pdf (дата обращения: 08.07.2020)

[4] Рибосомы. / Большая советская энциклопедия: в 30 т. — Гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Сов. энцикл., 1969 – 1978. — URL: https://bse.slovaronline.com/36230-RIBOSOMY (дата обращения: 12.06. 2020)

[5] Иммунный ответ при вирусных инфекциях. / Сологуб Т. В. Ледванов М. Ю. и др. — Успехи современного естествознания. – 2009. – № 12 — URL: https://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=14061 (дата обращения: 12.06.2020)

[6] Острые респираторные заболевания и возможности иммуномодулирующей терапии / Анастасевич Л. А., Боткина А. С. Малкоч А. В. — Лечащий врач — 2008. — № 8. — URL: https://www.lvrach.ru/2008/08/5615064/ (дата обращения: 12.06.2020)

[7] Персистенция респираторных вирусов. / Е.В. Замахина, О. В. Кладова. — Детские инфекции. — №2. — 2009. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/persistentsiya-respiratornyh-virusov/viewer (дата обращения: 12.06.2020)

[8] Классификация вирусов — эволюция подходов за первые 50 лет. / Биомедицина — 4/2008 — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/klassifikatsiya-virusov-evolyutsiya-podhodov-za-pervye-50-let/viewer (дата обращения: 12.06.2020)

[9] Грипп и другие острые респираторные вирусные инфекции. Информация для граждан. / ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве». — URL: http://www.mossanexpert.ru/informatsiya-dlya-grazhdan/zabolevaniya/?ELEMENT_ID=1879 (дата обращения: 12.06.2020)

[10] Комбинированная противовирусная терапия простого герпеса. / Викулов Г. Х., Вознесенский С. Л. — Врач. — 2019. — Т. 30 — №5. — c. 27-34

[11] Вирусы группы герпеса и поражения печени. / Г. Г. Тотолян, Г. И. Сторожаков и др. — Лечебное дело. — 2.2009. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/virusy-gruppy-gerpesa-i-porazheniya-pecheni/viewer (дата обращения: 12.06.2020)

[12] Общие принципы диагностики и лечения больных герпесвирусной инфекцией. / Дюдюн А. Д. — Дерматовенерология. Косметология. Сексопатология. — 1-4, 2016. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obschie-printsipy-diagnostiki-i-lecheniya-bolnyh-gerpesvirusnoy-infektsiey-klinicheskaya-lektsiya/viewer (дата обращения: 12.06.2020)

[13] Простой герпес у взрослых. Клинические рекомендации. / Национальное научное общество инфекционистов. — 2014. — URL: https://nnoi.ru/uploads/files/protokoly/Herp_simp_adult. pdf (дата обращения: 08.07.2020)

[14] Вниманию потребителя: отличия гриппа от ОРВИ. / Роспотребнадзор. — 2019. — URL: https://www.rospotrebnadzor.ru/about/info/news/news_details.php?ELEMENT_ID=12675 (дата обращения: 12.06.2020)

[15] Методы лабораторной диагностики вирусных инфекций. / ФБУЗ «Центр гигиенического образования населения Роспотребнадзора». — URL: http://cgon.rospotrebnadzor.ru/content/65/1993/ (дата обращения: 12.06.2020)

[16] Характеристика возбудителей острых респираторных вирусных инфекций и значение дезинфекционных мероприятий в предупреждении их распространения / Л. В. Рубис. — Детские инфекции. — 2018. — Том 17. — №1. — URL: https://detinf.elpub.ru/jour/article/viewFile/340/326 (дата обращения: 12.06.2020)

[17] Рекомендованные ВОЗ рецептуры антисептиков для рук: Руководство по организации производства на местах. / Соблюдайте чистоту рук: ресурсы и публикации. — Всемирная организация здравоохранения. URL: https://www.who.int/gpsc/5may/tools/ru/ (дата обращения: 11.06.2020)

