Virüs mikrobiyolojisinin morfolojisi ve fizyolojisi. Virüsler. Virüslerin morfolojisi ve fizyolojisi. Karmaşık virüslerin yapısı

Virüsler tüm mikroorganizmaların en küçüğüdür. Milimikron ve angstrom cinsinden ölçülürler. Bu parçacık boyutlarını belirlemek için çeşitli yöntemler kullanılır. Böylece bir virüs süspansiyonu, belirli büyüklükte çok küçük gözeneklere sahip, kolodyumdan yapılmış özel filtrelerden geçirilir. Filtrasyon, farklı gözenek boyutlarına sahip birkaç filtre aracılığıyla gerçekleştirilir. Virüs partiküllerini geçen son filtre ile artık virüs partiküllerini geçmeyen filtrenin gözenek çapları arasındaki fark, virüs partiküllerinin ortalama boyutunu gösterir. Ultra yüksek hızlı santrifüjleme (dakikada 50 ve daha fazla bin devir) ile viral partiküllerin boyutu, devir sayısına ve partiküllerin çökelme süresine bağlı olarak özel bir formülle belirlenir. Bu durumda virüs yabancı maddelerden de arındırılmış olur. Bunun için, önce büyük, sonra en küçük yabancı parçacıkların düştüğü hızlar seçilir. En yüksek hızda yalnızca virüs parçacıkları elde edilir.

İnsanoğlu virüsleri ancak 1940'tan sonra, elektron mikroskobunun yapılıp geliştirildiği dönemde gördü. Onlarca, yüzbinlerce kat artışla bazı virüslerin parçacıklarının şeklini, boyutunu ve yapısını incelemek mümkün oldu.

Farklı virüs türlerinin bireysel bireylerinin (temel parçacıklar) hem boyutunun hem de şeklinin oldukça çeşitli olduğu bulunmuştur. Büyük virüsler (örneğin psittakoz, çiçek hastalığı, trahom vb.), orta büyüklükteki virüsler (grip, veba, kuduz) ve küçük virüsler (çocuk felci, kızamık, şap hastalığı, beyin iltihabı, birçok bitkinin virüsleri) vardır. ). Tablo, bazı virüslerin farklı şekillerde belirlenen boyutlarını milimikron cinsinden göstermektedir (V. M. Zhdanov ve Shen'e göre).

En büyük virüsler boyut olarak en küçük bakterilere, en küçük virüsler ise büyük protein moleküllerine yakındır.

Görünüşte, bazı virüsler küreseldir (influenza virüsü), diğerleri küboiddir (çiçek virüsü), bazıları ise basil şeklindedir. Tütün mozaik virüsü (TMV), 300 mm uzunluğunda ve 15 mm çapında ince altıgen bir çubuk biçimindedir.

Birçok viral enfeksiyonda (çiçek hastalığı, kuduz, trahom vb.), konakçı hücrenin sitoplazmasında veya çekirdeğinde, her enfeksiyona özgü özel hücre içi cisimler, kapanımlar gözlenir. Oldukça büyüktürler ve ışık mikroskobu ile görülebilirler.

Çoğu durumda, kapanımlar, sanki kendi kolonileri gibi, temel cisimlerden, viral parçacıklardan oluşan bir kümedir. Hücrelerdeki varlığı bazı hastalıkların teşhisine yardımcı olur.

Birçok bitki virüsünün kendine özgü özelliklerinden biri de kristal oluşturma yetenekleridir. D. I. Ivanovsky, tütün yapraklarında TMV'den etkilenen ve artık Ivanovsky kristalleri olarak adlandırılan kalıntıları ilk gözlemleyen kişiydi. Tütün mozaik virüsünün temel parçacıklarından oluşurlar. Şeker ve tuz çözündüğü için virüs kristalleri de çözülebilir. Bu virüs, amorf, kristal olmayan bir durumda çözeltiden izole edilebilir. Çökelti yeniden çözülebilir, ardından tekrar kristallere dönüştürülebilir. Kristal virüs bin kez çözülürse, böyle bir çözeltinin bir damlası bitkide mozaik hastalığına neden olur. Şu ana kadar çocuk felci virüsünün kristalleri insan ve hayvan virüslerinden elde edildi. Her kristal milyonlarca virüs parçacığından oluşur.

Virüslerin kimyasal bileşimi öncelikle tütün mozaiğinin etken maddesinde incelenmiştir. Bu virüs saf bir nükleoproteindir, yani protein ve nükleik asitten oluşur. Tütün mozaiğinin viral nükleoproteini çok büyük bir moleküler ağırlığa (40-50 milyon) sahiptir.

Virüs parçacığı karmaşık bir yapıya sahiptir. Nükleik asit virüs parçacığının içinde bulunur ve bir protein kabuğuyla çevrilidir. Bir virüs parçacığı genellikle bir nükleik asit molekülü içerir.

Bitki virüsleri ribonükleik asit içerir, fajlar ise deoksiribonükleik asit içerir. İnsan ve hayvan virüsleri RNA veya DNA içerir. RNA, grip (%1,6), çocuk felci (%24), tütün nekrozu (%18), tütün mozaiği (%6), şap hastalığı (%40), Rous sarkomu (%10) ve diğer virüslerde bulunur. DNA, aşı virüslerinde (%6), papillomada (%6,8), uçukta (%3,8), poliomada (%12) vb. bulunur.

Artık protein ve nükleik asidin nasıl bağlandığı, birbirlerine nasıl uydukları sorusu yoğun bir şekilde araştırılıyor. Bu sorunu çözmek için X-ışını kristalografisi kullanılır. Virüs parçacığında alt birimler varsa, bu yöntem onların sayısını ve göreceli konumlarını belirleyebilir. Çoğu virüsün, viral partikülün elemanlarının düzenli, oldukça düzenli bir düzenlemesiyle karakterize edildiği ortaya çıktı.

Çocuk felci virüsünde, nükleik asit bir top şeklinde katlanır, protein kabuğu, her biri 5 alt birim olmak üzere 12 grup halinde birleştirilen 60 özdeş alt birimden oluşur. Virüs parçacığı küresel bir şekle sahiptir.

Tütün mozaik virüsünün nükleik asidi spiral veya yay biçimindedir. TMV'nin protein kabuğu aynı şekil ve büyüklükte ayrı protein alt birimlerinden de oluşur. Nükleik asit çubuğunun etrafında 130 tur halinde düzenlenmiş toplam 2200 alt birim vardır. Böyle bir alt birimin moleküler ağırlığı 18.000'dir.Her alt birim, 158 spesifik amino asit içeren bir peptit zinciridir ve bu amino asitlerin sıralı düzeni zaten belirlenmiştir. Şu anda, nükleik asidi oluşturan 6500 nükleotidin dizisi yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Bu sorun çözüldüğünde, enfekte olmuş hücrede oluşan virüsün türünü belirleyen plan bilinecek. TMV ve çocuk felci parçacıklarına benzer yapıda başka küçük bitki virüsleri de bulunur.

Daha büyük virüslerde nükleik asit yani protein kabuğunun yanı sıra protein, lipoid ve karbonhidrat içeren dış kabuklar da bulunur. Bazı virüsler enzimler içerir. Yani, grip virüsünde nöraminidaz enzimi bulunur, parainfluenza virüsünde sendai-lizin bulunur, kuş miyeloblastoz virüsünde adenovin trifosfataz bulunur. Bu enzimler, virüsün gelecekteki konağının vücuduna girmesine izin vermek için hücre zarını çözer.

Serbest durumda, canlı bir hücrenin dışındaki dış ortamda virüsler aktivite göstermezler, yalnızca canlılıklarını bazen uzun süre korurlar. Ancak virüsler kendilerine duyarlı hücrelerle karşılaştığında aktif hale gelirler, içlerinde kök salırlar ve hayati aktivitenin tüm belirtilerini gösterirler.

Daha önce, virüslerin hayati aktivitesini araştırmanın tek yöntemi, bunlara duyarlı deney hayvanlarını enfekte etmekti: fareler, tavşanlar, maymunlar vb. Gelişmekte olan bir tavuk yumurtası embriyosunda virüs yetiştirmek daha uygun ve ekonomikti. Virüs içeren materyal, gelişiminin 8-12. gününde embriyoya şırıngayla enjekte ediliyor. Embriyonun termostatta birkaç gün kalmasından sonra virüsün embriyoda neden olduğu patolojik değişiklikler incelenir. Daha sonra başka bir yumurtanın taze embriyosuna aşılanırlar. Son zamanlarda, hayvan dokularının izole edilmiş hücrelerinden tek katmanlı kültürlerin yöntemi en fazla kullanılmaktadır. Ezilmiş taze doku, hücreler arası bağları yok eden trypsin enzimi ile muamele edilir. Serbest bırakılan hücreler, trypsinden yıkanır, besin bileşimi (gerekli amino asitleri ve tuzları içeren No. 199) ile seyreltilir ve test tüplerine veya özel düz kaplara yerleştirilir. Termostatta hücreler çoğalarak cam üzerinde tek katmanlı bir katman oluşturur. Daha sonra bu homojen hücre kültürüne bir virüs bulaştırılır ve içinde meydana gelen süreçler mikroskop altında veya başka yollarla incelenir. Böylece, çocuk felci virüsünün maymunların karaciğerinde yetiştirilmesi gibi zahmetli ve pahalı yöntemin yerini, onu doku kültüründe yetiştirmeye yönelik hızlı bir yöntem aldı.

1955 ve sonrasında biyologlar arasında şaşkınlığa neden olan olağandışı gerçekler elde edildi. Tütün mozaik virüsü kimyasal olarak kendisini oluşturan parçalara ayrıldı: bir protein ve bir nükleik asit. Her biri ayrı ayrı tütün yapraklarında mozaik hastalığına neden olmadı. Ancak bunlar tekrar bir test tüpünde bir araya getirildiklerinde (10 kısım protein ve 1 kısım nükleik asit) ve tütün yapraklarına bu karışım bulaştırıldığında, yapraklarda orijinal bütün TMV'den olduğu gibi tipik bir mozaik elde edildi. Elektron mikroskobu, içine bir nükleik asit dizisinin sarıldığı bir protein kabuğundan oluşan tipik virüs çubuklarını ortaya çıkardı. Böylece nükleik asit protein kısmına bağlanarak içindeki normal pozisyonunu aldı. Bu fenomenin keşfi - virüs karşılıklılığı (iyileşme) - modern mikrobiyolojinin en büyük başarısıdır ve biyoloji ve tıpta yeni yollar açmaktadır.

