ไวรัส วิริออน. สัณฐานวิทยาของไวรัส ขนาดของไวรัส กรดนิวคลีอิกของไวรัส ไวรัส การติดเชื้อของกรดนิวคลีอิกของไวรัส

หัวข้อบรรยายวันนี้คือการสังเคราะห์ DNA, RNA และโปรตีน การสังเคราะห์ DNA เรียกว่าการจำลองแบบหรือการทำซ้ำ (สองเท่า) การสังเคราะห์ RNA เรียกว่าการถอดรหัส (การเขียนใหม่จาก DNA) การสังเคราะห์โปรตีนที่ดำเนินการโดยไรโบโซมบน Messenger RNA เรียกว่าการแปลนั่นคือเราแปลจากภาษาของนิวคลีโอไทด์เป็นภาษาของ กรดอะมิโน

เราจะพยายามให้ภาพรวมโดยย่อของกระบวนการทั้งหมดเหล่านี้ในขณะที่ลงรายละเอียดในรายละเอียดโมเลกุลมากขึ้นเพื่อให้คุณเข้าใจถึงความลึกของการศึกษาเรื่องนี้

การจำลองแบบดีเอ็นเอ

โมเลกุล DNA ประกอบด้วยสองเอนริเก้ จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าระหว่างการแบ่งเซลล์ การเพิ่ม DNA เป็นสองเท่านั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าเมื่อสายไม่ได้ถูกถักทอ สามารถเพิ่มสำเนาเสริมลงในแต่ละสายได้ ดังนั้นจึงได้โมเลกุล DNA สองสายที่คัดลอกสายต้นฉบับ

พารามิเตอร์ DNA ตัวใดตัวหนึ่งก็ระบุไว้ที่นี่ด้วย นี่คือระยะพิตช์เกลียว ในแต่ละเทิร์นเต็มจะมีคู่เบส 10 คู่ โปรดทราบว่าขั้นตอนหนึ่งไม่ได้อยู่ระหว่างส่วนที่ยื่นออกมาที่ใกล้ที่สุด แต่หลังจากขั้นตอนหนึ่ง เนื่องจาก DNA มีร่องเล็ก ๆ และมีขนาดใหญ่ หนึ่ง. โปรตีนที่จดจำลำดับนิวคลีโอไทด์จะมีปฏิกิริยากับ DNA ผ่านทางร่องหลัก ระยะพิตช์เกลียวคือ 34 อังสตรอม และเส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวคู่คือ 20 อังสตรอม

การจำลองดีเอ็นเอดำเนินการโดยเอนไซม์ DNA polymerase เอนไซม์นี้สามารถขยาย DNA ได้เฉพาะที่ปลาย3΄–เท่านั้น คุณจำได้ว่าโมเลกุล DNA นั้นตรงกันข้ามกัน ส่วนปลายที่ต่างกันเรียกว่าปลาย 3΄ และปลาย 5΄ เมื่อมีการสังเคราะห์สำเนาใหม่บนแต่ละเกลียว เส้นใหม่หนึ่งเส้นจะยาวออกไปในทิศทาง 5΄ ถึง 3΄ และอีกเส้นหนึ่งจะอยู่ในทิศทาง 3΄ ถึง 5-end อย่างไรก็ตาม DNA polymerase ไม่สามารถขยายปลาย5΄ได้ ดังนั้นการสังเคราะห์ DNA สายหนึ่งซึ่งเป็นสายที่เติบโตในทิศทางที่ "สะดวก" สำหรับเอนไซม์จึงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง (เรียกว่าสายนำหรือสายนำ) และการสังเคราะห์อีกสายหนึ่งจะดำเนินการเป็นชิ้นสั้น ๆ (เรียกว่าชิ้นส่วน Okazaki เพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ผู้บรรยาย) จากนั้นชิ้นส่วนเหล่านี้จะถูกเย็บเข้าด้วยกัน และเธรดดังกล่าวเรียกว่าการล้าหลัง โดยทั่วไปการจำลองแบบของเธรดนี้จะช้าลง โครงสร้างที่เกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบเรียกว่าทางแยกการจำลองแบบ

