Ce studiază virologia în biologie pe scurt. Vezi ce este „Virologie” în alte dicționare

V. ocupă un loc semnificativ în biologie și medicină, deoarece virușii provoacă multe boli la oameni, animale și plante și infectează ciuperci de mucegai, protozoare și bacterii, precum și datorită faptului că problemele de bază ale geneticii și biologiei moleculare.

Poveste

Fondatorul lui V. este omul de știință rus D.I.Ivanovsky. Studiind boala mozaic a tutunului și folosind metoda de filtrare, el a stabilit în 1892 că filtratul din suspensia zdrobită de frunze afectate de această boală nu conținea microorganisme vizibile la microscop, ci producea semne tipice ale bolii mozaic la plantele sănătoase. Pe baza acestor experimente, Ivanovsky a concluzionat că boala mozaicului de tutun este cauzată de cele mai mici microorganisme care trec prin filtre ceramice care captează toate bacteriile cunoscute la acel moment, că nu sunt capabile să crească pe medii nutritive artificiale utilizate în bacteriologie și sunt transmise. într-o serie de pasaje succesive (vaccinări). În 1902 Ivanovsky a descoperit incluziuni cristaline în celulele plantelor de tutun afectate de boala mozaic, mai târziu alți oameni de știință au confirmat că aceasta este o acumulare de particule virale.

Utilizarea metodei de filtrare a făcut posibilă stabilirea în continuare a trecerii altor agenți patogeni prin filtrele ceramice. boli cunoscute oameni și animale: febra aftoasă [F. Leffler şi P. Frosch, 1898], febra galbenă [W. Reed, 1901, ş.a.]. În 1911 F. Routh a dovedit etiologia virală a sarcomului de pui, adică a fost primul care a stabilit experimental că virusurile pot provoca procese neoplazice.

Pentru a studia virusurile care infectează animalele și plantele, au fost folosite ca model speciile corespunzătoare de animale și plante. Pentru studiul și izolarea virusurilor care provoacă boli umane s-au folosit animale de laborator sensibile la acest virus (șoareci, șobolani, cobai, iepuri, dihori etc.). Metode de introducere a diferitelor materiale infecțioase în corneea ochiului, a pielii, a creierului, a tractului respirator, precum și principiul trecerilor repetate pe tipuri diferite animalelor. Astfel, folosind animale de experiment, au izolat și studiat virusurile rabiei, variolei, herpesului, febrei aftoase, gripei, encefalitei, poliomielitei, coriomeningitei etc. Cu toate acestea, până la sfârșitul anilor 30, posibilitățile acestei metode s-au epuizat. , deoarece nu a fost posibilă izolarea multor virusuri la care animalele experimentale erau imune sau a fost imposibil de obținut un numar mare viruși, purificați din elemente tisulare și în concentrații mari.

În 1931, a fost propusă o metodă de cultivare a virusurilor pe un embrion de pui în vârstă de 8-13 zile de către M. F. Woodruff și E. Goodpascher. În anii 40, metoda a devenit larg răspândită în virologie, deoarece prezenta o serie de avantaje: ușurință în utilizare, sensibilitate ridicată, posibilitatea de a acumula o cantitate mare de virus, etanșeitate relativă, care protejează împotriva contaminării, ușurință relativă de purificare de impurități. , capacitatea de a determina rapid prezența unui virus în fluidele embrionului în funcție de reacția de hemaglutinare.

Virușii gripei umane și animale, ciuma aviară, vaccinia, herpesul uman etc. Enders, Robbins, Weller (JF Enders, F. C. Robbins, T. H. Weller, 1948-1952) au folosit metoda culturilor de celule și țesuturi pentru a izola și a studia virusurile. Această metodă a devenit utilizată pe scară largă în diverse cercetări virusologice și de câțiva ani a îmbogățit știința nu numai cu descoperirea a sute de virusuri necunoscute anterior, dar a extins posibilitățile de producere a vaccinurilor virale de calitate superioară și a preparatelor pentru diagnosticare; metoda culturilor de țesuturi a deschis noi posibilități pentru studierea diferitelor aspecte și etape ale procesului de interacțiune dintre virus și celulă (vezi Cultivarea virusurilor, Culturile de celule și țesuturi).

Progresele ulterioare ale lui V., și în special studiul structurii, fiziologiei, biochimiei și geneticii virusurilor, au depins de obținerea lor într-o formă concentrată și purificată și a fost asociat cu introducerea de noi substanțe fizice și chimice. metode de cercetare: centrifugare diferențială și gradient, cromatografia de adsorbție moleculară și schimb de ioni, electroforeză pe hârtie și în gel de poliacrilamidă, izotopi radioactivi și o serie de altele.

Progres rapid V. Utilizarea unui set de metode de mai sus a făcut posibilă studierea organizării structurale a virionilor diferitelor virusuri, propunerea unei noi clasificări a virusurilor pe baza structurii și biochimiei acestora etc.), începerea cercetărilor aprofundate asupra genetică virală și începe să dezvolte abordări raționale ale chimioterapiei infecțiilor virale.

Dezvoltarea lui V. a contribuit la studiul și soluționarea biologiei generale. probleme: dovada funcției genetice a acizilor nucleici, descifrarea codului genetic, înțelegerea celor mai importante mecanisme de reglare a sintezei macromoleculelor celulare, stabilirea transferului de informații de la celulă la celulă etc.

Sănătatea publică practică a primit o serie de vaccinuri fiabile pentru prevenirea specifică nu numai a variolei, care era cunoscută cu mult înainte de nașterea lui V. ca știință, ci și a febrei galbene, a poliomielitei și a rujeolei; au existat noi mijloace pentru un efect nespecific asupra infecțiilor virale, de exemplu, interferonul (vezi).