[18] МЧС России рекомендует: средства индивидуальной защиты от инфекции. / ФГБУ ВНИИ ГОЧС — URL: https://www.vniigochs.ru/storage/photos/4/PR/KOVID_19/recom/ind_protect.pdf (дата обращения: 11.06.2020)

[19] Федеральные клинические рекомендации по выбору химических средств дезинфекции и стерилизации для использования в медицинских организациях. / М., 2015. —URL: http://nasci.ru/?id=3376 (дата обращения: 11.06.2020)

Красивые и опасные: вирусы, от которых нет спасения

https://ria.ru/20180421/1519021592.html

Красивые и опасные: вирусы, от которых нет спасения

Красивые и опасные: вирусы, от которых нет спасения — РИА Новости, 03.03.2020

Красивые и опасные: вирусы, от которых нет спасения

Зика, Эбола, птичий и свиной грипп — эпидемии новых заболеваний вызваны очень опасными вирусами, разрушительными для человеческого организма. О том, что… РИА Новости, 21.04.2018

2018-04-21T08:00

2020-03-03T10:06

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/151897/96/1518979651_0:0:1037:583_1920x0_80_0_0_e10f27a59ac71ebe38861644b5209ddc.jpg

сша

китай

африка

россия

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2018

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/151897/96/1518979651_24:0:808:588_1920x0_80_0_0_01eff5dde8fcacc5d8c727875df0e17d.jpg

1920

true

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, китай, африка, россия

Наука, США, Китай, Африка, Россия

МОСКВА, 21 апр — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Зика, Эбола, птичий и свиной грипп — эпидемии новых заболеваний вызваны очень опасными вирусами, разрушительными для человеческого организма. О том, что известно науке об этих микроскопических убийцах и как они выглядят, — в материале РИА Новости.

24 января 2018, 08:00

Сперматозоиды против вирусов: как повысить рождаемость

Ученые до сих пор не уверены, стоит ли считать вирусы живыми существами. Эти организмы размером всего несколько нанометров представляют собой завернутую в белковую оболочку короткую нитку нуклеотидов, где закодирована генетическая информация. Они гораздо меньше бактерий и клеток, неспособны самостоятельно производить белки, из которых состоит все живое. Поэтому фактически не живут вне клетки. В природе могут сохраняться длительное время в неактивном состоянии. Но, попав в живой организм, быстро размножаются за счет ресурсов хозяина.

Большинство вирусов неопасны для человека, поскольку наша иммунная система их уничтожает. Уже в слизистой оболочке, через которую чаще всего проникают вирусы, на них нападают фагоциты, а в крови — лимфоциты. Клетки начинают производить белки-интерфероны, мешающие вирусу размножаться. В крайнем случае зараженные клетки гибнут сами. Однако некоторые вирусы настолько быстро размножаются, что ломают все защитные механизмы или настраивают их против организма, вызывая тяжелое воспаление, лихорадку.

Возможно, вирусы — это части ДНК или РНК, сбежавшие из многоклеточного организма. По другой гипотезе, вирусы древнее, чем клетка. Вот почему части вирусного генома встроены в ДНК бактерий и животных в виде «мусора». Высказывалось также предположение, что борьба вирусов и клеток послужила драйвером эволюции.

Вирусы открыты в 1892 году русским микробиологом Дмитрием Ивановским, пытавшимся понять, чем вызвана мозаичная болезнь табака. С тех пор описано несколько тысяч вирусов. Но ученые полагают, что еще сотни тысяч или миллионы неизвестны. Вирусы очень разнообразны по своему строению и механизму действия. В природе нет ни одной группы живых организмов, которую бы не поражали вирусы. Человек — не исключение.

Вирус Зика

Впервые вирус Зика выявили в 1947 году у макак-резусов в Уганде, а в середине 1960-х были отмечены случаи заболевания людей. В 2010 году он перекинулся на Южную и Центральную Америку, а оттуда распространился по всему миру.

Считают, что Зика попадает в организм человека с укусами москитов. Лекарства от него нет, болезнь проходит через несколько дней сама собой. Однако вызывают опасения случаи рождения детей с микроцефалией у перенесших Зику беременных.

