Entdeckung des Wertes der Eigenschaften von Viren. Von wem und wann wurden Viren entdeckt? Geschichte der virologischen Entdeckung von Viren. Wissenschaftliche virologische Institutionen. Viruslebenszyklus und weitere Forschung

Pukhaeva Varvara Sergeevea

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Projekt zum Thema: „Die Geschichte der Entdeckung des nichtzellulären Lebens“

Zweck der Arbeit: Untersuchung der Entdeckungsgeschichte von Viren und der Aussichten für ihre Verwendung in der modernen Wissenschaft. Ziele: Untersuchung des Beitrags von Wissenschaftlern zur Entwicklung der Virologie; Finden Sie die Natur von Viruspartikeln, ihre Wirkung auf Organismen und Methoden zu ihrer Bekämpfung heraus; Erkunden Sie Bereiche und Perspektiven für die Verwendung von Viren durch den Menschen.

Entdeckung von Viren: Russischer Wissenschaftler-Forscher. Nachdem er 1892 die ungewöhnlichen Eigenschaften der Erreger der Tabakkrankheit – Tabakmosaik, das Bakterienfilter passierte – beschrieb, schlug er die Existenz einer besonderen Lebensform vor – „filterbare Bakterien“, die später „Viren“ genannt wurden. Dmitri Iosifowitsch Iwanowski (1864 – 1920)

Struktur des Virus-Bakteriophagen

KLASSIFIZIERUNG VON VIREN DEOXYVIREN RIBOVIREN 1. Doppelsträngige DNA 2. Einzelsträngige DNA 1. Doppelsträngige RNA 2. Einzelsträngige RNA 1.1. Kubischer Symmetrietyp: 1.1.1. Ohne äußere Hülle: (Adenoviren) 1.1.2. Mit Außenhüllen: (Herpesviren) 1.2. Gemischter Symmetrietyp: (T-gerade Bakteriophagen) 1.3. Ohne einen bestimmten Symmetrietyp: (Pockenviren) 2.1. Kubischer Symmetrietyp: 2.1.1. Ohne äußere Membranen: (Kilham-Rattenvirus, Adenosatelliten) 1.1. Kubischer Symmetrietyp: 1.1.1. Ohne Außenhülle: (Reoviren, Pflanzenwundetumorviren) 2.1. Kubischer Symmetrietyp: 2.1.1. Ohne Außenhülle: (Poliomyelitisvirus, Enteroviren, Rhinoviren) 2.2. Spiralsymmetrietyp: 2.2.1. Ohne Außenhülle: (Tabakmosaikvirus) 2.2.2. Mit Außenhüllen: (Influenzaviren, Tollwutviren, onkogene RNA-Viren)

Entdeckung antiviraler Impfstoffe Edward Jenner (1749–1823) entdeckte 1796 einen Impfstoff gegen Pocken Louis Pasteur (1822–1895) 1886 Einen Impfstoff gegen Tollwut entdeckt

Der Einsatz von Viren in der modernen Wissenschaft: 1. Einige Phagen (allein oder in Kombination mit Antibiotika) wurden zur Vorbeugung (Phagenprophylaxe) und Behandlung (Phagentherapie) einer Reihe menschlicher bakterieller Infektionskrankheiten (Ruhr, Typhus, Cholera) eingesetzt , Pest, Staphylokokken- und anaerobe Infektionen usw. .) und Tiere.

Anwendung von Viren in der modernen Wissenschaft: 2. Anwendung von Virusinterferenz zur Behandlung einer Reihe von Viruserkrankungen bei Mensch und Tier (basierend auf der Produktion von Interferon)

Die Verwendung von Viren in der modernen Wissenschaft: 3. Die Verwendung des Rigvir-Virus, das bösartige Tumore zerstören kann und über einzigartige immunaktivierende Eigenschaften verfügt, in der Onkologie (einzigartige Methoden des Lettischen Virotherapie-Zentrums) Lettisches Virotherapie-Zentrum

Der Einsatz von Viren in der modernen Wissenschaft: 4. Der Einsatz von Viren zur Bekämpfung von Insektenschädlingen, Raupen, Blattwespenkäfern

Der Einsatz von Viren in der modernen Wissenschaft: 5. Der Einsatz von Viren zur Bekämpfung der Zahl schädlicher Tiere (am Beispiel von Kaninchen in Australien)

Der Einsatz von Viren in der modernen Wissenschaft: 6. Der Einsatz der Fähigkeit von Viren zum horizontalen Gentransfer zwischen zwei nicht verwandten (unterschiedlichen Arten oder sogar Königreichen angehörenden) Individuen in der Gentechnik bei der Schaffung genetischer Vektoren und der Züchtung genetisch veränderter Organismen Genetisch veränderte Maus mit verbesserter Muskulatur

Der Einsatz von Viren in der modernen Wissenschaft: 7. Viren werden bei der Züchtung von mit einem Virus infizierten Pflanzen und Haustieren verwendet

Phlox-Sorten, die durch Infektion mit Viren entstehen. Die Verwendung von Viren in der modernen Wissenschaft:

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Frage 1. Wer hat Viren entdeckt? Wie funktionieren Viren?

Das Virus (der Erreger der Tabakkrankheit – Tabakmosaik) wurde erstmals 1892 vom russischen Wissenschaftler D. I. Ivanovsky beschrieben.