หากเราดู DNA ที่จำลองแบบของแบคทีเรีย และสามารถสังเกตสิ่งนี้ได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เราจะเห็นว่าในตอนแรกมันก่อตัวเป็น "ตา" จากนั้นมันจะขยายตัว และในที่สุดโมเลกุล DNA แบบวงกลมทั้งหมดก็จะถูกจำลองแบบ กระบวนการจำลองแบบเกิดขึ้นด้วยความแม่นยำมาก แต่ก็ไม่ได้เกิดขึ้นทั้งหมด DNA polymerase ของแบคทีเรียทำผิดพลาดนั่นคือมันแทรกนิวคลีโอไทด์ผิดซึ่งอยู่ในโมเลกุล DNA ของแม่แบบด้วยความถี่ประมาณ 10-6 ในยูคาริโอต เอนไซม์ทำงานได้อย่างแม่นยำมากขึ้น เนื่องจากมีความซับซ้อนมากกว่า ระดับของข้อผิดพลาดระหว่างการจำลองดีเอ็นเอในมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 10-7 - 10 -8 ความแม่นยำของการจำลองอาจแตกต่างกันไปในส่วนต่างๆ ของจีโนม มีพื้นที่ที่มีความถี่ในการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้น และมีพื้นที่อนุรักษ์นิยมที่ไม่ค่อยเกิดการกลายพันธุ์ และในกรณีนี้ เราควรแยกความแตกต่างระหว่างกระบวนการที่แตกต่างกันสองกระบวนการ: กระบวนการที่ปรากฏของการกลายพันธุ์ของ DNA และกระบวนการของการตรึงการกลายพันธุ์ ท้ายที่สุดแล้ว หากการกลายพันธุ์เป็นอันตรายถึงชีวิต พวกมันจะไม่ปรากฏในรุ่นต่อๆ ไป และหากข้อผิดพลาดไม่ร้ายแรง มันก็จะคงอยู่ในรุ่นต่อๆ ไป และเราจะสามารถสังเกตและศึกษาการปรากฏของมันได้ คุณสมบัติอีกประการหนึ่งของการจำลอง DNA ก็คือ DNA polymerase ไม่สามารถเริ่มกระบวนการสังเคราะห์ได้ด้วยตัวเอง โดยทั่วไปแล้ว ชิ้นส่วน RNA จะถูกนำมาใช้เป็นไพรเมอร์ดังกล่าว หากเรากำลังพูดถึงจีโนมของแบคทีเรีย ก็จะมีจุดพิเศษที่เรียกว่าต้นกำเนิดของการจำลองแบบ ณ จุดนี้จะมีลำดับที่รับรู้โดยเอนไซม์ที่สังเคราะห์อาร์เอ็นเอ มันอยู่ในคลาสของ RNA polymerases และในกรณีนี้เรียกว่าไพรเมส RNA โพลีเมอเรสไม่ต้องการไพรเมอร์และเอนไซม์นี้จะสังเคราะห์ส่วนสั้น ๆ ของ RNA ซึ่งเป็น "ไพรเมอร์" เดียวกับที่เริ่มการสังเคราะห์ DNA

การถอดเสียง

กระบวนการต่อไปคือการถอดเสียง มาดูรายละเอียดเพิ่มเติมกันดีกว่า

การถอดความคือการสังเคราะห์ RNA บน DNA นั่นคือการสังเคราะห์สายเสริมของ RNA บนโมเลกุล DNA นั้นดำเนินการโดยเอนไซม์ RNA polymerase ตัวอย่างเช่น แบคทีเรีย Escherichia coli มี RNA polymerase หนึ่งตัว และเอนไซม์ของแบคทีเรียทั้งหมดมีความคล้ายคลึงกันมาก ในสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้น (ยูคาริโอต) มีเอนไซม์หลายชนิดเรียกว่า RNA polymerase I, RNA polymerase II, RNA polymerase III พวกมันมีความคล้ายคลึงกับเอนไซม์ของแบคทีเรีย แต่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าและมีโปรตีนมากกว่า ยูคาริโอต RNA polymerase แต่ละประเภทมีหน้าที่พิเศษของตัวเอง กล่าวคือ ถ่ายทอดชุดของยีนเฉพาะ สาย DNA ที่ทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์ RNA ในระหว่างการถอดรหัสเรียกว่าความรู้สึกหรือแม่แบบ DNA สายที่สองเรียกว่าการไม่เข้ารหัส (ส่วนเสริมของ RNA ของ DNA ไม่ได้เข้ารหัสโปรตีน แต่เป็น "ไร้ความรู้สึก")

กระบวนการถอดความสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน ขั้นตอนแรกคือการเริ่มต้นของการถอดรหัส - จุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์สาย RNA ซึ่งเกิดพันธะแรกระหว่างนิวคลีโอไทด์ จากนั้นเธรดจะโตขึ้นความยาวจะเกิดขึ้น - การยืดตัวและเมื่อการสังเคราะห์เสร็จสิ้นการสิ้นสุดจะเกิดขึ้นการปล่อย RNA ที่สังเคราะห์ไว้ ในเวลาเดียวกัน RNA polymerase “หลุด” DNA และพร้อมสำหรับการถอดรหัสรอบใหม่ แบคทีเรีย RNA polymerase ได้รับการศึกษาอย่างละเอียด ประกอบด้วยหน่วยย่อยโปรตีนหลายหน่วย: หน่วยย่อย α สองหน่วย (หน่วยย่อยเหล่านี้คือหน่วยย่อยขนาดเล็ก) หน่วยย่อย β- และ β΄ (หน่วยย่อยขนาดใหญ่) และหน่วยย่อย ω หนึ่งหน่วย พวกมันรวมตัวกันก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าเอนไซม์ขั้นต่ำหรือเอนไซม์หลัก หน่วยย่อย σ สามารถยึดติดกับเอนไซม์หลักนี้ได้ หน่วยย่อย σ จำเป็นสำหรับการเริ่มต้นการสังเคราะห์ RNA และการเริ่มต้นการถอดรหัส หลังจากการเริ่มต้นเกิดขึ้น หน่วยย่อย σ จะถูกตัดการเชื่อมต่อจากคอมเพล็กซ์ และการทำงานเพิ่มเติม (การยืดตัวของสายโซ่) จะดำเนินการโดยเอนไซม์หลัก เมื่อแนบกับ DNA หน่วยย่อย σ จะจดจำไซต์ที่ควรเริ่มการถอดเสียง เรียกว่าโปรโมเตอร์ โปรโมเตอร์คือลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่บ่งบอกถึงจุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอ หากไม่มีหน่วยย่อย σ เอนไซม์หลักจะไม่สามารถจดจำโปรโมเตอร์ได้ หน่วยย่อย σ พร้อมกับเอนไซม์หลักเรียกว่าเอนไซม์ที่สมบูรณ์หรือโฮโลเอนไซม์