Относится к семейству флавивирусов, выглядящих как нанометровые многогранники в жироподобной оболочке. Представители этого семейства, такие как клещевой энцефалит, лихорадки денге и Западного Нила, проникают в организм человека через укусы членистоногих.

Вирус Эбола

Лихорадку Эбола зафиксировали в Конго в 1976 году, и с тех пор вспышки этого заболевания случались десятки раз. Последняя эпидемия 2014-2015 годов унесла более десяти тысяч жизней.

Эбола входит в семейство филовирусов. Ее геном состоит всего из семи генов, которые кодируют восемь белков. Погибают до 90% зараженных.

Откуда взялся этот вирус и почему он такой смертоносный, до сих не вполне ясно. Эбола атакует иммунные клетки и начинает в них размножаться. Система защиты организма посылает сигнальные молекулы — цитокины, которые привлекают к очагу опасности другие клетки иммунитета. Вирусы поражают и их. Как реакция на инфекцию в организме возникает сильное воспаление, которое и приводит к гибели.

Вакцины от вируса Эболы, разработанные в США и России, проходят тестирование.

Птичий грипп

Так называют смертельно опасное заболевание дикой и домашней птицы. Родом из Юго-Восточной Азии. Вызвано штаммом H5N1 вируса гриппа рода А. Эти вирусы — причина всех известных видов гриппа среди людей, включая «испанку», погубившую миллионы жителей Европы в начале XX века. H5N1 крайне опасен для человека: в среднем не выживает до 60% инфицированных. Во время вспышки птичьего гриппа в Египте в 2014-2015 годах погибли 48 человек.

12 марта 2018, 14:23

Иммунолог оценил вероятность новой глобальной эпидемииВ ВОЗ предупредили о высокой вероятности новой глобальной эпидемии, грозящей человечеству. Врач иммунолог Владислав Жемчугов в эфире радио Sputnik прокомментировал прогноз специалистов Всемирной организации здравоохранения.

Вируса гриппа А относят к семейству ортомиксовирусов. Для размножения им не нужен организм-переносчик — микроб передается по воздуху и поражает дыхательные пути. У людей, перенесших болезнь, вырабатывается иммунитет. Вот почему штамм, вызвавший «испанку», уже не опасен. Свиной грипп (штамм h2N1), который в 2009 году расценивали как пандемию, теперь считают обычным сезонным гриппом.

От вируса гриппа нет лекарств, а вакцины формируют к нему иммунитет на короткий срок. Ученые полагают, что грипп невозможно искоренить.

ВИЧ

Вирус иммунодефицита человека, или ВИЧ, открыли в конце 1980-х. В природе он находится в организме обезьян, не причиняя им вреда, но для человека его размножение смертельно.

ВИЧ-1, которым инфицировано большинство больных СПИДом, относят к ретровирусам. Они попадают в организм через слизистую или раны — прямо в кровь. После долгого инкубационного периода ВИЧ начинает убивать иммунные клетки. Внедрившись в них, он с помощью собственной РНК синтезирует ДНК, которая помогает вирусу распространяться.

Лекарства сдерживают размножение ВИЧ, но его очаги скрыты глубоко в организме и запускают болезнь, если лечение прекратить. Вакцины от вируса иммунодефицита человека нет, пока не удалось реализовать ни один предлагаемый способ борьбы с заболеванием.

Единственный случай полного излечения от ВИЧ зарегистрирован в госпитале в Берлине как побочный результат операции. В 2007 году там сделали трансплантацию костного мозга больному с ВИЧ, у которого развилась лейкемия. Донором оказался человек с врожденным иммунитетом к этому вирусу.

Натуральная оспа

За две тысячи лет человечество пережило множество гибельных эпидемий оспы. Победить болезнь помогла массовая повсеместная вакцинация населения. В 1980 году Всемирная организация здравоохранения объявила об окончательном искоренении оспы. Ее образцы хранят в закрытых лабораториях только в России и США.

