Tēmas "Viroloģija. Vīrusu reprodukcija. Vīrusu ģenētika" satura rādītājs:
1. Virusoloģija. Virusoloģijas vēsture. Čemberlens. RU. Pasters. Ivanovskis.
2. Vīrusu pavairošana. +RNS vīrusu pavairošana. Pikornavīrusi. Pikornavīrusu pavairošana.
3. Togavīrusi. Togavīrusu pavairošana. Retrovīrusi. Retrovīrusu pavairošana.
4. -RNS vīrusu pavairošana. Vīrusu reprodukcija ar divpavedienu RNS.
5. DNS vīrusu pavairošana. DNS vīrusu replikācijas cikls. Papovavīrusu pavairošana. Adenovīrusu pavairošana.
6. Herpes vīrusu pavairošana. Herpes vīrusu replikācijas cikls. Baku vīrusi. Baku vīrusu pavairošana.
7. B hepatīta vīrusa reprodukcija B hepatīta vīrusa replikācijas cikls.
8. Vīrusu ģenētika. Vīrusu populāciju raksturojums. Vīrusu populāciju gēnu kopums.

10. Ģenētiskā mijiedarbība starp vīrusiem. Gēnu rekombinācija un pārdale ar vīrusiem. Genoma fragmentu apmaiņa ar vīrusiem. Antigēna maiņa.

Nukleīnskābes vīrusi ir pakļauti mutācijām, tas ir, pēkšņām iedzimtām izmaiņām. Šo procesu būtība slēpjas ģenētiskā koda pārkāpumos nukleotīdu secību izmaiņu, to dzēšanas (deleciju), nukleotīdu vai pāru ievietošanas vai pārkārtošanās veidā vienpavedienu un divpavedienu nukleīnskābju molekulās. Šie traucējumi var aprobežoties ar atsevišķiem nukleotīdiem vai izplatīties lielākās teritorijās. Vīrusiem ir spontānas un izraisītas mutācijas. To bioloģiskā nozīme var būt saistīta ar patogēno īpašību iegūšanu vai zaudēšanu, kā arī ar tādu īpašību iegūšanu, kas atņem tiem jutīgumu pret saimniekorganisma aizsardzības mehānismu darbību. Mutācijas, kas pilnībā izjauc dzīvībai svarīgo olbaltumvielu sintēzi vai darbību, izraisa reproduktīvo spēju zudumu, un tās citādi sauc par letālām mutācijām. To pamatā ir izmaiņas, kas izraisa bezjēdzīgu kodonu parādīšanos (ar proteīnu ķēdes sintēzes traucējumiem) vai ievietojumu vai dzēšanu (ar nopietniem ģenētiskā koda pārkāpumiem). Mutācijas ar spēju sintezēt noteiktu proteīnu vai ar tās funkciju traucējumiem, kas noteiktos apstākļos var izraisīt vairošanās spējas zudumu, sauc par nosacīti letālām.

Spontānas vīrusu mutācijas

Spontānas mutācijas rodas dažādu dabisko mutagēnu ietekmē un notiek ar biežumu l:10-8 vīrusu daļiņas. Tos biežāk var novērot retrovīrusos, kas ir saistīts ar lielāku neveiksmju biežumu reversajā transkripcijā.

Inducētas vīrusu mutācijas

Inducētās mutācijas ko izraisa dažādi ķīmiskie līdzekļi un UV starojums (DNS vīrusiem). Nav būtisku atšķirību genoma pārkārtošanā, ko izraisa spontānas vai inducētas mutācijas. Ir vispāratzīts, ka izmantotie mutagēni tikai palielina spontānu mutāciju biežumu. Klasificējot vīrusu mutācijas, tiek izmantotas divas dažādas pieejas: tās tiek sadalītas pēc genotipa izmaiņu rakstura vai pēc fenotipiskām izmaiņām, kas rodas mutāciju rezultātā. Vīrusu genotipa izmaiņu izpēte tiek veikta reti, jo tas prasa detalizētu to genomu izpēti. Mutāciju fenotipiskās izpausmes tiek pētītas biežāk, jo tās ir pieejamākas pētniecībai.

Vīrusa mutāciju izpausme fenotipā

Saskaņā ar fenotipiskām izpausmēm vīrusu mutācijas var iedalīt četrās grupās.