Ayrıca, bir tütün yaprağını hafif bir şekilde TMV'den izole edilmiş tek bir nükleik asitle ovalamanın yeterli olduğu ortaya çıktı, çünkü yaprakta tipik nekrozlar (elbette büyük miktarlarda değil) ortaya çıkıyor. çok sayıda tipik tam virüs parçacığı.

İnsan virüsleri için de aynı sonuçlar elde edildi: çocuk felci, grip vb.

Hatta bir tür virüsün proteininden ve başka bir virüs türünün RNA'sından, bazı açılardan birinci tip virüsten farklı olan hibrit bir tütün mozaik virüsü bile elde edildi. Üreme sırasında bu hibrit virüs, yalnızca RNA'sı hibriti içeren virüsün yavrularını üretti.

Tüm bu gerçekler, nükleik asitlerin virüslerin çoğalmasında ve bulaşıcılığında öncü bir rol oynadığını göstermektedir. Nükleik asitler kalıtsal özelliklerin aktarımını sağlar. Asitler, hücre içindeki tam teşekküllü viral parçacıkların sentezi için kalıtsal bilgiler içerir.

Virüsün protein kabuğu, kırılgan nükleik asit telini dış etkilerden koruyan koruyucu bir işleve sahiptir, ayrıca virüsün hücreye nüfuz etmesine yardımcı olur, virüslerin özgüllüğünü belirler. Ancak bazı bilim adamları proteinlerin önemini bu şekilde sınırlamanın mümkün olduğunu düşünmüyor. Viral proteinlerin rolü konusunda daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

Virüslerin üreme süreci, bakterilerin, protozoaların ve diğer hücresel organizmaların üreme sürecinden temel olarak farklıdır.

Bu sürecin dört aşaması ayırt edilir: viral partiküllerin konakçı hücreye bağlanması, virüsün hücreye nüfuz etmesi, virüsün hücre içi çoğalması ve yeni virüs partiküllerinin hücreden salınması.

Virüsün hücreye bağlanması veya soğurulması olan ilk aşama, grip ve çocuk felci virüsleriyle ilişkili olarak incelenmiştir. Hücre duvarı mozaik bir yapıya sahiptir, bazı yerlerde mukoprotein molekülleri, diğerlerinde ise lipoprotein molekülleri çıkıntı yapar. İnfluenza virüsü mukoproteinlere, çocuk felci virüsü ise lipoproteinlere adsorbe edilir. Adsorpsiyon elektron mikroskobu ile gözlemlenebilir. Virüsün adsorbe edildiği yerde, hücre duvarında virüs parçacığının çekildiği bir girinti oluşur. Girintinin kenarları kapanır ve virüs parçacığı hücrenin içindedir (viropeksis). Viropexis ile eş zamanlı olarak virüsün protein kabuğu yok edilir. İnfluenza virüsünün hücreye nüfuz etmesi, kabuğundaki enzim tarafından kolaylaştırılır. Böylece protein kabuklarından kurtulan nükleik asit, hücrenin kendi enzimlerinin yardımıyla hücreye girer.

Üçüncü aşamada hücreye giren viral nükleik asit, hücrenin metabolizmasına dahil olur ve hücrenin sentez aparatını, hücrenin değil, yeni viral parçacıkların protein ve nükleik asitini üretmeye yönlendirir. Virüsün sentezinde rol oynayan enzimlerin aktivitesi aktive edilir, diğer enzimler ise inhibe edilir. Ayrıca hücrede bulunmayan ancak viral partiküllerin sentezi için gerekli olan yeni enzimler yaratılır. Şu anda yeni bir birleşik virüs hücresi sisteminin organize edildiği, viral materyalin sentezine geçildiği varsayılabilir. Bu aşamanın başında hücrede virüse ait hiçbir unsurun ayırt edilmesi mümkün değildir.

Genellikle virüsün nükleik asitleri ve proteinleri aynı anda ve hücrenin farklı yerlerinde sentezlenmez. Önce nükleik asit sentezi başlar, biraz sonra protein sentezi gelir. Virüsün bu bileşen parçalarının birikmesinden sonra birleştirilir, tam teşekküllü viral parçacıklar halinde birleştirilir. Bazen, nükleik asitten yoksun ve bu nedenle kendi kendini üretemeyen (çörekler) tamamlanmamış viral parçacıklar oluşur.

Son aşama hızla başlar - viral parçacıkların hücreden salınması. Hücrenin herhangi bir yerinde, yaklaşık 100 virüs parçacığı hemen dışarı çıkar.Daha karmaşık virüsler ayrıca viral nükleoproteinin dış kabuklarına sahiptir, bunlar hücrenin içinden geçerken ve hücreden çıkarken bunlarla sarılırken, konakçının proteinleri de Hücre dış kabukların bir parçasıdır.

İnsan ve hayvan virüslerinde yeni yavruların ortaya çıkışı birkaç döngüde gerçekleşir. Yani influenza virüsünde, bir hücrenin 100 veya daha fazla viral partikülünün salınmasıyla her döngü 5-6 saat sürer ve 30 saat içinde toplamda 5-6 döngü gözlenir. Daha sonra hücrenin virüs üretme yeteneği tükenir ve ölür. Parainfluenza virüsü Sen Dai'nin adsorpsiyonundan hücreden çıkışına kadar tüm üreme süreci 5-6 saat sürer.

Bazen virüs parçacıkları hücreyi terk etmez, ancak farklı virüs türlerinin çok karakteristik özelliği olan hücre içi kapanımlar şeklinde içinde birikir. Bitki virüsleri kristalin bir forma sahip kapanımlar oluşturur.

Son zamanlarda çeşitli insan ve hayvan hastalıklarının patojenleri bu grupta bulunduğundan, "mikoplazma" adı verilen bir mikrop ailesi daha fazla ilgi görmeye başlıyor. Gizli bir enfeksiyon şeklinde, genellikle birçok doku kültüründe yaşarlar - Hela ve diğerleri Mikoplazmalar, bakteri ve virüsler arasında bir ara pozisyonda bulunur. Bakteriyel filtreler aracılığıyla filtrelenebilirlik onları virüslere yaklaştırır, filtrelenebilir formlar kendi kendine çoğalma, hücre içi üreme yeteneğine sahiptir. Virüsleri bakterilere yaklaştıran özellikler arasında besin ortamlarında çoğalabilmeleri, üzerlerinde koloniler oluşturabilmeleri, ayrıca antibiyotiklere, sülfonamidlere ve bunların antijenik yapılarına karşı tutumu da yer alıyor.

Virüslerin morfolojisi ve yapısı, boyutları küçük olduğundan ve bakteri kabuğunun kalınlığıyla karşılaştırılabilir olduğundan elektron mikroskobu kullanılarak incelenir. Virionların şekli farklı olabilir: çubuk şeklinde (tütün mozaik virüsü), kurşun şeklinde (kuduz virüsü), küresel (çocuk felci virüsleri, HIV), spermatozoon şeklinde (birçok bakteriyofaj).

Virüslerin boyutu, elektron mikroskobu, bilinen gözenek çapına sahip filtreler aracılığıyla ultrafiltrasyon, ultrasantrifüjleme kullanılarak belirlenir. En küçük virüslerden biri çocuk felci virüsüdür (yaklaşık 20 nm), en büyüğü ise çiçek hastalığıdır (yaklaşık 350 nm).

Basitçe düzenlenmiş (örneğin çocuk felci virüsü) ve karmaşık biçimde düzenlenmiş (örneğin grip virüsleri, kızamık) virüsler vardır. Basitçe düzenlenmiş virüslerde, nükleik asit, kapsid (Latince capsa'dan) adı verilen bir protein kabuğuyla ilişkilidir. Kapsid, tekrarlanan morfolojik alt birimlerden (kapsomerlerden) oluşur. Nükleik asit ve kapsid birbirleriyle etkileşime girerek nükleokapsidi oluşturur. Karmaşık virüslerde kapsid, ek bir lipoprotein kabuğuyla çevrilidir - "sivri uçlara" sahip olan süperkapsid (konakçı hücrenin membran yapılarının bir türevi). Viryonlar sarmal, kübik ve karmaşık tipte kapsid simetrisi ile karakterize edilir. Spiral simetri tipi, nükleokapsitin sarmal yapısından kaynaklanır, kübik simetri tipi ise viral nükleik asidi içeren kapsidden izometrik içi boş bir gövdenin oluşmasından kaynaklanır.

Kapsid ve süperkapsid, viryonları çevresel etkilerden korur, hücrelerle seçici etkileşimi (adsorpsiyon) belirler ve viryonların antijenik ve immünojenik özelliklerini belirler. Virüslerin iç yapılarına çekirdek adı verilir. Virolojide şu taksonomik kategoriler kullanılır: familya (isim viridae ile biter), alt familya (isim virinae ile biter), cins (isim virüsle biter).

Ancak cins ve özellikle alt familya adları tüm virüsler için formüle edilmemiştir. Virüs türü bakteri gibi iki terimli bir isim almamıştır.

Virüslerin sınıflandırılması aşağıdaki kategorilere dayanmaktadır:

§ nükleik asidin türü (DNA veya RNA), yapısı, iplik sayısı (bir veya iki),

§ viral genomun çoğalmasının özellikleri;

§ viryonların boyutu ve morfolojisi, kapsomerlerin sayısı ve simetri türü;

§ bir süperkapsidin varlığı;

§ eter ve deoksikolata duyarlılık;

§ hücredeki üreme yeri;

§ antijenik özellikler vb.

Virüsler omurgalılar ve omurgasızların yanı sıra bitki ve bakterileri de enfekte eder. İnsan bulaşıcı hastalıklarının ana etken maddeleri olan virüsler aynı zamanda karsinojenez süreçlerine de katılırlar, insan fetüsünü etkileyen plasenta (kızamıkçık virüsü, sitomegalovirüs vb.) dahil olmak üzere çeşitli yollarla bulaşabilirler. Enfeksiyon sonrası komplikasyonlara yol açabilirler - miyokardit, pankreatit, immün yetmezlik vb. gelişimi.

Sıradan virüslere ek olarak, 10.20x100.200 nm boyutunda fibriller formuna sahip, protein niteliğindeki ajanlar olan kanonik olmayan virüsler - prionlar - protein bulaşıcı parçacıklar da vardır. Görünüşe göre prionlar, otonom bir insan veya hayvan geninin hem indükleyicileri hem de ürünleridir ve yavaş viral enfeksiyon (Creutzfeldt.Jakob hastalığı, kuru, vb.) koşulları altında bunlarda ensefalopatiye neden olurlar. Virüslere yakın diğer olağandışı ajanlar, bitkilerde hastalığa neden olan küçük, protein içermeyen, dairesel, aşırı sarmal RNA molekülleri olan viroidlerdir.

