La poliomyélite, la rage, la variole, l'herpès, le syndrome d'immunodéficience humaine acquise sont des maladies connues de tous qui sont causées par des agents pathogènes très spécifiques. Organismes qui se situent à la frontière entre les parasites cellulaires vivants et non vivants, obligatoires (obligatoires) - les virus. La morphologie, la physiologie et leur existence même sur la planète soulèvent aujourd'hui de nombreuses questions.
Virologie: Premiers pas
La scène est le laboratoire du jardin botanique Nikitsky de l'Académie russe des sciences, où le biologiste Dmitry Iosifovich Ivanovsky (1864-1920) étudie la mystérieuse maladie de la mosaïque du tabac. L'agent causal d'une maladie dans une plante passe à travers les plus petits filtres bactériens, ne se développe pas sur des milieux nutritifs et ne donne pas de symptômes lorsque des plantes saines sont infectées par des filtrats de plantes malades.
C'est alors, en 1892, que le scientifique a conclu qu'il ne s'agissait pas de bactéries. Et il appelle les virus pathogènes (du latin virus,- JE). Dmitry Ivanovsky a essayé toute sa vie de voir les virus, mais nous avons vu la morphologie des virus dans les années 30 du XXe siècle, lorsque les microscopes électroniques ont été inventés.
Mais cette date est considérée comme le début de la science de la virologie, et Dmitry Ivanovsky en est le fondateur.
Royaume incroyable
La morphologie et la physiologie des virus sont si étonnantes que ces organismes sont isolés dans un royaume indépendant de Vira. Cette forme de vie la plus simple a des dimensions microscopiques (de 25 à 250 nanomètres) et est un acide nucléique avec un ensemble de gènes enfermés dans une coquille. Ce sont des parasites qui ne peuvent se reproduire que dans les cellules d'autres organismes vivants - plantes, champignons, animaux, bactéries et même d'autres virus (virus satellites).
Les caractéristiques distinctives des virus sont les suivantes:
- Contient un seul type d'acide nucléique (ARN ou ADN).
- La morphologie des virus manque de systèmes de synthèse de protéines et d'énergie.
- N'ont pas de structure cellulaire.
- Le parasitisme viral est réalisé au niveau génétique.
- Passez à travers des filtres bactériens et ne sont pas cultivés sur des milieux artificiels.
Partie du monde organique de la planète
Les virus, en tant que parasites obligatoires, ont un lien génétique clair avec des représentants de la flore et de la faune de la Terre. De plus, selon des études récentes, 32 % du génome humain est constitué d'éléments d'un virus de typestructures.
À ce jour, plus de 6 000 virus ont été décrits, mais on estime qu'il y en a plus d'une centaine de millions. C'est la forme biologique la plus nombreuse sur la planète, et elle est représentée dans tous les écosystèmes (distribution ubiquitaire (omniprésente)).
Leur apparition sur la planète aujourd'hui n'est pas claire. Une chose est connue: lorsque les premières formes de vie cellulaire sont apparues, les virus existaient déjà.
Vivant et non vivant
Ces organismes étonnants ont deux formes d'existence, très différentes l'une de l'autre.
En dehors de la cellule, la forme de leur existence est le virion. Lorsqu'il pénètre dans une cellule, ses coquilles se dissolvent et les acides nucléiques du virus sont incorporés dans le matériel génétique de l'hôte. C'est alors qu'on parle d'infection virale. Le génome du virus s'intègre dans les mécanismes de réplication naturelle du génome de la cellule hôte et déclenche une chaîne de réactions, réalisant son existence parasitaire.
Virion est essentiellement une partie inanimée de la vie. Et le génome d'un virus dans une cellule est sa composante vivante, car c'est là que se reproduisent les virus.
Morphologie et ultrastructure des virus
Dans ce contexte, nous parlons d'un virion - une forme extracellulaire.
La taille des virions est mesurée en nanomètres - 10-9 mètres. Les virus de la grippe sont de taille moyenne - 80 à 120 nanomètres, et le virus de la variole est un géant avec des dimensions de 400 nanomètres.
La structure et la morphologie des virus sont similaires à celles des astronautes. À l'intérieur de la capside (enveloppe protéique, parfoiscontenant des graisses et des glucides), comme dans une "combinaison spatiale", est la partie la plus précieuse - les acides nucléiques, le génome du virus. De plus, ce "cosmonaute" est également présenté en quantité minimale - uniquement du matériel directement héréditaire et un minimum d'enzymes pour sa réplication (copie).
Extérieurement, le "costume" peut être en forme de tige, sphérique, en forme de balle, sous la forme d'un icosaèdre complexe, ou de forme pas du tout régulière. Cela dépend de la présence dans la capside de protéines spécifiques responsables de la pénétration du virus dans la cellule.
Comment l'agent pathogène pénètre dans le corps de l'hôte
Il existe de nombreuses façons de pénétrer, mais la plus courante est aérienne. Des myriades de minuscules particules sont projetées dans l'espace non seulement lorsque vous toussez ou éternuez, mais simplement lorsque vous respirez.