Mutācijas, kuriem nav fenotisku izpausmju, nemaina vīrusu īpašības un tiek atklāti tikai ar īpašu analīzi.

Mutācijas, kam ir fenotipiska izpausme (piemēram, vīrusu veidoto plankumu lieluma izmaiņas šūnu kultūrā vai vīrusu termostabilitāte). Mutācijas, kas palielina vai samazina patogenitāti, var iedalīt punktu mutācijās (lokalizētas atsevišķos gēnos) un gēnu mutācijās (ietekmē lielākus genoma apgabalus).

Ievads

Lauksaimniecības dzīvnieku drošības un produktivitātes paaugstināšana nav iespējama bez turpmākas veterināro pakalpojumu uzlabošanas lopkopībā. Starp veterinārajām disciplīnām svarīga loma ir virusoloģijai. Mūsdienu veterinārārstam ir jāzina ne tikai slimības klīniskā un patoloģiskā puse, bet arī skaidri jāizprot vīrusi, to īpašības, laboratoriskās diagnostikas metodes un pēcinfekcijas un pēcvakcinācijas imunitātes īpatnības.

Vīrusi maina savas īpašības gan dabiskās vairošanās apstākļos, gan eksperimentos. Iedzimtu vīrusu īpašību izmaiņu pamatā var būt divi procesi: 1) mutācija, t.i., nukleotīdu secības izmaiņas noteiktā vīrusa genoma daļā, kas izraisa fenotipiski izteiktas īpašības izmaiņas; 2) rekombinācija, t.i., ģenētiskā materiāla apmaiņa starp diviem vīrusiem, kas ir tuvu, bet atšķiras pēc iedzimtām īpašībām.

Mutācijas vīrusos

Mutācija ir mainīgums, kas saistīts ar izmaiņām pašos gēnos. Tam var būt periodisks, spazmatisks raksturs un tas var izraisīt pastāvīgas vīrusu iedzimtības īpašību izmaiņas. Visas vīrusu mutācijas iedala divās grupās:

· spontāni;

· izraisīts;

Pamatojoties uz to apjomu, tie ir sadalīti punktos un aberācijās (izmaiņas, kas ietekmē ievērojamu genoma daļu). Punktu mutācijas izraisa viena nukleotīda nomaiņa (RNS vīrusiem). Šādas mutācijas dažkārt var atjaunoties, atjaunojot sākotnējo genoma struktūru.

Tomēr mutācijas izmaiņas var ietekmēt arī lielākas nukleīnskābju molekulu sadaļas, t.i., vairākus nukleotīdus. Šajā gadījumā veselu sekciju dzēšana, ievietošana un pārvietošana (translokācija) un pat sadaļu pagriešana par 180° (tā sauktās inversijas), nolasīšanas rāmja nobīdes - lielākas pārkārtošanās nukleīnskābju struktūrā un līdz ar to arī pārkāpumi. var rasties arī ģenētiskā informācija.

Bet punktu mutācijas ne vienmēr izraisa fenotipa izmaiņas. Ir vairāki iemesli, kāpēc šādas mutācijas var neparādīties. Viens no tiem ir ģenētiskā koda deģenerācija. Olbaltumvielu sintēzes kods ir deģenerēts, t.i., dažas aminoskābes var kodēt vairāki tripleti (kodoni). Piemēram, aminoskābi leicīnu var kodēt seši tripleti. Tieši tāpēc, ja RNS molekulā kādu ietekmju dēļ triplets TsUU tiek aizstāts ar TsUC, TsUA ar TsUG, tad aminoskābe leicīns joprojām tiks iekļauts sintezētā proteīna molekulā. Tāpēc netiks bojāta ne proteīna struktūra, ne bioloģiskās īpašības.

Daba izmanto unikālu sinonīmu valodu un, aizstājot vienu kodonu ar citu, ievieto tajos vienu un to pašu jēdzienu (aminoskābi), tādējādi saglabājot savu dabisko struktūru un funkciju sintezētajā proteīnā.

Cita lieta, ja kādu aminoskābi kodē tikai viens triplets, piemēram, triptofāna sintēzi kodē tikai viens UGG triplets un nav aizvietojuma, t.i., sinonīms. Šajā gadījumā proteīnā ir iekļauta kāda cita aminoskābe, kas var izraisīt mutācijas pazīmes parādīšanos.