Principalele direcții ale virologiei moderne

Principalele direcții ale generalului modern și mierii. Virologie: studiu suplimentar al structurii fine a virusurilor, biochimia și genetica acestora, replicarea acizilor nucleici virali, interacțiunea virus-celulă, studiul aprofundat al imunității antivirale, îmbunătățirea metodelor de izolare a virusului și diagnosticarea bolilor virale, dezvoltarea bazele chimioterapiei și chimioprofilaxiei infecțiilor virale; studiul ecologiei virusurilor, dezvoltarea unor metode mai avansate de prevenire, căutarea și testarea medicamentelor pentru tratamentul bolilor virale.

O atenție deosebită va fi acordată studiului virușilor care provoacă procese neoplazice, precum și infecțiilor virale latente și transportului viral latent, căutarea agenților patogeni ai hepatitei infecțioase și serice și dezvoltarea prevenirii gripei.

În anii 1930, în URSS au fost create primele laboratoare virologice: pentru studiul virusurilor plantelor - la Institutul ucrainean pentru protecția plantelor (1930), pentru studiul virusurilor animale - la Institutul de Medicină Veterinară Experimentală din Moscova în 1930. (NF Gamaleya), Laboratorul Virologic Central al NKZ RSFSR din Moscova (L.A. Zilber) și Departamentul de Virologie de la Institutul de Epidemiologie și Microbiologie. L. Pasteur la Leningrad (A. A. Smorodintsev) în 1935. În anii postbelici în URSS au fost create și funcționează instituții de specialitate de cercetare, producție științifică și practică. Conform datelor de la 1 ianuarie 1973, în URSS, cercetările generale și miere. V. s-au desfăşurat în 60 de instituţii ştiinţifice, ştiinţifice şi industriale şi institutii de invatamant... Cele mai semnificative: Institutul de Virologie ei. DI Ivanovsky al Academiei de Științe Medicale a URSS, Ying t de poliomielita și encefalită virală a Academiei de Științe Medicale a URSS, Ying t de epidemiologie și microbiologie le. NF Gamalei al Academiei de Științe Medicale a URSS, Institutul de Oncologie Experimentală și Clinică al Academiei de Științe Medicale URSS, Institutul de Biologie Moleculară al Academiei de Științe URSS, Institutul de Microbiologie al Academiei de Științe URSS, Institutul Uniuneal de Gripa M3 URSS, Institutul de Cercetare a Preparatelor Virale din Moscova M3 URSS, Institutul de Cercetare Sverdlovsk pentru Infecții Virale M3 RSFSR, Institutul de Virologie și Microbiologie al Academiei de Științe a RSS Ucrainei, Institutul de Cercetare de Virologie și Epidemiologie Odesa numit după I.I. II Mechnikov M3 al RSS Ucrainei, Institutul de Boli Infecțioase M3 al RSS Ucrainei, Institutul de Microbiologie numit după A. Kirkhenstein de la Academia de Științe a RSS Letonă; s-au creat laboratoare şi secţii de virologie în toate institutele de cercetare de microbiologie şi epidemiologie ale republicilor unionale.

Cele mai mari instituții străine care desfășoară cercetări în general și medical. V .: Institutul Național de Cercetare Medicală (Londra), Centrul Național de Boli Transmisibile (Atlanta, SUA), Institutul Național de Sănătate (Tokyo), Institutul Național de Sănătate (Bethesda, SUA), Institutul de Epidemiologie și Microbiologie (Praga), Institutul of Virology (Bratislava), Institute Pasteur (Paris), Institute Inframicrobiology (București), Institute of Virology (Glasgow, Anglia), State Institute of Hygiene (Budapest), Virus Research Center (Pune, India), Queensland Institute of Medical Research ( Brisbane, Australia).

Rezultatele cercetărilor științifice privind general și miere. V. sunt publicate în următoarele reviste științifice: Rapoarte ale Academiei de Științe a URSS (Moscova), Buletinul de Biologie și Medicină Experimentală (Moscova), Probleme de Virologie (Moscova), Jurnalul de Microbiologie, Epidemiologie și Imunologie (Moscova), Buletin al Academiei de Științe Medicale a URSS (Moscova), Archiv fur die gesamte Virusforschung (Viena), Acta Virologica (Praga), Virologie (New York), Ann. Institute Pasteur (Paris), Revue Romanine de Virologie (București), Inter. Journal of Cancer (Helsinki), Journal of Virology (Washington), Advances Virus Research (Pittsburgh, SUA), Journal of the National Cancer Institute (Bethesda, SUA), Intervirology (Berna).

În 1950, Consiliul de Miniștri al URSS a înființat V. D.I. Ivanovsky, premiat de Academia de Științe Medicale a URSS la fiecare trei ani pentru cele mai bune lucrăriîn domeniul V. În ultimii ani, următorii oameni de știință au primit acest premiu: în 1969 - V. M. Zhdanov și S. Ya. Gaidamovici pentru conducerea „Virologiei”; în 1973 - V. D. Soloviev și T. A. Bektemirov pentru monografia „Interferon în teoria și practica medicinei”.

Primele monografii despre virologie: Rivers T., Filterable Viruses, Baltimore, 1928; Hauduroy P., Les Ultra Virus, Paris, 1929; Gamaleya H.F. Viruși filtrabili, M., 1930.

Rezultatele cercetărilor științifice despre V. sunt discutate la conferințe, sesiuni susținute de institute de specialitate, precum și la congrese internaționale.

În URSS, primul Conferinta stiintifica despre bolile virale ale plantelor a avut loc în martie 1935 la Harkov, prima conferință științifică despre ultramicrobi, viruși filtrabili și bacteriofagi - în decembrie 1935 la Moscova. În 1966, Comitetul Internațional pentru Nomenclatura Virușilor a fost ales pentru prima dată la cel de-al 9-lea Congres Internațional de Microbiologie.

Primul Congres Internațional despre V. a avut loc în 1968 la Helsinki, al II-lea - în 1971 la Budapesta (a fost adoptată carta secției de virologi înființată în cadrul Asociației Internaționale a Microbiologilor), al treilea în 1975 la Madrid. ..