Jedes Virus besteht aus Nukleinsäure (RNA oder DNA) und Protein. Nukleinsäure ist das genetische Material des Virus; Es ist von einer Schutzhülle umgeben – dem Kapsid. Das Kapsid besteht aus Proteinmolekülen und weist einen hohen Grad an Symmetrie auf, normalerweise hat es eine helikale oder polyedrische Form. Zusätzlich zur Nukleinsäure können sich im Inneren des Kapsids viruseigene Enzyme befinden. Einige Viren (zum Beispiel Influenzaviren und HIV) haben eine zusätzliche Hülle, die aus der Wirtszellmembran gebildet wird.

Frage 2. Welche Rolle spielen Viren in der Natur?

Frage 4. Nennen Sie Beispiele für durch Viren verursachte Krankheiten. Glauben Sie, dass es möglich ist, einen Menschen vor Virusinfektionen zu schützen? Was sollten Sie dafür tun?

Beispiele für durch Viren verursachte Krankheiten sind Hepatitis A, Hepatitis B, AIDS, Influenza, Herpes usw.

Um sich vor Viren zu schützen, müssen Sie diese Regeln befolgen:

1. Sorgen Sie für Umweltsicherheit für Ihren Körper: Trinken Sie Wasser von guter Qualität und vermeiden Sie, dass Schwermetallsalze, Radionuklide, Pestizide, Nitrate und andere Gifte in Ihren Körper gelangen. All dies wirkt sich negativ auf das Immunsystem aus.

2. Denken Sie an die Regeln einer nahrhaften Ernährung. Nehmen Sie regelmäßig Lebensmittel mit antibakterieller und antiviraler Wirkung zu sich, um Ihr Immunsystem zu stärken.

3. Lassen Sie nicht zu, dass Krankheiten chronisch werden, da langfristige Funktionsstörungen von Organen zu ständigem Stress und verminderter Immunität führen.

4. Geben Sie schlechte Gewohnheiten auf. Rauchen und Alkohol sowie anhaltender Schlafmangel führen unweigerlich zu Störungen des Immunsystems.

5. Regulieren Sie den Grad der geistigen und körperlichen Belastung. Ständiger Stress und Überarbeitung untergraben Ihre Kraft.

6. Nehmen Sie keine Medikamente ohne triftigen Grund und ohne ärztliche Empfehlung ein.

Dies gilt nicht nur für immunstimulierende Medikamente. Fast alle Arzneimittel beeinflussen das Immunsystem auf die eine oder andere Weise. Selbst scheinbar harmlose Präparate aus Bifidobakterien können bei längerer Einnahme zu einer Schwächung der Schutzmechanismen führen.

Frage 5. Was ist ein Bakteriophage?

Ein Bakteriophage ist ein Virus, der Bakterien infiziert.

Frage 6. Kann ein Virus außerhalb einer Zelle existieren?

Viren können die Eigenschaften lebender Organismen nur in Zellen entfalten.

Frage 7. Wie vermehren sich Viren?

Viren brauchen eine Zelle, um sich zu vermehren. Nach dem Eindringen in die Zelle integriert das Virus seine Nukleinsäure, die Erbinformationen über es trägt, in das Chromosom der Wirtszelle und „zwingt“ diese so, nach seinem Programm zu arbeiten – die Bestandteile viraler Partikel zu synthetisieren. Die Ansammlung viraler Partikel führt zu deren Austritt aus der Zelle. Bei einigen Viren geschieht dies durch eine „Explosion“, wodurch die Integrität der Zelle gestört wird und diese abstirbt. Andere Viren werden auf eine Art und Weise freigesetzt, die einer Knospung ähnelt. In diesem Fall können die Körperzellen lange am Leben bleiben.

Zusammenfassung zur Biologie

Thema: Viren.

Der Mensch begegnet Viren vor allem als Erreger der häufigsten Krankheiten, die alles Leben auf der Erde betreffen: Menschen, Tiere, Pflanzen und sogar einzellige Organismen – Bakterien, Pilze, Protozoen. Der Anteil viraler Infektionen an der menschlichen Infektionspathologie ist stark gestiegen – er hat fast 80 % erreicht. Dafür gibt es mindestens drei Gründe:

Erstens gibt es erfolgreiche Maßnahmen zur Bekämpfung von Infektionen anderer Genese (zum Beispiel hochwirksame Antibiotika gegen bakterielle Infektionen), und vor diesem Hintergrund hat sich das Verhältnis zwischen viralen und bakteriellen Infektionen deutlich verändert;

Zweitens ist die absolute Zahl der Erkrankungen mit einigen Virusinfektionen (z. B. Virushepatitis) gestiegen;

Drittens werden neue Methoden zur Diagnose von Virusinfektionen entwickelt und bestehende verbessert, wobei ihre Empfindlichkeitsschwelle steigt.

Dadurch wurden neue Infektionen „entdeckt“, die zwar schon vorher existierten, aber unerkannt blieben.

I. Entdeckungsgeschichte und Methoden zur Untersuchung von Viren

Abbildung 1. – Ivanovsky D.I.

Im Jahr 1852 gründete der russische Botaniker D.I. Ivanovsky war der erste, der einen infektiösen Extrakt aus Tabakpflanzen gewann, die von der Mosaikkrankheit betroffen waren. Wenn ein solcher Extrakt durch einen Filter geleitet wurde, der Bakterien zurückhalten konnte, behielt die gefilterte Flüssigkeit immer noch infektiöse Eigenschaften. Im Jahr 1898 prägte der Niederländer Beijerinck das neue Wort Virus, um die infektiöse Natur bestimmter gefilterter Pflanzenflüssigkeiten zu beschreiben. Obwohl erhebliche Fortschritte bei der Gewinnung hochreiner Virusproben erzielt wurden und die chemische Natur der Viren als Nukleoproteine ​​identifiziert wurde, blieben die Partikel selbst schwer fassbar und rätselhaft, da sie zu klein waren, um mit einem Lichtmikroskop gesehen zu werden. Deshalb gehörten Viren zu den ersten biologischen Strukturen, die unmittelbar nach ihrer Erfindung in den 30er Jahren unseres Jahrhunderts im Elektronenmikroskop untersucht wurden.