Aberāciju fāgos izraisa dažāda skaita nukleotīdu dzēšana (zaudēšana) no viena pāra līdz secībai, kas nosaka vienu vai vairākas vīrusa funkcijas. Gan spontānās, gan inducētās mutācijas iedala arī tiešās un reversās.

Mutācijām var būt dažādas sekas. Dažos gadījumos tie izraisa izmaiņas fenotipiskajās izpausmēs normālos apstākļos. Piemēram, plāksnīšu izmērs zem agara pārklājuma palielinās vai samazinās; neirovirulence palielinās vai samazinās noteiktai dzīvnieku sugai; vīruss kļūst jutīgāks pret ķīmijterapijas līdzekļa iedarbību utt.

Citos gadījumos mutācija ir letāla, jo tā izjauc dzīvībai svarīga vīrusam specifiska proteīna, piemēram, vīrusa polimerāzes, sintēzi vai darbību.

Dažos gadījumos mutācijas ir nosacīti letālas, jo vīrusam raksturīgais proteīns noteiktos apstākļos saglabā savas funkcijas un zaudē šo spēju neatļautos apstākļos. Tipisks šādu mutāciju piemērs ir temperatūras jutīgas - ts-mutācijas, kurās vīruss zaudē spēju vairoties paaugstinātā temperatūrā (39 - 42 ° C), vienlaikus saglabājot šo spēju normālā augšanas temperatūrā (36 - 37 ° C). .

Morfoloģiskās vai strukturālās mutācijas var attiekties uz viriona lielumu, vīrusu proteīnu primāro struktūru, izmaiņām gēnos, kas nosaka agrīnos un vēlīnās vīrusa specifiskos enzīmus, kas nodrošina vīrusa reprodukciju.

Atbilstoši to mehānismam mutācijas var būt arī dažādas. Dažos gadījumos notiek dzēšana, t.i., tiek zaudēts viens vai vairāki nukleotīdi, citos notiek viena vai vairāku nukleotīdu iekļaušana un dažos gadījumos viena nukleotīda aizstāšana ar citu.

Mutācijas var būt tiešas vai reversas. Tiešās mutācijas maina fenotipu, un reversās mutācijas (reversijas) to atjauno. Iespējamas patiesas reversijas, kad reversā mutācija notiek kopā ar primāro bojājumu, un pseidoreversijas, ja mutācija notiek citā bojātā gēna daļā (intragēna mutācijas nomākšana) vai citā gēnā (mutācijas ekstragēna nomākšana). Reversija nav rets notikums, jo revertanti parasti ir vairāk pielāgoti noteiktai šūnu sistēmai. Tāpēc, iegūstot mutantus ar noteiktām īpašībām, piemēram, vakcīnas celmus, ir jāņem vērā to iespējamā atgriešanās savvaļas tipā.

Vīrusi atšķiras no citiem dzīvās pasaules pārstāvjiem ne tikai ar savu mazo izmēru, selektīvo spēju vairoties dzīvās šūnās, iedzimtas vielas struktūras īpatnībām, bet arī ar būtisku mainīgumu. Izmaiņas var būt saistītas ar izmēru, formu, patogenitāti, antigēnu struktūru, audu tropismu, izturību pret fizikālām un ķīmiskām ietekmēm un citām vīrusu īpašībām. Izmaiņu cēloņu, mehānismu un rakstura nozīmei ir liela nozīme nepieciešamo vīrusu vakcīnu celmu iegūšanā, kā arī efektīvu vīrusu epizootiju apkarošanas pasākumu izstrādē, kuras laikā, kā zināms, vīrusu īpašības. var būtiski mainīt vienu no iemesliem vīrusu salīdzinoši augstajai spējai mainīt savas īpašības ir tas, ka šo mikroorganismu iedzimtā viela ir mazāk aizsargāta no vides ietekmes.

Vīrusu mutācijas var rasties ķīmisku izmaiņu rezultātā cistronos vai to atrašanās vietas secības pārkāpuma rezultātā vīrusa nukleīnskābes molekulas struktūrā.