Оспу вызывает вирус семейства поксвирусов. Это сравнительно большие капсулы размером двести нанометров, похожие на сплюснутый шар. Внутри свернута двухцепочечная ДНК с многочисленными нуклеотидами.

Поксвирусы опасны для обезьян, коров и других животных. Человека поражает только вирус вида variola. Он проникает через верхние дыхательные пути и кожу, распространяется по организму с лимфой.

Сейчас некоторые отказываются от плановой вакцинации, и число таких людей в мире растет. Ученые опасаются, что в результате может произойти вспышка оспы.

Что такое вирусы? | Живая наука

Живая наука поддерживается своей аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

Вот представление художника о том, как выглядит коронавирус крупным планом. (Изображение предоставлено: фотография через Getty Images)

Вирусы представляют собой микроскопические инфекционные агенты, которые содержат генетический материал, либо ДНК , либо РНК , и должны внедряться в хозяина, чтобы размножаться.

В основном известно, что вирусы вызывают болезни, поскольку они вызывали массовые вспышки заболеваний и смерти на протяжении всей истории человечества. Недавние примеры вспышек, вызванных вирусом, включают вспышку Эбола в Западной Африке в 2014 году, пандемию свиного гриппа в 2009 году и пандемию COVID-19, вызванную коронавирусом , впервые выявленным в конце 2019 года. вирусы, безусловно, являются коварными врагами для ученых и медицинских работников, другие им подобные сыграли важную роль в качестве исследовательских инструментов, которые помогли углубить понимание основных клеточных процессов, таких как механика синтез белка , так и самих вирусов.

Похожие: 20 самых страшных эпидемий и пандемий в истории

Как были обнаружены вирусы?

К концу 19-го века представление о том, что микроорганизмы, особенно бактерии , могут вызывать заболевания, было твердо установлено, согласно Smithsonian Magazine . Тем не менее, исследователи, изучающие опасную болезнь табачных растений, названную мозаичной болезнью табака, были несколько озадачены относительно ее причины. 0005 Discoveries in Plant Biology » (World Publishing Co., 1998). результаты своих обширных экспериментов на растениях табака, пораженных болезнью, в результате которой листья растений покрылись темно-зелеными, желтыми и серыми пятнами.Майер обнаружил, что, когда он измельчал зараженные листья табака и вводил полученный сок в жилок здоровых листьев, на некогда здоровых листьях появились крапинки и обесцвечивание, характерные для больных растений. Майер правильно предположил, что то, что вызывает болезнь табачной мозаики, находится в соке листьев.

Однако более конкретные результаты ускользали от него. Основываясь на предыдущей работе немецкого врача Роберта Коха, обнаружившего бактерии, вызывающие туберкулеза , Майер решил, что сможет изолировать и вырастить патоген, вызывающий мозаичную болезнь табака, в лабораторных посудах. Однако ему не удалось выделить возбудитель болезни или идентифицировать его под микроскопом . По данным Smithsonian Magazine, он также не мог воссоздать болезнь, вводя в здоровые растения ряд известных бактерий.

В 1892 году русский студент по имени Дмитрий Ивановский (иногда пишется как Ивановский) по существу повторил эксперименты Майера по получению сока, но с небольшой изюминкой.

На этом крупном плане показан большой зеленый лист, зараженный вирусом табачной мозаики. (Изображение предоставлено Bussakan Punlerdmatee через Shutterstock)

Согласно статье 1972 года, опубликованной в журнале Bacteriological Reviews , Ивановский пропускал сок из зараженных листьев через фильтр Чемберленда, достаточно тонкий для улавливания бактерий и другие известные микроорганизмы. Несмотря на просеивание, жидкий фильтрат оставался заразным, что предлагает новую часть головоломки: что бы ни вызывало заболевание, оно было достаточно маленьким, чтобы пройти через фильтр.