เมื่อติดต่อกับ DNA กล่าวคือโปรโมเตอร์ที่หน่วยย่อย σ รับรู้ โฮโลเอนไซม์จะคลายเกลียวเกลียวคู่และเริ่มการสังเคราะห์ RNA บริเวณของ DNA ที่ไม่ถูกบิดคือจุดเริ่มต้นการถอดรหัส ซึ่งเป็นนิวคลีโอไทด์ตัวแรกที่ต้องต่อไรโบนิวคลีโอไทด์เข้าด้วยกัน เริ่มต้นการถอดรหัส หน่วยย่อย σ ออกไป และเอนไซม์หลักยังคงยืดตัวของสายโซ่ RNA จากนั้นการสิ้นสุดจะเกิดขึ้น เอนไซม์หลักจะถูกปล่อยออกมาและพร้อมสำหรับวัฏจักรการสังเคราะห์ใหม่

การยืดตัวของการถอดรหัสเกิดขึ้นได้อย่างไร?

RNA ถูกขยายออกที่ปลาย3΄ ด้วยการเติมนิวคลีโอไทด์แต่ละตัว เอ็นไซม์หลักจะเคลื่อนตัวไปตาม DNA และเลื่อนนิวคลีโอไทด์ไปหนึ่งขั้น เนื่องจากทุกสิ่งในโลกมีความสัมพันธ์กัน เราจึงสามารถพูดได้ว่าเอนไซม์หลักนั้นไม่มีการเคลื่อนไหว และ DNA ก็ถูก "ลาก" ผ่านมันไป ชัดเจนว่าผลลัพธ์จะเหมือนเดิม แต่เราจะพูดถึงการเคลื่อนไหวตามโมเลกุลดีเอ็นเอ ขนาดของโปรตีนคอมเพล็กซ์ที่ประกอบเป็นเอนไซม์หลักคือ 150 Å ขนาดของ RNA polymerase คือ 150×115×110Ǻ นั่นคือมันเป็นเครื่องนาโน ความเร็วของ RNA polymerase สูงถึง 50 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาที ความซับซ้อนของเอนไซม์หลักที่มี DNA และ RNA เรียกว่าคอมเพล็กซ์การยืดตัว มันมีลูกผสม DNA-RNA นั่นคือนี่คือบริเวณที่ DNA ถูกจับคู่กับ RNA และส่วนปลาย3΄ของ RNA นั้นเปิดกว้างสำหรับการเติบโตต่อไป ขนาดของลูกผสมนี้คือ 9 คู่เบส ส่วนที่ไม่ถูกบิดของ DNA ครอบครองคู่เบสประมาณ 12 คู่

RNA polymerase จับกับ DNA ต้นน้ำของบริเวณที่ไม่บิดเบี้ยว บริเวณนี้เรียกว่าฟอร์เวิร์ด DNA ดูเพล็กซ์ และมีขนาด 10 คู่เบส พอลิเมอเรสยังจับกับ DNA ชิ้นที่ยาวกว่าที่เรียกว่า back duplex DNA ขนาดของ Messenger RNA ที่ถูกสังเคราะห์โดย RNA polymerase ในแบคทีเรียสามารถมีนิวคลีโอไทด์ได้ตั้งแต่ 1,000 ตัวขึ้นไป ในเซลล์ยูคาริโอต ขนาดของ DNA ที่สังเคราะห์ได้อาจมีถึง 100,000 หรือหลายล้านนิวคลีโอไทด์ จริงอยู่ที่ไม่มีใครรู้ว่าพวกมันมีขนาดดังกล่าวในเซลล์หรือไม่หรือสามารถประมวลผลได้ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์หรือไม่

คอมเพล็กซ์การยืดตัวค่อนข้างเสถียรเพราะว่า เขามีงานต้องทำมากมาย นั่นคือมันจะไม่ "หลุด" ไปกับ DNA ด้วยตัวมันเอง สามารถเคลื่อนที่ผ่าน DNA ได้ด้วยความเร็วสูงสุด 50 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาที กระบวนการนี้เรียกว่าการเคลื่อนไหว (หรือการโยกย้าย) ปฏิสัมพันธ์ของ DNA กับ RNA polymerase (เอนไซม์หลัก) ไม่ได้ขึ้นอยู่กับลำดับของ DNA นี้ ต่างจากหน่วยย่อย σ และเอนไซม์หลักเมื่อส่งสัญญาณการยุติจะทำให้การสังเคราะห์ DNA เสร็จสมบูรณ์