Bölüm 3

MİKROORGANİZMALARIN FİZYOLOJİSİ

Mikroorganizmaların fizyolojisi, mikrobiyal hücrelerin hayati aktivitesini, beslenme süreçlerini, solunumu, büyümeyi, üremeyi, çevre ile etkileşim şekillerini inceler.

Tıbbi mikrobiyolojinin konusu, insan hastalıklarına neden olabilecek patojenik ve fırsatçı mikroorganizmaların fizyolojisidir. Bu mikroorganizmaların fizyolojisinin aydınlatılması, mikrobiyolojik tanı koymak, patogenezi anlamak, bulaşıcı hastalıkların tedavisi ve önlenmesi, insan ve çevre arasındaki ilişkinin düzenlenmesi vb. açılardan önemlidir.

Bakterilerin kimyasal bileşimi

Mikroorganizmaların bileşimi su, proteinler, nükleik asitler, karbonhidratlar, lipitler, mineralleri içerir.

Su, bakteri hücresinin ana bileşenidir ve kütlesinin yaklaşık %80'ini oluşturur. Hücrenin yapısal elemanlarına bağlı olarak serbest veya bağlı durumdadır. Sporlarda su miktarı %18,20'ye düşer. Su, birçok madde için çözücü olduğu gibi, turgorun sağlanmasında da mekanik rol oynar. Plazmoliz sırasında - hipertonik bir çözeltide hücre tarafından su kaybı - protoplazmanın hücre zarından pul pul dökülmesi meydana gelir. Suyun hücreden uzaklaştırılması, kurutma, metabolik süreçleri askıya alır. Çoğu mikroorganizma kurumayı iyi tolere eder. Su eksikliği ile mikroorganizmalar çoğalmaz. Dondurulmuş halden vakumda kurutma (liyofilizasyon), üremeyi durdurur ve mikrobiyal türlerin uzun süreli korunmasını destekler.

Proteinler (%40,80 kuru ağırlık) bakterilerin en önemli biyolojik özelliklerini belirler ve genellikle 20 amino asitin birleşiminden oluşur. Bakteriler, insan ve hayvan hücrelerinde bulunmayan diaminopimelik asit (DAP) içerir. Bakteriler yapısal bileşenlerde yer alan ve metabolik süreçlerde rol alan 2000'den fazla farklı protein içerir. Çoğu protein enzimatik aktiviteye sahiptir. Bir bakteri hücresinin proteinleri, bakterinin antijenitesini, immünojenitesini, virülansını ve türünü belirler.

Bakterilerin nükleik asitleri, ökaryotik hücrelerin nükleik asitlerine benzer işlevler yerine getirir: bir kromozom formundaki DNA molekülü kalıtımdan sorumludur, ribonükleik asitler (bilgi veya matris, taşıma ve ribozomal) protein biyosentezinde rol oynar.

Bakteriler, toplam DNA baz sayısının mol yüzdesi (%M) cinsinden guanin ve sitozin toplamının (GC) içeriğiyle (taksonomik olarak) karakterize edilebilir. Mikroorganizmaların daha doğru bir karakterizasyonu, DNA'larının hibridizasyonudur. Hibridizasyon yönteminin temeli

DNA - denatüre (tek sarmallı) DNA'nın yeniden doğallaşma yeteneği, yani. Çift sarmallı bir DNA molekülü oluşturmak için tamamlayıcı bir DNA dizisiyle birleşir.

Bakteriyel karbonhidratlar basit maddeler (mono ve disakkaritler) ve karmaşık bileşiklerle temsil edilir. Polisakkaritler genellikle kapsüllerde bulunur. Bazı hücre içi polisakkaritler (nişasta, glikojen vb.) yedek besin maddeleridir.

Lipitler esas olarak sitoplazmik membranın ve türevlerinin yanı sıra bakteri hücre duvarının, örneğin biyomoleküler lipit katmanına ek olarak LPS'nin bulunduğu dış membranın bir parçasıdır. Lipitler sitoplazmada yedek besin görevi görebilir. Bakteriyel lipitler fosfolipitler, yağ asitleri ve gliseritlerle temsil edilir. Mycobacterium tuberculosis en fazla miktarda lipit içerir (%40'a kadar).

Hücreler yakıldıktan sonra külün içinde bakteriyel mineraller bulunur. Fosfor, potasyum, sodyum, kükürt, demir, kalsiyum, magnezyumun yanı sıra eser elementler (çinko, bakır, kobalt, baryum, manganez vb.) Büyük miktarlarda tespit edilir.Ozmotik basıncın, pH'ın düzenlenmesinde rol oynarlar. , redoks potansiyeli , enzimleri aktive eder, enzimlerin, vitaminlerin ve mikrobiyal hücrelerin yapısal bileşenlerinin bir parçasıdır.

Bakteri beslenmesi

Bir bakteri hücresinin beslenmesinin özellikleri, tüm yüzeyi boyunca besin substratlarının alımının yanı sıra yüksek oranda metabolik süreçler ve değişen çevre koşullarına adaptasyondan oluşur.

Gıda türleri. Bakterilerin geniş dağılımı, çeşitli beslenme türleri ile kolaylaştırılır. Mikroorganizmaların karbonhidrat, azot, kükürt, fosfor, potasyum ve diğer elementlere ihtiyacı vardır. Beslenme için karbon kaynaklarına bağlı olarak, bakteriler, hücrelerini oluşturmak için karbondioksit CO2 ve diğer inorganik bileşikleri kullanan ototroflara (Yunan otolarından - kendisi, trophe - yiyecek) ve heterotroflara (Yunan heteroslarından - başka bir) ayrılır. , trophe - yiyecek), hazır organik bileşiklerle beslenir. Ototrofik bakteriler toprakta bulunan nitrifikasyon bakterileridir; hidrojen sülfürlü suda yaşayan kükürt bakterileri; demirli demir vb. içeren suda yaşayan demir bakterileri.

Elektron veya hidrojen donörü olarak adlandırılan oksitlenebilir substrata bağlı olarak mikroorganizmalar iki gruba ayrılır. İnorganik bileşikleri hidrojen donörü olarak kullanan mikroorganizmalara litotrofik (Yunanca lithos - taştan) denir ve organik bileşikleri hidrojen donörü olarak kullanan mikroorganizmalara organotrof denir.

Enerjinin kaynağı dikkate alındığında fototroflar bakteriler arasında ayrılır; fotosentetik (örneğin ışık enerjisini kullanan mavi-yeşil algler) ve kimyasal enerji kaynaklarına ihtiyaç duyan kemotroflar.

büyüme faktörleri. Besleyici ortamlarda çoğalan mikroorganizmalar, büyüme faktörleri adı verilen bazı ek bileşenlere ihtiyaç duyar. Büyüme faktörleri, mikroorganizmalar için gerekli olan ve kendilerinin sentezleyemediği bileşiklerdir, bu nedenle besin ortamlarına eklenmeleri gerekir. Büyüme faktörleri arasında şunlar yer alır: protein oluşturmak için gerekli amino asitler; nükleik asitlerin oluşumu için gerekli olan pürinler ve pirimidinler; Bazı enzimlerin parçası olan vitaminler. Mikroorganizmaların büyüme faktörleriyle ilişkisini belirtmek için "oksotroflar" ve "prototroflar" terimleri kullanılır. Oksotroflar bir veya daha fazla büyüme faktörüne ihtiyaç duyar; prototroflar büyüme için gerekli bileşikleri kendileri sentezleyebilirler. Bileşenleri glikoz ve amonyum tuzlarından sentezleyebilirler.

Güç mekanizmaları.Çeşitli maddelerin bakteri hücresine girişi, moleküllerinin lipitlerde veya sudaki boyutuna ve çözünürlüğüne, ortamın pH'ına, maddelerin konsantrasyonuna, membran geçirgenliğinin çeşitli faktörlerine vb. bağlıdır. Hücre duvarı küçük moleküllere ve iyonlara izin verir. 600 D'den daha ağır olan makromolekülleri tutarak geçmek için. Hücre içindeki maddelerin alımının ana düzenleyicisi sitoplazmik membrandır. Besinlerin bir bakteri hücresine nüfuz etmesi için dört mekanizmayı ayırt etmek şartlı olarak mümkündür: bunlar basit difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon, aktif taşıma ve grup translokasyonudur. Maddelerin hücreye girişinin en basit mekanizması, sitoplazmik zarın her iki tarafındaki konsantrasyon farkından dolayı maddelerin hareketinin meydana geldiği basit difüzyondur. Maddeler sitoplazmik membranın lipit kısmından (organik moleküller, ilaçlar) ve daha az sıklıkla sitoplazmik membrandaki su dolu kanallardan geçer. Pasif difüzyon enerji tüketimi olmadan gerçekleştirilir.

Kolaylaştırılmış difüzyon, sitoplazmik membranın her iki tarafındaki maddelerin konsantrasyonundaki farkın bir sonucu olarak da ortaya çıkar. Ancak bu işlem sitoplazmik membranda lokalize olan ve spesifikliğe sahip taşıyıcı moleküller yardımıyla gerçekleştirilir. Her taşıyıcı, karşılık gelen maddeyi zar boyunca taşır veya onu sitoplazmik zarın başka bir bileşenine (taşıyıcının kendisine) aktarır.

Taşıyıcı proteinler, sentez yeri sitoplazmik membran olan geçirgenler olabilir. Kolaylaştırılmış difüzyon enerji harcamadan gerçekleşir, maddeler yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyona doğru hareket eder.

Aktif taşıma, permeazların yardımıyla gerçekleşir ve maddelerin daha düşük bir konsantrasyondan daha yüksek bir konsantrasyona, yani transferini amaçlamaktadır. dolayısıyla bu sürece sanki akıntıya karşıymış gibi hücredeki redoks reaksiyonları sonucu oluşan metabolik enerjinin (ATP) harcanması eşlik eder.