Dezvoltarea lui V. a condus la descoperirea de noi viruși, al căror număr a crescut rapid și, prin urmare, s-au creat colecții de viruși — muzee în care se păstrau virușii izolați atât într-o țară dată, cât și cei obținuți din alte țări. Cele mai mari colecții de viruși: în URSS (Moscova, Institutul de Virologie, Academia de Științe Medicale a URSS) - colecția de stat de viruși, fondată în 1956 ca o ramură a Muzeului All-Union al Culturilor Vii și al Microorganismelor Condițional Patogene ; în SUA (Washington) - o colecție de viruși și rickettsia, fondată în 1959 pe baza unei colecții de culturi de tip (colecția de culturi de tip american, Washington 7, Rockville, Maryland, SUA); în Cehoslovacia (Praga, Institutul de Epidemiologie și Microbiologie) - Cehoslovacia Colecția națională de culturi tip a Institutului de Epidemiologie și Microbiologie, Praga); în Japonia (Tokyo) - colecția japoneză de culturi de microorganisme, fondată în 1962 (The Japanes Federation of Culture collection of Microorganisms, Tokyo, Japonia); în Anglia (Londra) - catalogul colecției naționale de culturi de tip, fondat în 1936 (Medical Research Council, Catalog of the National collection of Type cultures, Londra, Anglia); în Elveția (Lausanne, Centrul Internațional culturi vii) există un catalog internaţional de viruşi.

învăţătura lui V. în miere. universitățile din URSS se desfășoară de către departamentele de microbiologie de la II și III cursuri, iar despre infecțiile virale prelegeri și studii clinice sunt conduse de Departamentul de Boli Infecțioase în anul 5.

În ultimii 10 ani au fost create catedre de V. la biol, facultățile din Moscova și Kiev un-t, unde sunt pregătiți specialiști-virologi și V. este predat pe parcursul unui semestru studenților altor facultăți.

Progres miere. V. în URSS a fost însoțită de o creștere a numărului de specialiști de înaltă calificare: din 1946 până în 1960, s-au pregătit 16 doctorate, științe, din 1961 până în 1972 - 140, candidați la științe, respectiv, 217, respectiv 836 (din care 54). % prin studii postuniversitare). Un rol important în pregătirea virologilor (specializare și perfecționare) l-a avut departamentul V. de la Institutul Central de Management, creat în 1955, care a pregătit 688 de specialiști din octombrie 1955 până în 1964, și din 1965 până în ianuarie 1974. - 933, cap. arr. sa asigure munca virologica intr-o demnitate.- epid, statii.

Bibliografie: Avakyan AA și Bykovsky AF Atlas de anatomie și ontogeneză a virusurilor umane și animale, M., 1970, bibliogr.; Rabia, ed. VD Solovyov, M., 1954, bibliogr.; Gavrilov VI, Semenov BF și Zhdanov VM Infecții virale cronice și modelarea lor, M., 1974, bibliogr.; Gamaleya NF Viruși filtrabili, M.-L., 1930; Gendon Yu. 3. Genetica virusurilor la om si animale, M., 1967, bibliogr.; Zhdanov V.M. și Gaida mo-vich S. Ya. Virology, M., 1966; Zhdanov V.M., Soloviev V.D. și Epshtein F.G. Învățătura despre gripă, M., 1958; Zilber L. A. Teaching about viruses (virologie generală), M., 1956; Ivanove-k și y DI Despre două boli ale tutunului, Agricultura. și silvicultură, t. 169, nr.2, p. 104, 1892; PN bancuri şi P aproximativ în N aproximativ în şi 3. I. Imunitate antivirale, M., 1972; Morozov M. A. și Soloviev V. D. Variola, M., 1948; Pershin G.N. și B ogdanovaN. C. Chimioterapia infecţiilor virale, M., 1973, bibliogr.; Cu about-loviev VD Primăvara-vară encefalita transmisă de căpușe, M., 1944, bibliogr.; Cu o-loviev V.D. și Balandin PI. G. Bazele biochimice ale interacțiunii unui virus și a unei celule, M., 1969, bibliogr.; ei, Cell and virus, M., 1973, bibliogr.; VD Solovyov și B ek-temirov TA Interferon în teoria și practica medicinei, M., 1970, bibliogr .; Tikhonenko TI Biochimia virusurilor, M., 1965, bibliogr.; Sh u b l și dz e A. K. și G și y d am cam în și h S. Ya. Curs scurt virologie practică, ed. a II-a, M., 1954; Shubladze A. K., Bychkova E. N. și Barinsky I. F. Viremia în infecțiile acute și cronice, M., 1974; Virologie cuprinzătoare, ed. de H. Fraenkel-Conrat a. R. R. Wagner, v. 1-4, N. Y. 1974, bibliogr.; Starke G. u. HlinakP. Grundriss der allgemeinen Virologie, Jena, 1974, Bibliogr.

V.D.Soloviev, A.M. Jukovski.

Corpul uman este susceptibil la tot felul de boli și infecții, iar animalele și plantele sunt, de asemenea, destul de des bolnave. Oamenii de știință din secolul trecut au încercat să identifice cauza multor boli, dar chiar și după ce au determinat simptomele și cursul bolii, nu au putut spune cu încredere despre cauza acesteia. Abia la sfârșitul secolului al XIX-lea a apărut un astfel de termen ca „virusuri”. Biologia, sau mai degrabă una dintre secțiunile sale - microbiologia, a început să studieze noi microorganisme, care, după cum s-a dovedit, au fost mult timp adiacente unei persoane și contribuie la deteriorarea sănătății sale. Pentru a lupta mai eficient împotriva virușilor, a apărut o nouă știință - virologia. Ea este cea care poate spune o mulțime de lucruri interesante despre microorganismele antice.

Viruși (biologie): ce este?

Abia în secolul al XIX-lea oamenii de știință au aflat că agenții cauzali ai rujeolei, gripei, febrei aftoase și a altor boli infecțioase, nu numai la oameni, ci și la animale și plante, sunt microorganisme invizibile pentru ochiul uman.