ให้เราตรวจสอบรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลของเอนไซม์หลัก ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น เอนไซม์หลักประกอบด้วยหน่วยย่อยα-และβ พวกมันเชื่อมต่อกันในลักษณะที่ทำให้เกิด "ปาก" หรือ "กรงเล็บ" หน่วยย่อย α อยู่ที่ฐานของ "กรงเล็บ" นี้และทำหน้าที่ด้านโครงสร้าง เห็นได้ชัดว่าพวกมันไม่มีปฏิสัมพันธ์กับ DNA และ RNA หน่วยย่อย ω เป็นโปรตีนขนาดเล็กที่ทำหน้าที่โครงสร้างด้วย งานส่วนใหญ่มาจากหน่วยย่อย β- และ β΄ ในรูป หน่วยย่อย β΄ จะแสดงที่ด้านบน และหน่วยย่อย β จะแสดงที่ด้านล่าง

ภายใน “ปาก” ที่เรียกว่าช่องทางหลักคือบริเวณที่ทำงานของเอนไซม์ นี่คือจุดที่นิวคลีโอไทด์รวมกันและเกิดพันธะใหม่ระหว่างการสังเคราะห์ RNA ช่องทางหลักใน RNA polymerase คือตำแหน่งที่ DNA อาศัยอยู่ระหว่างการยืดตัว นอกจากนี้ยังมีช่องที่เรียกว่าช่องรองที่ด้านข้างของโครงสร้างนี้ ซึ่งเป็นช่องที่นิวคลีโอไทด์ถูกจ่ายสำหรับการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอ

การกระจายประจุบนพื้นผิวของ RNA polymerase ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของมัน การกระจายตัวมีเหตุผลมาก โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกมีประจุลบ ดังนั้นช่องของช่องหลักที่ควรเก็บ DNA ที่มีประจุลบไว้จึงเรียงรายไปด้วยประจุบวก พื้นผิวของ RNA polymerase ทำด้วยกรดอะมิโนที่มีประจุลบเพื่อป้องกันไม่ให้ DNA เกาะติดกับมัน

นี่คือระยะที่สี่ของการสืบพันธุ์ของไวรัส: การสังเคราะห์โปรตีนของไวรัสและการจำลองกรดนิวคลีอิก

1. RNA ของ picornavirus ทำหน้าที่เป็น mRNA ถูกแปลเป็นไรโบโซม และทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการก่อตัวของโพลีเปปไทด์ขนาดยักษ์เพียงตัวเดียว อย่างหลังถูกแบ่งออกเป็นโปรตีนหลายชนิด หนึ่งในนั้นคือโพลีเมอเรส การจำลองแบบของ RNA เดียวกันที่เป็นอิสระจากไรโบโซมเริ่มต้นขึ้น

2. RNA ของไวรัสอื่นๆ ทำหน้าที่เป็นเทมเพลตสำหรับคัดลอก mRNA มันถูกแปลไปยังไรโบโซม และโปรตีนของไวรัสบางชนิดก็ถูกสร้างขึ้น ซึ่งหนึ่งในนั้นคือโพลีเมอเรส ต่อไป การจำลองแบบ RNA ของไวรัสจะเกิดขึ้น และขั้นแรกจะเกิดรูปแบบ 2 เส้นขึ้น

3. ในไวรัสที่ประกอบด้วย RNA ที่ก่อมะเร็ง การสังเคราะห์ดำเนินไปแตกต่างกัน จากเทมเพลต RNA จะมีการสร้างสำเนา DNA ซึ่งมี DNA 1 เส้น กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับ Reverse Transcriptase ซึ่งมีอยู่ในไวรัส จากนั้นสาย DNA นี้จะถูกจำลองและเกิดเป็น 2 สาย โมเลกุล RNA ถูกสังเคราะห์บนเทมเพลตของสำเนา DNA นี้

54. อะไรคือความแตกต่างระหว่างจีโนม RNA แบบสายเดี่ยว (+) และ (-)?

RNA ของไวรัสแบ่งออกเป็นสาย + และ - RNA

+อาร์เอ็นเอนำเสนอเป็นโซ่เดี่ยวที่มีคุณลักษณะ “แคป” ที่ปลายเพื่อจดจำไรโบโซม กลุ่มนี้ประกอบด้วย RNA ที่สามารถแปลข้อมูลทางพันธุกรรมบนไรโบโซมของเซลล์ที่ติดเชื้อได้โดยตรง ซึ่งก็คือทำหน้าที่ f- และ m-RNA F-i + เธรด: ทำหน้าที่เป็น m-RNA สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนเชิงโครงสร้าง ซึ่งเป็นเทมเพลตสำหรับการจำลองแบบ RNA และบรรจุลงในแคปซิดเพื่อสร้างประชากรรุ่นลูก

-อาร์เอ็นเอไม่สามารถแปลข้อมูลทางพันธุกรรมของไรโบโซมได้ ทำหน้าที่เป็นเทมเพลตสำหรับการสังเคราะห์ m-RNA

สาระสำคัญของวิธีกัมมันตภาพรังสี

มีการใช้ Ag และ AT ที่บริสุทธิ์และมีความเข้มข้นซึ่งมีป้ายกำกับด้วยไอโซโทปรังสี (ไอโอดีน)

สำหรับ การตรวจจับเอที– เพิ่มข้อความ Ag ลงในซีรั่มทดสอบ AT titer ในซีรั่มถูกกำหนดโดยการลดลงของ Ag ที่มีป้ายกำกับอิสระ

สำหรับ การตรวจหา Ag– วัสดุทดสอบผสมกับแอนติซีรัม จากนั้นจึงเติม Ag ที่มีป้ายกำกับคล้ายคลึงกัน ถ้า Ag ที่มีป้ายกำกับยังคงเป็นอิสระอยู่ แสดงว่าเกิดปฏิกิริยา เชิงบวกเนื่องจากการทดสอบ Ag ถูกผูกไว้กับซีรั่ม หากป้ายกำกับ Ag ลดลงแสดงว่ามีปฏิกิริยากับปฏิกิริยาในซีรั่ม เชิงลบ.

