Caracteristici ale aparatului genetic al virusurilor

Virusurile sunt larg răspândite în natură și poate provoca o varietate de boli la plante, animale și oameni.

In general, virusul este o moleculă de acid nucleic (ADN sau ARN) este înconjurat de o carcasă specială. Compoziția unor infecții de acest tip include, de asemenea, enzime implicate în reglarea ciclului de viață viral. Străpungerea în celulele unui alt organism, organismul autonom eliberează materialul genetic, care, folosind resursele celulelor infectate incep sa se formeze noi particule virale.

In ciuda structurii organice relativ simplu, aceste microorganisme sunt pline de animale sălbatice. Acestea sunt caracterizate prin semnele de bază ale vieții, cum ar fi: capacitatea de a se reproduce, variația, moștenirea, capacitatea de a se adapta la condițiile de mediu, supunere față de legile evoluției, un anumit loc în ierarhia organismelor vii.

Structura virusului
Structura acestor două componente principale de microorganisme pot fi identificate: acid nucleic - purtător de informație genetică și învelișul.

viruși Aparate genetice.

În natură, purtătorul informației genetice este acidul nucleic. Există două tipuri principale de acizi nucleici: ADN (acid dezoxiribonucleic) și ARN (acid ribonucleic). Majoritatea organismelor vii de acizi nucleici se găsesc în (seva celulei) nucleu și citoplasmă. Microorganismele descrise, deși structurile sunt non-celulare, dar, de asemenea, conțin acizi nucleici. În funcție de tipul de acid nucleic virusuri sunt conținute împărțite în două clase: ADN care conține sau conține ARN. Pentru virusurile care conțin ADN includ virusurile, hepatita B, herpes, și altele. Microorganisme care conțin ARN sunt prezentate Gripa si parainfluenza, virusul imunodeficienței umane (HIV), virusul hepatitei A și așa mai departe. In aceste microorganisme, precum și în alte organisme vii, acizi nucleici joacă ca purtător de informații genetice. Informații despre structura diferitelor proteine ​​(informații genetice) este codificată în structura acizilor nucleici sub formă de secvențe de nucleotide specifice (constituenți ai ADN și ARN). Gene virale acizi nucleici codifică diferite enzime și proteine ​​structurale. ADN și ARN virusuri sunt substratul material al eredității și variația organismelor - cele două componente principale în evoluția virusurilor, în special, și întreaga natură, în general. Toate organismele vii, cu excepția virusurilor, aparat genetic este format din molecule dublu catenare de acid dezoxiribonucleic (ADN) și acid ribonucleic (ARN) în celulele operează mediator al informațiilor întotdeauna monocatenar. Virușii există toate dispozitivele posibile aparat genetic: ARN mono și dublu catenar, ADN singur și dublu catenară. Astfel, atât ARN viral și ADN-ul viral poate fi liniară sau închis într-un inel.

Caracteristici organizarea genomului virusului

genomului virusului cuprinde:

* Genele structurale care codifică proteine. Ea ocupă aproximativ 95% din cromozomul viral. Proteinele de virusuri pot fi împărțite în mai multe grupe: structurale, enzime regulatoare.

* Secvențele de reglementare care nu codifică proteine: promotori, operatori și terminatori.

* Alte regiuni non-codare (site-uri), inclusiv:

- porțiune attP, oferind integrarea cromozomială viral în cromozomul celulei gazdă;

- Porțiunile cos - porțiuni de capăt lipicioase ale cromozomilor virale liniare care asigură închiderea cromozomilor liniare într-o formă inelară.

Genele care codifică pentru ARNr si ARNt, in genomul virusului este de obicei absent. Cu toate acestea, în genomul fagului T4 majore sunt gene care codifică pentru mai multe ARNt.

ambalaje de înaltă densitate a genomul virusului de informații diferă. De exemplu, H174 fagi φ în termen de o genă poate fi localizată o genă (ADN circular figura este reprezentat în formă liniară). In particular, gena B este în domeniul de gene A și gena E - in cadrul genei D. La ARN mic de fagi f2 liză de blocare a genei proteinei de reglementare (maturarea virion și distrugerea celulelor), se suprapune cu alte două gene șterse din fiecare altele. Expresia (transcripția și translația) genelor virale apare dacă genomul virusului conține ADN-ul dublu catenar (pentru virusurile ARN necesită transferul de informații în ADN). Datorită polaritatea transcripție a ADN-ului este într-o singură direcție, adică gena are un început și un sfârșit. Apoi, genele „dreapta“ nu va fi transcris de ARN-polimerazei, se deplasează spre stânga, și vice-versa. Astfel, aceeași genă poate fi transcrisă de la diferiți promotori; În acest caz, expresia genelor controlate prin mecanisme diferite.