Atkarībā no apstākļiem izšķir dabisko vīrusu mainīgumu, kas novērots normālos vairošanās apstākļos, un mākslīgos, kas iegūti daudzu īpašu pasāžu procesā vai pakļaujot vīrusus īpašiem fizikāliem vai ķīmiskiem faktoriem (mutagēniem).

Dabiskos apstākļos mainīgums neizpaužas visos vīrusos vienādi. Šis simptoms ir visizteiktākais gripas vīrusa gadījumā. Pangolīna vīruss ir pakļauts ievērojamai mainīgumam. Par to liecina liela skaita variantu klātbūtne dažādos šo vīrusu tipos un būtiskas izmaiņas to antigēnajās īpašībās gandrīz katras epizootijas beigās.

Gripas vīruss ir mutāciju čempions
Katru gadu ar smagu gripas formu slimo trīs līdz pieci miljoni cilvēku, no kuriem līdz 500 tūkstošiem mirst no pašas gripas vai tās komplikācijām (saskaņā ar Pēc PVO datiem). Gripas poti, protams, ievērojami samazina iespējamību saslimt. Tomēr

Atšķirībā no tādām slimībām kā masalas vai tuberkuloze, pret kurām imunitāte veidojas pēc pirmās saslimšanas vai vakcinācijas un saglabājas efektīva visu mūžu, daudzi cilvēki ar gripu saslimst gandrīz katru gadu.

Imunitātes efektivitāti nosaka tas, cik veiksmīgi imūnsistēma atpazīst un neitralizē infekcijas avotu – vīrusu vai baktērijas. Pirmoreiz inficējoties vai vakcinējot, imūnsistēma iemācās ražot antivielas – molekulas, kas saistās ar vīrusu daļiņām vai baktērijām un tās neitralizē. Kad antivielas ir ražotas, imūnsistēma uztur tās “darbā” visu atlikušo mūžu.

Tāpēc, ja cilvēks atkal inficējas ar to pašu infekciju, tiek iedarbināta imūnsistēma un infekcija tiek ātri neitralizēta. Tieši pēc šī principa darbojas vakcinācija pret masalām, tuberkulozi un citām slimībām. Kāpēc šis mehānisms neizdodas ar gripas vīrusu un kāpēc katru gadu no jauna jāvakcinējas pret gripu?

Tas ir divu iemeslu dēļ. Pirmā ir mūsu imūnsistēmas un vīrusa mijiedarbības īpatnība. Gripas vīrusa daļiņu virsma ir pārklāta ar divu proteīnu molekulām, ko sauc par hemaglutinīnu (HA) un neiraminidāzi (NA) (skatīt attēlu). Dažādi cilvēka gripas varianti tiek klasificēti pēc šo proteīnu veida, piemēram, H1N1 (1. tipa hemaglutinīns, 1. tipa neiraminidāze). Cilvēka imūnsistēma spēj ražot antivielas, kas veiksmīgi saistās ar šiem proteīniem. Problēma ir tā, ka šīs antivielas ir diezgan smalkas. Pat nelielas izmaiņas HA un NA struktūrā noved pie tā, ka antivielas zaudē spēju ar tām saistīties un neitralizēt vīrusu.

No imūnsistēmas viedokļa šādas jau zināma vīrusa modificētas versijas izskatās pēc pilnīgi jaunām infekcijām.

Otrkārt, vīruss nāk palīgā ārkārtīgi noderīgai (un mums kaitīgai) īpašībai - spējai ātri attīstīties. Tāpat kā visi citi organismi, arī gripas vīruss ir pakļauts nejaušām mutācijām. Tas nozīmē, ka pēcnācēju vīrusu ģenētiskā informācija nedaudz atšķiras no vecāku vīrusu ģenētiskās informācijas. Tādējādi mutācijas pastāvīgi rada jaunus HA un NA proteīnu variantus. Tomēr atšķirībā no augstākiem dzīviem organismiem un daudziem citiem vīrusiem gripa mainās ļoti ātri:

Lai uzkrātu tik daudz mutāciju, cik miljoniem gadu uzkrājas zīdītāju proteīni, gripas vīruss aizņem tikai dažus gadus vai pat mēnešus.

Tādējādi mēs varam novērot gripas vīrusa attīstību burtiski reāllaikā.