ใช้เพื่อวินิจฉัยโรคไวรัสตับอักเสบ

เอชไอวีติดเชื้อได้อย่างไร?

การติดเชื้อเอชไอวีเป็นโรคมานุษยวิทยาโดยทั่วไป โรคนี้ไม่สามารถแพร่พันธุ์ในสัตว์ได้ แหล่งกักเก็บไวรัสคือผู้ติดเชื้อ เส้นทางการส่งสัญญาณ:

1. ทางเพศ - ผ่านความเสียหายต่อเยื่อเมือก

2. การใช้เข็มและกระบอกฉีดยาแบบเดียวกันโดยผู้ติดยา

3. การถ่ายเลือด – การถ่ายเลือดและการเตรียมการ

4. โอนพร้อมอวัยวะผู้บริจาค

HIV มีความไวต่ออุณหภูมิสูง เอทานอล อีเทอร์ สามารถดำรงชีวิตได้ในวัสดุชีวภาพที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาหลายวัน

HIV ส่งผลต่อเซลล์ใดบ้าง และเซลล์เหล่านี้มีตัวรับอะไรบ้าง? Mech-m ของการพัฒนาเอชไอวี

เป้าหมายของเอชไอวีคือเซลล์ทีเฮลเปอร์ โมโนไซต์ มาโครฟาจ เซลล์ไมโครเกลีย

การเกิดโรครอยโรค: ความเสียหายแบบเลือกสรรต่อเซลล์ CD4 + เนื่องจากไวรัสใช้ CD4 เป็นตัวรับ การเกิดโรคมี 4 ขั้นตอน:

ฉัน. อะพอพโทซิส– การตายของเซลล์แบบ “ตั้งโปรแกรม” – เมื่อไวรัสมีปฏิกิริยากับระบบตัวรับของมาโครฟาจ “การรับรู้” ของไวรัสในฐานะ Ag แปลกปลอมจะถูกรบกวน

ครั้งที่สอง การก่อตัวของซินซิเทีย– ไวรัสเข้าสู่กระแสเลือดและบุกรุกเซลล์เม็ดเลือดขาวที่ไม่ติดเชื้อใหม่ เซลล์เม็ดเลือดขาวที่มีสุขภาพดีจะเกาะติดกับเซลล์ที่ได้รับผลกระทบ กิจกรรมของลิมโฟไซต์จะลดลงภายใต้อิทธิพลของสารพิษที่เกิดขึ้นระหว่างการตายของเซลล์

III. ปฏิกิริยาแพ้ภูมิตัวเอง– การปรากฏตัวของไกลโคโปรตีนของไวรัสบนเยื่อหุ้มเซลล์ T-helper นำไปสู่การกระตุ้นการทำงานของเซลล์ T-killer ระบบภูมิคุ้มกันไม่สามารถต้านทานได้แม้แต่พืชที่มี saprophytic การติดเชื้อฉวยโอกาสเกิดขึ้น

IV. การติดเชื้อของเซลล์ต้นกำเนิด– ด้วยภูมิคุ้มกันปกติ เซลล์เหล่านี้จะถูกทำลาย และในสภาวะที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง เซลล์เหล่านี้จะทวีคูณอย่างแข็งขัน โรคการเจริญเติบโตของมะเร็งเกิดขึ้น - Kaposi's sarcoma

การติดเชื้อ "ฉวยโอกาส"– โรคที่เกิดจากจุลินทรีย์ที่จะส่งผลกระทบต่อผู้ที่มีระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอเท่านั้น

เอชไอวีทำงานอย่างไร?

เอชไอวีเป็นส่วนหนึ่งของไวรัสรีโทรไวรัส ลักษณะเฉพาะ: โครงสร้างจีโนมที่เป็นเอกลักษณ์และการมีอยู่ของรีเวิร์สทรานสคริปเทส Reverse transcriptase ช่วยให้มั่นใจในทิศทางย้อนกลับของการไหลของข้อมูลทางพันธุกรรม - จาก RNA ไปจนถึง DNA (จึงเป็นที่มาของชื่อ)

จีโนม: โมเลกุลที่เหมือนกัน 2 โมเลกุลของ +RNA แบบไม่แบ่งส่วน 1 เส้น

ในระหว่างการสืบพันธุ์ DNA ตัวกลางจะถูกสร้างขึ้น - คุณสมบัติของการสืบพันธุ์ของไวรัส retrovirus- มีเชื้อ HIV-I และ HIV-II

ไวรัสที่เป็นผู้ใหญ่: รูปร่างทรงกลม d = 120 นาโนเมตร ในจีโนมมี 2 เส้น + RNA, capsid, supercapsid จาก lipid bilayer ซึ่งถูกแทรกซึมโดยเดือยไกลโคโปรตีน เดือยเหล่านี้มีปฏิกิริยากับโมเลกุล CD4 บนเยื่อหุ้มเซลล์