Grupların transferi (translokasyonu), aktif taşımaya benzer, ancak transfer edilen molekülün transfer sürecinde modifiye edilmesi, örneğin fosforile edilmesi bakımından farklılık gösterir. Maddelerin hücreden çıkışı difüzyon nedeniyle ve bakteri taşıma sistemleri-enzimlerinin katılımıyla gerçekleştirilir. Enzimler ilgili metabolitleri (substratları) tanır, onlarla etkileşime girer ve kimyasal reaksiyonları hızlandırır. Enzimler, anabolizma (sentez) ve katabolizma (bozunma) süreçlerinde yer alan proteinlerdir, yani. metabolizma. Birçok enzim mikrobiyal hücrenin yapılarıyla birbirine bağlıdır. Örneğin sitoplazmik membranda solunum ve hücre bölünmesinde görevli redoks enzimleri bulunur; hücre beslenmesini sağlayan enzimler vb. Sitoplazmik zarın redoks enzimleri ve türevleri, hücre duvarı dahil çeşitli yapıların yoğun biyosentez süreçleri için enerji sağlar. Hücre bölünmesi ve otolizle ilgili enzimler hücre duvarında bulunur. Endoenzimler olarak adlandırılanlar hücre içinde gerçekleşen metabolizmayı katalize eder.

Ekzoenzimler, hücre tarafından çevreye salgılanır ve besin substratlarının makromoleküllerini, hücre tarafından enerji, karbon vb. kaynakları olarak emilen basit bileşiklere ayırır. Bazı ekzoenzimler (penisilinaz vb.) antibiyotikleri etkisiz hale getirerek koruyucu bir işlev görür.

Yapıcı ve uyarılabilir enzimler vardır. Yapıcı enzimler, besin ortamındaki substratların varlığına bakılmaksızın hücre tarafından sürekli olarak sentezlenen enzimleri içerir. İndüklenebilir (uyarlanabilir) enzimler, bir bakteri hücresi tarafından ancak ortamda bu enzimin bir substratı varsa sentezlenir. Örneğin, p-galaktosidaz pratikte Escherichia coli tarafından glikoz içeren bir ortamda oluşturulmaz, ancak laktoz veya başka bir p-galaktosidoz içeren bir ortamda büyüdüğünde sentezi keskin bir şekilde artar.

Bazı enzimler (sözde saldırganlık enzimleri) doku ve hücreleri tahrip ederek, enfekte olmuş dokuda mikroorganizmaların ve bunların toksinlerinin geniş bir dağılımına neden olur. Bu enzimler arasında hyaluronidaz, kollajenaz, deoksiribonükleaz, nöraminidaz, lesitovitellaz vb. bulunur. Böylece, bağ dokusunun hyaluronik asidini parçalayan streptokokal hiyalüronidaz, streptokokların ve toksinlerinin yayılmasını teşvik eder.

2000'den fazla enzim bilinmektedir. Altı sınıfa ayrılırlar: oksidoredüktazlar - redoks enzimleri (dehidrojenazları, oksidazları vb. içerir); bireysel radikalleri ve atomları bir bileşikten diğerine aktaran transferazlar; hidroliz reaksiyonlarını hızlandıran hidrolazlar, yani. su moleküllerinin (esterazlar, fosfataz, glikosidaz, vb.) eklenmesiyle maddeleri daha basit olanlara bölmek; kimyasal grupları substratlardan hidrolitik olmayan bir şekilde ayıran liyazlar (karboksilazlar, vb.); organik bileşikleri izomerlerine dönüştüren izomerazlar (fosfoeksoizomeraz, vb.); ligazlar veya sentetazlar, karmaşık bileşiklerin daha basit olanlardan (asparajin sentetaz, glutamin sentetaz, vb.) sentezini hızlandırır.

Enzimatik bileşimdeki farklılıklar, mikroorganizmaların çeşitli biyokimyasal özelliklerini belirledikleri için mikroorganizmaları tanımlamak için kullanılır: sakkarolitik (şekerlerin parçalanması), proteolitik (proteinlerin parçalanması) ve son bozunma ürünleriyle (alkaliler, asitler, hidrojen sülfit oluşumu) tanımlanan diğerleri. , amonyak vb.) .

Mikroorganizmaların enzimleri genetik mühendisliğinde (kısıtlama enzimleri, ligazlar vb.) biyolojik olarak aktif bileşikler, asetik, laktik, sitrik ve diğer asitler, laktik asit ürünleri, şarap yapımında ve diğer endüstrilerde elde etmek için kullanılır. Enzimler, protein kirliliğini yok etmek için çamaşır tozlarında (Oka vb.) biyokatkı maddesi olarak kullanılır.

Nefes bakterileri

Solunum veya biyolojik oksidasyon, kimyasal enerjinin evrensel akümülatörü olan ATP'nin oluşumuyla gerçekleşen redoks reaksiyonlarına dayanır. Bir mikrobiyal hücrenin yaşamsal aktivitesi için enerji gereklidir. Nefes alırken oksidasyon ve indirgeme süreçleri meydana gelir: oksidasyon - hidrojenin veya elektronların donörler (moleküller veya atomlar) tarafından geri dönüşü; indirgeme - bir alıcıya hidrojen veya elektronların eklenmesi. Hidrojen veya elektronların alıcısı moleküler oksijen (bu tür solunuma aerobik denir) veya nitrat, sülfat, fumarat (bu tür solunuma anaerobik - nitrat, sülfat, fumarat denir) olabilir. Anaerobiyoz (Yunanca aeg - hava + bios - yaşamdan) - serbest oksijen yokluğunda meydana gelen hayati aktivite. Hidrojenin vericileri ve alıcıları organik bileşikler ise bu işleme fermantasyon denir. Fermantasyon sırasında, başta karbonhidratlar olmak üzere organik bileşiklerin enzimatik parçalanması anaerobik koşullar altında meydana gelir. Karbonhidratların parçalanmasının son ürünü dikkate alınarak alkol, laktik asit, asetik asit ve diğer fermantasyon türleri ayırt edilir.

Moleküler oksijenle ilgili olarak bakteriler üç ana gruba ayrılabilir: zorunlu, yani. zorunlu, aeroblar, zorunlu anaeroblar ve fakültatif anaeroblar.

Zorunlu aeroblar yalnızca oksijen varlığında büyüyebilirler. Zorunlu anaeroblar (botulizmin clostridia'sı, gazlı kangren, tetanoz, bakteroidler vb.) yalnızca kendileri için toksik olan oksijenin olmadığı bir ortamda büyürler. Oksijenin varlığında bakteriler, hidrojen peroksit ve süperoksit oksijen anyonu da dahil olmak üzere oksijen peroksit radikalleri oluşturur; bunlar, karşılık gelen inaktive edici enzimleri oluşturmadıkları için anabolik bakterileri zorunlu hale getirmek için toksiktir. Aerobik bakteriler, hidrojen peroksit ve süperoksit anyonunu karşılık gelen enzimlerle (katalaz, peroksidaz ve süperoksit dismutaz) etkisiz hale getirir. Fakültatif anaeroblar, moleküler oksijen varlığında solunumdan yokluğunda fermantasyona geçebildikleri için oksijenin hem varlığında hem de yokluğunda büyüyebilirler. Fakültatif anaeroblar, nitrat adı verilen anaerobik solunum gerçekleştirebilirler: hidrojen alıcısı olan nitrat, moleküler nitrojen ve amonyağa indirgenir.Zorunlu anaeroblar arasında, moleküler oksijenin varlığında varlığını sürdüren, ancak aerotolerant bakteriler ayırt edilir. onu kullan.

Bakteriyolojik laboratuvarlarda anaerobların yetiştirilmesi için anaerostatlar kullanılır - havanın, oksijen içermeyen bir gaz karışımı ile değiştirildiği özel kaplar. Anaerobik balonlara veya mahsullerin bulunduğu diğer kaplara yerleştirilen kimyasal oksijen adsorbanları kullanılarak kaynatılarak besin ortamından hava çıkarılabilir.

Bakterilerin büyümesi ve çoğalması

Bakterilerin hayati aktivitesi, büyüme - hücrenin yapısal ve fonksiyonel bileşenlerinin oluşumu ve bakteri hücresinin kendisindeki artışın yanı sıra üreme - kendi kendine üreme, bakteri hücrelerinin sayısında bir artışa yol açması ile karakterize edilir. nüfus.

Bakteriler ikiye bölünerek, daha az sıklıkla tomurcuklanarak çoğalır.

Aktinomisetler de mantarlar gibi sporlar yoluyla çoğalabilirler. Dallanan bakteriler olan aktinomisetler, filamentli hücrelerin parçalanmasıyla çoğalır. Gram pozitif bakteriler, sentezlenen bölünme bölümlerinin hücre içine doğru büyümesiyle bölünür ve gram negatif bakteriler, iki özdeş hücrenin oluşturulduğu dambıl şeklindeki şekillerin oluşması sonucunda daralma yoluyla bölünür.

Hücre bölünmesinden önce, bakteriyel kromozomun yarı muhafazakar bir tipe göre kopyalanması gelir (çift sarmallı DNA zinciri açılır ve her iplikçik tamamlayıcı bir iplikçik ile tamamlanır), bu da bakteri çekirdeğinin DNA moleküllerinin iki katına çıkmasına yol açar - nükleoid. Kromozomal DNA'nın replikasyonu ori başlangıç noktasından (İngilizce'den, köken - başlangıçtan) gerçekleştirilir.

Bir bakteri hücresinin kromozomu, ori bölgesinde sitoplazmik membran ile bağlanır. DNA replikasyonu DNA polimerazlar tarafından katalize edilir. İlk olarak, DNA çift sarmalının çözülmesi (despiralizasyon) meydana gelir, bu da bir replikasyon çatalının (dallı zincirler) oluşmasıyla sonuçlanır; Tamamlanan zincirlerden biri nükleotidleri 5"-3" ucuna bağlar, diğeri ise parça parça tamamlanır.

DNA replikasyonu üç aşamada gerçekleşir: başlatma, uzama veya zincir büyümesi ve sonlandırma. Çoğaltma sonucu oluşan iki kromozom, büyüyen hücrenin boyutunun artmasıyla kolaylaştırılan şekilde birbirinden ayrılır: sitoplazmik membrana veya türevlerine (örneğin mezozomlara) bağlı kromozomlar, hücre hacmi arttıkça birbirlerinden uzaklaşır. artışlar. Nihai izolasyonları, bir daralma veya bölünme septumunun oluşmasıyla sona erer. Bölünme septumuna sahip hücreler, bölünme septumunun çekirdeğini yok eden otolitik enzimlerin etkisi sonucu birbirinden ayrılır. Bu durumda, otoliz eşit olmayan bir şekilde gerçekleşebilir: bir bölgedeki bölünen hücreler, bölme septumu bölgesindeki hücre duvarının bir kısmı ile bağlı kalır. Bu tür hücreler, difteri korinebakteriler için tipik olan, birbirlerine belli bir açıyla yerleştirilir.

