Вирусы - классификация, характеристика и особенности строения

Особенностью строения вирусов считается большая разновидность конфигураций и размеров. Исследованные агенты обладают диаметром в диапазоне от 20 до 300 нм. Ряд филовирусов при диаметре всего 80 нм достигают в длину до 1400 нм. Совсем недавно были обнаружены самые большие экземпляры, которые достигают до 1,5 мкм в длину и 0,5 мкм в диаметре.

Для изучения вирионов специалисты используют только современные электронные микроскопы, так как в простой прибор их не видно. Кроме того, обязательно используются специальные красители. Обычно применяются растворы солей вольфрама, рассеивающие отрицательно заряженные частицы на покрытой ими плоскости.

Зрелый вирион состоит из ДНК или РНК и оболочки из белка, которая называется капсидом. Оболочка образовывается из однотипных элементов белка (капсомеров). Вирус может защищать липидное покрытие, которое возникает из мембраны хозяйской клетки.

Капсид состоит из белков, которые кодируются геномом вириона, а его характеристика определяет классификацию агентов по морфологическому признаку.

Неклеточные агенты, обладающие сложной структурой, кодируют особые белки, которые помогают образовывать капсид. Его форму и самого вириона можно изучать с помощью сканирующего атомно-силового микроскопа.

Морфологическая классификация

Микробиология довольно детально описывает царство вирусов. Лауреат Нобелевской премии Д. Балтимор составил классификацию вирионов, которая с успехом применяется и сейчас. В ней типы вирусов распределены по способу образования матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК). Существует еще классификация капсидов по морфологическим признакам.

Всего выделено четыре вида:

1. Спиральный — оболочка представляет собой один вид капсомеров, которые расположены по спирали. В середине этого строения находится канал или полость. Таким способом образуются палочковидные и нитевидные вирионы, которые могут быть короткими и несгибаемыми или длинными и пластичными. В этом случае генетика является одноцепочечной РНК, где ионы удерживаются зарядами на кислотах и белках.
2. Икосаэдрический — чаще всего такая форма встречается у животных. Правильный икосаэдр считается идеальной формой для закрытого капсида, собранного из одинаковых капсомеров. Минимальное их количество — 12, а каждый состоит из пяти элементов. Например, у ротавируса более 12 капсомеров, поэтому они имеют круглую форму, но сохраняют икосаэдрическую симметрию.
3. Продолговатый — это икосаэдрические капсиды, которые расположены вдоль оси симметрии. Такая структура встречается у головок бактериофагов.
4. Комплексный — конфигурация капсидов частично спиральная и одновременно икосаэдрическая. Кроме того, могут наблюдаться вспомогательные структурные построения: белковые отростки, сложные наружные стенки. Некоторые виды бактериофагов обладают икосаэдрической головкой и спиральным хвостом, имеющим шестигранное основание с отходящими нитями, через которые вирус впрыскивает генетический материал.

Классификация вирусов по Балтимору: двуцепочечная ДНК, а РНК отсутствует, одноцепочечная ДНК с положительной полярностью, двуцепочечная РНК, одноцепочечная РНК с положительной полярностью, одноцепочечная РНК двойной полярности, одноцепочечная РНК с положительной полярностью и синтезом ДНК на матрице РНК, двуцепочечная ДНК с синтезом ее на матрице РНК.

Жизненный период и заболевания человека

Хотя вирусов насчитывается довольно большое количество и встречаются они практически везде, но у всех жизненный цикл проходит одинаково. Так как они не имеют клеточной структуры, то размножение вирусов происходит внутри клетки хозяина.

Агенты внутри клетки воспроизводят большое количество своих копий. Полный жизненный цикл делится на несколько этапов, которые перекрывают друг друга. Сначала агент образует связь между своими белками и рецепторами хозяйской клетки.

Затем он попадает внутрь для передачи генетического материала, а некоторые виды переносят и белки. Неклеточная частица освобождается от капсида и нуклеиновой кислоты. Далее, происходит группировка вирусных частиц и модифицируется белок. В конце агент покидает клетку, разрушая ее или продолжая в ней жить.

Самое простое и часто происходящее вирусное заболевание — это простуда. Но эти паразиты могут вызывать и серьезные патологии — СПИД или птичий грипп. У каждого вида свой механизм воздействия на человека, при котором происходит разрушение клеток и весь организм перестает функционировать нормально.

В некоторых случаях частицы могут и не наносить вреда здоровью, специалисты называют такую ситуацию латентностью. Эти виды могут приносить и пользу для организма, а их присутствие развивает иммунитет против вредных бактерий.

Некоторые инфекции бывают хроническими и могут протекать всю жизнь, несмотря на защиту организма.