Fünf Jahre später wurde bei der Untersuchung von Rinderkrankheiten, nämlich der Maul- und Klauenseuche, ein ähnlicher filtrierbarer Mikroorganismus isoliert. Und als er 1898 die Experimente von D. Ivanovsky durch den niederländischen Botaniker M. Beijerinck reproduzierte, nannte er solche Mikroorganismen „filterbare Viren“. In abgekürzter Form begann dieser Name diese Gruppe von Mikroorganismen zu bezeichnen.

Im Jahr 1901 wurde die erste menschliche Viruserkrankung entdeckt – das Gelbfieber. Diese Entdeckung wurde vom amerikanischen Militärchirurgen W. Reed und seinen Kollegen gemacht.

Im Jahr 1911 bewies Francis Rous die virale Natur von Krebs – dem Rous-Sarkom (erst 1966, 55 Jahre später, erhielt er für diese Entdeckung den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin).

Hersheys Experiment. Das Experiment wurde am Bakteriophagen T2 durchgeführt, dessen Struktur zu diesem Zeitpunkt bereits elektronenmikroskopisch aufgeklärt worden war. Es stellte sich heraus, dass der Bakteriophage aus einer Proteinhülle besteht, in der sich DNA befindet. Das Experiment war so geplant, dass herausgefunden werden sollte, was – Protein oder DNA – der Träger der Erbinformation ist.

Hershey und Chase züchteten zwei Gruppen von Bakterien: eine in einem Medium, das radioaktives Phosphor-32 im Phosphat-Ion enthielt, die andere in einem Medium, das radioaktives Schwefel-35 im Sulfation enthielt. Bakteriophagen, die mit Bakterien in die Umwelt gelangten und sich darin vermehrten, absorbierten diese radioaktiven Isotope, die als Marker beim Aufbau ihrer DNA und Proteine ​​dienten. Phosphor ist in der DNA enthalten, fehlt jedoch in Proteinen, und Schwefel ist im Gegensatz dazu in Proteinen enthalten (genauer gesagt in zwei Aminosäuren: Cystein und Methionin), aber nicht in der DNA. So enthielten einige Bakteriophagen schwefelmarkierte Proteine, während andere phosphormarkierte DNA enthielten.

Sobald radioaktiv markierte Bakteriophagen isoliert waren, wurden sie zu einer Kultur frischer (isotopenfreier) Bakterien gegeben und man ließ die Bakteriophagen diese Bakterien infizieren. Anschließend wurde das Medium mit den Bakterien in einem speziellen Mixer kräftig geschüttelt (dadurch wurden nachweislich die Phagenmembranen von der Oberfläche der Bakterienzellen getrennt) und anschließend wurden die infizierten Bakterien vom Medium getrennt. Als im ersten Experiment mit Phosphor-32 markierte Bakteriophagen zu Bakterien gegeben wurden, stellte sich heraus, dass sich die radioaktive Markierung in den Bakterienzellen befand. Als im zweiten Experiment mit Schwefel-35 markierte Bakteriophagen zu den Bakterien gegeben wurden, wurde die Markierung in der Fraktion des Mediums mit Proteinhüllen gefunden, in den Bakterienzellen war sie jedoch nicht vorhanden. Dies bestätigte, dass es sich bei dem Material, das die Bakterien infizierte, um DNA handelte. Da im Inneren infizierter Bakterien vollständige Viruspartikel entstehen, die virale Proteine ​​enthalten, galt dieses Experiment als einer der entscheidenden Beweise dafür, dass genetische Informationen (Informationen über die Struktur von Proteinen) in der DNA enthalten sind.

1969 erhielt Alfred Hershey den Nobelpreis für seine Entdeckungen der genetischen Struktur von Viren.

Im Jahr 2002 wurde an der New York University das erste synthetische Virus geschaffen.

Virenerkennung

Die Virologie ist eine junge Wissenschaft, ihre Geschichte reicht etwas über 100 Jahre zurück. Nachdem die Virologie ihre Reise als Wissenschaft der Viren begann, die bei Menschen, Tieren und Pflanzen Krankheiten verursachen, entwickelt sie sich derzeit in Richtung der Untersuchung der Grundgesetze der modernen Biologie auf molekularer Ebene, basierend auf der Tatsache, dass Viren Teil der Biosphäre sind und ein wichtiger Faktor in der Entwicklung der organischen Welt.

Geschichte der Virologie Es ist insofern ungewöhnlich, als eines seiner Themen – Viruserkrankungen – schon lange vor der Entdeckung der Viren selbst erforscht wurde. Die Geschichte der Virologie beginnt mit der Bekämpfung von Infektionskrankheiten und erst danach mit der schrittweisen Entdeckung der Ursachen dieser Krankheiten. Dies wird durch die Arbeit von Edward Jenner (1749-1823) zur Vorbeugung von Pocken und die Arbeit von Louis Pasteur (1822-1895) über den Erreger der Tollwut bestätigt.