ไวรัสอยู่ในราชอาณาจักร วิเร(ตั้งแต่ lat. ไวรัส -"ฉัน"). เหล่านี้เป็นจุลินทรีย์ที่เล็กที่สุด (“สารกรอง”) ที่ไม่มีโครงสร้างเซลล์ มีระบบสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งมีกรดนิวคลีอิกประเภทหนึ่ง (หรือ DNA หรือ กรดไรโบนิวคลีอิก -อาร์เอ็นเอ)

การศึกษาสัณฐานวิทยาและโครงสร้างของไวรัสโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เนื่องจากมีขนาดเล็กและเทียบได้กับความหนาของเปลือกแบคทีเรีย รูปร่างของไวรัสอาจเป็นรูปแท่ง (ไวรัสโมเสกยาสูบ) รูปทรงกระสุน (ไวรัสโรคพิษสุนัขบ้า) ทรงกลม (ไวรัสโปลิโอไมเอลิติส ไวรัสเอชไอวี) เส้นใย (ฟิโลไวรัส) หรือรูปทรงอสุจิ (แบคทีเรียหลายชนิด - ดูบทที่ 3 ). ที่เล็กที่สุดคือพาร์โวไวรัส (18 นาโนเมตร) และไวรัสโปลิโอ (ประมาณ 20 นาโนเมตร) ที่ใหญ่ที่สุดคือไวรัสวาริโอลา (ประมาณ 350 นาโนเมตร)

แยกแยะ ดีเอ็นเอ-และ ไวรัสอาร์เอ็นเอจีโนมของไวรัสประกอบด้วยยีนตั้งแต่หกถึงหลายร้อยยีนและมีกรดนิวคลีอิกหลายประเภทแสดง: แบบเกลียวคู่, แบบเกลียวเดี่ยว, แบบเส้นตรง, แบบวงกลม, แบบแยกส่วน ในบรรดาไวรัส RNA สายเดี่ยว จะมีความแตกต่างระหว่างไวรัสที่มี RNA สายบวก และไวรัสที่มี RNA สายลบ (ขั้ว RNA) บวกกับสาย RNA(สายบวก) ทำหน้าที่ทางพันธุกรรม (จีโนม) และการทำงานของเมทริกซ์หรือข้อมูล RNA (mRNA) ซึ่งเป็นเมทริกซ์สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนบนไรโบโซมของเซลล์ที่ติดเชื้อ Plus-strand RNA ติดเชื้อได้: เมื่อนำเข้าสู่เซลล์ที่ละเอียดอ่อน อาจทำให้เกิดกระบวนการติดเชื้อได้ ด้ายลบ(เธรดเชิงลบ) ทำหน้าที่ทางพันธุกรรมเท่านั้น สำหรับการสังเคราะห์โปรตีน สายเสริมจะถูกสังเคราะห์บนสายลบของ RNA ไวรัสบางชนิดมีจีโนม RNA ที่มีส่วนบวกและลบ RNA

เรียบง่าย,หรือ ไวรัสที่ไม่ห่อหุ้ม แคปซิด(ตั้งแต่ lat. แคปซ่า - นิวคลีโอโปรตีน นิวคลีโอแคปซิด

ข้าว. 2.8.

แคปโซเมียร์, (การดูดซับ) (สลาย).

ซับซ้อน,หรือ ห่อหุ้มไวรัส (ซุปเปอร์แคปซิด) ไกลโคโปรตีนแหลม,หรือ กระดูกสันหลัง โปรตีนเมทริกซ์(เอ็มโปรตีน).

ดังนั้น, ไวรัสง่ายๆ ซับซ้อน

มีไวรัสทั่วไป (เช่น ไวรัสโปลิโอ ไวรัสตับอักเสบเอ) และไวรัสเชิงซ้อน (เช่น โรคหัด ไข้หวัดใหญ่ ไวรัสเริม)

เรียบง่าย,หรือ ไวรัสที่ไม่ห่อหุ้ม(รูปที่ 2.8) มีเพียงกรดนิวคลีอิกที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างโปรตีนที่เรียกว่า แคปซิด(ตั้งแต่ lat. แคปซ่า -"กรณี"). โปรตีนที่จับกับกรดนิวคลีอิกเรียกว่า นิวคลีโอโปรตีนและเรียกว่าการเชื่อมโยงระหว่างโปรตีนของไวรัสของแคปซิดของไวรัสกับกรดนิวคลีอิกของไวรัส นิวคลีโอแคปซิด

ข้าว. 2.8.โครงสร้างของไวรัสแบบง่ายและซับซ้อนที่มีแคปซิดแบบโคซาฮีดรัล ล่างขวา - ไวรัสที่ซับซ้อนพร้อมแคปซิดแบบเกลียว

capsid รวมถึงหน่วยย่อยทางสัณฐานวิทยาซ้ำ - แคปโซเมียร์,ประกอบด้วยโพลีเปปไทด์หลายชนิด capsid ช่วยปกป้องกรดนิวคลีอิกจากการย่อยสลาย ในไวรัสทั่วไป capsid เกี่ยวข้องกับการแนบไฟล์ (การดูดซับ)ไปยังเซลล์เจ้าบ้าน ไวรัสธรรมดาออกจากเซลล์อันเป็นผลมาจากการทำลายล้าง (สลาย).