Bakterilerin sıvı besin ortamında çoğalması. Besleyici ortamın belirli, değişmeyen bir hacmine ekilen bakteriler çoğalır, besinleri tüketir, bu da daha sonra besin ortamının tükenmesine ve bakteri üremesinin durmasına yol açar. Bakterilerin böyle bir sistemde yetiştirilmesine periyodik ekim, kültüre ise periyodik denir. Yetiştirme koşulları sürekli taze besin ortamı temini ve aynı hacimde kültür sıvısının çıkışı ile sağlanırsa, bu tür yetiştirmeye sürekli, kültüre ise sürekli denir.

Sıvı bir besin ortamında bakteri yetiştirirken, dibe yakın, dağınık veya yüzeyde (film şeklinde) kültür büyümesi gözlenir. Sıvı bir besin ortamında yetiştirilen periyodik bir bakteri kültürünün büyümesi, birkaç aşamaya veya dönemlere ayrılır:

§ gerileme anı;

§ logaritmik büyümenin aşaması;

§ sabit büyüme aşaması veya maksimum konsantrasyon

§ bakteriler;

§ bakteriyel ölümün aşaması.

Bu fazlar, bakteri üreme eğrisinin bölümleri olarak grafiksel olarak gösterilebilir; bu, canlı hücre sayısının logaritmasının ekim zamanına bağımlılığını yansıtır. Gecikme aşaması (İngilizce'den, gecikme - gecikme) - bakteri ekimi ile üremenin başlaması arasındaki süre. Gecikme aşamasının ortalama süresi 4,5 saattir.Bakteriler büyür ve bölünmeye hazırlanır; nükleik asitlerin, proteinin ve diğer bileşenlerin miktarı artar. Logaritmik (üstel) büyüme aşaması, bakterilerin yoğun bir şekilde bölündüğü bir dönemdir.

Süresi yaklaşık 5,6 saattir.Optimal büyüme koşulları altında bakteriler her 20-40 dakikada bir bölünebilir. Bu aşamada bakteriler en savunmasız olanlardır; bu, hızla büyüyen bir hücrenin metabolik bileşenlerinin protein sentezi inhibitörlerine, nükleik asitlere vb. canlı hücreler değişmeden kalır ve maksimum seviyeyi oluşturur (M konsantrasyonu). Süresi saat cinsinden ifade edilir ve bakteri türüne, özelliklerine ve ekimine bağlı olarak değişir. Bakteriyel büyüme süreci, besin kaynaklarının tükenmesi ve bakteriyel metabolik ürünlerin birikmesi koşulları altında bakterilerin ölümüyle karakterize edilen ölüm aşamasıyla tamamlanır. Süresi 10 saatten birkaç haftaya kadar değişir. Bakterilerin büyüme ve üreme yoğunluğu, besin ortamının optimal bileşimi, redoks potansiyeli, pH, sıcaklık vb. dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır.

Yoğun bir besin ortamında bakterilerin çoğalması. Katı besin ortamında büyüyen bakteriler, bakterilerin pigmentine bağlı olarak tutarlılık ve renk bakımından değişen, düzgün veya düzensiz kenarlı (S ve R şekilleri; bkz. Bölüm 5) izole edilmiş yuvarlak şekilli koloniler oluşturur.

Suda çözünebilen pigmentler besin ortamına yayılır ve onu boyar; örneğin Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa) ortamı maviye boyar. Diğer bir grup pigment ise suda çözünmez fakat organik çözücülerde çözünür. Böylece, "harika çubuğun" kolonileri, alkolde çözünen kan kırmızısı bir pigmente sahiptir. Ve son olarak ne suda ne de organik bileşiklerde çözünmeyen pigmentler vardır.

Mikroorganizmalar arasında en yaygın pigmentler karotenler, ksantofiller ve melaninlerdir. Melaninler fenolik bileşiklerden sentezlenen çözünmeyen siyah, kahverengi veya kırmızı pigmentlerdir. Melaninler, katalaz, süperoksit sismutaz ve peroksidazlarla birlikte mikroorganizmaları toksik oksijen peroksit radikallerinin etkilerinden korur. Birçok pigmentin antimikrobiyal, antibiyotik benzeri etkileri vardır.

Yoğun bir besin ortamındaki kolonilerin görünümü, şekli, rengi ve diğer özellikleri, bakterileri tanımlarken ve ayrıca saf kültürler elde etmek için kolonileri seçerken dikkate alınabilir.

Endüstriyel koşullar altında, antibiyotiklerin, aşıların, teşhislerin, öbiyotiklerin hazırlanması için mikroorganizmaların biyokütlesi elde edilirken, bakteri ve mantarların yetiştirilmesi, kültürlerin büyümesi ve çoğaltılması için en uygun parametrelere sıkı sıkıya uyularak fermentörlerde gerçekleştirilir (bkz. Bölüm). 6).

Aksiyon sahnesi, biyolog Dmitry Iosifovich Ivanovsky'nin (1864-1920) tütünün gizemli mozaik hastalığını incelediği, Rusya Bilimler Akademisi'ndeki Nikitsky Botanik Bahçesi'nin laboratuvarıdır. Bir bitkide hastalığa neden olan etken, en küçük bakteri filtrelerinden geçer, üzerinde büyümez ve hastalıklı bitkilerden elde edilen süzüntülerle sağlıklı bitkilere bulaştığında semptom vermez.

Daha sonra 1892'de bilim adamı bunun bakteri olmadığı sonucuna vardı. Ve patojen virüslere (Latin virüsünden - zehir) diyor. Dmitry Ivanovsky hayatı boyunca virüsleri görmeye çalıştı, ancak virüslerin morfolojisini elektron mikroskoplarının icat edildiği XX yüzyılın 30'lu yıllarında gördük.

Ancak viroloji biliminin başlangıcı olarak kabul edilen bu tarihtir ve kurucusu Dmitry Ivanovsky'dir.

muhteşem krallık

Virüslerin ayırt edici özellikleri şunlardır:

Gezegenin organik dünyasının bir parçası

Bugüne kadar 6.000'den fazla virüs tanımlandı ancak sayının yüz milyondan fazla olduğu tahmin ediliyor. Bu, gezegendeki en çok sayıdaki biyolojik formdur ve tüm ekosistemlerde (her yerde (her yerde) dağılım) temsil edilir.

Bugün gezegendeki görünümleri net değil. Bilinen bir şey var: İlk hücresel yaşam formları ortaya çıktığında virüsler zaten mevcuttu.

Hayatta ve hayatta değil

Bu şaşırtıcı organizmaların, birbirinden önemli ölçüde farklı olan iki varoluş biçimi vardır.

Viryon aslında yaşamın cansız bir parçasıdır. Ve hücredeki virüsün genomu onun canlı bileşenidir, çünkü virüslerin çoğalması orada gerçekleşir.

Virüslerin morfolojisi ve altyapısı

Bu bağlamda hücre dışı bir form olan bir viriondan bahsediyoruz.

Virionların boyutu nanometre cinsinden ölçülür - 10 -9 metre. Grip virüsleri orta büyüklüktedir - 80-120 nanometre ve çiçek hastalığı virüsü 400 nanometre boyutunda bir devdir.

Virüslerin yapısı ve morfolojisi astronotlara benzer. Kapsidin içinde (bazen yağlar ve karbonhidratlar içeren bir protein kabuğu), bir "uzay giysisinde" olduğu gibi, en değerli kısım bulunur - nükleik asitler, virüs genomu. Dahası, bu "kozmonot" da minimum miktarda temsil edilir - yalnızca doğrudan kalıtsal materyal ve kopyalanması (kopyalanması) için minimum miktarda enzim.

Dışa doğru, "kıyafet" çubuk şeklinde, küresel, mermi şeklinde, karmaşık bir ikosahedron şeklinde olabilir veya hiç düzenli olmayabilir. Virüsün hücreye nüfuz etmesinden sorumlu olan spesifik proteinlerin kapsiddeki varlığına bağlıdır.

Patojen konakçıya nasıl girer?

Penetrasyonun birçok yolu vardır, ancak en yaygın olanı hava yoluyladır. Yalnızca öksürürken veya hapşırırken değil, nefes alırken de sayısız küçük parçacık uzaya fırlatılıyor.

Virionların vücuda girmesinin başka bir yolu da bulaşıcıdır (doğrudan fiziksel temas). Bu yöntem oldukça küçük bir patojen grubunun doğasında vardır; uçuk, cinsel yolla bulaşan enfeksiyonlar, AIDS bu şekilde bulaşır.

Farklı organizma grupları olabilen bir taşıyıcı yoluyla enfeksiyon yöntemi oldukça karmaşıktır. Bir enfeksiyon rezervuarından patojen edinen bir vektör, virüslerin çoğalabileceği veya gelişim aşamaları boyunca ilerleyebileceği bir alan haline gelir. Kuduz virüsü tam da böyle bir patojendir.

Konakçının vücudunda ne olur?

Virüs, kapsidin dış proteinlerinin yardımıyla hücre zarına yapışır ve endositoz yoluyla nüfuz eder. Lizozomlara girerler ve burada enzimlerin etkisi altında "uzay giysisinden" kurtulurlar. Ve patojenin nükleik asitleri çekirdeğe girer veya sitoplazmada kalır.

Patojenin nükleik asitleri, konağın nükleik asit zincirlerine yerleştirilir ve kalıtsal bilginin replikasyon (kopyalama) reaksiyonu başlatılır. Hücrede yeterli sayıda viral partikül biriktiğinde virionlar, konağın enerji ve plastik mekanizmalarını ve kaynaklarını kullanır.

Son aşama ise virionların hücreden salınmasıdır. Bazı virüsler hücrelerin tamamen yok olmasına ve hücreler arası boşluğa girmesine neden olurken, diğerleri buna ekzositoz veya tomurcuklanma yoluyla girer.

Patojen stratejileri

Virüslerin morfolojisinin yapısı, patojenin hücrenin enerji ve protein sentezleme potansiyeline tamamen bağımlı olmasına yol açar, tek koşul, nükleik asitlerini kendi programına göre çoğaltmasıdır. Böyle bir etkileşime üretken denir (bu bir virüs için doğaldır, ancak bir hücre için değildir). Hücrenin arzını tüketen virüs, ölümüne yol açar.

Diğer bir etkileşim türü ise rızaya dayalıdır. Bu durumda konakçı genomuna entegre olan virüs genomu, hücrenin kendi nükleik asitleriyle kovalent olarak çoğalır. Ve sonra senaryonun gelişimi iki yönde ilerleyebilir. Virüs sessizce davranır ve kendini göstermez. Genç virionlar hücreyi yalnızca belirli koşullar altında terk eder. Ya patojen genler sürekli çalışıyor, çok sayıda genç nesil üretiyor, ancak hücre ölmez, ancak onu ekzositoz yoluyla bırakır.