După descoperirea virușilor, biologia nu a fost imediat capabilă să ofere răspunsuri la întrebările puse cu privire la structura, originea și clasificarea acestora. Omenirea are nevoie de noua stiinta- virologie. V în prezent Virologii lucrează la studiul virusurilor deja familiare, urmăresc mutațiile acestora și inventează vaccinuri pentru a proteja organismele vii de infecții. Destul de des, în scopul experimentului, este creată o nouă tulpină de virus, care este stocată într-o stare „latente”. Pe baza ei, se dezvoltă medicamente și se fac observații asupra efectului lor asupra organismelor.

V societate modernă Virologia este una dintre cele mai importante științe, iar cel mai solicitat cercetător este virologul. Profesia de virolog, conform previziunilor sociologilor, devine din ce în ce mai populară în fiecare an, ceea ce reflectă bine tendințele vremii noastre. La urma urmei, după cum cred mulți oameni de știință, în curând, cu ajutorul microorganismelor, războaiele vor fi purtate și instalate. regimuri de conducere... În astfel de condiții, un stat cu virologi înalt calificați se poate dovedi a fi cel mai persistent, iar populația sa cea mai viabilă.

Apariția virusurilor pe Pământ

Oamenii de știință datează apariția virușilor din cele mai vechi timpuri de pe planetă. Deși este imposibil de spus cu certitudine cum au apărut și ce formă aveau în acel moment. La urma urmei, virușii au capacitatea de a pătrunde în absolut orice organisme vii, cele mai simple forme de viață, plante, ciuperci, animale și, desigur, oamenii le sunt disponibile. Dar virușii nu lasă în urmă nici un rest fosil vizibil, de exemplu. Toate aceste caracteristici ale vieții microorganismelor complică semnificativ studiul lor.

• au făcut parte din ADN și s-au separat în timp;
• au fost încorporate în genom de la bun început și, în anumite circumstanțe, s-au „trezit” și au început să se înmulțească.

Oamenii de știință sugerează că genomul oamenilor moderni este o cantitate mare viruși care ne-au infectat strămoșii, iar acum sunt încorporați în mod natural în ADN.

Viruși: când au fost descoperiți

Studierea virușilor este suficientă noua sectiuneîn știință, deoarece se crede că a apărut abia la sfârșitul secolului al XIX-lea. De fapt, putem spune că un medic englez a descoperit, fără să știe, virusurile înșiși și vaccinurile împotriva lor la sfârșitul secolului al XIX-lea. El a lucrat la crearea unui remediu pentru variola, care la acea vreme a ucis sute de mii de oameni în timpul unei epidemii. A reușit să creeze un vaccin experimental direct din rana uneia dintre fetele care avea variola. Acest vaccin s-a dovedit a fi foarte eficient și a salvat multe vieți.

Dar DI Ivanovsky este considerat „părintele” oficial al virușilor. Acest om de știință rus a studiat mult timp bolile plantelor de tutun și a făcut o presupunere despre microorganismele mici care trec prin toate filtrele cunoscute și nu pot exista singure.

Câțiva ani mai târziu, francezul Louis Pasteur, în proces de combatere a rabiei, a identificat agenții patogeni ai acesteia și a introdus termenul de „virusuri”. Un fapt interesant este că microscoapele de la sfârșitul secolului al XIX-lea nu puteau arăta viruși oamenilor de știință, așa că toate presupunerile au fost făcute despre microorganismele invizibile.

Dezvoltarea virologiei

Mijlocul secolului trecut a dat un impuls puternic dezvoltării virologiei. De exemplu, microscopul electronic inventat a făcut în sfârșit posibilă vizualizarea virușilor și efectuarea clasificării acestora.

În anii cincizeci ai secolului al XX-lea, a fost inventat vaccinul împotriva poliomielitei, care a devenit salvarea de la această boală teribilă pentru milioane de copii din întreaga lume. În plus, oamenii de știință au învățat să crească celule umane mediu deosebit, ceea ce a dus la apariția posibilității de a studia virusurile umane în laborator. În prezent, au fost deja descrise aproximativ o mie și jumătate de viruși, deși doar două sute de astfel de microorganisme erau cunoscute în urmă cu cincizeci de ani.

Proprietățile virusului

Virușii au o serie de proprietăți care îi deosebesc de alte microorganisme:

• Dimensiuni foarte mici, măsurate în nanometri. Virușii umani mari, cum ar fi variola, au o dimensiune de trei sute de nanometri (adică doar 0,3 milimetri).
• Fiecare organism viu de pe planetă conține două tipuri de acizi nucleici, iar virușii au doar unul.
• Microorganismele nu pot crește.
• Reproducerea virusurilor are loc numai într-o celulă vie a gazdei.
• Existența are loc numai în interiorul celulei, în afara acesteia microorganismul nu poate prezenta semne de activitate vitală.

Forme de virusuri

În prezent, oamenii de știință pot declara cu încredere două forme ale acestui microorganism:

• extracelular - virion;
• intracelular - un virus.

În afara celulei, virionul este într-o stare „latent”, nu va da niciun semn de viață. Odată ajuns în corpul uman, el găsește o celulă potrivită și, doar după ce a pătruns în ea, începe să se înmulțească activ, transformându-se într-un virus.

Structura virusului

Aproape toți virușii, în ciuda faptului că sunt destul de diversi, au aceeași structură:

• acizi nucleici care formează genom;
• înveliș proteic (capsidă);
• unele microorganisme au, de asemenea, o acoperire cu membrană deasupra cochiliei.

Oamenii de știință cred că această simplitate a structurii permite virușilor să supraviețuiască și să se adapteze la condițiile în schimbare.

În prezent, virologii disting șapte clase de microorganisme:

• 1 - constau din ADN dublu catenar;
• 2 - conţin ADN monocatenar;
• 3 - virusuri care își copiază ARN-ul;
• 4 și 5 - conțin ARN monocatenar;
• 6 - transformă ARN-ul în ADN;
• 7 - transformă ADN-ul dublu catenar prin ARN.

