Poliomielitis, rabies, cacar, herpes, sindrom imunodefisiensi manusia yang didapat diketahui semua orang penyakit yang disebabkan oleh patogen yang sangat spesifik. Organisme yang berdiri di perbatasan antara hidup dan tidak hidup, parasit seluler wajib (wajib) - virus. Morfologi, fisiologi, dan keberadaannya di planet ini menimbulkan banyak pertanyaan saat ini.
Virologi: Memulai
Adegan itu adalah laboratorium Kebun Raya Nikitsky di Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, tempat ahli biologi Dmitry Iosifovich Ivanovsky (1864-1920) sedang mempelajari penyakit mosaik misterius tembakau. Agen penyebab penyakit pada tanaman melewati filter bakteri terkecil, tidak tumbuh pada media nutrisi dan tidak memberikan gejala ketika tanaman sehat terinfeksi filtrat dari yang sakit.
Saat itulah, pada tahun 1892, ilmuwan menyimpulkan bahwa itu bukan bakteri. Dan dia menyebut virus patogen (dari virus Latin,- SAYA). Dmitry Ivanovsky mencoba sepanjang hidupnya untuk melihat virus, tetapi kami melihat morfologi virus pada tahun 30-an abad XX, ketika mikroskop elektron ditemukan.
Tetapi tanggal ini dianggap sebagai awal dari ilmu virologi, dan Dmitry Ivanovsky adalah pendirinya.
Kerajaan Luar Biasa
Morfologi dan fisiologi virus sangat menakjubkan sehingga organisme ini diisolasi di kerajaan Vira yang independen. Bentuk kehidupan paling sederhana ini memiliki dimensi mikroskopis (dari 25 hingga 250 nanometer) dan merupakan asam nukleat dengan seperangkat gen yang terbungkus dalam cangkang. Ini adalah parasit yang hanya dapat berkembang biak di sel organisme hidup lain - tumbuhan, jamur, hewan, bakteri, dan bahkan virus lain (virus satelit).
Ciri pembeda virus adalah sebagai berikut:
- Hanya mengandung satu jenis asam nukleat (RNA atau DNA).
- Morfologi virus tidak memiliki sistem sintesis protein dan energi.
- Tidak memiliki struktur seluler.
- Parasitisme virus diwujudkan pada tingkat genetik.
- Melewati filter bakteri dan tidak dibiakkan pada media buatan.
Bagian dari dunia organik planet ini
Virus, sebagai parasit obligat, memiliki hubungan genetik yang jelas dengan perwakilan flora dan fauna di Bumi. Selain itu, menurut penelitian terbaru, 32% genom manusia terdiri dari unsur-unsur yang mirip virusstruktur.
Hingga saat ini, lebih dari 6.000 virus telah dideskripsikan, tetapi diperkirakan ada lebih dari seratus juta. Ini adalah bentuk biologis paling banyak di planet ini, dan terwakili di semua ekosistem (distribusi di mana-mana (ubiquitous)).
Penampilan mereka di planet saat ini tidak jelas. Satu hal yang diketahui - ketika bentuk kehidupan seluler pertama muncul, virus sudah ada.
Hidup dan tidak hidup
Organisme menakjubkan ini memiliki dua bentuk keberadaan mereka, yang sangat berbeda satu sama lain.
Di luar sel, wujud keberadaannya adalah virion. Ketika memasuki sel, cangkangnya larut dan asam nukleat virus dimasukkan ke dalam materi genetik inang. Saat itulah kita berbicara tentang infeksi virus. Genom virus berintegrasi ke dalam mekanisme replikasi alami genom sel inang dan memulai rantai reaksi, melaksanakan keberadaan parasitnya.
Virion pada dasarnya adalah bagian dari kehidupan yang tidak bernyawa. Dan genom virus dalam sel adalah komponen hidupnya, karena di sanalah virus berkembang biak.
Morfologi dan ultrastruktur virus
Dalam konteks ini, kita berbicara tentang virion - bentuk ekstraseluler.
Ukuran virion diukur dalam nanometer - 10-9 meter. Virus influenza berukuran sedang - 80-120 nanometer, dan virus cacar adalah raksasa dengan dimensi 400 nanometer.
Struktur dan morfologi virus mirip dengan astronot. Di dalam kapsid (lapisan protein, kadang-kadangmengandung lemak dan karbohidrat), seperti dalam "baju antariksa", adalah bagian paling berharga - asam nukleat, genom virus. Apalagi “kosmonot” ini juga dihadirkan dalam jumlah yang minim - hanya materi keturunan langsung dan minimal enzim untuk replikasi (penyalinan).
Dari luar, "setelan" bisa berbentuk batang, bulat, berbentuk peluru, dalam bentuk ikosahedron yang kompleks, atau sama sekali tidak berbentuk teratur. Itu tergantung pada keberadaan di kapsid protein spesifik yang bertanggung jawab untuk penetrasi virus ke dalam sel.