Taksonominin karmaşıklıkları

Virüslerin sınıflandırılması ve morfolojisi çeşitli kaynaklarda farklıdır. Bunları sınıflandırmak için aşağıdaki özellikler kullanılır:

Nükleik asidin türü (RNA içeren ve DNA içeren) ve replikasyon yöntemi. Amerikalı virolog David Baltimore tarafından 1971'de önerilen virüslerin en yaygın sınıflandırması.
Virüsün morfolojisi ve yapısı (tek sarmallı, çift sarmallı, doğrusal, dairesel, parçalanmış, parçalanmamış).
Boyutlar, simetri türü, kapsomer sayısı.
Bir süperkapsidin varlığı (dış kabuk).
antijenik özellikler.
Genetik etkileşim türü.
Potansiyel konakçıların çemberi.
Konakçı hücrede lokalizasyon - çekirdekte veya sitoplazmada.

Mikrobiyolojide virüslerin sınıflandırılmasına yönelik çeşitli yaklaşımları belirleyen, ana kriterin ve virüs morfolojisinin seçimidir. Bu pek kolay değil. Zorluk, virüsün morfolojisini ve yapısını ancak patolojik süreçlere yol açtıklarında incelemeye başlamamızda yatmaktadır.

Seçici ve çok seçici değil

Konakçı seçimine göre, bu patojenlerin tercihleri son derece çeşitlidir. Bazıları yalnızca tek bir biyolojik türe saldırır; çok katı bir "kayıtları" vardır. Örneğin diğer hayvanlar için tamamen güvenli olan kedilerin, martıların, domuzların grip virüslerini yer. Bazen uzmanlaşma şaşırtıcı olabiliyor; bakteriyofaj P-17 virüsü yalnızca Escherichia coli'nin bir çeşidinin erkek bireylerini enfekte ediyor.

Diğer virüsler oldukça farklı davranır. Örneğin, morfolojisi kurşuna benzeyen kurşun şeklindeki virüsler, tamamen farklı hastalıklara neden olmakta ve aynı zamanda konakçı yelpazesi son derece geniştir. Bu tür virüsler arasında tüm memelileri etkileyen kuduz virüsü veya veziküler stomatit virüsü (bu arada böcekler yoluyla bulaşır) bulunur.

Eserin metni resim ve formüller olmadan yerleştirilmiştir.
Çalışmanın tam versiyonuna PDF formatında "İş Dosyaları" sekmesinden ulaşılabilir.

GİRİİŞ

Bugün Dünya'daki durum öyle ki, her yıl insan sağlığı için çok tehlikeli olan yeni insan ve hayvan virüsleri keşfediliyor. İnsanlar ülkeler ve kıtalar arasında hareket ediyor, birbirleriyle çeşitli temaslara giriyor, ekonomik, sosyal ve çevresel nedenlerle göç ediyor. Rift Vadisi ateşi, Zika, Ebola, Rift Vadisi ateşi ve diğer bazı tehlikeli virüsler gezegene tanıtıldı. Çoğunlukla, yapı olarak birbiriyle yakından ilişkilidirler ve oldukça bulaşıcı ve öldürücü, yüksek ölüm oranına sahip, nüfus için ciddi bir tehdit oluşturan ciddi insan hastalıklarına neden olurlar.

Şu ana kadar tedavisi bulunamayan, bağışıklık sistemimizi büyük bir hızla yok eden AIDS ve hepatit C gibi mevcut salgınları da unutmamak gerekiyor. Bu bağlamda, bu konunun dikkate alınması çok önemlidir.

Virüsler, mikrobiyal genetikle ilgili soruları ve biyokimyanın güncel sorunlarını incelemek için kullanılır. Bilim adamları, bu ultramikroskobik canlıların en ince yapısını, biyokimyasal bileşimini ve fizyolojik özelliklerini, doğadaki, insan, hayvan ve bitki yaşamındaki rollerini giderek daha başarılı bir şekilde kavramaya başlıyorlar. Virolojinin gelişimi moleküler genetiğin parlak başarılarıyla ilişkilidir. Virüslerin incelenmesi, genlerin ince yapısının anlaşılmasına, genetik kodun çözülmesine ve mutasyon mekanizmalarının tanımlanmasına yol açtı. Virüsler genetik mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Virüslerin uyum sağlama ve öngörülemez şekilde davranma yeteneği sınır tanımıyor. Milyonlarca insan, çeşitli hastalıkların etken maddeleri olan virüslerin kurbanı oldu. Bununla birlikte, virolojinin ana başarıları belirli hastalıklarla mücadelede elde edilmiştir ve bu, üçüncü bin yılda virolojinin lider bir yer alacağını iddia etmek için gerekçe vermektedir.

Araştırmamızın amacı hücresel olmayan yaşam formlarının incelenmesidir.

Çalışma konusu virüslerin morfolojisi ve endikasyon yöntemlerinin incelenmesidir.

İşin amacı. Virüslerin biyolojisinin özelliklerine ilişkin bilgiye dayanarak, bunların yetiştirilme yöntemlerini, neden oldukları hastalıkların endikasyonlarını, tanımlanmasını ve laboratuvar teşhis yöntemlerini doğrulamak.

Hedefe göre aşağıdaki görevler belirlendi:

Virüslerin morfolojisi ile ilgili literatür verilerini incelemek.

Viral enfeksiyonları teşhis etmek için en hassas yöntemleri öğrenin.

Bu konunun çalışma derecesi 1892'de Rus botanikçi D.I. Tütün yapraklarının mozaik hastalığını inceleyen Ivanovsky, bu hastalığa ince gözenekli bakteri filtrelerinden geçen en küçük mikroorganizmaların neden olduğunu buldu. Bu mikroorganizmalara virüs denir (Latince Virüs - zehirden). Virüs araştırmalarına büyük katkı Rus virologlar tarafından yapıldı: M.A. Morozov, N.F. Gamaleya, Los Angeles Zilber, M.P. Chumakov, A.A. Smorodintsev, V.M. Zhdanov ve diğerleri.

Yazarın kişisel katkısı: Yazar, teorik materyali ve laboratuvar çalışmalarını inceleyerek şunları başardı: virüslerin morfolojisini ve altyapısını yorumlamak. Virüslerin sınıflandırılmasına aşina olun. Virüslerin canlı sistemlerle etkileşiminin özelliklerini analiz edin. Sonuçları canlı sistemlerde değerlendirin. Laboratuvar koşullarında virüs yetiştirme yöntemlerini analiz etmek. Viral hastalıkların laboratuvar tanısında modern yöntemlerin yorumlanması.

Bölüm 1. VİRÜSLERİN BİYOSFERDEKİ YERİ

1.1 Evrimsel köken

Virüslerin doğası, D.I. Ivanovsky (1892) tarafından keşfedildikten sonraki ilk yarım yüzyılda araştırıldıkça, virüslerin en küçük organizmalar olduğu yönünde fikirler oluştu. Diğer ülkelerden birçok bilim insanı bu sorunu ilk çözen kişi olmaya çalıştı. Sıradan bakterilerin filtrelenebilir formları veya aşamaları ve ardından filtrelenebilir bakteri türleri bilinmeye başladıkça, "filtrelenebilir" sıfatı sonunda kaldırıldı. En makul ve kabul edilebilir olanı, virüslerin "kaçak" bir nükleik asitten kaynaklandığı hipotezidir; Bu tür DNA'nın bu veya başka bir hücrenin yapıları kullanılarak kopyalanması öngörülmesine rağmen, kaynaklandığı hücreden bağımsız olarak çoğalma yeteneği kazanmış nükleik asit. Bu alanlar yüksek moleküllüdür, büyük bir molar kütleye sahiptir, oksidatif reaksiyonlara, geri dönüşü olmayan değişikliklere aktif olarak katılır ve organik süreçlerin daha yüksek oranda geri kazanılmasına sahiptir.

Dereceli doğrusal filtrelerden filtreleme deneylerine dayanarak virüslerin boyutları belirlendi. Bu, virolog bilim insanları için büyük bir atılımdı. En küçüğünün boyutunun 20-30 nm, en büyüğünün ise 300-400 nm olduğu ortaya çıktı. Daha sonraki evrim sürecinde virüslerin biçimi içerikten daha fazla değişti.

Bu nedenle virüslerin hücresel organizmalardan evrimleşmiş olması ve hücresel organizmaların ilkel öncüleri olarak düşünülmemesi gerekir.

1.2 Virüslerin yapısı ve özellikleri

Virüs boyutları 20 ila 300 nm arasındadır. Bu bağlamda, yalnızca bir elektron mikroskobu yardımıyla incelenebilirler, şekilleri farklıdır: filamentli glomerüllerden, DNA veya RNA içeren karmaşık altıgen şekillere kadar. Ortalama olarak bakterilerden 50 kat daha küçüktürler. Uzunlukları ışığın dalga boyundan kısa olduğundan ışık mikroskobuyla görülemezler.

Virüsler çeşitli bileşenlerden oluşur:

a) çekirdek genetik materyal (DNA veya RNA). Virüsün genetik aparatı, yeni bir virüsün oluşumu için gerekli olan çeşitli protein türleri hakkında bilgi taşır: ters transkriptazı kodlayan gen ve diğerleri.

b) asp adı verilen bir protein kabuğu.

Kabuk genellikle aynı tekrar eden alt birimlerden (kapsomerlerden) oluşur. Kapsomerler yüksek derecede simetriye sahip yapılar oluşturur.

c) ilave lipoprotein kabuğu.

Konakçı hücrenin plazma zarından oluşur. Sadece nispeten büyük virüslerde (grip, herpes) ortaya çıkar.

Tamamen oluşmuş bulaşıcı bir parçacığa virion denir.

Virüslerin tam teşekküllü organizmalar olduğu hükümleri, adı geçen üç virüs grubunu (hayvan, bitki ve bakteri virüsleri) nihayet gezegenimizde yaşayan canlılar arasında belirli bir yeri işgal eden tek bir kategoride birleştirmeyi mümkün kıldı. Diğer organizmalar gibi virüsler de çoğalma yeteneğine sahiptir. Virüslerin kendi türlerini üreyen belirli bir kalıtımı vardır. Bu hüküm, benzer bir sorun üzerinde çalışan diğer ülkelerden bilim adamları tarafından da doğrulandı. Virüslerin kalıtsal özellikleri, etkilenen konakçıların spektrumu ve neden olduğu hastalıkların semptomlarının yanı sıra, doğal konakçıların veya yapay bağışıklık kazandırılmış deney hayvanlarının bağışıklık tepkilerinin özgüllüğü ile dikkate alınabilir. Bu özelliklerin toplamı, herhangi bir virüsün kalıtsal özelliklerini ve hatta daha fazlasını - açık genetik belirteçlere sahip çeşitlerini - örneğin: bazı grip virüslerinin nötrofili, aşı virüslerinde azaltılmış patojenite vb. - açıkça belirlemeyi mümkün kılar.