Seit jeher sind Pocken die Geißel der Menschheit und haben Tausende von Menschenleben gefordert. Beschreibungen von Pockeninfektionen finden sich in den Manuskripten alter chinesischer und indischer Texte. Die erste Erwähnung von Pockenepidemien auf dem europäischen Kontinent geht auf das 6. Jahrhundert n. Chr. zurück (eine Epidemie unter den Soldaten der äthiopischen Armee, die Mekka belagerte). Danach gab es eine unerklärliche Zeitspanne, in der es keine Erwähnungen von Pockenepidemien gab. Im 17. Jahrhundert begannen sich die Pocken erneut über die Kontinente auszubreiten. Beispielsweise starben in Nordamerika (1617-1619) im Bundesstaat Massachusetts 9/10 der Bevölkerung, in Island (1707) blieben nach einer Pockenepidemie nur noch 17.000 von 57.000 Menschen übrig, in der Stadt Eastham ( 1763) ) Von 1331 Einwohnern sind noch 4 Personen übrig. In dieser Hinsicht war das Problem der Pockenbekämpfung sehr akut.

Eine Technik zur Vorbeugung von Pocken durch Impfung, Variolation genannt, ist seit der Antike bekannt. Erwähnungen über den Einsatz der Variolation in Europa reichen bis in die Mitte des 17. Jahrhunderts zurück, mit Verweisen auf frühere Erfahrungen in China, im Fernen Osten und in der Türkei. Der Kern der Variolation bestand darin, dass der Inhalt von Pusteln von Patienten, die an einer milden Form der Pocken litten, in eine kleine Wunde auf der menschlichen Haut eingebracht wurde, was eine milde Erkrankung verursachte und eine akute Form verhinderte. Allerdings bestand weiterhin ein hohes Risiko, an einer schweren Form der Pocken zu erkranken, und die Sterblichkeitsrate unter den Geimpften erreichte 10 %. Jenner revolutionierte die Pockenprävention. Er war der erste, der bemerkte, dass Menschen, die an Kuhpocken erkrankt waren, die mild verliefen, später nie an Pocken erkrankten. Am 14. Mai 1796 injizierte Jenner Flüssigkeit aus den Pusteln der Milchmagd Sarah Selmes, die an Kuhpocken erkrankt war, in die Wunde von James Phipps, der noch nie an Pocken gelitten hatte. An der Stelle der künstlichen Infektion entwickelte der Junge typische Pusteln, die nach 14 Tagen verschwanden. Dann führte Jenner hochinfektiöses Material aus den Pusteln eines Pockenpatienten in die Wunde des Jungen ein. Der Junge wurde nicht krank. So entstand und bestätigte sich die Idee der Impfung (vom lateinischen Wort vacca – Kuh).

Heutzutage werden Impfung und Impfstoff als allgemeine Bezeichnungen für Impfung und Impfmaterial verwendet.

Pasteur, der im Wesentlichen nichts Konkretes über die Ursachen der Tollwut wusste, außer der unbestreitbaren Tatsache ihrer ansteckenden Natur, nutzte das Prinzip der Abschwächung (Attenuierung) des Erregers. Um die pathogenen Eigenschaften des Tollwut-Erregers abzuschwächen, wurde ein Kaninchen eingesetzt, in dessen Gehirn das Hirngewebe eines an Tollwut verstorbenen Hundes injiziert wurde. Nach dem Tod des Kaninchens wurde dessen Gehirngewebe dem nächsten Kaninchen injiziert usw. Es wurden etwa 100 Passagen durchgeführt, bevor sich der Erreger an das Gehirngewebe des Kaninchens anpasste. Bei subkutaner Injektion in den Körper des Hundes zeigte es nur mäßige pathogene Eigenschaften. Pasteur nannte einen solchen „umerzogenen“ Erreger „fixiert“, im Gegensatz zum „wilden“, der sich durch eine hohe Pathogenität auszeichnet. Später entwickelte Pasteur eine Methode zur Schaffung einer Immunität, die aus einer Reihe von Injektionen mit allmählich zunehmenden Mengen eines fixierten Krankheitserregers bestand. Der Hund, der die gesamte Injektionskur erhalten hatte, erwies sich als völlig resistent gegen Infektionen. Pasteur kam zu dem Schluss, dass der Entstehungsprozess einer Infektionskrankheit im Wesentlichen ein Kampf zwischen Mikroben und der körpereigenen Abwehr ist. „Jede Krankheit muss ihren eigenen Erreger haben, und wir müssen die Entwicklung einer Immunität gegen diese Krankheit im Körper des Patienten fördern“, sagte Pasteur. Da Pasteur noch nicht verstand, wie der Körper Immunität erzeugt, konnte er dessen Prinzipien nutzen und die Mechanismen dieses Prozesses zum Wohle des Menschen lenken. Im Juli 1885 hatte Pasteur die Gelegenheit, die Eigenschaften eines „fixierten“ Tollwuterregers an einem Kind zu testen, das von einem tollwütigen Hund gebissen wurde.

Es ist zu beachten, dass weder das Pockenvirus noch das Tollwutvirus die ersten Viren waren, die entdeckt wurden, um Tiere und Menschen zu infizieren. Der erste Platz gehört zu Recht dem Maul- und Klauenseuche-Virus, das 1898 von Leffler und Frosch entdeckt wurde. Diese Forscher zeigten anhand mehrerer Verdünnungen des filtrierbaren Mittels dessen Toxizität und zogen eine Schlussfolgerung über seine korpuskuläre Natur.