Bagaimana patogen memasuki tubuh inang
Ada banyak cara untuk menembus, tetapi yang paling umum adalah melalui udara. Berjuta partikel kecil terlempar ke luar angkasa tidak hanya saat batuk atau bersin, tetapi juga saat bernapas.
Cara lain bagi virion untuk masuk ke dalam tubuh adalah menular (kontak fisik langsung). Metode ini melekat pada kelompok patogen yang cukup kecil, begitulah cara penularan herpes, infeksi kelamin, AIDS.
Cara penularan melalui vektor, yang dapat berupa kelompok organisme yang berbeda, cukup rumit. Vektor yang telah memperoleh patogen dari reservoir infeksi menjadi tempat virus untuk bereplikasi atau berkembang melalui tahap perkembangan. Virus rabies memang patogen.
Apa yang terjadi di tubuh tuan rumah
Dengan bantuan protein eksternal kapsid, virus menempel pada membran sel dan menembus melalui endositosis. Merekamasuk ke lisosom, di mana, di bawah aksi enzim, mereka menyingkirkan "baju antariksa". Dan asam nukleat patogen masuk ke nukleus atau tetap berada di sitoplasma.
Asam nukleat patogen dibangun ke dalam rantai asam nukleat inang, dan reaksi replikasi (penyalinan) informasi herediter diluncurkan. Ketika jumlah partikel virus yang cukup terakumulasi dalam sel, virion menggunakan energi dan mekanisme plastik dan sumber daya dari inang.
Tahap terakhir adalah pelepasan virion dari sel. Beberapa virus menyebabkan penghancuran total sel dan memasuki ruang antar sel, yang lain masuk melalui eksositosis atau tunas.
Strategi patogen
Interaksi antara virus dan sel inang dapat berkembang menurut beberapa skenario. Fitur utamanya adalah tingkat otonomi parasit.
Struktur Morfologi virus menyebabkan ketergantungan penuh patogen pada energi dan potensi sintesis protein sel, satu-satunya syarat adalah ia mereplikasi asam nukleatnya sesuai dengan jadwalnya sendiri. Interaksi seperti itu disebut produktif (wajar bagi virus, tetapi tidak untuk sel). Setelah kehabisan pasokan sel, virus menyebabkan kematiannya.
Jenis interaksi lainnya adalah konsensual. Dalam hal ini, genom virus, terintegrasi ke dalam genom inang, bereplikasi secara kovalen dengan asam nukleat sel itu sendiri. Dan kemudian pengembangan skenario bisa berjalan ke dua arah. Virus berperilaku diam-diam dan tidak memanifestasikan dirinya. Virion muda pergisel hanya dalam kondisi tertentu. Atau gen patogen terus bekerja, menghasilkan sejumlah besar generasi muda, tetapi sel tidak mati, tetapi meninggalkannya melalui eksositosis.
Kesulitan dalam taksonomi
Klasifikasi dan morfologi virus berbeda di berbagai sumber. Pada saat yang sama, fitur berikut digunakan untuk mengklasifikasikannya:
- Jenis asam nukleat (mengandung RNA dan DNA) dan metode replikasinya. Klasifikasi virus yang paling umum diusulkan oleh ahli virus Amerika David B altimore pada tahun 1971.
- Morfologi dan struktur virus (untai tunggal, beruntai ganda, linier, melingkar, terfragmentasi, tidak terfragmentasi).
- Dimensi, jenis simetri, jumlah kapsomer.
- Adanya superkapsid (kulit terluar).
- Sifat antigenik.
- Jenis interaksi genetik.
- Lingkaran calon tuan rumah.
- Lokalisasi di sel inang - di nukleus atau di sitoplasma.
Pilihan kriteria utama dan morfologi viruslah yang menentukan berbagai pendekatan klasifikasi virus dalam mikrobiologi. Ini tidak mudah. Kesulitannya terletak pada kenyataan bahwa kita mulai mempelajari morfologi dan struktur virus hanya ketika mereka mengarah pada proses patologis.
Pilih-pilih dan tidak begitu baik
Dengan pilihan inang, patogen ini sangat beragam dalam preferensi mereka. Beberapa hanya menyerang satu spesies biologis - mereka memiliki "pendaftaran" yang sangat ketat. Misalnya makanvirus influenza kucing, camar, babi, yang sepenuhnya aman untuk hewan lain. Terkadang spesialisasinya mengejutkan - virus bakteriofag P-17 hanya menginfeksi jantan dari satu varietas E. coli.
Virus lain berperilaku sangat berbeda. Misalnya, virus berbentuk peluru, yang morfologinya mirip dengan peluru, menyebabkan penyakit yang sama sekali berbeda dan, pada saat yang sama, jangkauan inangnya sangat luas. Virus tersebut termasuk virus rabies, yang menginfeksi semua mamalia, atau virus bovine vesicular stomatitis (omong-omong, ditularkan oleh serangga).
Ada nuansa lain. Virus berekor (virion) kebanyakan menyerang sel bakteri, yang berfilamen atau spiral adalah parasit tumbuhan, dan pada sel hewan virus dengan kapsid kompleks dan bentuk virion multifaset lebih cenderung menjadi parasit.