În ciuda faptului că clasificarea virusurilor și studiul lor au făcut un pas înainte, oamenii de știință admit posibilitatea apariției unor noi tipuri de microorganisme care diferă de toate cele deja enumerate mai sus.

Tipuri de infecții virale

Interacțiunea virușilor cu o celulă vie și ieșirea din ea determină tipul de infecție:

• litic

În procesul de infecție, toți virușii părăsesc celula în același timp și, ca urmare, moare. În viitor, virușii „se instalează” în celule noi și continuă să le distrugă.

• Persistent

Virușii părăsesc celula gazdă treptat, încep să infecteze celule noi. Dar cel vechi își continuă activitatea vitală și „da naștere” tuturor noilor viruși.

• Latent

Virusul este încorporat în celula însăși, în procesul de diviziune a acesteia este transmis altor celule și se răspândește în tot corpul. Virușii pot rămâne în această stare destul de mult timp. În confluența necesară a circumstanțelor, ele încep să se înmulțească activ și infecția se desfășoară conform tipurilor deja enumerate mai sus.

Rusia: Unde sunt studiati virusurile?

În țara noastră, virușii sunt studiati de mult timp, iar experții ruși sunt cei care conduc în acest domeniu. Institutul de Cercetare de Virologie DI Ivanovsky este situat la Moscova, ai cărui specialiști aduc o contribuție semnificativă la dezvoltarea științei. Pe baza institutului de cercetare lucrez laboratoare de cercetare, există un centru de consultanță și o secție de virologie.

În paralel, virologii ruși lucrează cu OMS și își completează colecția de tulpini de virus. Specialiștii Institutului de Cercetare lucrează în toate secțiile de virologie:

• general:
• privat;
• molecular.

Trebuie remarcat faptul că în ultimii ani, a existat o tendință de a uni eforturile virologilor din întreaga lume. Astfel de munca în comun este mai eficientă și permite progrese serioase în studiul problemei.

Virușii (biologia ca știință a confirmat acest lucru) sunt microorganisme care însoțesc toată viața de pe planetă de-a lungul întregii lor existențe. Prin urmare, studiul lor este atât de important pentru supraviețuirea multor specii de pe planetă, inclusiv a oamenilor, care de mai multe ori în istorie au devenit victima diferitelor epidemii cauzate de viruși.

Cauzat de „bacteriile care trec prin filtrul Chamberlain, care, totuși, nu sunt capabile să crească pe substraturi artificiale”. Pe baza acestor date, au fost determinate criteriile prin care agenții cauzali ai bolilor au fost atribuiți acestui nou grup: filtrabilitate prin filtre „bacteriene”, incapacitatea de a crește pe medii artificiale, reproducerea imaginii bolii cu un filtrat eliberat. din bacterii și ciuperci. Agentul cauzal al bolii mozaic este numit de către DI Ivanovsky în diferite moduri, termenul „virus” nu a fost încă introdus, alegoric ele erau numite fie „bacteriile filtrante”, fie pur și simplu „microorganisme”.

Cinci ani mai târziu, în studiul bolilor la bovine, și anume febra aftoasă, a fost izolat un microorganism filtrabil similar. Și în 1898, în timp ce reproducea experimentele lui D. Ivanovsky de către botanistul olandez M. Beijerinck, el a numit astfel de microorganisme „viruși filtrabili”. Într-o formă prescurtată, acest nume a început să desemneze acest grup de microorganisme.

YouTube colegial

1 / 5

Viruși: tipuri, dispozitiv și metode de infectare celulară

Toate felurile VIRUSURI DE computer, CEA MAI COMPLETĂ LISTA!

Andrey Letarov: „Bacteriofagii și conceptul de virus. Istoria unei idei cheie”

Serghei Netesov. Fundamentele Virologiei. Retrovirusuri. HIV

Hidden MINER - Calculează și DISTRUGE!

Subtitrări

Un virus este un agent infecțios necelular. Este un organism viu sau nu? Încă nu avem un răspuns clar la această întrebare. Astăzi știm despre 6.000 de viruși, dar există câteva milioane. Virușii nu sunt la fel și pot fi fie o sferă, fie o spirală, fie un plex asimetric complex. Dimensiunile virusurilor variază de la 20 la 300 de nanometri în diametru. Cum funcționează un virus? În centrul agentului se află materialul genetic - ARN sau ADN. În jur este o structură proteică - o capsidă. Capsida servește la protejarea virusului și ajută la absorbția celulelor. Unii viruși sunt acoperiți suplimentar cu o membrană lipidică - o structură grasă care îi protejează de modificări mediu inconjurator... Virologul David Baltimore a combinat toți virușii în 8 grupuri. Unele grupuri de virusuri conțin una sau două catene de ADN, altele - o catenă de ARN, care poate fi dublată sau completată pe șablonul său ADN. Mai mult, fiecare grup de viruși se reproduce în diferite organite ale celulei infectate. Fiecare virus are o anumită gamă de gazde, adică este periculos pentru unele specii și inofensiv pentru altele. De exemplu, numai oamenii sunt bolnavi de variola, iar unele carnivore sunt bolnave de ciuma. Virusul pătrunde de obicei în corpul uman prin sânge și secreție. Fiecare virus infectează o celulă într-un mod diferit. Virușii herpetic sunt încorporați în membrană, după care materialul genetic aruncă capsida și intră în nucleu. Virusul hepatitei C intră complet în celulă, iar bacteriofagii își injectează materialul genetic în bacterii și lasă învelișul proteic în exterior. Genomul virusului este introdus într-unul dintre organele sau citoplasmă și transformă celula într-o adevărată plantă virală. Procesele naturale din celulă sunt perturbate și începe să se angajeze în producția și asamblarea genomului și proteinei virusului. Acest proces se numește replicare, iar scopul său principal este de a prelua teritorii. În timpul replicării, materialul genetic al virusului se amestecă cu genele celulei gazdă. Acest lucru duce la mutația activă a virusului și crește supraviețuirea acestuia. Când procesul de replicare este în vigoare, particula virală înmugurește și infectează celule noi, iar celula infectată continuă producția. Potrivit unui alt scenariu, are loc liza, adică celula se rupe, iar organismul infectat este umplut cu noi viruși. De ce este atât de greu de luptat cu virușii? Evoluția virușilor are loc literalmente în fața ochilor noștri. Există o cursă constantă a înarmărilor între viruși și organisme vii iar când virusul inventează o nouă armă, apare o pandemie. Oamenii au reușit deja să învingă unii viruși, precum variola, dar alții necesită dezvoltarea sau descoperirea de noi vaccinuri în fiecare an.