Ende des 19. Jahrhunderts wurde klar, dass eine Reihe menschlicher Krankheiten wie Tollwut, Pocken, Grippe und Gelbfieber ansteckend sind, ihre Erreger jedoch nicht mit bakteriologischen Methoden nachgewiesen werden konnten. Dank der Arbeit von Robert Koch (1843-1910), der Pionierarbeit bei der Verwendung reiner Bakterienkulturtechniken leistete, wurde es möglich, zwischen bakteriellen und nichtbakteriellen Krankheiten zu unterscheiden. Im Jahr 1890 musste Koch auf dem Diese Aussage von Koch weist darauf hin, dass die Entdeckung der Viren kein Zufall war. Nicht nur die Erfahrung im Umgang mit Krankheitserregern, deren Natur unverständlich war, sondern auch das Verständnis des Wesens des Geschehens trugen zur Formulierung der Idee der Existenz einer ursprünglichen Gruppe von Krankheitserregern von Infektionskrankheiten eines nicht- bakterielle Natur. Es blieb, seine Existenz experimentell zu beweisen.

Der erste experimentelle Beweis für die Existenz einer neuen Gruppe von Erregern von Infektionskrankheiten wurde von unserem Landsmann, dem Pflanzenphysiologen Dmitry Iosifovich Ivanovsky (1864-1920), bei der Untersuchung mosaikartiger Tabakkrankheiten erbracht. Dies ist nicht verwunderlich, da bei Pflanzen häufig Infektionskrankheiten mit epidemischem Charakter beobachtet wurden. Damals, 1883-84. Der niederländische Botaniker und Genetiker de Vries beobachtete eine Epidemie der Vergrünung von Blüten und vermutete die ansteckende Natur der Krankheit. Im Jahr 1886 zeigte der in Holland tätige deutsche Wissenschaftler Mayer, dass der Saft von Pflanzen, die an der Mosaikkrankheit leiden, bei Impfung dieselbe Krankheit bei Pflanzen verursacht. Mayer war sich sicher, dass der Auslöser der Krankheit ein Mikroorganismus war, und suchte erfolglos danach. Im 19. Jahrhundert verursachten Tabakkrankheiten enormen Schaden in der Landwirtschaft unseres Landes. In diesem Zusammenhang wurde eine Gruppe von Forschern in die Ukraine geschickt, um Tabakkrankheiten zu untersuchen, zu der als Student an der Universität St. Petersburg auch D.I. Iwanowski. Als Ergebnis der Untersuchung der Krankheit, die 1886 von Mayer als Mosaikkrankheit des Tabaks beschrieben wurde, hat D.I. Ivanovsky und V.V.

A – Elektronenmikroskopische Aufnahme nach Schrägabscheidung mit Kohlenstoff und Platin; 65.000´. (Foto von N. Frank.) B – Modell. (Karlson, Kurzes Lehrbuch der Biochemie, Stuttgart, Thieme, 1980).

Abbildung 1 – Tabakmosaikvirus

In ausländischen Publikationen wurde die Entdeckung von Viren eine Zeit lang mit dem Namen des niederländischen Wissenschaftlers Beijerinck (1851-1931) in Verbindung gebracht, der sich ebenfalls mit der Tabakmosaikkrankheit befasste und seine Experimente 1898 veröffentlichte. Beijerinck platzierte den gefilterten Saft von Eine infizierte Pflanze wird auf der Oberfläche eines Agars inkubiert und auf der Oberfläche entstehen Bakterienkolonien. Anschließend wurde die oberste Agarschicht mit den Bakterienkolonien entfernt und die innere Schicht zur Infektion einer gesunden Pflanze verwendet. Die Pflanze ist krank. Daraus schloss Beijerinck, dass die Ursache der Krankheit nicht Bakterien waren, sondern eine flüssige Substanz, die in das Agar eindringen konnte, und nannte den Erreger „flüssige lebende Ansteckung“. Aufgrund der Tatsache, dass Ivanovsky seine Experimente nur ausführlich beschrieb, aber der nichtbakteriellen Natur des Erregers nicht die gebührende Aufmerksamkeit schenkte, entstand ein Missverständnis der Situation. Ivanovskys Werk wurde erst berühmt, nachdem Beijerinck seine Experimente wiederholte und erweiterte und betonte, dass Ivanovsky als erster die nichtbakterielle Natur des Erregers der typischsten Viruserkrankung des Tabaks nachgewiesen hatte. Beijerinck selbst erkannte den Vorrang von Ivanovsky und die aktuelle Priorität der Entdeckung von Viren durch D. I. an. Ivanovsky ist auf der ganzen Welt anerkannt.

Wort VIRUS bedeutet Gift. Dieser Begriff wurde auch von Pasteur verwendet, um ein ansteckendes Prinzip zu bezeichnen. Es sei darauf hingewiesen, dass zu Beginn des 19. Jahrhunderts alle Krankheitserreger mit dem Wort Virus bezeichnet wurden. Erst nachdem die Natur von Bakterien, Giften und Toxinen klar wurde, bedeuteten die Begriffe „Ultravirus“ und dann einfach „Virus“ „eine neue Art von filtrierbarem Krankheitserreger“. Der Begriff „Virus“ hat sich in den 30er Jahren unseres Jahrhunderts weit verbreitet.

Mittlerweile ist klar, dass Viren durch Ubiquität, also Allgegenwärtigkeit der Verbreitung, gekennzeichnet sind. Viren infizieren Vertreter aller lebenden Königreiche: Menschen, Wirbeltiere und Wirbellose, Pflanzen, Pilze, Bakterien.