Dažas gripas mutācijas noved pie tā, ka imūnsistēma, kas “apmācīta” ar veco celmu, mutācijas vīrusu atpazīst sliktāk nekā nemutēto. Kamēr imūnsistēma efektīvi cīnās ar nemutētiem vīrusiem, mutanti vīrusi vairojas un inficē arvien vairāk cilvēku. Šis ir klasiskais dabiskās atlases process, ko atklāja Čārlzs Darvins.

Atlasi veic imūnsistēma, kas, lai gan mūs aizsargā, neviļus dara mums lāča pakalpojumu.

Pēc kāda laika - parasti divus līdz trīs gadus - vecais, nemutētais celms (vīrusa variants) pilnībā izmirst, un mutants vīruss kļūst par jauno dominējošo celmu. Lielākā daļa cilvēku imūnsistēmas iemācās tikt galā ar jauno celmu, un cikls atkārtojas. Šī "bruņošanās sacīkste" starp vīrusu un imūnsistēmu ir noritējusi gadu desmitiem.

Kā cīnīties ar gripu

Kā šajā gadījumā cīnīties ar gripu? Ir vairāki veidi, kā palīdzēt mūsu imūnsistēmai. Pirmkārt, tiek radītas pretvīrusu zāles, piemēram, oseltamivirs (pazīstams ar zīmolu Tamiflu) vai amantadīns, lai novērstu vīrusa vairošanos šūnās. Diemžēl vīrusi laika gaitā attīsta rezistenci pret šādām zālēm, izmantojot to pašu mutācijas un dabiskās atlases procesu:

Tādējādi gandrīz viss H1N1 apakštipa vīruss, kas cirkulēja 2009. gadā, izrādījās rezistents pret oseltamiviru (Tamiflu).

Otrkārt, zinātnieki cenšas iemācīt imūnsistēmu atpazīt mazāk gaistošās vīrusa daļas (es par to rakstīju).

Treškārt, zinātnieki cenšas prognozēt, kurš vīrusa celms nākamgad būs visizplatītākais. Ja mēs iemācīsimies to darīt, mēs varam pēc vajadzības “pārtrenēt” savu imūnsistēmu, iepriekš vakcinējoties pret celmu, kas dominēs nākamajā sezonā, un mūsu imunitāte iegūs priekšrocību bruņošanās sacensībā ar vīrusu. Patiesībā

Jau šobrīd Pasaules Veselības organizācija ik pēc sešiem mēnešiem atjaunina gripas vakcīnas sastāvu.

Tomēr dažreiz - reizi dažos gados - dominējošais celms nav tas, uz kura pamata tika izstrādāta vakcīna; šajā gadījumā vakcinācija ir mazāk efektīva. Tāpēc precīza celma prognozēšana, kas nākamgad būs visizplatītākā, ir viens no svarīgiem uzdevumiem cīņā ar gripu.

Mūsu grupa (Džonatans Dušofs, Džošua Plotkins, Georgijs Bazikins un Sergejs Krjažimskis) jau vairākus gadus ir pētījusi gripas vīrusa un citu organismu attīstību. Mūsu sadarbība sākās Prinstonas Universitātē profesora Saimona Levina laboratorijā, kura absolventi mēs bijām gadu gaitā. Jau no paša sākuma mūs interesēja gan praktiski jautājumi (kā visefektīvāk prognozēt nākamo dominējošo celmu), gan fundamentāli evolūcijas jautājumi, piem.

vai gripas attīstība ir virzīta vai nejauša.

Mūsu jaunākā sadarbības projekta mērķis bija noteikt attiecības starp mutācijām, kas notiek dažādās HA un NA proteīnu daļās. Lieta ir tāda, ka vienai un tai pašai mutācijai, piemēram, HA proteīnā, vīrusam var būt ļoti atšķirīgas sekas atkarībā no tā, vai mutācijas ir notikušas citās tā paša proteīna daļās. Piemēram, mutācija A ļauj vīrusam kļūt “neredzamam” imūnsistēmai tikai tad, ja tā ir savienota pārī ar mutāciju B, savukārt katra mutācija pati par sevi ir vīrusam bezjēdzīga. Šādus mutāciju pārus, ko sauc par epistatiskām, var noteikt, analizējot statistiskos modeļus vīrusa ģenētiskajās sekvencēs. Tā mēs arī izdarījām.