Однако Ивановский также пришел к выводу, что причиной болезни табачной мозаики были бактерии, предполагая, что фильтрат «содержит либо бактерии, либо растворимый токсин». Лишь в 1898 году было признано существование вирусов. Голландский ученый Мартинус Бейеринк, подтверждая результаты Ивановского, предположил, что причиной болезни табачной мозаики были не бактерии, а «contagium vivum Fluidum» или заразная живая жидкость, согласно «Открытиям в биологии растений». Согласно журналу Smithsonian Magazine, он назвал эту жидкость «вирусом», для краткости происходящим от латинского слова «жидкий яд».

Последующие эксперименты Майера, Ивановского, Бейеринка и др. лишь указывали на существование вирусов; потребуется еще несколько десятилетий, прежде чем кто-нибудь действительно увидит вирус.

В 1935 году химик Венделл М. Стэнли кристаллизовал образец вируса табачной мозаики таким образом, чтобы патоген можно было увидеть на рентгеновском снимке, согласно журналу Smithsonian Magazine. Однако только в 1939 году удалось получить первые четкие снимки неизмененного вируса. Этот подвиг стал возможен благодаря изобретению электронного микроскопа, инструмента, который использует пучки отрицательно заряженных частиц для получения изображений очень маленьких объектов, согласно исследованию 2009 года. статья опубликована в журнале Clinical Microbiology Reviews (открывается в новой вкладке).

Насколько велики вирусы?

Насколько меньше большинство вирусов по сравнению с бактериями? Немного.

При диаметре 220 нанометров вирус кори примерно в восемь раз меньше бактерий Escherichia coli ; для справки, один нанометр равен 0,000000039 дюймов. При 45 нм вирус гепатита примерно в 40 раз меньше, чем Кишечная палочка . Чтобы понять, насколько это мало, Дэвид Р. Весснер, профессор биологии в колледже Дэвидсона, приводит аналогию в статье 2010 года, опубликованной в журнале Nature Education : Полиовирус, 30 нм в поперечнике. , примерно в 10 000 раз меньше, чем крупинка соли.

Хотя большинство вирусов значительно меньше бактерий, в 1990-х годах ученые обнаружили гигантские вирусы, которые соперничали по размеру с бактериями, согласно отчету Nature Education.

На этом цветном цифровом изображении показан вирус гриппа h2N1 под просвечивающим электронным микроскопом.

В 2009 году этот вирус (тогда называвшийся свиным гриппом) вызвал пандемию, которая, как считается, унесла жизни 200 000 человек во всем мире. (Изображение предоставлено Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID))

В 1992 году ученые обнаружили бактериоподобные структуры внутри некоторых амеб из градирни. Более поздний анализ бактериоподобных объектов, опубликованный в 2003 году, показал, что эти странные структуры вовсе не были бактериями, а на самом деле были гигантскими вирусами. Исследователи назвали огромный вирус Мимивирус Acanthamoeba polyphaga (APMV).

После открытия APMV, диаметр которого составляет 750 нм, исследователи обнаружили более крупные вирусы, в том числе второй штамм APMV, получивший название «мамавирус», согласно отчету Nature Education. На сегодняшний день известно четыре гигантских семейства вирусов: молливирусы, мегавирусы, питовирусы и пандоравирусы. Гигантские вирусы были обнаружены в экзотических условиях, от таяния вечной мерзлоты в Сибири до глубин Антарктического океана, и в основном было обнаружено, что они заражают амеб и фитопланктон, хотя лабораторные исследования намекают, что они также могут заражать клетки животных. Исследования показывают, что 9Гигантские вирусы 0005 могут изобретать гены и белки, которых нет больше нигде на Земле, и что они извергают эти гены через звездообразные ворота на своей поверхности.

Живы ли вирусы?

Вирусы балансируют на границе того, что считается жизнью. С одной стороны, вирусы содержат либо ДНК, либо РНК — нуклеиновые кислоты, присутствующие во всех живых организмах. С другой стороны, вирусы не способны самостоятельно считывать информацию, содержащуюся в этих нуклеиновых кислотах, и воздействовать на нее; по этой причине вирусы не считаются «живыми».