Natura virusurilor

• Virologie generală

Virologia generală studiază principiile de bază ale structurii, reproducerea virusurilor, interacțiunea acestora cu celula gazdă, originea și distribuția virusurilor în natură. Una dintre cele mai importante secțiuni virologie generală- virologia moleculară, care studiază structura și funcția acizilor nucleici virali, mecanismele de exprimare a genelor virale, natura rezistenței organismelor la boli virale, evoluția moleculară a virusurilor.

• Virologie privată

Virologia privată studiază caracteristicile anumitor grupuri de viruși la oameni, animale și plante și elaborează măsuri de combatere a bolilor cauzate de aceste viruși.

• Virologie moleculară

În 1962, virologii din multe țări s-au adunat la un simpozion din Statele Unite pentru a rezuma primele rezultate ale dezvoltării virologiei moleculare. La acest simpozion s-au sunat termeni care nu erau destul de familiari virologilor: arhitectura virionilor, nucleocapsidelor, capsomerelor. A început o nouă perioadă în dezvoltarea virologiei - perioada virologiei moleculare.

Virologia moleculară sau biologia moleculară a virusurilor, - componentă biologie moleculară generală și în același timp – o ramură a virologiei. Acest lucru nu este surprinzător. Virușii sunt cei mai mulți forme simple viață și, prin urmare, este destul de firesc să devină atât obiecte de studiu, cât și instrumente ale biologiei moleculare. Prin exemplul lor, poți studia fundamentale viata si manifestarile ei.

De la sfârșitul anilor 50, când a început să se formeze un câmp sintetic de cunoaștere, situat la granița dintre neînsuflețit și viu și care se ocupă de studiul viețuitoarelor, metodele biologiei moleculare au revărsat un flux abundent în virologie. Aceste metode, bazate pe biofizica și biochimia viețuitoarelor, au făcut posibilă studierea structurii, compoziției chimice și reproducerii virusurilor într-un timp scurt.

Deoarece virușii sunt obiecte ultra-mici, sunt necesare metode suprasensibile pentru a le studia. Cu ajutorul unui microscop electronic, a fost posibil să se vadă particule virale individuale, dar compoziția lor chimică poate fi determinată doar prin reunirea trilioane de astfel de particule. Pentru aceasta, au fost dezvoltate metode de ultracentrifugare.

Dacă în anii '60 atenția principală a virologilor s-a concentrat pe caracterizarea acizilor nucleici și proteinelor virale, atunci până la începutul anilor 80 a fost descifrată structura completă a multor gene și genomuri virale și nu numai secvența de aminoacizi, ci și a fost stabilită structura spațială terțiară a unor astfel de proteine ​​complexe, ca glicoproteină a hemaglutininei virusului gripal. În prezent, este posibil nu numai să se asocieze modificări ale determinanților antigenici ai virusului gripal cu înlocuirea aminoacizilor din aceștia, ci și să se calculeze modificările trecute, prezente și viitoare ale acestor antigene.

Din 1974, o nouă ramură a biotehnologiei și o nouă ramură a biologiei moleculare - genetică sau inginerie genetică - au început să se dezvolte rapid. A fost imediat repartizată la serviciul de virologie.

Familii, inclusiv viruși umani și animale

• Familie Poxviridae(poxvirusuri)
• Familia Iridoviridae (iridovirusuri)
• Familie Herpesviridae(virusuri herpetice)
• Familie Adenoviridae(adenovirusuri)
• Familie Papovaviridae(papovavirusuri)
• Familie Hepadnaviridae(virusuri asemănătoare cu virusul hepatitei B)
• Familie Parvoviridae(parvovirusuri)
• Familie Reoviridae(reovirusuri)
• Familia Birnaviridae (virusuri cu ARN dublu catenar, format din două segmente)
• Familia Togaviridae (Togavirusuri)
• Familie

Virologia generală studiază natura virusurilor, structura lor, reproducerea, biochimia, genetica. Virologia medicală, veterinară și agricolă investighează virusurile patogenice, proprietățile lor infecțioase, elaborează măsuri pentru prevenirea, diagnosticarea și tratarea bolilor cauzate de aceștia.

Virologia rezolva fundamentala si sarcini aplicateși este strâns legată de alte științe. Descoperirea și studiul virusurilor, în special bacteriofagelor, au avut o contribuție uriașă la formarea și dezvoltarea biologiei moleculare. Ramura virologiei care studiază proprietățile ereditare ale virusurilor este strâns legată de genetica moleculară. Virușii nu sunt doar un subiect de studiu, ci și un instrument pentru cercetarea genetică moleculară, care leagă virologia cu ingineria genetică. Virușii sunt agenții cauzatori ai unui număr mare de boli infecțioase la oameni, animale, plante, insecte. Din acest punct de vedere, virologia este strâns legată de medicină, medicina veterinară, fitopatologie și alte științe.

Apărând la sfârșitul secolului al XIX-lea ca o ramură a patologiei umane și animale, pe de o parte, și a fitopatologiei, pe de altă parte, virologia a devenit o știință independentă, ocupând pe bună dreptate unul dintre principalele locuri printre științele biologice.

Virologia este o știință tânără, istoria ei datează de puțin peste 100 de ani. După ce și-a început drumul ca știință a virușilor care provoacă boli la oameni, animale și plante, virologia se dezvoltă în prezent în direcția studierii legilor de bază ale biologiei moderne la nivel molecular, pe baza faptului că virușii fac parte din biosfera. și factor important evolutia lumii organice.

