هذه المقالة ، مثل تقرير بيولوجي للصف الخامس عن فيروسات العاثية ، سيساعد القارئ على تعلم المعلومات الأساسية حول أشكال الحياة خارج الخلية هذه. هنا سننظر في موقعها التصنيفي ، وخصائص البنية ونشاط الحياة ، ومظاهر نفسها عند التفاعل مع البكتيريا ، وما إلى ذلك.
مقدمة
يعلم الجميع أن الممثل العالمي لوحدة الحياة على كوكب الأرض هو خلية. ومع ذلك ، كانت الفترة بين القرنين التاسع عشر والعشرين حقبة تم خلالها اكتشاف عدد من الأمراض التي تصيب الحيوانات والنباتات وحتى الفطريات. بتحليل هذه الظاهرة ومراعاة المعلومات العامة حول الأمراض التي تصيب الإنسان ، أدرك العلماء أن هناك كائنات حية يمكن أن تكون ذات طبيعة غير خلوية.
هذه المخلوقات صغيرة جدًا ، وبالتالي فهي قادرة على المرور عبر أصغر مرشح دون توقف حيث يمكن أن تتوقف حتى أصغر خلية. أدى ذلك إلى اكتشاف الفيروسات.
بيانات عامة
من قبلضع في اعتبارك ممثلي الفيروسات - العاثيات - دعنا نتعرف على المعلومات العامة حول هذه المملكة من التسلسل الهرمي التصنيفي.
يحتوي جزيء الفيروس على أصغر أبعاد (20-300 نانومتر) وهيكل متماثل. إنه مبني من مكونات تتكرر باستمرار. جميع الكائنات الحية ذات الطبيعة الفيروسية هي جزء من الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي الريبي ، محاط بقشرة بروتينية خاصة تسمى القفيصة. ليس لديهم القدرة على العمل بشكل مستقل والحفاظ على النشاط الحيوي ، كونهم خارج خلية أخرى. إن مظاهر خصائص الكائنات الحية متأصلة فيها فقط بعد إدخالها إلى كائن حي آخر ، بينما سيستخدم الفيروس نفسه موارد الخلية التي استولى عليها للحفاظ على الاستقرار في حالته الخاصة. ويترتب على ذلك أن هذا المجال من التصنيف يتم تقديمه كشكل من أشكال الحياة الطفيلية داخل الخلايا. هناك فيروسات تغزو أقسامًا من أغشية الخلية التي تطورت وعاشت فيها. إنهم يشكلون صدفة أخرى حول هذه الأماكن ، تغطي الكابسيد
كقاعدة عامة ، تشكل الفيروسات رابطة مع سطح الخلية التي تتطفل فيها. ثم يدخل الفيروس إلى الداخل ويبدأ في البحث عن بنية معينة يمكن أن يصيبها. على سبيل المثال ، العوامل المسببة لوظيفة التهاب الكبد وتعيش فقط في وحدات خلايا الكبد ، بينما يحاول النكاف اختراق الغدد النكفية.
DNA (RNA) الذي ينتمي للفيروس ، بمجرد دخوله الخلية الحاملة ، يبدأ في التفاعل مع جهاز الوراثة الجينية بحيث تبدأ الخلية نفسها عملية توليف غير متحكم فيهاسلسلة محددة من البروتينات المشفرة في الحمض النووي للممرض نفسه. بعد ذلك ، يحدث النسخ المتماثل ، والذي يتم تنفيذه مباشرة بواسطة الخلية نفسها ، وبالتالي تبدأ عملية تجميع جسيم فيروسي جديد.
البكتيريا
من هي فيروسات البكتيريا؟ هذا شكل خاص من أشكال الحياة على الأرض يخترق بشكل انتقائي خلايا البكتيريا. يحدث التكاثر غالبًا داخل العائل ، وتؤدي العملية نفسها إلى التحلل. بالنظر إلى بنية الفيروسات باستخدام مثال العاثيات ، يمكننا أن نستنتج أنها تتكون من قذائف مكونة من البروتينات ولديها جهاز لتكاثر الوراثة في شكل سلسلة RNA واحدة أو سلسلتين DNA. يتوافق العدد الإجمالي للعاثيات تقريبًا مع العدد الإجمالي للكائنات البكتيرية. تلعب هذه الفيروسات دورًا نشطًا في الدوران الكيميائي للمواد والطاقة في الطبيعة. تسبب العديد من مظاهر العلامات في البكتيريا والميكروبات التي تتطور أو تتطور في سياق التطور.