Связанный: Живы ли вирусы?

Как устроены вирусы?

Иллюстрированная диаграмма, показывающая структуру четырех различных типов вирусов. (Изображение предоставлено VectorMine через Shutterstock)

Когда вирус полностью собран и способен к заражению, он известен как вирион. Согласно « Medical Microbiology » (Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне, 1996 г. ), простые вирионы содержат внутреннее ядро нуклеиновой кислоты, окруженное внешней оболочкой из белков, известной как капсид. Капсиды защищают вирусные нуклеиновые кислоты от пережевывания и разрушения специальными ферментов в клетке-хозяине называются нуклеазами.

Некоторые вирусы имеют второй защитный слой, известный как оболочка. Этот слой обычно происходит из клеточной мембраны хозяина; маленькие украденные биты, которые модифицируются и переназначаются для использования вирусом.

ДНК или РНК, обнаруженные во внутреннем ядре, составляют геном вируса или совокупность его генетической информации. Вирусные геномы, как правило, имеют небольшой размер и кодируют только основные белки, такие как капсидные белки, ферменты и белки, необходимые для репликации в клетке-хозяине.

Однако геномы гигантских вирусов могут быть намного больше, чем у обычных вирусов. Например, APMV несет в своем геноме примерно 1,2 миллиона пар оснований, где каждая «пара оснований» представляет собой одну ступеньку в скрученной лестнице ДНК. Геном полиовируса, для сравнения, имеет длину всего 7500 нуклеотидов, а геном вируса оспы — 200 000 нуклеотидов, согласно отчету Nature Education.

Как работают вирусы?

Вирус нуждается в клетке-хозяине для репликации или создания большего количества копий самого себя, сказал Джаклин Дадли, профессор молекулярной биологии Техасского университета в Остине. «Вирус не может воспроизводить себя вне хозяина, потому что ему не хватает сложного механизма, которым обладает клетка [хозяин]», — сказала она Live Science. Клеточный механизм клетки-хозяина позволяет вирусам производить РНК из своей ДНК (процесс, называемый транскрипцией) и создавать белки на основе инструкций, закодированных в их РНК (процесс, называемый трансляцией).

Таким образом, основная роль вируса заключается в том, чтобы «доставить свой геном ДНК или РНК в клетку-хозяин, чтобы геном мог экспрессироваться (транскрибироваться и транслироваться) клеткой-хозяином», согласно «Медицинской микробиологии».

Во-первых, вирусы проникают в клетку-хозяина, которая может быть частью более крупного организма, в случае животных и человека. Дыхательные пути и открытые раны могут служить воротами для проникновения вирусов в организм. А иногда насекомые обеспечивают способ проникновения; некоторые вирусы перебираются со слюной насекомого и попадают в тело хозяина после укуса насекомого. Согласно « Molecular Biology of the Cell» (Garland Science, 2002), такие вирусы могут реплицироваться как внутри клеток насекомых, так и в клетках-хозяевах, обеспечивая плавный переход от одной к другой. Примеры таких патогенов включают вирусы, которые вызывают желтую лихорадку и лихорадку денге

Истории по теме

Оказавшись внутри организма, вирусы прикрепляются к поверхности клеток-хозяев. распознавание и связывание с рецепторами клеточной поверхности или белками, которые отлипают от клеточной поверхности; белки на поверхности вируса подходят к этим рецепторам, как взаимосвязанные кусочки головоломки. Многие разные вирусы могут связываться с одним и тем же рецептором, и один вирус может связываться с разными рецепторами клеточной поверхности , В то время как вирусы используют их в своих интересах, рецепторы клеточной поверхности на самом деле предназначены для обслуживания клетки.

После того, как вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина, он может начать перемещаться по внешней оболочке или мембране клетки-хозяина. Существует множество различных способов входа. ВИЧ , вирус с оболочкой, сливается с мембраной клетки-хозяина и проталкивается через нее. Другой оболочечный вирус, вирус гриппа , поглощается клеткой. Согласно «Молекулярной биологии клетки», некоторые вирусы без оболочки, такие как полиовирус, создают пористый входной канал и проникают сквозь мембрану.

