2. Строение вирусов

Полностью сформированная инфекционная частица называется вирионом. Сердцевину вируса (вириона) составляет фрагмент генетического материала – одиночная или двойная нить нуклеиновой кислоты (ДНК, либо РНК). Нуклеиновая кислота представляет собой полинуклеотид, очень крупную молекулу, состоящую из мононуклеотидов, в состав которых входят четыре азотистых основания, остаток фосфорной кислоты и сахар. Нуклеиновая кислота ответственна за инфекционные свойства вирусов. При попадании в живой организм нуклеиновая кислота заставляет его полностью перестроиться и подчинить свой обмен веществ захватившему ее вирусу. Сердцевину окружает защитная белковая оболочка называемая капсидом, что в переводе с греческого Сapsa - ящик. Капсид защищает нуклеиновую кислоту вируса от внешних воздействий, придает вирусной частице соответствующую форму, способствует адсорбции и проникновению вируса в клетку.

Капсид состоит из структурных единиц - капсомеров, которые представляют собой видимые в электронный микроскоп мономеры. Некоторые капсиды обнажены, другие окружены второй внешней оболочкой – пеплосом, имеющей более сложное строение. Пеплос состоит из пепломеров.

Все вирусы условно разделяют на простые и сложные.

Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки-капсида. Некоторые кристаллизуются. Форма простых вирусов бывает: палочковидная (ВТМ), нитевидная (вирусы растений и бактерий) и сферическая (вирусы животных и человека).

Сложные вирусы помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеидную мембрану, углеводы и неструктурные белки - ферменты. Они чаще бывают кубовидными и булавовидной формы. Кубовидная форма представлена параллелепипедами с закругленными краями (вирусы животных и человека). Булавовидная, характеризуется наличием головки и отростка (вирусы бактерий и актиномицетов).

В жизненном цикле вирусов чередуются две фазы – внеклеточная и внутриклеточная (репродуцирующая). Во время внеклеточной (покоящейся) фазы вирус существует в виде инертной инфекционной частицы – вириона. Во время внутриклеточной фазы вирус существует в виде реплицирующей молекулы нуклеиновой кислоты.

3.Размножение вирусов

Вирусы могут размножаться только в живой клетке. Способ репликации (размножения) вирусов отличен от клеточных микроорганизмов. Так, для бактерий характерно размножение бинарным делением взрослых клеток. При этом их клетки сохраняют целостность на всех стадиях размножения. Вирусы же, как только попадают в клетку растения-хозяина, распадаются на белок и нуклеиновую кислоту. Белковые оболочки, ранее защищавшие нуклеиновую кислоту, внутри клетки становятся препятствием для воздействия паразита на ее структуры. Поэтому нуклеиновая кислота вируса освобождается от белковой оболочки, после чего начинается синтез его нуклеиновой кислоты и вирусного белка в клетке растения-хозяина. Из вновь синтезированной нуклеиновой кислоты и вирусного белка собираются новые вирусы. Таким образом, на некоторых этапах репликации невозможно обнаружить зрелые вирусные частицы в клетке растения, т.к. после попадания в клетку вирус (точнее его покоящаяся форма – вирион) исчезает; вирусная нуклеиновая кислота репродуцируется в одних частях клетки, вирусные белки – в других, а сборка целых частиц – в третьих.

Процесс размножения вирусов условно разделяют на 5 стадий (Стейниер, Эдельберг, Ингрэм, 1979):

1. проникновение в клетку хозяина;

2. синтез ферментов;

3. синтез составных частей вируса;

4. сборка составных частей вируса с образованием зрелых вирионов;

5. выход зрелых вирионов из клетки хозяина.

Установлено, что процессы проникновения вируса в клетку различны у вирусов бактерий, растений и животных. Так, если вирусы животных адсорбируются непосредственно на мембране клетки-хозяина, то вирусы бактерий и растений должны пройти через клеточную стенку. При этом вирусы растений не обладают специальным аппаратом для преодоления клеточной стенки, поэтому они могут попасть внутрь растения только через различные ранки. На листьях и корнях растений достаточно часто имеются мельчайшие механические поранения через которые и проникают вирусы табачной мозаики, Х-вирус картофеля и др. Однако большинство вирусов попадает в растения с помощью переносчиков, в роли которых чаще выступают насекомые с сосущим ротовым аппаратом (тли, цикадки), а также клещи, фитонематоды, грибы. Процесс проникновения завершается удалением белкового капсида (раздевание вириона) и появлением внутри клетки свободной нуклеиновой кислоты вируса, что приводит к синтезу вирус-специфических белков и репликации самой вирусной нуклеиновой кислоты.