تاريخ الاكتشاف
الباحث في علم الجراثيم F. Twort ابتكر وصفًا لمرض معدي ، اقترحه في مقال نُشر عام 1915. أثر هذا المرض على المكورات العنقودية ويمكن أن يمر عبر أي مرشحات ، ويمكن أيضًا أن ينتقل من خلية واحدة إلى مستعمرة أخرى.
واو ديهيريل ، عالم الأحياء الدقيقة الكندي المولد ، اكتشف العاثيات في سبتمبر 1917. تم اكتشافهم بشكل مستقل عن عمل F. Tworot.
في عام 1897 أصبح ن. ف. جمالية مراقبا لظاهرة التحللالبكتيريا التي بدأت تحت تأثير عملية عامل التطعيم.
الفيروسات البكتيرية هي عاثيات طفيلية تلعب دورًا كبيرًا في التسبب في العدوى. إنهم يشاركون في ضمان شفاء النوع متعدد الخلايا من الكائنات الحية من العديد من الأمراض ، وبالتالي يشكلون نوعًا معينًا من الجهاز المناعي. تحدث ديريل أولاً عن هذا ، ثم طوره لاحقًا إلى عقيدة. اجتذب هذا الموقف العديد من العلماء الذين بدأوا في استكشاف هذه المنطقة ومحاولة العثور على إجابات لأسئلة مثل: ما نوع البنية الخلوية (البلورات) التي تمتلكها البكتيريا والفيروسات؟ ما هي العمليات داخلها ، ومصيرها وتطورها؟ كل هذا وأكثر جذب انتباه العديد من الباحثين.
المعنى
يمكن أن تخبرنا بنية الفيروسات على مثال العاثية كثيرًا ، خاصة للتفاعل مع المعلومات الأخرى التي يمتلكها الشخص عنها. على سبيل المثال ، يُفترض أنها أقدم أشكال جزيئات الفيروس. يشير التحليل الكمي إلينا أن سكانها لديهم أكثر من 1030جسيمات.
في الطبيعة ، يمكن العثور عليها في نفس المكان الذي تعيش فيه البكتيريا ، والتي يمكن أن تكون حساسة لها. نظرًا لأن الكائنات الحية المعنية يتم تحديدها من خلال موطنها ، من خلال تفضيلات البكتيريا التي تصيبها ، فإن ذلك يعني أن بكتيريا التربة المتحللة (العاثيات) ستعيش في التربة. كلما زاد عدد الكائنات الحية الدقيقة التي تحتوي عليها الطبقة السفلية ، زاد عدد العاثيات الضرورية.
في الواقع ، كل عاثية تجسدإحدى الوحدات الأساسية للتنقل الجيني. باستخدام التنبيغ ، تتسبب في ظهور جينات جديدة في المادة الوراثية للبكتيريا. يمكن أن تصاب حوالي 10 24خلايا بكتيرية في الثانية. يوضح لنا هذا الشكل من الإجابة عن السؤال المتعلق بالفيروسات التي تسمى عاثيات البكتيريا بشكل علني الطرق التي يتم بها توزيع المعلومات الوراثية بين الكائنات البكتيرية من موطن مشترك.
ميزات البناء
ردا على سؤال حول ماهية هيكل فيروس البكتيريا ، يمكننا أن نستنتج أنه يمكن تمييزها وفقًا للتركيب الكيميائي ونوع الحمض النووي (n.c.) والبيانات المورفولوجية وشكل التفاعل مع الكائنات البكتيرية. يمكن أن يكون حجم مثل هذا الكائن الحي أصغر عدة آلاف مرة من الخلية الميكروبية نفسها. يتشكل ممثل نموذجي للعاثيات من رأس وذيل. يمكن أن يكون طول الذيل من ضعفين إلى أربعة أضعاف قطر الرأس ، والذي ، بالمناسبة ، يضم الإمكانات الجينية ، التي اتخذت شكل سلسلة DNA أو RNA. يوجد أيضًا إنزيم - transcriptase ، مغمور في حالة غير نشطة ومحاط بقشرة من البروتينات أو البروتينات الدهنية. يحدد تخزين الجينوم داخل الخلية ويسمى القفيصة.