Šāda analīze ir kļuvusi iespējama tikai pēdējos gados, kad “sekvencēšanas”, tas ir, ģenētisko secību identificēšanas, izmaksas ir strauji samazinājušās.

Datubāzē reģistrēto gripas vīrusa ģenētisko secību skaits pēdējo piecu gadu laikā pieaudzis vairāk nekā sešas reizes, sasniedzot 150 tūkstošus. Šis datu apjoms ir pietiekams, lai noteiktu epistātiskus mutāciju pārus, kas gripas vīrusā notikuši pēdējo 100 gadu laikā.

Izrādās, ka gripas epistatisko mutāciju skaits ir diezgan liels, tas ir, tikai ļoti specifiski vīrusa varianti, kas iegūst nepieciešamās mutāciju kombinācijas, var izvairīties no imūnsistēmas uzbrukuma vai iegūt imunitāti pret pretvīrusu zālēm. Piemēram, imunitāte pret narkotiku oseltamiviru 2009. gadā parādījās tikai vīrusiem ar vismaz trim specifiskām mutācijām NA proteīnā.

No praktiskā viedokļa fakts, ka gripas vīrusa mutācijas ir epistātiskas, ļauj cerēt, ka tuvākajā nākotnē mēs iemācīsimies paredzēt turpmākās mutācijas no iepriekšējām. Kamēr vīruss "samontēs" visas nepieciešamās mutācijas veiksmīgai kombinācijai, mēs ar visu kombināciju varēsim izstrādāt jaunu vakcīnu pret celmu, kas izplatīsies tikai pēc vairākiem mēnešiem vai pat gadiem.

Lai noteiktu konkrētas mutācijas panākumus kombinācijā ar citām, ir precīzi jāsaprot, kā notiek mijiedarbība starp mutācijām

un kā tie kopā un atsevišķi ietekmē HA un NA proteīnu struktūru, kā arī saprast, kā imūnsistēma reaģē uz šo proteīnu modificētajām versijām. Tagad šie jautājumi tiek aktīvi pētīti, īpaši Džošua Plotkina grupā Pensilvānijas Universitātē, ar kuru mēs aktīvi sadarbojamies, kā arī citās grupās.

Gripas vīruss. Kāpēc viņš mutē?

Katrs seši no desmit klīnikā reģistrētajiem slimajiem bērniem un četri no desmit pieaugušajiem slimo ar gripu (skaidrs, ka šie dati nebūt nav pilnīgi: ne visi iet pie ārsta!). Ne tikai tas, ka gripa "uzmundrina" sirds un asinsvadu un plaušu slimības. Smagais kaitējums cilvēku veselībai padara šo problēmu ārkārtīgi akūtu.

Vīrusi izraisa simtiem dzīvnieku, augu un pat baktēriju slimību. Tās izraisa lielāko daļu mūsdienu cilvēku infekcijas slimību, un starp tām ir tādas briesmīgas slimības kā bakas, trakumsērga un poliomielīts.

Vīruss ir ļoti mainīgs un pielāgojas videi. Šīs mainīguma būtība tika atšifrēta salīdzinoši nesen. Vīrusa “ārējais tērps” — tā “ārējais” vai, precīzāk, “ieejas” tērps – ir ārkārtīgi praktisks. To varētu saukt arī par “medību” tērpu: tas ir lieliski piemērots medību būriem. Uzvalks ir “šūts” no diviem galvenajiem proteīna materiāliem – hemaglutinīniem (ar to palīdzību vīruss piestiprinās pie upura šūnas virsmas) un neiraminidāzēm (kuru fermenti noņem aizsargu pie cietokšņa vārtiem, kad vīrusam ir jāiekļūst šūnā un pēc tam iziet no tā).

Bet organisms ar vīrusu saskaras arī “ar apģērbu”: tieši proteīna apvalks ir aizsargspēku pielietojuma sfēra. Tiklīdz tiek izmainīta vismaz daļa vīrusa proteīna apvalka, iepriekš ražotās antivielas vairs nav derīgas.

Tātad, kāpēc gripas vīruss mutē?
Ir divi pretēji viedokļi par gripas vīrusa mainīguma raksturu.

Šeit ir pirmais.