Une autre façon pour les virions de pénétrer dans le corps est contagieuse (contact physique direct). Cette méthode est inhérente à un groupe assez restreint d'agents pathogènes, c'est ainsi que se transmettent l'herpès, les infections vénériennes, le SIDA.
La méthode d'infection par un vecteur, qui peut être différents groupes d'organismes, est assez compliquée. Un vecteur qui a acquis un agent pathogène à partir d'un réservoir d'infection devient un site pour que les virus se répliquent ou progressent à travers les stades de développement. Le virus de la rage est un tel agent pathogène.
Ce qui se passe dans le corps de l'hôte
Avec l'aide de protéines externes de la capside, le virus se fixe à la membrane cellulaire et pénètre par endocytose. Ils sontpénètrent dans les lysosomes, où, sous l'action d'enzymes, ils se débarrassent de la "combinaison spatiale". Et les acides nucléiques de l'agent pathogène pénètrent dans le noyau ou restent dans le cytoplasme.
Les acides nucléiques de l'agent pathogène sont intégrés dans les chaînes d'acides nucléiques de l'hôte, et la réaction de réplication (copie) de l'information héréditaire est lancée. Lorsqu'un nombre suffisant de particules virales s'accumulent dans la cellule, les virions utilisent les mécanismes et ressources énergétiques et plastiques de l'hôte.
La dernière étape est la libération des virions de la cellule. Certains virus entraînent la destruction complète des cellules et pénètrent dans l'espace intercellulaire, d'autres y pénètrent par exocytose ou par bourgeonnement.
Stratégies pathogènes
L'interaction entre un virus et une cellule hôte peut se développer selon plusieurs scénarios. Dont la principale caractéristique est le degré d'autonomie du parasite.
Structure La morphologie des virus conduit à la dépendance totale de l'agent pathogène vis-à-vis du potentiel de synthèse énergétique et protéique de la cellule, à la seule condition qu'il réplique ses acides nucléiques selon son propre calendrier. Une telle interaction est dite productive (elle est naturelle pour un virus, mais pas pour une cellule). Après avoir épuisé l'approvisionnement de la cellule, le virus entraîne sa mort.
Un autre type d'interaction est consensuel. Dans ce cas, le génome du virus, intégré au génome de l'hôte, se réplique de manière covalente avec les propres acides nucléiques de la cellule. Et puis l'élaboration du scénario peut aller dans deux sens. Le virus se comporte discrètement et ne se manifeste pas. Les jeunes virions partentcellule uniquement sous certaines conditions. Ou les gènes pathogènes travaillent constamment, produisant un grand nombre de jeunes générations, mais la cellule ne meurt pas, mais ils la quittent par exocytose.
Difficultés de taxonomie
La classification et la morphologie des virus sont différentes selon les sources. Dans le même temps, les caractéristiques suivantes sont utilisées pour les classer:
- Type d'acide nucléique (contenant de l'ARN et contenant de l'ADN) et méthode de sa réplication. La classification la plus courante des virus proposée par le virologue américain David B altimore en 1971.
- Morphologie et structure du virus (simple brin, double brin, linéaire, circulaire, fragmenté, non fragmenté).
- Dimensions, type de symétrie, nombre de capsomères.
- Présence d'une supercapside (enveloppe externe).
- Propriétés antigéniques.
- Type d'interaction génétique.
- Cercle d'hôtes potentiels.
- Localisation dans la cellule hôte - dans le noyau ou dans le cytoplasme.
C'est le choix du critère principal et de la morphologie des virus qui détermine les différentes approches de la classification des virus en microbiologie. Ce n'est pas tout à fait facile. La difficulté réside dans le fait que nous ne commençons à étudier la morphologie et la structure du virus que lorsqu'elles conduisent à des processus pathologiques.
Picky et pas très bon
Selon le choix de l'hôte, ces agents pathogènes ont des préférences extrêmement diverses. Certains n'attaquent qu'une seule espèce biologique - ils ont un "enregistrement" très strict. Par exemple, mangezvirus de la grippe des chats, des goélands, des porcs, qui sont totalement sans danger pour les autres animaux. Parfois, la spécialisation est surprenante - le virus du bactériophage P-17 n'infecte que les mâles d'une variété d'E. coli.
Les autres virus se comportent différemment. Par exemple, les virus en forme de balle, dont la morphologie est similaire à une balle, provoquent des maladies complètement différentes et, en même temps, leur gamme d'hôtes est extrêmement large. Ces virus incluent le virus de la rage, qui infecte tous les mammifères, ou le virus de la stomatite vésiculeuse bovine (transmis par les insectes, soit dit en passant).
Il y a d'autres nuances. Les virus avec une queue (virions) attaquent principalement les cellules bactériennes, les filamenteux ou en spirale sont des parasites des plantes, et dans les cellules animales, les virus avec une capside complexe et une forme de virion à multiples facettes sont plus susceptibles de parasiter.