تحدد السمات الهيكلية لفيروس العاثيات حجرة الذيل على أنها أنبوب من البروتينات ، والتي تعمل بمثابة استمرار للقشرة التي يتكون منها الرأس. يقع ATPase في منطقة قاعدة الذيل ، والتي تجدد موارد الطاقة التي يتم إنفاقها على عملية الحقن.المادة الوراثية.
بيانات منهجية
Bacteriophage هو فيروس يصيب البكتيريا. هذه هي الطريقة التي يصنفها عالم التصنيف في جدول الترتيب الهرمي. كان تخصيص عنوان لهم في هذا العلم يرجع إلى اكتشاف كمية هائلة من هذه الكائنات الحية. هذه القضايا يتم تناولها حاليا من قبل ICTV. وفقًا للمعايير الدولية لتصنيف الأصناف وتوزيعها بين الفيروسات ، تتميز العاثيات بنوع الحمض النووي الذي تحتويه أو السمات المورفولوجية.
اليوم ، يمكن تمييز 20 عائلة ، من بينها 2 فقط تنتمي إلى RNA تحتوي على RNA و 5 بها قشرة. من بين فيروسات الحمض النووي ، تمتلك عائلتان فقط شكلًا منفردًا من الجينوم. 9 فيروسات تحتوي على الحمض النووي (يظهر الجينوم لنا كجزيء دائري من حمض الديوكسي ريبونوكلييك) والتسعة الأخرى ذات الشكل الخطي. 9 عائلات خاصة بالبكتيريا ، والعائلات التسعة الأخرى خاصة بالبكتيريا.
التأثير على الخلية البكتيرية
فيروسات البكتيريا ، اعتمادًا على طبيعة التفاعل مع الخلية البكتيرية ، يمكن أن تختلف في العاثيات الخبيثة والمتوسطة. السابقون قادرون على زيادة عددهم فقط بمساعدة دورات lytic. تتكون العمليات التي يحدث فيها تفاعل العاثية الخبيثة والخلية من الامتزاز على سطح الخلية ، والاختراق في بنية الخلية ، وعمليات التخليق الحيوي لعناصر الملتهمة وإدخالها في حالة وظيفية ، وكذلك إطلاق العاثية من العائل
دعونا ننظر في وصف فيروسات العاثية بناءً على عملها الإضافي في الخلية.
للبكتيريا على سطحها هياكل خاصة بالعاثيات ، مقدمة في شكل مستقبلات ، والتي في الواقع ترتبط بالعاثة. باستخدام الذيل ، تدمر العاثية ، عن طريق الإنزيمات الموجودة في نهايتها ، الغشاء في مكان معين من الخلية. علاوة على ذلك ، يحدث تقلصه ، ونتيجة لذلك يتم إدخال الحمض النووي في الخلية. يبقى "جسم" فيروس العاثية بغلافه البروتيني بالخارج.
يؤدي الحقن الناتج عن الملتهمة إلى إعادة هيكلة كاملة لجميع عمليات التمثيل الغذائي. اكتمل تخليق البروتينات البكتيرية ، وكذلك الحمض النووي الريبي والحمض النووي ، وتبدأ العاثية نفسها عملية النسخ بفضل نشاط إنزيم شخصي يسمى النسخ ، والذي يتم تنشيطه فقط بعد دخول الخلية البكتيرية.
يتم تصنيع كل من السلاسل المبكرة والمتأخرة من RNA الرسول بعد دخولها الريبوسوم للخلية الحاملة. تتم أيضًا هناك عملية تخليق مثل هذه الهياكل مثل نوكلياز ، ATPase ، الليزوزيم ، قفيصة ، عملية الذيل وحتى بوليميريز الحمض النووي. تستمر عملية النسخ طبقًا لآلية شبه محافظة ويتم إجراؤها فقط في وجود البوليميراز. تتشكل البروتينات المتأخرة بعد الانتهاء من عمليات تكرار حمض الديوكسي ريبونوكلييك. بعد ذلك ، تبدأ المرحلة الأخيرة من الدورة ، والتي يحدث فيها نضوج العاثيات. كما يمكن أن تتحد مع قشرة البروتين وتشكل جزيئات ناضجة جاهزة للعدوى.