ซับซ้อน,หรือ ห่อหุ้มไวรัส(ดูรูปที่ 2.8) นอกจากแคปซิดแล้ว ยังมีเปลือกไลโปโปรตีนสองชั้นแบบเมมเบรน (ซุปเปอร์แคปซิด)ซึ่งได้มาโดยการแตกหน่อของ virion ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ เช่น พลาสมาเมมเบรน เยื่อหุ้มนิวเคลียส หรือเยื่อเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม บนเปลือกไวรัสจะอยู่ที่ ไกลโคโปรตีนแหลม,หรือ กระดูกสันหลังการทำลายเปลือกด้วยอีเทอร์และตัวทำละลายอื่น ๆ จะช่วยยับยั้งไวรัสที่ซับซ้อนได้ ภายใต้เปลือกของไวรัสบางชนิดก็คือ โปรตีนเมทริกซ์(เอ็มโปรตีน).

ดังนั้น, ไวรัสง่ายๆประกอบด้วยกรดนิวคลีอิกและแคปซิด และ ซับซ้อน- จากกรดนิวคลีอิก แคปซิด และเปลือกไลโปโปรตีน

รายละเอียด

พื้นฐาน การจำแนกประเภทไวรัสรวมหมวดหมู่ต่อไปนี้:
ประเภทของกรดนิวคลีอิก(DNA หรือ RNA) โครงสร้าง จำนวนสาย (หนึ่งหรือสองสาย) ลักษณะพิเศษของการสืบพันธุ์ของจีโนมของไวรัส
ขนาดและ สัณฐานวิทยาของไวรัสจำนวนแคปโซเมอร์และประเภทของความสมมาตร
ความพร้อมใช้งาน ซุปเปอร์แคปซิด;
ความไวถึงอีเทอร์และดีออกซีโคเลต;
สถานที่ผสมพันธุ์ในกรง;
คุณสมบัติของแอนติเจนฯลฯ

ไวรัสมีจีโนมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเนื่องจากมี DNA หรือ RNA ดังนั้นพวกเขาจึงแยกแยะ:

พวกมันมักจะเป็นแบบเดี่ยวๆ เช่น มียีนหนึ่งชุด จีโนมของไวรัสมีหลากหลายรูปแบบ ประเภทของกรดนิวคลีอิก: แบบเกลียวคู่, แบบเกลียวเดี่ยว, แบบเส้นตรง, แบบวงกลม, แบบแยกส่วน.

ท่ามกลาง ที่ประกอบด้วย RNAไวรัสแยกแยะไวรัสด้วย จีโนมเชิงบวก (plus-strand RNA)- RNA บวกของไวรัสเหล่านี้ทำงาน ฟังก์ชั่นทางพันธุกรรมและฟังก์ชั่น Messenger RNA (mRNA).

นอกจากนี้ยังมีไวรัส RNA ด้วย จีโนมเชิงลบ (ลบสาระ RNA)- RNA เส้นลบของไวรัสเหล่านี้ทำงาน ฟังก์ชันทางพันธุกรรมเท่านั้น.

มีการศึกษาสัณฐานวิทยาของไวรัสโดยใช้ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเนื่องจากมีขนาดเล็ก (18-400 นาโนเมตร) และเทียบได้กับความหนาของเปลือกแบคทีเรีย

รูปร่างวิริออนอาจแตกต่างกัน:

ก) รูปทรงแท่ง (ไวรัสโมเสกยาสูบ)

b) รูปทรงกระสุน (ไวรัสโรคพิษสุนัขบ้า)

c) ทรงกลม (ไวรัสโปลิโอไมเอลิติส, เอชไอวี)

d) ใย (filoviruses)

e) ในรูปแบบของสเปิร์ม (แบคทีเรียจำนวนมาก)

มีไวรัสที่ง่ายและซับซ้อน
ไวรัสแบบธรรมดาหรือไม่ห่อหุ้มประกอบด้วยกรดนิวคลีอิกและเปลือกโปรตีนที่เรียกว่าแคปซิด capsid ประกอบด้วยหน่วยย่อยทางสัณฐานวิทยาซ้ำ - แคพโซเมอร์- กรดนิวคลีอิกและแคปซิดทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันเพื่อสร้างนิวคลีโอแคปซิด

ไวรัสที่ซับซ้อนหรือห่อหุ้มด้านนอกของ capsid ล้อมรอบด้วยเปลือกไลโปโปรตีน ( ซุปเปอร์แคปซิดหรือเปโปลอส) เปลือกนี้เป็นโครงสร้างที่ได้มาจากเยื่อหุ้มเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัส บนเปลือกไวรัสจะมีหนามไกลโคโปรตีนหรือหนาม (เปโพเมียร์) ใต้เปลือกของไวรัสบางชนิดจะมีโปรตีนเมทริกซ์เอ็มอยู่

ประเภทของความสมมาตรแคปซิดหรือนิวคลีโอแคปซิดอาจมี เกลียว, icosahedral (ลูกบาศก์) หรือสมมาตรประเภทที่ซับซ้อน- ความสมมาตรแบบ icosahedral เกิดจากการสร้างร่างกายกลวงแบบมีมิติเท่ากันจาก capsid ที่มีกรดนิวคลีอิกของไวรัส (ตัวอย่างเช่นในไวรัสตับอักเสบ A, เริม, ไวรัสโปลิโอ) ประเภทสมมาตรของขดลวดนั้นเกิดจากโครงสร้างเกลียวของนิวคลีโอแคปซิด (ตัวอย่างเช่นในไวรัสไข้หวัดใหญ่)