ISTORIA VIRUSOLOGIEI

Istoria virologiei este neobișnuită prin faptul că unul dintre subiecții săi - bolile virale - a început să fie studiat cu mult înainte ca virusurile în sine să fie descoperite. Începutul istoriei virologiei este lupta împotriva bolilor infecțioase și abia mai târziu este dezvăluirea treptată a surselor acestor boli. Acest lucru este confirmat de lucrările lui Edward Jenner (g.) Despre prevenirea variolei și lucrările lui Louis Pasteur (g.) Cu agentul cauzator al rabiei.

Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, a devenit clar că o serie de boli umane, precum rabia, variola, gripa, febra galbenă, sunt infecțioase, dar agenții patogeni nu au fost detectați prin metode bacteriologice.

Datorită muncii lui Robert Koch), care a fost pionier în tehnica culturilor bacteriene pure, a devenit posibil să se facă distincția între bolile bacteriene și cele non-bacteriene. În 1890, la al X-lea Congres al Igieniştilor, Koch a fost nevoit să declare că „... cu bolile enumerate nu avem de-a face cu bacterii, ci cu agenţi patogeni organizaţi care aparţin unui cu totul alt grup de microorganisme”. Această declarație a lui Koch sugerează că descoperirea virușilor nu a fost un eveniment întâmplător. Nu numai experiența de lucru cu agenți patogeni necunoscuți prin natura lor, ci și înțelegerea esenței a ceea ce se întâmpla, a contribuit la formularea ideii existenței unui grup original de agenți patogeni ai bolilor infecțioase ale unui non- natura bacteriana. A rămas să-și demonstreze experimental existența.

Pentru o anumită perioadă de timp în publicațiile străine, descoperirea virușilor a fost asociată cu numele omului de știință olandez Beijerinck), care a studiat și boala mozaicului de tutun și și-a publicat experimentele în 1898. Beijerinck a plasat sucul filtrat al unei plante infectate pe suprafața agarului, a incubat și a obținut colonii bacteriene pe suprafața sa... După aceea, stratul superior de agar cu colonii de bacterii a fost îndepărtat, iar stratul interior a fost folosit pentru a infecta o plantă sănătoasă. Planta este bolnavă. Din aceasta, Beijerinck a concluzionat că cauza bolii nu au fost bacterii, ci o substanță lichidă care ar putea pătrunde în agar și a numit agentul patogen „contagiune lichidă viu”. Datorită faptului că Ivanovsky a descris doar experimentele sale în detaliu, dar nu a acordat atenția cuvenită naturii non-bacteriene a agentului patogen, a apărut o neînțelegere a situației. Lucrarea lui Ivanovsky a câștigat faima abia după ce Beyerinck și-a repetat și extins experimentele și a subliniat că Ivanovsky a fost primul care a dovedit cu exactitate natura non-bacteriană a agentului cauzal al celei mai tipice boli virale a tutunului. Însuși Beijerinck a recunoscut primatul lui Ivanovsky și în prezent prioritatea descoperirii virușilor de către D.I. Ivanovsky este recunoscut în întreaga lume.

Cuvântul VIRUS înseamnă otravă. Acest termen a fost folosit de Pasteur pentru a desemna un principiu infecțios. Trebuie menționat că la începutul secolului al XIX-lea, toți agenții bolii erau numiți cuvântul virus. Abia după ce natura bacteriilor, otrăvurilor și toxinelor a devenit clară, termenii „ultravirus” și apoi pur și simplu „virus” au început să desemneze „un nou tip de agent patogen filtrabil”. Termenul „virus” a avut rădăcini larg în anii 30 ai acestui secol.

Virușii sunt o clasă unică, cea mai mică clasă de agenți infecțioși care trec prin filtrele bacteriene și diferă de bacterii prin morfologia, fiziologia și modul de reproducere.

Virușii sunt forme de viață extracelulare, super-regnul Nuclear-free (Akaryotes), regnul Vir.

Acum este clar că virușii sunt caracterizați prin ubicuitate, adică ubicuitate. Virusurile infectează reprezentanți ai tuturor regnurilor vii: oameni, vertebrate și nevertebrate, plante, ciuperci, bacterii.

NATURA VIRUSURILOR

Virușii sunt o formă de viață extracelulară.

Virușii sunt cei mai mici agenți infecțioși

Metoda de reproducere. Virușii nu se înmulțesc prin diviziune, multiplicarea virusului - reproducere - asamblarea componentelor virale individuale într-o particulă virală.

Virușii apar în natură în două stări: în afara celulei, o particulă virală este sub formă de virion - o structură virală în care se găsesc toate componentele virale principale; în interiorul celulei, virusul este într-o formă vegetativă - este un acid nucleic viral replicat.

Virușii nu se pot reproduce în medii nutritive normale, ci doar în celule, țesuturi sau organisme.

Compoziție chimică. Particula virală are o înveliș proteic - o proteină, un tip de acid nucleic, fie ARN, fie ADN, și, de asemenea, o componentă de cenușă. Virușii complicati au și capside și carbohidrați.

Structura acidului nucleic (NK). Virușii NK (ARN sau ADN) sunt depozitarii informațiilor genetice. Virușii au forme atipice de NK - ARN dublu catenar și ADN monocatenar.

Particulele virale nu cresc.

DIMENSIUNI DE VIRUSURI

Virușii sunt cei mai mici agenți, nm (0,01-0,35 microni). Ele nu sunt vizibile la un microscop cu lumină convențională și sunt utilizate diferite metode pentru a determina dimensiunea virușilor:

1. filtrare prin filtre cu dimensiunea porilor cunoscută;

2. determinarea vitezei de sedimentare a particulelor în timpul centrifugării;

3. fotografia la microscop electronic.

COMPOZIȚIA CHIMICĂ A VIRUSURILOR

Virușii au trei componente principale: proteină, NK, componentă cenușă.

Proteinele sunt construite din aminoacizi (a/k) din seria L. Toate a / c de natură trivială, de regulă, acizii dicarboxilici neutri și acizi predomină în structură. Virușii complexi conțin principalele proteine ​​asemănătoare histonelor asociate cu NK pentru a stabiliza structura și pentru a crește activitatea antigenică.