دورات الحياة
بغض النظر عن بنية فيروس العاثية ، لديهم جميعًا خاصية مشتركة لدورات الحياة. وفقًا للاعتدال أو الفوعة ، يتشابه كلا النوعين من الكائنات الحية مع بعضهما البعض في المراحل الأولية للتأثير على الخلية مع نفس الدورة:
- عملية امتصاص الملتهمة على مستقبل معين ؛
- حقن الأحماض النووية في الضحية ؛
- تبدأ العملية المشتركة لتكرار الأحماض النووية ، كل من الملتهمة والبكتيريا ؛
- عملية انقسام الخلايا
- التطوير بالطريقة اللايسوجينية أو اللايتية.
تحافظ العاثية المعتدلة على وضع النبذ ، وتتبع المسار اللايسوجيني. يتطور الممثلون الخبيثون وفقًا للنموذج التحليلي ، حيث توجد سلسلة من العمليات المتسلسلة:
- يتم تحديد اتجاه تخليق الحمض النووي بواسطة إنزيمات العاثيات ، التي تؤثر على الجهاز المسؤول عن تخليق البروتين. يبدأ الطفيلي في تعطيل الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) التابعين للمضيف ، ويؤدي العمل الأنزيمي الإضافي تمامًا إلى انقسامه. الجزء التالي من العملية هو "تبعية" الجهاز الخلوي لتخليق البروتين.
- فج ن. إلى. يخضع لعملية التكاثر ويحدد اتجاه تخليق أغلفة البروتين الجديدة. تخضع عملية تكوين الليزوزيم للعاثية RNA.
- تحلل الخلية: تمزق الخلية الناجم عن نشاط الليزوزيم. يتم إطلاق عدد كبير من العاثيات الجديدة ، والتي ستصيب الكائنات البكتيرية بشكل أكبر.
طرق التشغيل
فيروساتتجد العاثيات تطبيقها الواسع في العلاج المضاد للبكتيريا ، والذي يعمل كبديل للمضادات الحيوية. من بين الكائنات الحية التي قد تكون قابلة للتطبيق ، وأكثرها تميزًا هي: العقديات ، المكورات العنقودية ، كليبسيلا ، القولونية ، البروتيوس ، البكتريوفاج ، البروتينات المتعددة والدوسنتاريا.
تم تسجيل ثلاثة عشر مادة طبية تعتمد على العاثيات وتطبيقها في الممارسة العملية على أراضي الاتحاد الروسي للأغراض الطبية. كقاعدة عامة ، يتم استخدام طرق مكافحة العدوى هذه عندما لا يؤدي الشكل التقليدي للعلاج إلى تغييرات كبيرة ، والتي تنتج عن ضعف حساسية العامل الممرض للمضاد الحيوي نفسه أو المقاومة الكاملة. من الناحية العملية ، يؤدي استخدام العاثيات إلى تحقيق سريع وعالي الجودة للنجاح المنشود ، لكن هذا يتطلب وجود غشاء بيولوجي مغطى بطبقة من السكريات ، لا يمكن للمضادات الحيوية اختراقها.
لا يجد النوع العلاجي لتطبيق ممثلي العاثيات الدعم في الغرب. ومع ذلك ، غالبًا ما يستخدم لمحاربة البكتيريا المسببة للتسمم الغذائي. تظهر لنا سنوات عديدة من الخبرة في دراسة نشاط العاثيات أن وجود ، على سبيل المثال ، لاقمات الزحار في الفضاء المشترك للمدن والقرى يتسبب في تعرض الفضاء للتدابير الوقائية.
يستغل المهندسون الوراثيون العاثيات كنواقل لنقل أجزاء الحمض النووي. وأيضًا بمشاركتهم ، يتم نقل المعلومات الجينوميةبين الخلايا البكتيرية المتفاعلة