1.3. bakteriyofajlar

Virüsün keşfinden 25 yıl sonra Kanadalı bilim adamı Felix D'Herelle, filtreleme yöntemini kullanarak bakterilere bulaşan yeni bir virüs grubu keşfetti. Bunlara bakteriyofajlar (veya basitçe fajlar) adı verildi. Pek çok bilim insanı benzer deneysel çalışmaları tekrarlamaya çalıştı ancak doğru sonuçları alamadı.

Fajın başında yer alan nükleik asit, bir protein kabuğu tarafından korunur. Virüsün yaşam desteğinin ana maddesidir. Başın alt ucunda, altı kısa çıkıntı (sivri uçlar) ve altı uzun fibril (iplikler) içeren altıgen bir "platform" (taban plakası) ile biten bir sürece geçer. İşlem baştan plakaya kadar tüm uzunluğu boyunca bir kılıfla çevrilidir. İşlemler, maddelerin hücreye giriş ve çıkış işlemlerini gerçekleştiren taşıma proteinleri olan bakteri hücrelerinin yüzeyindeki reseptörleri tanıyan reseptörlerdir. Bu etkileşim son derece spesifiktir. Bu nedenle bakteriyofaj, yalnızca belirli bir bakteri hücresi türü için "kilidin anahtarı" olarak uygundur. Bakteriyofajlar, ılıman fajların konakçı hücre DNA'sı ile bütünleşme, bir bakteri hücresinden hücresel DNA'nın bir kısmını yakalama ve transdüksiyon sırasında onu başka bir hücrenin genomuna getirme yeteneği nedeniyle yeni bakteri hücresi türlerinin oluşumunda önemli bir evrimsel rol oynar. . Bu süreç, aynı veya farklı türdeki bakteriler arasında genetik bilgi alışverişini sağlar ve bakterilerde bulunmayan tipik cinsel sürecin yerini alır.

Bir fajın yaşam döngüsü 30 dakikadır, ancak sıcaklık, nem, basınç, atmosferik katmanların yoğunluğu gibi çevresel koşullara bağlı olarak bazen süre 1 saate çıkar veya 15 dakikaya düşer. Üreme sırasında salınan virüs parçacıkları, sağlıklı hücrelerin enfeksiyonuna karışır, bu da tüm bakteri, aktinomiset, riketsiya, trepanozom ve Candida cinsinin mantar popülasyonunun ölümüne yol açar.

Bakteriyofajların bakterileri yok etme özelliği, genellikle gastrointestinal sistemdeki bakteriyel hastalıkları, yani salmonelloz, stafilokok ve diğer enterobakterileri ve diğer bazı enfeksiyonları önlemek ve tedavi etmek için kullanılır. Dolayısıyla bakteriyofajlar, insan sağlığı açısından insan vücudunun biyolojik korunmasında etkili ve güvenli kaynaklardır. Antiviral malzemeler, aşılar, enzimler elde etmekle ilgilenen Batılı ülkeler, pahalı ilaçların geliştirilmesine, uygulanmasına ve satın alınmasına büyük yatırımlar yaptı. Bu, devletin koruyucu politikasının yönlerinden biriydi.

Ancak bu yöntemin ciddi bir dezavantajı var. Bakteriler (fajlara karşı savunma açısından) bakteriyofajlara göre daha değişkendir, dolayısıyla bakteri hücreleri nispeten hızlı bir şekilde fajlara karşı duyarsız hale gelir. İnsan vücudunu korumaya yönelik bu yöntem, hücre duvarına ek olarak bakteri hücrelerinin mukoza zarları, katmanları ve kapsülleri varsa kullanılamaz. Bakterilerin yüzeyindeki bu oluşumlar, yüzeylerinde adsorbe olamadıkları için onları bakteriyofajların hücrelere nüfuz etmesinden güvenilir bir şekilde korur ve bunlar, virüsün bakteri hücresine nüfuz etmesinin başlaması için önkoşullardır.

BÖLÜM 2. LABORATUAR TANI

Enfeksiyon hastalıklarının tanısının konulmasında laboratuvar çalışmaları önemli rol oynamaktadır. Laboratuvar teşhisinin gelişiminin tarihi oldukça kapsamlıdır. Tarihsel gelişiminin başlangıcında, hayvan organizmaları ana laboratuvar araştırma yöntemi olarak kullanıldı. Teşhis zaman alıcı ve maliyetli bir süreçti. Ve viral bir enfeksiyonun varlığı, hayvanların iç organlarına verilen hasarın niteliğine göre değerlendirildi. Civciv embriyolarının laboratuvar uygulamasına dahil edilmesiyle bu organizma düzeyindeki araştırmaların yerini aldı. Bu, 1941'de Amerikalı virolog Hernst'in, virüslerin oksijen taşıyıcıları olan ve bir dizi önemli işlevi yerine getiren kırmızı kan hücrelerini birbirine yapıştırma yeteneği olan hemaglutinasyon olgusunu keşfetmesi nedeniyle mümkün oldu. Bu problem birçok bilim adamı tarafından incelenmektedir. Bu model, virüs ve hücre arasındaki etkileşimi incelemek için temel oluşturdu. Hemaglütinasyon reaksiyonunun mekanizması, bir viral partikül birkaç eritrosit yakalayabildiğinden, eritrositlerin yüzey zarındaki viral adsorpsiyon mekanizmasına dayanır, bunun sonucunda birbirlerine yapışırlar. Yapay koşullar altında hücrelerin kültürlenmesi olasılığının keşfi, çok sayıda virüsün izole edilmesine, teşhis edilmesine ve incelenmesine hizmet eden devrim niteliğinde bir olaydı. Kültürel aşıların elde edilmesi mümkün hale geldi.

Laboratuvar teşhis yöntemleri farklıdır. duyarlılık Ve özgüllük.

2.1 Mikrobiyolojik yöntem

mikrobiyolojik yöntem Teşhis, biyolojik materyaldeki patojenlerin tespitine dayanır. Işık optik ve elektron mikroskobu kullanılır.

Mikrobiyolojik yöntem, bakteriyel, protozoal etiyolojinin bulaşıcı hastalıklarının ve daha az yaygın olarak viral hastalıkların tanısında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bulaşıcı hastalıkların laboratuvar teşhisi üç ana alanda gerçekleştirilir:

hastadan alınan materyalde (dışkı, idrar, balgam, kan, cerahatli akıntı vb.) patojenin aranması;

serum - serolojik teşhislerde spesifik antikorların belirlenmesi;

İnsan vücudunun bulaşıcı ajanlara karşı aşırı duyarlılığının tanımı - alerjik yöntem.

Bulaşıcı bir ajanı ve tanımlanmasını (patojenin tipini belirlemek) tanımlamak için üç yöntem kullanılır: mikroskobik, mikrobiyolojik (bakteriyolojik) ve biyolojik.

Mikroskobik yöntem, hastadan alınan materyaldeki patojeni doğrudan tespit etmenizi sağlar. Bu yöntem bel soğukluğu, tüberküloz, protozoanın neden olduğu hastalıkların teşhisinde belirleyici öneme sahiptir: sıtma, leishmaniasis, balantidiasis, amebiasis. Bu enfeksiyonlar için mikroskobik yöntemin özellikleri, bu hastalıklardaki önemli morfolojik farklılıklara sahip patojenlerden kaynaklanmaktadır. Patojenik mikroorganizmaların morfolojisinin özellikleri tanıda önemli rol oynar. Ancak tifo ve paratifo, dizanteri gibi enfeksiyonlarda mikroskobik yöntem tanıya izin vermez çünkü etkenlerini (tüm gram negatif çubuklar) birbirinden ayırmak morfolojik olarak imkansızdır. Mikroorganizmaların aynı morfolojisini ayırt etmek için, bunların saf kültürde elde edilmesi ve belirlenmesi gerekir; bu, mikrobiyolojik (bakteriyolojik) bir araştırma yöntemi kullanılarak yapılabilir.

Mikroskobik bir yöntemin etkinliği, duyarlılığı ve özgüllüğü ile belirlenir. Özgüllük, artefaktlar nedeniyle patojenin olası yanlış tanımlanması nedeniyle sınırlıdır. Ayrıca mikroskobik inceleme yapılırken araştırma tekniği de önemlidir.

2.2. Bakteriyolojik yöntem

Bakteriyolojik yöntemin kullanılması, patojenin saf bir kültürde hastadan elde edilen materyalden izole edilmesini ve bir özellikler kompleksinin incelenmesine dayanarak tanımlanmasını mümkün kılar. Bakteriyolojik laboratuvarlar, bakteriyolojik hastalıkların teşhisini yapmak, hayvan hastalıklarını kontrol etmek, anti-epidemiyolojik önlemlerin organizasyonuna ve uygulanmasına ve viral hastalıkların ortadan kaldırılmasına katılmak üzere çağrılır. Çoğu bakteri çeşitli yapay besin ortamlarında üreme yeteneğine sahiptir. Besin ortamlarının sahip olması gereken temel kriter öncelikle besin değeridir. Beslenme koşullarını stabilize eden ve çevreyi iyi zenginleştiren yeterli miktarda protein, enzim, büyüme hormonu. Ortamın ana sızdırmazlık maddesi polisakarit agar-agardır. Onun yardımıyla besin ortamları daha yoğun hale gelir ve bu da mikroorganizmaların yetiştirilmesinde önemli rol oynar, bu nedenle bakteriyolojik yöntem birçok bulaşıcı hastalığın tanısında önemlidir.

Pozitif bir sonuç elde edilirse bakteriyolojik yöntem, izole edilen patojenin antimikrobiyal ilaçlara duyarlılığının belirlenmesini mümkün kılar. Bununla birlikte, bu çalışmanın etkinliği birçok parametreye, özellikle de malzemenin toplanması ve laboratuvara nakledilmesine ilişkin koşullara bağlıdır. Mikrobiyolojik yöntem, test materyalinin bir besin ortamına aşılanmasından, saf bir izolasyon kültüründen ve patojenin tanımlanmasından oluşur. Enfeksiyöz ajanlar (rickettsiae, virüsler, protozoalar, bazıları) yapay ortamda çoğalmıyorsa veya mikrobiyal birlikteliklerin etken maddesini izole etmek gerekiyorsa, biyolojiye duyarlı hayvanların enfeksiyon yöntemini kullanın.

