ულტრაბგერა ვირუსების კვლევაში

ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს

კორონავირუსი

ტერმინი „კორონავირუსი“ მოიცავს ვირუსების ოჯახის ხის მთელ ტოტს, მათ შორის დაავადების გამომწვევ პათოგენებს SARS-ის (მძიმე მწვავე რესპირატორული სინდრომი), MERS-ის (ახლო აღმოსავლეთის რესპირატორული სინდრომი) და სხვა რამდენიმე ვარიანტის უკან. „კორონავირუსზე“ საუბარი და საშიშ ვირუსულ შტამზე მითითება შეიძლება შევადაროთ „ძუძუმწოვრის“ თქმას, როცა იგულისხმება „გრიზლი დათვი“. ტექნიკურად სწორია, მაგრამ ძალიან არასპეციფიკური.

ვირუსები

ვირუსი არის პატარა ინფექციური ნაწილაკი, რომელსაც საკუთარი თავის გასამრავლებლად მასპინძელი უჯრედი სჭირდება. ვირუსები იჭრებიან ორგანიზმის ცოცხალ უჯრედებში, ცხოველებიდან და მცენარეებიდან დაწყებული მიკროორგანიზმებით დამთავრებული, მათ შორის ბაქტერიებსა და არქეებში.

ვირუსის ფორმები, ზომები და ტიპები

ზოგადად, ვირუსები ბევრად უფრო მცირეა, ვიდრე ბაქტერიები. დღემდე შესწავლილი ვირუსების უმეტესობას აქვს დიამეტრი 20-დან 300 ნანომეტრამდე. ვინაიდან ვირუსების უმეტესობა ასეთი წვრილი ნაწილაკებია, ოპტიკურ მიკროსკოპს არ აქვს საკმარისი გადიდება მათი ხილვისთვის. ვირუსების სანახავად და შესასწავლად საჭიროა სკანირების და გადამცემი ელექტრონული მიკროსკოპები (SEM და TEM, შესაბამისად).

ვირიონის შემადგენლობა

ვირუსის სრულ ნაწილაკს ვირიონი ეწოდება. ასეთი ვირიონი შედგება ნუკლეინის მჟავის შიდა ბირთვში, რომელიც შეიძლება იყოს რიბონუკლეინის ან დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა (რნმ ან დნმ). ნუკლეინის მჟავა გარშემორტყმულია დამცავი გარე ცილოვანი გარსით, რომელსაც ეწოდება კაფსიდი. კაფსიდი შედგება იდენტური ცილის ქვედანაყოფებისგან, რომელსაც კაპსომერები ეწოდება. ვირიონის ბირთვი იძლევა ინფექციურობას, ხოლო კაფსიდი უზრუნველყოფს ვირუსის სპეციფიკას. პრიონები არის ინფექციური ცილის მოლეკულები, რომლებიც არ შეიცავს ვირუსულ დნმ-ს ან რნმ-ს.

გარსიანი და შიშველი ვირუსები

ვირუსებს, რომლებსაც აქვთ ლიპიდური გარსი, გარსიანი ვირუსები ეწოდება. ეგრეთ წოდებული გარსი არის ლიპიდური საფარი, რომელიც გარს აკრავს ცილოვან კაფსიდს. ვირუსები გარსს იღებენ მასპინძელი უჯრედის მემბრანიდან კვირტაციის პროცესში. გარსიანი ვირუსების მაგალითებია SARS-CoV-2, აივ, HSV, SARS ან ჩუტყვავილა.
შიშველ ვირუსებს ეს გარსი არ აქვთ, რადგან ისინი უჯრედიდან მისი ლიზისით გამოდიან. თუმცა, ზოგიერთ ვირუსს შეუძლია „კვაზი-გარსის“ ჩამოყალიბება, რომელიც მთლიანად აკრავს ვირუსულ კაფსიდს, მაგრამ თავისუფალია ვირუსული გლიკოპროტეინებისგან. შიშველი ვირუსების მაგალითებია პოლიოვირუსი, ნოდავირუსი, ადენოვირუსი და SV40.