Оказавшись внутри клетки-хозяина, вирусы разрушают или захватывают различные части клеточного механизма внутри. Вирусные геномы заставляют клетки-хозяева производить вирусные белки, и это часто останавливает синтез любых РНК и белков, которые клетка-хозяин может использовать для своих целей.

Первоначально опубликовано на Live Science.

Эта статья была обновлена 13 мая 2022 г. участником Live Science Николеттой Ланезе.

Новые открытия

Ученые недавно идентифицировали более 5000 новых РНК-вирусов в Мировом океане.
Вирус Эпштейна-Барр, вызывающий «моно», может быть основной причиной рассеянного склероза , аутоиммунного заболевания.
Новооткрытый вариант ВИЧ был обнаружен в Нидерландах и, по-видимому, вызывает более быстрое прогрессирование заболевания по сравнению с другими версиями вируса.
Врачи обработали хроническую рану пациента бактериофагами или вирусы, поражающие бактерии.

Дополнительные ресурсы

Прочитайте о множестве вирусов, которые существуют внутри и вокруг нас, в книге Карла Циммера « Планета вирусов (откроется в новой вкладке)».
Узнайте, что произойдет, если все вирусы в мире исчезнут в этом SciShow видео (откроется в новой вкладке).
Прочтите «Вторжение : инфекции животных и следующая пандемия человека » Дэвида Кваммена, чтобы узнать о смертельных вирусных заболеваниях, которые перешли от животных к людям.

Библиография

Альбертс, Б., Джонсон, А., Льюис, Дж., Рафф, М., Робертс, К., и Уолтер, П. (2002). Клеточная биология инфекции. В Молекулярная биология клетки (4-е изд.). эссе, Garland Science.

Гелдерблом, Х. Р. (1996). Структура и классификация вирусов. В Медицинская микробиология (4-е изд.). эссе, Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне.

Голдсмит, К.С., и Миллер, С.Э. (2009). Современное использование электронной микроскопии для обнаружения вирусов. Clinical Microbiology Reviews , 22 (4), 552–563. https://doi.org/10.1128/cmr.00027-09 (открывается в новой вкладке)

Лешевалье, Х. (1972). Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920). Bacteriological Reviews , 36 (2), 135–145. https://doi.org/10.1128/br.36.2.135-145.1972 (открывается в новой вкладке)

Мачемер, Т. (2020, 24 марта). Как несколько больных растений табака помогли ученым раскрыть правду о вирусах . Смитсоновский журнал. Проверено 12 мая 2022 г. с https://www.smithsonianmag.com/science-nature/what-are-viruses-history-tobacco-mosaic-disease-180974480/ (открывается в новой вкладке)

Wessner, D. R. (2010). Открытие гигантского мимивируса. Природоведение , 3 (9). https://www.nature.com/scitable/topicpage/discovery-of-the-giant-mimivirus-14402410/ (открывается в новой вкладке)

Зайтлин М. (1998). Открытие возбудителя табачной мозаики. В Открытие в биологии растений (стр. 105–110). эссе, World Publishing Co.

Апарна Видьясагар — независимый научный журналист, специализирующийся на здравоохранении и науках о жизни. Апарна написал для ряда изданий, в том числе New Scientist, Science, PBS SoCal, Mental Floss и некоторых других. Апарна имеет докторскую степень в области клеточной и молекулярной патологии Университета Висконсин-Мэдисон, а также степень магистра и бакалавра в том же университете.

Что такое вирусы? | Живая наука

Живая наука поддерживается аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

Хотя такие вирусы, безусловно, являются коварными врагами ученых и медицинских работников , другие им подобные сыграли важную роль в качестве исследовательских инструментов, которые помогли лучше понять основные клеточные процессы, такие как механика синтеза белка и самих вирусов.

Связанные: 20 самых страшных эпидемий и пандемий в истории