Der erste Bericht über bakterielle Viren wurde 1896 von Hankin erstellt. In der Chronik des Pasteur-Instituts erklärte er, dass „... das Wasser einiger Flüsse Indiens eine bakterizide Wirkung hat...“, was zweifellos damit zusammenhängt gegen bakterielle Viren. Im Jahr 1915 beschrieb Twort in London bei der Untersuchung der Ursachen der Lyse von Bakterienkolonien das Prinzip der Übertragung der „Lyse“ auf neue Kulturen über eine Reihe von Generationen. Seine Arbeit blieb, wie so oft, praktisch unbemerkt, und zwei Jahre später, im Jahr 1917, entdeckte der Kanadier de Hérelle das Phänomen der bakteriellen Lyse, die mit einem Filtermittel verbunden ist, wieder. Er nannte diesen Wirkstoff einen Bakteriophagen. De Herelle ging davon aus, dass es nur einen Bakteriophagen gab. Untersuchungen von Barnett, der 1924–34 in Melbourne arbeitete, zeigten jedoch eine große Vielfalt bakterieller Viren in ihren physikalischen und biologischen Eigenschaften. Die Entdeckung der Vielfalt der Bakteriophagen hat großes wissenschaftliches Interesse geweckt. Ende der 30er Jahre gründeten drei in den USA tätige Forscher – der Physiker Delbrück, die Bakteriologen Luria und Hershey – die sogenannte „Phage Group“, deren Forschungen auf dem Gebiet der Genetik von Bakteriophagen letztendlich zur Geburt eines neuen führten Wissenschaft - Molekularbiologie.

Die Erforschung von Insektenviren ist deutlich hinter der Virologie von Wirbeltieren und Menschen zurückgeblieben. Mittlerweile ist klar, dass Viren, die Insekten infizieren, in drei Gruppen eingeteilt werden können: Insektenviren selbst, tierische und menschliche Viren, für die Insekten Zwischenwirte sind, und Pflanzenviren, die auch Insekten infizieren.

Das erste Insektenvirus, das identifiziert wurde, war das Seidenraupen-Gelbsuchtvirus (Seidenraupen-Polyhedrose-Virus, genannt Bollea stilpotiae). Bereits 1907 zeigte Provacek, dass ein gefiltertes Homogenat erkrankter Larven für gesunde Seidenraupenlarven ansteckend war, doch erst 1947 entdeckte der deutsche Wissenschaftler Bergold stäbchenförmige Viruspartikel.

Eine der fruchtbarsten Studien auf dem Gebiet der Virologie ist Reeds Studie über die Natur des Gelbfiebers bei Freiwilligen der US-Armee in den Jahren 1900–1901. Es wurde überzeugend nachgewiesen, dass Gelbfieber durch ein filtrierbares Virus verursacht wird, das von Mücken und Stechmücken übertragen wird. Es wurde auch festgestellt, dass Mücken nach der Aufnahme von infektiösem Blut zwei Wochen lang nicht infektiös blieben. So wurde die externe Inkubationszeit der Krankheit (die Zeit, die für die Virusvermehrung in einem Insekt benötigt wird) bestimmt und die Grundprinzipien der Epidemiologie von Arbovirus-Infektionen (Virusinfektionen, die durch blutsaugende Arthropoden übertragen werden) festgelegt.

Die Fähigkeit von Pflanzenviren, sich in ihrem Vektor, einem Insekt, zu vermehren, wurde 1952 von Maramorosh nachgewiesen. Mithilfe von Insekteninjektionstechniken demonstrierte der Forscher überzeugend die Fähigkeit des Aster-Gelbsucht-Virus, sich in seinem Vektor, der Sechsfleckzikade, zu vermehren.

In diesem Artikel werden wir über die Geschichte der Entdeckung von Viren sprechen. Dies ist ein interessantes Thema, das in der modernen Welt nicht viel Beachtung findet, aber vergeblich. Zuerst werden wir verstehen, was das Virus selbst ist, und dann werden wir über andere Aspekte dieses Problems sprechen.

Virus

Ein Virus ist ein nichtzellulärer infektiöser Organismus, der sich nur in lebenden Zellen vermehren kann. Aus dem Lateinischen wird dieses Wort übrigens wörtlich mit „Gift“ übersetzt. Diese Formationen können alle Arten lebender Organismen befallen, von Pflanzen bis hin zu Bakterien. Es gibt auch Viren, die sich nur innerhalb ihrer anderen Gegenstücke vermehren können.

Studie

Die Forschung begann im Jahr 1892. Dann veröffentlichte Dmitry Ivanovsky seinen Artikel, in dem er einen Krankheitserreger von Tabakpflanzen beschrieb. Das Virus wurde 1898 von Martin Beijerinck entdeckt. Seitdem haben Wissenschaftler etwa 6.000 verschiedene Viren beschrieben, obwohl sie davon ausgehen, dass es mehr als 100 Millionen davon gibt. Beachten Sie, dass diese Formationen die zahlreichste biologische Form sind, die in jedem Ökosystem der Erde vorhanden ist. Sie werden von der Virologie, also dem Zweig der Mikrobiologie, untersucht.

