ცხოველებისა და ადამიანების ვირუსები

ადამიანებისა და სხვა ცხოველების ვირუსები. ბალტიმორის კლასიფიკაცია. აივ-ის სიცოცხლის ციკლი.

საკვანძო საკითხები:

  • მრავალი სხვადასხვა ტიპის ვირუსი არსებობს, რომელიც აინფიცირებს ადამიანებსა და სხვა ცხოველებს. ზოგი მათგანი სერიოზულ დაავადებებს იწვევს, ზოგი — არა.
  • ვირუსების კლასიფიკაცია შესაძლებელია ბალტიმორის სისტემის მეშვეობით, ადამიანის მაინფიცირებელი ვირუსები კი მის შვიდსავე კატეგორიაში ხვდებიან.
  • ადამიანის იმუნოდეფიციტის ვირუსი (აივ), რომელიც იწვევს შეძენილი იმუნოდეფიციტის სინდრომს (შიდსი), რეტროვირუსია.

შესავალი

ოდესმე გსმენიათ ინფლუენცას (გრიპის) ან ჩუტყვავილას შესახებ? თუკი ასეა, მაშინ უკვე გაგიცნიათ ვირუსები! არ აქვს მნიშვნელობა, შიდსის წამლის პოვნაზე ოცნებობთ თუ, უბრალოდ, წელს გრიპისგან თავის არიდების იმედი გაქვთ, მაგრამ თქვენთვის, ალბათ, კარგადაა ნაცნობი ის პრობლემები, რომლებიც თან ახლავს ვირუსულ ინფექციებს (და რომლებსაც მინიმუმამდე ამცირებს ვაქცინაცია და მკურნალობა).
მრავალფეროვანია როგორც ვირუსები, რომლებიც ადამიანებს აინფიცირებენ, ისე მათი ზემოქმედების სპექტრი. ზოგი მათგანი მხოლოდ ერთი ან ორი დღით გვხდის ავად, ზოგი კი — მთელი სიცოცხლის განმავლობაში; ზოგი მათგანი მცირე უსიამოვნებებს იწვევს, ხოლო სხვებს, მაგალითად, ებოლას, სიცოცხლისთვის საფრთხის მომტანი გართულებები ახლავს თან.
ჩვენს ჯანმრთელობასა და სიცოცხლის ხარისზე ზემოქმედების გამო ადამიანის მაინფიცირებელი მრავალი ვირუსი (და მათი მონათესავე ცხოველთა ვირუსები) დეტალურადაა შესწავლილი. მოდით, განვიხილოთ რამდენიმე მათგანი.

როგორ გამოიყურება ცხოველთა ვირუსი?

სხვა ვირუსების მსგავსად, ცხოველთა ვირუსებიც ცილისა და ნუკლეინის მჟავის მცირე „შეფუთვებს“ წარმოადგენენ. მათ აქვთ ცილის გარსი, იგივე კაფსიდი, და მასში ჩადებული გენეტიკური მასალა დნმ-ის ან რნმ-ის სახით. ზოგჯერ ვირუსებს აგრეთვე აქვთ გარეგანი გარსი — ცილებისგან შემდგარი მემბრანული სფერო.
ცხოველთა ვირუსების კაფსიდები მრავალი სხვადასხვა ფორმის არსებობს. ერთ-ერთი ყველაზე უცნაური ფორმის (ყოველ შემთხვევაში, ჩემთვის) არის ებოლას ვირუსი, რომელსაც გრძელი, ძაფისებრი სტრუქტურა აქვს, რომელიც მარყუჟს წარმოქმნის საკუთარ თავთან. შედარებისთვის ქვემოთ მოცემულია უფრო „სტანდარტული შესახედაობის“ მქონე ვირუსი, ჩიკუნგუნია: იგი სფეროს წააგავს, თუმცა, რეალურად, 2020-წახნაგა იკოსაედრია.
ცხოველთა ვირუსების გენომები შედგება რნმ-ისგან ან დნმ-ისგან, რომლებიც შეიძლება, იყოს ერთჯაჭვიანი ან ორჯაჭვიანი. როგორც ქვედა სექციებში ვიხილავთ, ცხოველთა ვირუსები მრავალ სტრატეგიას (მათ შორის საკმაოდ გასაოცარ და მეტად უჩვეულოებსაც კი) იყენებენ თავიანთი გენეტიკური მასალის კოპირებისა და გამოყენებისთვის.

როგორ აინფიცირებენ ცხოველთა ვირუსები უჯრედებს?