Prin ADN virusuri includ multe virusuri, bacterii - bacteriofagi (sau fagi). Unii fagi minore (de exemplu, M13), ca de reproducere nu distrug celula. Reproducere fagi mari (de exemplu, fagul T 4) conduce la moartea celulei. Fagul T-4 - este unul dintre virusurile cele mai organizate complex. proteină de capsidă cuprinde cel puțin 130 de proteine ​​care formează guler cap contractile coadă lamina bazală și trailing filet. Această structură permite capsidei injecta ADN în celule bacteriene printr-o piele groasa, deci astfel de virusuri numite în mod figurativ „seringi vii.“ T-fagi pot exista ca prophage mult timp. Pentru virusurile care conțin ADN includ agenți patogeni ai multor boli umane și animale: pox virusuri, herpes, hepatita B, adenovirus și mamifer uman (provoca boli gastro-intestinale, SARS, conjunctivita), virusul veruci uman. Prin ADN virusuri includ virusuri și unele plante (virusul mozaic de aur de fasole, virusul mozaicului conopidei). Unele virusuri sunt utilizate în ingineria genetică pentru transferul de gene de la un organism la altul, de exemplu, virusul simian 40 SV.

virusuri ADN virionilor contin ADN. Cantitatea de ADN determinat numărul de proteine ​​într-o singură polipeptidă virionului codificată printr-un segment de ADN de aproximativ 1 nucleotide tysyacha (perechi de baze). După pătrunderea în celula ADN-ul viral devine o matriță pentru sinteza de ADN și ARN.

Exemple de organizarea genomului de DNA conținând virusuri

1. Inelară ADN dublu catenar aproximativ 5 kb în lungime.

- asemănării cu virusul SV 40. virusul eucariotă mici. Virionilor sub forma unui icosahedron. proteină de capsidă. Folosit ca un vector de transfer de gene prin inginerie genetica. 5 codifică proteine.

- Virusi negii umane.

2. Un singur ADN circulară de aproximativ 5 tone lungime; Acesta poate fi fie de codificare, și antikodiruyuschey.

- bacteriofagi mici, cum ar fi M13. Nu distruge celula. 8 include proteine ​​ale capsidei.

- virusul mozaic auriu fasole.

3. Linear ADN de 30-150 kb lungime dublu catenar.

- bacteriofagi de tip T4. Virionilor mari. Capsida proteic al proteinei 130 cuprinde: un cap, o coadă, și fire coadă separate. Aceste virusuri pot exista sub formă de mult timp prophage.

- mamifere Adenovirusuri și oameni. Virionii sunt de marime medie sub forma unui icosahedron. proteină de capsidă. Cauza SARS, conjunctivita, boli gastro-intestinale, uneori, au proprietăți oncogenice.

- virusul herpes zoster, herpes și altele asemenea. Virionilor mari. Există un plic lipoproteină.

4. Un liniar ADN mono-catenar de aproximativ 5 tone lungime; ADN-ul poate fi de codificare, și antikodiruyuschey. Omul cunoscut sub numele de adenovirusuri sateliți.

5. ADN dublu catenar, închis într-un inel de suprapunere segmente. Lungimea ADN - 3-8 tone.

- Virusul hepatitei B virion este dimensiunea sferică medie. Există un înveliș suplimentar de proteine ​​virale și celulare. 5 codifică proteine.

- virusul mozaicului conopidei.