ვირუსის მორფოლოგია

განასხვავებენ ვირუსის ოთხ ძირითად მორფოლოგიურ ტიპს, კერძოდ: სპირალური, იკოსაედრული, პროლატური და გარსიანი. გარდა ამისა, არსებობს ეგრეთ წოდებული რთული ვირუსული მორფოლოგიები.
ვირუსის მორფოლოგია განისაზღვრება კაფსიდით და მისი ფორმით. კაფსიდი აგებულია ვირუსული გენომის მიერ კოდირებული ცილებისგან. კაფსიდის ფორმა არის მორფოლოგიური განსხვავების საფუძველი. ვირუსის მიერ კოდირებული ცილოვანი ქვედანაყოფები, სახელწოდებით კაპსომერები, თვითორგანიზდებიან კაფსიდის შესაქმნელად, რაც ჩვეულებრივ ვირუსის გენომის არსებობას მოითხოვს.
სპირალური ვირუსები: სპირალურ ვირუსებს აქვთ კაფსიდის ფორმა, რომელიც შეიძლება აღიწეროს როგორც ძაფისებრი ან ღეროსებრი. სპირალურ ფორმას აქვს ცენტრალური ღრუ, რომელშიც ნუკლეინის მჟავაა მოთავსებული. კაპსომერების განლაგებიდან გამომდინარე, სპირალური ფორმა ვირუსის კაფსიდს მოქნილობას ან სიმტკიცეს ანიჭებს.
იკოსაედრული ვირუსები: იკოსაედრული ვირუსის კაფსიდი შედგება იდენტური ქვედანაყოფებისგან (კაპსომერები), რომლებიც ქმნიან ტოლგვერდა სამკუთხედებს, რომლებიც თავის მხრივ განლაგებულია სიმეტრიულად. იკოსაედრული ფორმა უზრუნველყოფს ძალიან სტაბილურ კაფსიდის ფორმირებას, რაც უამრავ ადგილს სთავაზობს ნუკლეინის მჟავას.
პროლატის ვირუსები: პროლატის ფორმა არის იკოსაედრული ფორმის ვარიანტი და გვხვდება ბაქტერიოფაგებში.
გარსიანი ვირუსები: ზოგიერთ ვირუსს აქვს ფოსფოლიპიდებისა და ცილებისგან შემდგარი გარსი. გარსის ასაწყობად ვირუსი იყენებს მასპინძლის უჯრედის მემბრანის ნაწილებს. გარსი ასრულებს კაფსიდის დამცავი საფარის ფუნქციას და ამით ხელს უწყობს ვირუსის დაცვას მასპინძლის იმუნური სისტემისგან. გარსს ასევე შეიძლება ჰქონდეს რეცეპტორული მოლეკულები, რომლებიც ვირუსს მასპინძელ უჯრედებთან დაკავშირების საშუალებას აძლევს და უჯრედების ინფიცირებას აადვილებს. ერთი მხრივ, ვირუსული გარსი ხელს უწყობს უჯრედების ინფიცირებას; მეორე მხრივ, ვირუსული გარსი ვირუსს უფრო მგრძნობიარეს ხდის გარემო ფაქტორებით ინაქტივაციის მიმართ, მაგალითად, სარეცხი საშუალებებით (მაგ. საპნით), რომლებიც არღვევს გარსის შემადგენელ ლიპიდურ კომპონენტებს.
რთული ვირუსები: კომპლექსური ვირუსი განისაზღვრება კაფსიდის სტრუქტურით, რომელიც არც მთლიანად სპირალურია და არც მთლიანად იკოსაედრული. გარდა ამისა, კომპლექსურ ვირუსებს შეიძლება ჰქონდეთ დამატებითი კომპონენტები, როგორიცაა ცილოვანი კუდები ან რთული გარე კედელი. ბევრი ფაგი ცნობილია თავისი რთული სტრუქტურით, რომელიც აერთიანებს იკოსაედრულ თავსა და სპირალურ კუდს.

ვირუსის გენომი

ვირუსულ სახეობებს აქვთ გენომური სტრუქტურების გიგანტური მრავალფეროვნება. ვირუსის სახეობების ჯგუფი შეიცავს უფრო მეტ სტრუქტურულ გენომურ მრავალფეროვნებას, ვიდრე მცენარეები, ცხოველები, არქეები ან ბაქტერიები. არსებობს მილიონობით სხვადასხვა ტიპის ვირუსი, თუმცა ჯერჯერობით მხოლოდ 5000-მდე სახეობაა დეტალურად აღწერილი. ეს უზარმაზარ ადგილს ტოვებს მომავალი ვირუსის კვლევისთვის.