ცხოველთა ვირუსებს, სხვა ვირუსების მსგავსად, თავიანთი სასიცოცხლო ციკლის სრულსაყოფად მასპინძელი უჯრედები სჭირდებათ. გამრავლებისთვის ვირუსმა უნდა დააინფიციროს მასპინძელი უჯრედი და მეტი ვირუსის წარმოქმნაზე „გადააპროგრამოს“ იგი.
ინფიცირების პირველი საკვანძო საფეხური არის ამოცნობა: ცხოველთა ვირუსს ზედაპირზე აქვს სპეციალური მოლეკულები, რომლებიც მასპინძელი უჯრედის მემბრანის რეცეპტორებს ებმის. მასპინძელ უჯრედზე მიბმის შემდეგ ცხოველთა ვირუსები სხვადასხვა გზით ახერხებენ მასში შეჭრას: ენდოციტოზის მეშვეობით, რომლის დროსაც მემბრანა იზნიქება; მასპინძლის მემბრანაში არხების წარმოქმნით (რომელთა გავლითაც შესაძლებელია დნმ-ისა თუ რნმ-ის შეყვანა უჯრედში); ან, გარსიანი ვირუსების შემთხვევაში, მემბრანასთან შერწყმითა და უჯრედის შიგნით კაფსიდის გამოთავისუფლებით.
მას შემდეგ, რაც ვირუსი მასპინძელი უჯრედის რესურსებს იყენებს ახალი ვირუსული ცილებისა და გენეტიკური მასალის წარმოსაქმნელად, ვირუსული ფრაგმენტები ერთიანდებიან და უჯრედიდან გამოსასვლელად ემზადებიან. ცხოველთა გარსიან ვირუსებს წარმოქმნისთანავე შეუძლიათ უჯრედის მემბრანიდან გამოკვირტვა, რის დროსაც ისინი პლაზმური მემბრანის ან შიდა მემბრანების ნაწილს იღებენ. ამის საპირისპიროდ, უგარსო ვირუსული ნაწილაკები, მაგალითად, რინოვირუსები, როგორც წესი, გროვდებიან ინფიცირებულ უჯრედებში მანამ, სანამ უჯრედი არ გასკდება და/ან მოკვდება, რის შემდეგაც ვირუსული ნაწილაკები გამოთავისუფლდებიან.

ინფექციის შედეგები

ვირუსები ადამიანთა მრავალ დაავადებასთან ასოცირდებიან. ქვემოთ მოცემულ დიაგრამაზე ნაჩვენებია ადამიანის სხეულის განსხვავებულ სისტემებზე მოქმედი ვირუსული ინფექციების რამდენიმე მთავარი მაგალითი:
ზოგიერთი ვირუსული ინფექცია მწვავე დაავადების კლასიკურ გზას მიყვება: სიმპტომები უარესდება დროის მოკლე მონაკვეთში, თუმცა ხშირ შემთხვევაში სხეულს ვირუსისგან იმუნური სისტემა წმენდს და პაციენტის მდგომარეობა უმჯობესდება. ასეთი დაავადებების მაგალითებია გაციება და გრიპი.
სხვა ვირუსები, მაგალითად, C ჰეპატიტის ვირუსი, იწვევს ხანგრძლივ ქრონიკულ ინფექციას, ზოგი ვირუსი კი, მაგალითად, ადამიანთა ჰერპესვირუსები 6 და 7, რომლებიც ზოგჯერ ბავშვებში უმნიშვნელო დაავადება როზეოლას აჩენენ, წარმოქმნიან პროდუქციულ ინფექციებს (ისეთ ინფექციებს, რომლებიც მიმდინარეობს ახალი ვირუსული ნაწილაკების ფორმირებით) ისე, რომ მასპინძელში არავითარ სიმპტომებს არ ავლენენ. ამ შემთხვევაში პაციენტს აქვს ასიმპტომატური ინფექცია.

ცხოველთა ვირუსების კლასიფიკაცია

ცხოველთა ვირუსები მრავალფეროვანია. ისინი მრავალი სხვადასხვა გზით შედიან უჯრედებში, „იტაცებენ“ მას და გამოდიან. როგორ შეგვიძლია, ვირუსთა ეს უწესრიგობა გავხადოთ თანმიმდევრული და გასაგები?
ბალტიმორის სისტემა აჯგუფებს ვირუსების მათი გენეტიკური მასალის ტიპისა და იმის მიხედვით, თუ როგორ გამოიყენება ის ინფორმაციული რნმ-ის (ი-რნმ-ის) წარმოსაქმნელად. ეს უკანასკნელი საკვანძო როლს ასრულებს ვირუსული ცილებისა და ახალი ვირუსების აწყობის პროცესებს შორის შუამავლობაში. ვირუსის „ბალტიმორის ჯგუფი“ დამოკიდებულია:
  • იმ მოლეკულაზე, რომელსაც ის იყენებს გენეტიკურ მასალად (დნმ ან რნმ)
  • გენეტიკური მასალის ერთ- ან ორჯაჭვიანობაზე
  • იმ საფეხურებზე, რომლებსაც ვირუსი გადის ი-რნმ-ის წარმოსაქმნელად
ბალტიმორის სისტემა ვირუსებს შვიდ ჯგუფად ყოფს. შეგიძლიათ, ქვემოთ მოცემულ დიაგრამაში იხილოთ თითოეული ჯგუფის მთავარი მახასიათებლები, მათ შორის მათი გენეტიკური მასალა და ი-რნმ-ის წარმოქმნის გზები:
ადამიანთა ვირუსები ბალტიმორის შვიდივე ჯგუფშია, ხოლო მცენარეთა და ბაქტერიული ვირუსები — მხოლოდ რამდენიმე მათგანში.1^1 თუ გვსურს, ვირუსის საწინააღმდეგო წამალი შევქმნათ, მნიშვნელოვანია, ვიცოდეთ მისი სასიცოცხლო ციკლის დეტალები — მათ შორის მისი ბალტიმორის ჯგუფი და მისი ბიოლოგიის სხვა ასპექტები — რათა ამ ციკლს ეფექტურად შევუშალოთ ხელი.