Toate proteinele virale sunt împărțite în: structurale - formează o membrană proteică - o capsidă; funcționale - proteine ​​enzimatice, unele dintre proteinele enzimatice sunt în structura capsidei, aceste proteine ​​sunt asociate cu activitatea enzimatică și capacitatea virusului de a pătrunde în celulă (de exemplu, ATPaza, sialaza - neiromeidaza, care se găsesc în structura virusului la oameni și animale, precum și lizozima).

Capsida este compusă din lanțuri polipeptidice lungi, care pot fi compuse din una sau mai multe proteine ​​cu greutate moleculară mică. În structura lanțului polipeptidic se disting unități chimice, structurale și morfologice.

O unitate chimică este o singură proteină care formează un lanț polipeptidic.

O unitate structurală este o unitate care se repetă în structura unui lanț polipeptidic.

Unitatea morfologică este un capsomer, care este observat în structura virusului, care este vizibilă la microscopul electronic.

Proteinele capsidei virale au o serie de proprietăți: sunt rezistente la proteaze și motivul rezistenței este că proteina este organizată în așa fel încât legătura peptidică asupra căreia acționează proteaza să fie ascunsă în interior. O astfel de stabilitate are o mare semnificație biologică: deoarece particula virală este colectată în interiorul celulei, unde concentrația de enzime proteolitice este mare. Această rezistență protejează particulele virale de distrugere în interiorul celulei. În același timp, această rezistență a învelișului viral la enzimele proteolitice se pierde în momentul în care particula virală trece prin tegumentul celular, în special prin CPM.

Se presupune că în procesul de transport al unei particule virale prin CPM, apar modificări în structura conformațională și legătura peptidică devine disponibilă pentru enzime.

Funcțiile proteinelor structurale:

Protectiv (protejați NK, care se află în interiorul capsidei);

Unele proteine ​​de capside au o funcție de țintire, care este considerată drept receptori virali, cu ajutorul căreia o particulă virală se atașează la suprafața unor celule specifice;

În compoziția virionilor s-a găsit o proteină internă asemănătoare histonei asociată cu NA, care are o funcție antigenică și este, de asemenea, implicată în stabilizarea NA.

Enzime proteice funcționale asociate cu capsodul:

Sialaza-neyromiedaza. Găsit în virusurile animalelor și oamenilor, facilitează ieșirea unei particule virale din celulă și face o gaură (loc chel) în structurile virale;

Lizozima. Asociat structural cu o particulă virală, distruge partea β-1,4-glicozidică din cadrul mureinei și facilitează pătrunderea bacteriofagului NK în celula bacteriană.

ATPaza. Încorporat în structura bacteriofagului și a unor viruși ai oamenilor și animalelor de origine celulară. Funcțiile au fost studiate folosind exemplul bacteriofagelor, cu ajutorul ATPazei, are loc hidroliza ATP, care sunt intercalate în structura virusului și au origine celulară, energia eliberată este consumată prin contracția procesului cozii, acest lucru facilitează transportul NK în celula bacteriană.

Greutatea moleculară a ADN-ului viral fluctuează D, iar ARN este mai puțin D.

NK al virusurilor este de 10 ori mai mică decât NK al celor mai mici celule.

Numărul de nucleotide din ADN variază de la câteva mii la 250 de mii de nucleotide. 1 genă - 1000 de nucleotide, ceea ce înseamnă că în structura virusurilor se găsesc de la 10 la 250 de gene.

Alături de cinci baze azotate, NA conține baze anormale - baze care sunt pe deplin capabile să le înlocuiască pe cele standard: 5-hidroximetilcitozină - înlocuiește complet citozina, 5-hidroximetiluracil - înlocuiește timina.

Bazele anormale se găsesc doar la bacteriofagi, în timp ce restul au baze clasice.

Funcțiile bazelor anormale: blochează ADN-ul celular, nu fac posibilă realizarea informațiilor înglobate în ADN, în momentul în care particula virală intră în celulă.

Pe lângă cele anormale, s-au găsit și baze minore: o cantitate mică de 5-metilcitozină, 6-metilamino purină.

În unele virusuri se pot găsi derivați metilati ai citozinei și adeninei.

Virușii NK, atât ARN cât și ADN, pot fi găsiți sub două forme:

Sub formă de lanțuri inelare;

Sub formă de molecule liniare.

Lanțuri închise covalent (nu au 3 '- 5' capete libere, exonucleazele nu acționează asupra lor);

Forma relaxată, când un lanț este închis covalent, iar celălalt are una sau mai multe rupturi în structura sa.

Moleculele liniare sunt împărțite în două grupe:

Structură liniară cu o secvență fixă ​​de nucleotide (începe întotdeauna cu o singură nucleotidă);

Structură liniară cu o secvență permisă (un anumit set de nucleotide, dar secvența este diferită).

Structura ARN-ului conține lanțuri monocatenar + ARN și –ARN.

ARN-ul este, pe de o parte, custodele informațiilor genetice, iar pe de altă parte, îndeplinește funcția de ARNm și este recunoscut de ribozomii celulei ca ARNm.

−ARN - îndeplinește doar funcția de custode al informațiilor genetice, iar ARNm este sintetizat pe baza acestuia.

Particulele virale conțin cationi metalici: potasiu, sodiu, calciu, mangan, magneziu, fier, cupru, iar conținutul lor poate ajunge la câțiva mg la 1 g de masă virală.

Funcțiile lui Ме2 +: joacă un rol important în stabilizarea NK virală, formează o structură cuaternară ordonată a particulei virale. Compoziția metalelor este variabilă și este determinată de compoziția mediului. Unii virusuri au policationi asociați cu poliamine, care joacă un rol uriaș în stabilitatea fizică a particulelor virale. De asemenea, ionii metalici neutralizează sarcina negativă a NC, care formează acid fosforic (grupe fosfat) NC.