Pentru virusurile ARN includ multe virusuri de plante, patogeni ai bolilor umane si animale: virusul polio, virusurile gripale A, B și C, virusul parotiditei epidemice (oreion), pojar, ciuma carnivore (badijonat), rabie, virusul imunodeficienței umane (HIV) . Într-un grup separat de arbovirusi sunt alocate care sunt transportate de către artropode (acarieni, țânțari), cum ar fi virusurile encefalitei căpușe, febra galbenă. Multe virusuri ARN care cauzeaza SARS (de exemplu, coronavirusuri), tulburări gastro-intestinale (reovirusurilor păsări, mamifere și oameni). Unele virusuri ARN utilizate în biotehnologie, cum ar fi virusurile poliedrozei de insecte.

virusurile virioni ARN contin ARN. După pătrunderea în celulă a ARN-ului viral devine o matriță pentru sinteza de ADN și ARN.

Exemple de organizare a genomului de virusuri ARN

1. Un liniar mono-catenar ARNm (plus lanț) de lungime de aproximativ 4 tone; ca o singură moleculă sau sub forma mai multor molecule diferite. Plus-circuit poate fi utilizat imediat pentru traducere. Faza de vegetative- reproductiva a acestor virusuri are loc în citoplasmă. Catena plus este codat replicază ARN (dependentă de ARN polimerază ARN). reprezentanți:

- virusul mozaicului tutunului (TMV) - segmentată ARN. filiform virionului (18h300 nm). DI TMV deschis Ivanovo în 1982

- Poliomielita - ARN non-segmentate. Virioni sunt mici, sub forma unui icosahedron. proteină de capsidă.

- virusul rabiei. virion cu filet. Există un pachet suplimentar de lipoproteine.

- arbovirusi (transferate de artropode: căpușe, țânțari) - virusurile encefalitei căpușe, febra galbenă. Morfologia și mărimea virioni variate, de exemplu, virusul encefalitei conține 9 proteine. Există un pachet suplimentar de lipoproteine.

- bacteriofagii mici (e ARN nesegmentate).

2. Linear monotorsionată ARNc (lanț negativ, ordinea de nucleotide este complementar în raport cu mARN). Minus lanț nu poate fi utilizat pentru traducere și utilizată ca matriță pentru sinteza de toron plus. Plus-chain serveste translarea proteinelor virale și utilizat ca matriță pentru sinteza ARNc viral. Faza de vegetative- reproductiva a acestor virusuri are loc în citoplasmă.

- virusurile gripale A, B și virusul C. gripal A cuprinde un ARN cu spirală negativă format din 8 fragmente. Fragmentele de ARN sunt legate de proteine ​​virale și formează un nucleocapsidă elicoidal. Pe partea de sus nucleocapsidei este superkapsid glikolipoproteinovy. Ca parte a proteinei virion 10. Structura superkapsida include două proteine ​​care determină proprietățile antigenice ale virusului: hemaglutinina si neuraminidaza. Mai mult decât atât, în partea deja terminat al replicării ARN virion oferind plus sinteza toron pe șablonul spirală negativă.

- virusul parotiditei epidemice (oreion), rujeola, carnivore ciuma (badijonat). Dimensiunea medie sferic virionului. Există un pachet suplimentar de lipoproteine.

3. ARN dublu catenar liniar

- bacteriofagi mici. Virioni sunt mici, sferice sau sub forma unui icosahedron. proteină de capsidă.

- virusul poliedrozei insectelor. Virioni sunt mici, sferice sau sub forma unui icosahedron. proteină de capsidă. Folosit în biotehnologie (pentru sinteza interferon).

- păsări reovirus, mamifere și oameni. Virioni sunt mici, sferice sau sub forma unui icosahedron. proteină de capsidă. Provoca SARS, boli gastro-intestinale. ARN-ul este fragmentat (10. 11 fragmente), care codifică 11 proteine.

4. Două molecule identice liniar lungime monocatenare ARNm de aproximativ 10 tone. Retrovirusurile. Abilitatea de a se integra în ADN-ul. Compoziția virionilor includ revers transcriptazei enzimă (revers transcriptaza). Există un pachet suplimentar de lipoproteine. Multe retrovirusurilor cauza cancer: leucemie, sarcoame, tumori de san. Pentru retrovirusuri, și se referă la virusul imunodeficienței umane care provoacă SIDA.