რეტროვირუსი აივ-1

ბალტიმორის VI ჯგუფში მყოფ რეტროვირუსებს აქვთ უნიკალური და გასაოცარი სასიცოცხლო ციკლი. ისინი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანნი არიან, რადგან ადამიანის იმუნოდეფიციტის ვირუსი (აივ), ვირუსი, რომელიც იწვევს შეძენილი იმუნოდეფიციტის სინდრომს, ანუ შიდსს, რეტროვირუსია.
რეტროვირუსის გენომი ერთჯაჭვიანი რნმ-ია. თითოეულ ვირუსულ ნაწილაკს მისი ორი ასლი აქვს. რნმ აუცილებლად უნდა გადაიქცეს ორჯაჭვიან დნმ-ად ფერმენტ შექცევადი ტრანსკრიპტაზას მეშვეობით, რომელიც უჯრედებში „ატრიალებს“ ინფორმაციის ნაკადის ნორმალურ მიმართულებას დნმ-დან რნმ-ზე და ბოლოს ცილაზე.
ორჯაჭვიანი დნმ შედის მასპინძელი უჯრედის ბირთვში და ფერმენტ ინტეგრაზას მეშვეობით „ისმება“ მასპინძლის გენომში. შემდგომ შესაძლებელია ი-რნმ-ის წარმოქმნა ვირუსული დნმ-ის ტრანსკრიფციის გზით, ვირუსულ დნმ-ს კი, რომელიც უკვე მასპინძელი უჯრედის გენომის მუდმივი ნაწილია, პროვირუსი ეწოდება. ი-რნმ წაიკითხება ვირუსული ცილების წარმოსაქმნელად და იგი ზოგჯერ გენომის როლსაც ასრულებს ახალ ვირუსულ ნაწილაკებში, რომლებიც იწყობა და გამოდის უჯრედიდან.
ქვემოთ მოცემული დიაგრამა გვიჩვენებს აივ-1 ვირუსის — აივ ინფექციის შემთხვევათა უმეტესობის გამომწვევი შტამის — სასიცოცხლო ციკლის საკვანძო საფეხურებს.2^2
ანტი-აივ პრეპარატები ვირუსთა რეპლიკაციას აივ ციკლის მრავალ სხვადასხვა ფაზაში თრგუნავენ. ამ პრეპარატებს შორისაა:
  • შერწყმის ინჰიბიტორები, რომლებიც ბლოკავენ აივ-ის ვირუსული გარეგანი გარსის შერწყმას მასპინძელი უჯრედის პლაზმურ მემბრანასთან
  • შექცევადი ტრანსკრიპტაზას (უკუტრანსკრიპტაზას) ინჰიბიტორები, რომლებიც ასუსტებენ რნმ გენომის ორჯაჭვიან დნმ-ად კონვერსიას
  • ინტეგრაზას ინჰიბიტორები, რომლებიც აინჰიბირებენ (თრგუნავენ) მასპინძელი უჯრედის გენომში ვირუსული დნმ-ის ინტეგრაციას
  • პროტეაზას ინჰიბიტორები, რომლებიც ბლოკავენ ვირუსული ცილების პროცესინგს
„კოქტეილები“, რომლებიც რამდენიმე პრეპარატს შეიცავენ, როგორც წესი, ყველაზე ეფექტურად ახერხებენ ინფექციის პროგრესირსების შენელებასა და ვირუსული ინფექციის დაბალი დონის შენარჩუნებას. თუ გსურთ, გაიგოთ, რატომ ხდება ასე, იხილეთ სტატია ვირუსთა ევოლუციის შესახებ.
აივ-ისა და შიდსის სიმპტომების, მკურნალობისა და პრევენციის შესახებ მეტის გასაგებად იხილეთ ჯანმრთელობისა და მედიცინის სექცია აივ-ისა და შიდსის შესახებ.
იტვირთება