Kurzbeschreibung

Beachten Sie, dass das Virus, solange es sich außerhalb der Zelle befindet oder sich im Keimbildungsprozess befindet, ein unabhängiges Partikel ist. Besteht typischerweise aus drei Komponenten. Das erste ist genetisches Material, das durch DNA oder RNA repräsentiert wird. Beachten Sie, dass einige Viren möglicherweise zwei Arten von Molekülen haben. Die zweite Komponente ist die Proteinhülle, die das Virus selbst und seine Lipidhülle schützt. Durch ihr Vorhandensein unterscheiden sich Viren von ähnlichen infektiösen Bakterien. Abhängig von der Art der Nukleinsäure, bei der es sich im Wesentlichen um genetisches Material handelt, werden Viren in DNA-haltige und RNA-haltige Viren unterteilt. Früher wurden Prionen als Viren eingestuft, doch dann stellte sich heraus, dass dies eine falsche Meinung war – es handelt sich um gewöhnliche Krankheitserreger, die aus infektiösem Material bestehen und keine Nukleinsäuren enthalten. Die Form des Virus kann sehr unterschiedlich sein: von spiralförmig bis zu viel komplexeren Strukturen. Die Größe dieser Formationen beträgt etwa ein Hundertstel eines Bakteriums. Allerdings sind die meisten Viren so klein, dass sie selbst mit einem Lichtmikroskop nicht deutlich zu erkennen sind.

Lebensform

Aussehen

Die Geschichte der Entdeckung des Virus schweigt darüber, wie es im Evolutionsbaum erschien. Dies ist in der Tat eine sehr interessante Frage, die noch nicht ausreichend untersucht wurde. Es wird angenommen, dass einige Viren aus kleinen DNA-Molekülen entstanden sein könnten, die zwischen Zellen übertragen werden könnten. Es besteht eine weitere Möglichkeit, dass Viren von Bakterien stammen. Darüber hinaus sind sie aufgrund ihrer Evolution ein wichtiges Element des horizontalen Gentransfers und sorgen für genetische Vielfalt. Einige Wissenschaftler halten solche Formationen aufgrund bestimmter Merkmale für eine besondere Lebensform. Erstens gibt es das genetische Material, die Fähigkeit, sich auf natürliche Weise zu vermehren und zu entwickeln. Gleichzeitig haben Viren jedoch keine sehr wichtigen Eigenschaften lebender Organismen, beispielsweise die Zellstruktur, die die Haupteigenschaft aller Lebewesen ist. Aufgrund der Tatsache, dass Viren nur einen Teil der Eigenschaften des Lebens aufweisen, werden sie als Formen klassifiziert, die am Rande des Lebens existieren.

Verbreitung

Viren können sich auf unterschiedliche Weise verbreiten; es gibt viele verschiedene Wege. Sie können durch Insekten, die sich von Pflanzensäften ernähren, von Pflanze zu Pflanze übertragen werden. Ein Beispiel sind Blattläuse. Bei Tieren können Viren durch blutsaugende Insekten, die Bakterien übertragen, übertragen werden. Wie wir wissen, verbreitet sich das Influenzavirus durch Niesen und Husten in der Luft. Beispielsweise können Rotaviren und Noroviren durch Kontakt mit kontaminierten Lebensmitteln oder Flüssigkeiten, also auf fäkal-oralem Weg, übertragen werden. HIV ist eines der wenigen Viren, die durch Bluttransfusionen und sexuellen Kontakt übertragen werden können.

Jedes neue Virus weist eine bestimmte Spezifität in Bezug auf seine Wirte auf. In diesem Fall kann das Wirtsspektrum eng oder breit sein, je nachdem, wie viele Zellen betroffen sind. Tiere reagieren auf eine Infektion mit einer Immunantwort, die pathogene Organismen zerstört. Viren als Lebensform sind sehr anpassungsfähig und daher nicht so leicht zu zerstören. Beim Menschen kann die Immunantwort ein Impfstoff gegen bestimmte Infektionen sein. Einige Organismen können jedoch das innere Sicherheitssystem einer Person umgehen und chronische Krankheiten verursachen. Dies sind das Humane Immundefizienzvirus und verschiedene Hepatitisviren. Bekanntlich können Antibiotika solche Organismen nicht beeinflussen, dennoch haben Wissenschaftler wirksame antivirale Medikamente entwickelt.

Begriff

Bevor wir jedoch über die Geschichte der Entdeckung von Viren sprechen, sprechen wir über den Begriff selbst. Wie wir wissen, wird das Wort wörtlich mit „Gift“ übersetzt. Es wurde 1728 verwendet, um einen Organismus zu identifizieren, der eine Infektionskrankheit verursachen kann. Bevor Dmitry Ivanovsky Viren entdeckte, prägte er den Begriff „filtrierbares Virus“, womit er einen Krankheitserreger nichtbakterieller Natur meinte, der verschiedene Filter im menschlichen Körper passieren kann. Der bekannte Begriff „Virion“ wurde 1959 geprägt. Dabei handelt es sich um ein stabiles Viruspartikel, das die Zelle verlassen hat und selbständig weiter infizieren kann.