ศึกษาสัณฐานวิทยาและโครงสร้างของไวรัสโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เนื่องจากมีขนาดเล็กและเทียบได้กับความหนาของเปลือกแบคทีเรีย

รูปร่างของ virions อาจแตกต่างกัน: รูปทรงแท่ง (ไวรัสโมเสกยาสูบ), รูปทรงกระสุน (ไวรัสโรคพิษสุนัขบ้า), ทรงกลม (ไวรัสโปลิโอไมเอลิติส, HIV), รูปทรงสเปิร์ม (แบคทีเรียจำนวนมาก) (รูปที่ 8)

ข้าว. 8. รูปแบบของไวรัส:

ไวรัสไข้ทรพิษ 1 ตัว; ไวรัสเริม 2 ตัว; 3 อะดีโนไวรัส; 4 ปาโปวาไวรัส; 5 ไวรัสตับอักเสบ; 6 พาราไมโซไวรัส; ไวรัสไข้หวัดใหญ่ 7 ชนิด; 8 โคโรน่าไวรัส; 9 อารีนาไวรัส; 10 รีโทรไวรัส;

ขนาดของไวรัสจะถูกกำหนดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันผ่านตัวกรองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนที่ทราบ และการหมุนเหวี่ยงแบบพิเศษ ไวรัสที่เล็กที่สุดบางชนิด ได้แก่ ไวรัสโปลิโอและโรคปากและเท้าเปื่อย (ประมาณ 20 นาโนเมตร) ไวรัสเซอร์โคไวรัส (16 นาโนเมตร) และไวรัสวาริโอลาที่ใหญ่ที่สุด (ประมาณ 350 นาโนเมตร) ไวรัสมีจีโนมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเนื่องจากมี DNA หรือ RNA ดังนั้นจึงมีความแตกต่างระหว่างไวรัสที่มี DNA และไวรัสที่มี RNA พวกมันมักจะเป็นแบบเดี่ยว ซึ่งหมายความว่าพวกมันมียีนชุดเดียว จีโนมของไวรัสนั้นมีกรดนิวคลีอิกหลายประเภท: แบบเกลียวคู่, แบบเกลียวเดี่ยว, เชิงเส้น, วงกลม, แบบแยกส่วน

มีไวรัสทั่วไป (เช่น ไวรัสโปลิโอ) และไวรัสเชิงซ้อน (เช่น ไวรัสไข้หวัดใหญ่ ไวรัสหัด) ในไวรัสทั่วไป กรดนิวคลีอิกมีความเกี่ยวข้องกับเปลือกโปรตีนที่เรียกว่าแคปซิด (จากภาษาละติน capsa case) แคปซิดประกอบด้วยหน่วยย่อยทางสัณฐานวิทยาซ้ำของแคปโซเมียร์ กรดนิวคลีอิกและแคปซิดทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันเพื่อสร้างนิวคลีโอแคปซิด ในไวรัสที่ซับซ้อน capsid ถูกล้อมรอบด้วยเปลือกไลโปโปรตีนเพิ่มเติม ซึ่งเป็น supercapsid (อนุพันธ์ของโครงสร้างเมมเบรนของเซลล์เจ้าบ้าน) ซึ่งมี "เดือย" capsid และ supercapsid ช่วยปกป้อง virions จากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม กำหนดปฏิกิริยาแบบเลือก (การดูดซับ) กับเซลล์ และกำหนดคุณสมบัติด้านแอนติเจนและภูมิคุ้มกันของ virions โครงสร้างภายในของไวรัสเรียกว่าแกนกลาง

Virions มีลักษณะสมมาตรแบบแคปซิดแบบเกลียว ลูกบาศก์ และแบบซับซ้อน ประเภทสมมาตรของขดลวดนั้นเนื่องมาจากโครงสร้างเกลียวของนิวคลีโอแคปซิด ซึ่งเป็นการก่อตัวเป็นลูกบาศก์ของวัตถุกลวงที่มีมิติเท่ากันจากแคปซิดที่มีกรดนิวคลีอิกของไวรัส

นอกจากไวรัสธรรมดาแล้ว สิ่งที่เรียกว่าไวรัสที่ไม่เป็นที่ยอมรับยังเป็นที่รู้จัก: พรีออน ซึ่งเป็นอนุภาคติดเชื้อโปรตีนที่มีรูปแบบของไฟบริลขนาด 10-20 x 100-200 นาโนเมตร เห็นได้ชัดว่าพรีออนเป็นทั้งตัวเหนี่ยวนำและผลิตภัณฑ์ของยีนอิสระในมนุษย์หรือสัตว์ และทำให้เกิดโรคสมองอักเสบในพวกมันภายใต้เงื่อนไขของการติดเชื้อไวรัสที่ช้า (โรค Creutzfeldt-Jakob, kuru ฯลฯ ) สารผิดปกติอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับไวรัส ได้แก่ ไวรอยด์ ซึ่งเป็นโมเลกุล RNA ทรงกลมขนาดเล็กที่มีเกลียวซุปเปอร์คอยล์ ซึ่งไม่มีโปรตีนและทำให้เกิดโรคในพืช