2.3 Virolojik yöntem

Virolojik yöntem iki tane içerir ana aşamalar: Virüs izolasyonu ve tanımlanması. Malzemeler kan, diğer biyolojik ve patolojik sıvılar, organ ve doku biyopsileri olabilir.

Arbovirüs enfeksiyonlarını teşhis etmek için sıklıkla virolojik kan testi yapılır. Bunlar için hazır hücre yapılarının ve ortamlarının kullanılması gerekiyorsa başka biyomateryallere gerek yoktur. Hücre kültürlerinin kullanıldığı virolojik çalışmalar, laboratuvar testlerinin kullanılabilirliği açısından ikinci sırada yer almaktadır. Tükürükte kuduz, kabakulak ve herpes simpleks virüsleri tespit edilebilir. Nazofaringeal sürüntüler, grip ve diğer akut solunum yolu viral enfeksiyonları, kızamık patojenlerini izole etmek için kullanılır. Konjonktivadan yapılan yıkamalarda adenovirüsler bulunur. Dışkıdan çeşitli entero-, adeno-, reo- ve rotavirüsler izole edilir.

Virüsleri izole etmek için hücre kültürleri, tavuk embriyoları ve bazen laboratuvar hayvanları kullanılıyor.Antiviral materyaller, aşılar, enzimler elde etmekle ilgilenen Batılı ülkeler, pahalı ilaçların geliştirilmesine, uygulanmasına ve satın alınmasına büyük yatırımlar yaptı. Bu, devletin koruyucu politikasının yönlerinden biriydi.Patojenik virüslerin çoğu, varlığıyla ayırt edilir. doku ve tip spesifikliği",örneğin, çocuk felci virüsü yalnızca primat hücrelerinde çoğalır, dolayısıyla belirli bir virüsü izole etmek için uygun bir doku kültürü kullanılır. Bilinmeyen bir patojeni izole etmek için, içlerinden birinin hassas olabileceği varsayılarak 3-4 hücre kültürünün aynı anda enfekte edilmesi tavsiye edilir. Enfekte olmuş kültürlerde virüsün varlığı, spesifik hücre dejenerasyonunun gelişimi ile belirlenir; sitopatojenik etki, hücre içi kapanımların saptanması ve ayrıca spesifik bir antijenin immünofloresan, pozitif hemadsorpsiyon ve hemaglutinasyon reaksiyonları ile saptanması temelinde. Kuş embriyoları, zayıf farklılaşmış dokuları nedeniyle birçok virüsün yetiştirilmesi için uygundur. Çoğu zaman tavuk embriyoları kullanılır. Embriyolarda çoğalırken virüsler ölümlerine (arbovirüsler), koryon-allantoik membranda (çiçek virüsleri) veya embriyonun vücudunda değişikliklerin ortaya çıkmasına, hemaglutininlerin birikmesine (grip, kabakulak virüsleri) ve kompleman fiksasyonuna neden olabilir. Embriyonik sıvılarda viral antijen.

Virüsler immünolojik yöntemler kullanılarak tanımlanır: hemaglutinasyon inhibisyonu, kompleman fiksasyonu, nötralizasyon, jel çökeltme, immünofloresan.

2.4 Biyolojik yöntem

biyolojik yöntem Patojeni belirtmek için laboratuvar hayvanlarının çeşitli materyallerle (klinik, laboratuvar) enfekte edilmesinden ve ayrıca patojenitelerini (toksijenite, toksisite, virülans) karakterize eden mikroorganizmaların belirli özelliklerinin belirlenmesinden oluşur. Laboratuvar hayvanları olarak beyaz fareler, beyaz sıçanlar, kobaylar, tavşanlar vb. kullanılır.

Hastalığın bir hayvanda üremesi, izole edilen mikroorganizmanın (kuduz, tetanoz vb. durumunda) patojenitesinin mutlak bir kanıtıdır. Bu nedenle, hayvanlar üzerinde yapılan biyolojik bir test, özellikle patojenleri insan vücudunun incelenen biyolojik ortamında düşük konsantrasyonlarda bulunan ve yapay ortamda zayıf veya yavaş büyüyen enfeksiyonlar için değerli ve güvenilir bir teşhis yöntemidir.

2.5 İmmünolojik yöntem

İmmünolojik yöntem (serolojik), spesifik antikorların ve antijenlerin saptanması için kan serumunun yanı sıra diğer biyolojik substratlarla ilgili çalışmaları içerir. Klasik serodiagnoz, tanımlanmış veya şüphelenilen bir patojene karşı antikorların belirlenmesine dayanmaktadır. Reaksiyonun pozitif sonucu, test kan serumunda patojen antijenlerine karşı antikorların varlığını gösterir, negatif sonuç ise bunun olmadığını gösterir. İncelenmekte olan kan serumunda bir dizi bulaşıcı hastalığın etken maddesine karşı antikorların tespiti, tanı koymak için yeterli değildir, çünkü enfeksiyon sonrası veya aşılama sonrası bağışıklığın, dolayısıyla "eşleştirilmiş" kanın varlığını yansıtabilir. serumlar incelenir, ilki hastalığın ilk günlerinde, ikincisi ise 7-10 gün aralıklarla alınır. Bu durumda antikor seviyesindeki artışın dinamikleri değerlendirilir.

İncelenen kan serumundaki antikor titresinde teşhis açısından anlamlı bir artış, başlangıç seviyesine göre en az 4 kattır. Bu fenomene denir serokonversiyon. Protein bileşenleri bağımsız olarak peptid zincirlerine dahil edilir. Nadir bulaşıcı hastalıkların yanı sıra viral hepatit, HIV enfeksiyonu ve diğer bazı durumlarda antikorların varlığı, hastanın enfekte olduğunu ve tanısal değere sahip olduğunu gösterir.

Antikor titresinin belirlenmesinin yanı sıra serolojik çalışmalar antikorların izotipini de belirleyebilir. Hastalığın akut döneminde insan vücudunun bir patojenle ilk karşılaşmasında, IgM'ye ait antikorlarda daha hızlı bir artış tespit edildiği, bu seviyenin maksimum değere ulaştıktan sonra azaldığı bilinmektedir. Hastalığın ilerleyen evrelerinde IgG antikorlarının sayısı artar, bu antikorlar daha uzun süre kalıcı olur ve iyileşme döneminde belirlenir. Patojenle yeniden karşılaşıldığında immünolojik hafıza nedeniyle humoral bağışıklık reaksiyonları IgG antikorlarının daha hızlı üretilmesiyle ortaya çıkar ve M sınıfı antikorlar küçük miktarlarda üretilir. IgM antikorlarının tespiti mevcut bir bulaşıcı sürecin varlığını gösterir ve IgG antikorlarının varlığı geçmiş bir enfeksiyonu veya aşılama sonrası bağışıklığı gösterir.

Birincil ve ikincil bağışıklık tepkisinin özellikleri göz önüne alındığında, IgM ve IgG antikorlarının oranının analizi, bazı durumlarda bulaşıcı sürecin aşamasını (hastalığın yüksekliği, iyileşme, nüksetme) ayırt etmeye olanak tanır. Örneğin viral hepatit A (HA) durumunda güvenilir bir tanı yöntemi kan serumunda anti-HAV IgM antikorlarının belirlenmesidir. Tespitleri mevcut veya yakın zamanda geçirilmiş bir HAV enfeksiyonunu gösterir. Protein bileşenleri bağımsız olarak peptid zincirlerine dahil edilir.

Bulaşıcı hastalıklarda antikorların tespiti için serolojik testler, patojenin izolasyonundan daha erişilebilir bir laboratuvar tanı yöntemidir. Bazen pozitif bir serolojik reaksiyon, organizmanın ilgili bulaşıcı hastalığın etken maddesi ile buluşmasının ve etkileşiminin tek kanıtıdır. Ayrıca benzer klinik tabloya sahip birçok hastalığın (örneğin, riketsiyoz, enterovirüs enfeksiyonları) yalnızca serolojik olarak ayırt edilebilmesi, bulaşıcı hastalıkların tanısında serolojik yöntemlerin önemini yansıtmaktadır.

ÇÖZÜM

REFERANSLAR

1. Adrianov V.V., Vasilyuk N. A. "Genel ve özel viroloji" 27 (4): 50-56. 2012.

2. Balin R.M., Baranova A.P. "Bakteriyofajlar" - M .: Tıp, 1997. - 236 s.

3. Bakteriyolojik yöntem. / Ed. sabah Wayne. — M.: MIA, 2003. — 752 s.

4. Zhemaityte D.I. Bulaşıcı hastalıkların laboratuvar tanısı. İçinde: Virüslerin analizi. - Vilnius, 1982. - S. 22-32

5. Kletskin S.Z. Virolojik analiz. - M .: VNIIMI, 1979. -116 s.

6. Mironova T.F., Mironov V.A. Virüslerin klinik analizi. - Çelyabinsk, 1998. - 162 s.

7. Nagornaya N.V., Mustafina A.A. bulaşıcı virüsler. Bölüm I // Çocuğun sağlığı. - 2007. - Sayı 5 (8).

8. Okuneva G.N., Vlasov Yu.A., Sheveleva L.T. Mikrobiyoloji. - Novosibirsk: Nauka, 2000. - 280 s.

9. Ryasik, Yu.V. Virüsler / Yu.V. Ryasik, V. I. Tsirkin // Sibirya Tıp Dergisi. 2007. - T. 72. - Sayı 5.-S. 49-52.

10. Smetnev, A.S. Bakteriyofajlar. / A. S. Smetnev, O. I. Zharinov, V. N. Chubuchny // Kardiyoloji. 1999. - No.4. - S.49-51.

11. İmmün Yetmezlik Virüsü./ A. R. Nanieva ve diğerleri. // Nüfus sağlığı ve yaşam alanı. 2011. - Sayı 4. - S. 22-24.

12. Fokin, V. F. Viroloji soruları / V. F. Fokin, N. V. Ponomareva // Fonksiyonel viroloji: okuyucu / ed. N. N. Bogolepova, V. F. Fokina. -M.: Bilim dünyası, 2004. S. 349-368.

13. Fokin, V. F. Virüslerin yapısı / V. F. Fokin, N. V. Ponomareva. M.: Antidor, 2003. - 288 s.