Geschichte der Forschung

Viren waren etwas Neues in der Mikrobiologie, aber nach und nach sammelten sich Daten über sie. Fortschritte in der Wissenschaft haben deutlich gemacht, dass nicht alle Viren durch Krankheitserreger, mikroskopisch kleine Pilze oder Protisten verursacht werden. Beachten Sie, dass es dem Forscher Louis Pasteur nie gelungen ist, den Erreger der Tollwut zu finden. Aus diesem Grund ging er davon aus, dass es so klein war, dass es unmöglich war, es unter einem Mikroskop zu untersuchen. Im Jahr 1884 erfand Charles Chamberlant, ein berühmter Mikrobiologe aus Frankreich, einen Filter, dessen Poren viel kleiner als Bakterien waren. Mit diesem Werkzeug können Sie Bakterien vollständig aus einer Flüssigkeit entfernen. Im Jahr 1892 untersuchte der russische Mikrobiologe Dmitri Iwanowski mit diesem Gerät eine Art, die später Tabakmosaikvirus genannt wurde. Die Experimente des Wissenschaftlers zeigten, dass die infektiösen Eigenschaften auch nach der Filtration erhalten bleiben. Er vermutete, dass die Infektion durch ein von Bakterien freigesetztes Toxin verursacht werden könnte. Allerdings entwickelte der Mann diese Idee dann nicht weiter. Damals herrschte die Idee vor, dass man jeden Krankheitserreger mithilfe eines Filters identifizieren und in einem Nährmedium züchten könne. Beachten Sie, dass dies eines der Postulate der Krankheitstheorie auf mikrobieller Ebene ist.

„Iwanowski-Kristalle“

Mit einem optischen Mikroskop beobachtete Ivanovsky infizierte Pflanzenzellen. Er entdeckte kristallartige Körper, die heute Viruscluster genannt werden. Allerdings wurde dieses Phänomen damals „Ivanovsky-Kristalle“ genannt. Ein niederländischer Mikrobiologe, Martin Beijerinck, wiederholte 1898 Ivanovskys Experimente. Er kam zu dem Schluss, dass es sich bei dem infektiösen Material, das durch den Filter gelangt, um eine neue Form von Erregern handelte. Gleichzeitig bestätigte er, dass sie sich nur in sich teilenden Zellen vermehren können, Experimente ergaben jedoch nicht, dass es sich um Partikel handelte. Martin nannte diese Partikel dann wörtlich „lösliche lebende Mikroben“ und begann erneut, den Begriff „Virus“ zu verwenden. Der Wissenschaftler argumentierte, dass Viren flüssiger Natur seien, doch diese Schlussfolgerung wurde von Wendell Stanley widerlegt, der bewies, dass Viren im Wesentlichen Partikel sind. Gleichzeitig entdeckten Paul Frosch und Friedrich Leffler das erste tierische Virus, nämlich die Erreger der Maul- und Klauenseuche. Sie haben es durch einen ähnlichen Filter geleitet.

Viruslebenszyklus und weitere Forschung

Zu Beginn des letzten Jahrhunderts entdeckte der englische Bakteriologe Frederick Twort eine Gruppe von Viren, die sich in Bakterien vermehren konnten. Heutzutage werden solche Organismen Bakteriophagen genannt. Gleichzeitig beschrieb der kanadische Mikrobiologe Felix Darelle Viren, die bei Kontakt mit Bakterien einen Raum mit abgestorbenen Zellen um sich herum bilden können. Er stellte Suspensionen her und konnte so die niedrigste Viruskonzentration bestimmen, bei der nicht alle Bakterien absterben. Nachdem er die notwendigen Berechnungen durchgeführt hatte, konnte er die anfängliche Anzahl der Viruseinheiten in der Suspension bestimmen.

Der Lebenszyklus des Virus wurde zu Beginn des letzten Jahrhunderts aktiv untersucht. Dann wurde bekannt, dass diese Partikel infektiöse Eigenschaften haben und den Filter passieren könnten. Zur Fortpflanzung benötigen sie jedoch einen lebenden Wirt. Die ersten Mikrobiologen erforschten Viren nur an Pflanzen und Tieren. Im Jahr 1906 erfand Ross Granville Harrison eine einzigartige Methode zur Gewebezüchtung in der Lymphe.

Durchbruch

Gleichzeitig wurden neue Viren entdeckt. Ihr Ursprung blieb und bleibt bis heute ein Rätsel. Beachten Sie, dass die Entdeckung des Influenzavirus dem amerikanischen Forscher Ernest Goodpasture gehört. 1949 wurde ein neues Virus entdeckt. Sein Ursprung war unbekannt, aber der Organismus wurde auf menschlichen embryonalen Zellen gezüchtet. So wurde das erste Poliovirus entdeckt, das auf lebendem menschlichem Gewebe gezüchtet wurde. Dadurch wurde der wichtigste Polio-Impfstoff gegen Polio geschaffen.

Das Bild von Viren in der Mikrobiologie entstand dank der Erfindung des Elektronenmikroskops durch die Ingenieure Max Knoll und Ernst Ruska. Im Jahr 1935 führte ein amerikanischer Biochemiker eine Studie durch, die bewies, dass das Tabakmosaikvirus hauptsächlich aus Protein besteht. Wenig später wurde dieses Partikel in Protein- und RNA-Komponenten aufgeteilt. Es gelang, das Mosaikvirus zu kristallisieren und seine Struktur viel detaillierter zu untersuchen. Das erste Röntgenbild wurde Ende der 1930er Jahre dank der Wissenschaftler Barnal und Fankuchen erstellt. Der Durchbruch der Virologie erfolgte in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts. Damals entdeckten Wissenschaftler mehr als 2.000 verschiedene Arten von Viren. 1963 wurde das Hepatitis-B-Virus von Blumberg entdeckt. 1965 wurde das erste Retrovirus beschrieben.

Zusammenfassend möchte ich sagen, dass die Geschichte der Entdeckung von Viren sehr interessant ist. Es ermöglicht Ihnen, viele Prozesse zu verstehen und detaillierter zu verstehen. Allerdings bedarf es zumindest eines oberflächlichen Verständnisses, um mit der Zeit Schritt zu halten, denn der Fortschritt entwickelt sich sprunghaft.