Laboratorijas eksperimentos jutīgās šūnas tika inficētas ar gripas vīrusu, kas satur dažādas neiraminidāzes. Rezultātā ieguvām ne tikai precīzas oriģinālo vīrusu kopijas, bet arī vīrusus ar pārkārtotiem fragmentiem. Šādas pārkārtošanās (rekombinācijas) mehānisms ir vairāk vai mazāk skaidrs.

Gripas vīrusa nukleīnskābes virkne sastāv no astoņiem atsevišķiem fragmentiem. Katrs no tiem ir salīdzinoši viegli nomaināms... Ja mainās kāds nukleīnskābes fragments, vīrusa apvalkā uzreiz mainās atbilstošais proteīns.

Bet no kurienes nāk šie jaunie fragmenti? Šķiet, ka viņiem nav no kurienes nākt.

Šis jautājums pētniekus mulsināja. Šķita, ka tas noveda strupceļā. Līdz sākām pētīt dzīvnieku un putnu gripu. Izrādījās, ka starp mājas un savvaļas dzīvniekiem cirkulē vīrusi, kas atgādina cilvēka gripas patogēnu. Īpaši daudzi no tiem bija izolēti no putniem, tostarp migrējošiem. Izdalīti dažāda veida gripas vīrusu hibrīdi, piemēram, no pīlēm atrasts cilvēkiem līdzīgs gripas vīruss.

Lūdzu, ņemiet vērā: putnu vīrusi satur visu veidu neiraminidāzes, kas sastopamas cilvēkiem un citiem zīdītājiem. Piemēram, neiraminidāze no vīrusiem, kas cirkulēja no 1933. līdz 1957. gadam, kā arī neiraminidāze no tā sauktās “Āzijas” gripas, kas parādījās pēc 1957. gada.

Tā radās pieņēmums: gripas vīrusa mutācija ir saistīta ar organismu attiecībām dabā un gripas vīrusu apmaiņu starp cilvēkiem un dzīvniekiem. Šo hipotēzi apstiprina arī fakts, ka pašlaik cirkulējošo cilvēku gripas vīrusu varianti ir izolēti cilvēkiem un putniem.

Tomēr tas nav nekas vairāk kā minējums. Lai gan laboratorijas eksperimentos tiek iegūtas cilvēku un dzīvnieku vīrusu rekombinācijas, dabā šādas parādības neviens nav novērojis. Nav skaidrs, kā jauni vīrusa varianti, ja tie rodas dzīvniekiem, var inficēt cilvēkus. Lai to noskaidrotu, būs jāpieliek lielas pūles.

Šī hipotēze izskatās loģiska, harmoniska un tāpēc ļoti pievilcīga. Viņai ir daudz atbalstītāju. Taču citi zinātnieki uzskata, ka nav iespējams meklēt gripas mainīguma cēloņus mijiedarbībā ar dzīvnieku pasauli. Jā, dabā un laboratorijas mēģenēs var atrast cilvēku un dzīvnieku vīrusu hibrīdus. Bet tie nav dzīvotspējīgi un nav tik agresīvi.

Otrā viedokļa piekritēji pievēršas cilvēka ķermenim. Katrs meklē tur, kur cer to atrast. Un, kas ir pats pārsteidzošākais, viņš to atrod! Speciālie pētījumi apstiprinājuši: gados vecāku cilvēku asinīs ir antivielas pret gripas patogēniem, kas cirkulē jau ilgstoši vai vēl necirkulē!

Bet vaļu, pīļu, cūku un daudzu citu dzīvnieku pasaules pārstāvju pētījumi mūs, šķiet, pārliecina, ka viens un tas pats gripas vīruss (ar to domāts tā nukleīnskābe - patogēns princips) ir sastopams dažādās dzīvības valstībās?..

Papildus lielām, pamanāmām izmaiņām vīrusa proteīna izskatā (tās saistītas ar viena no iedzimtā aparāta fragmenta nomaiņu) gadu no gada tiek novērotas arī mazāk pamanāmas, bet progresējošas hemaglutinīnu izmaiņas. Zinātnieku piedāvātie skaidrojumi par šo olbaltumvielu novirzi tiek eksperimentāli pārbaudīti.

Kā ar patiesību? Viņa, kā parasti, ir kaut kur pa vidu. Tiklīdz mūsdienu zinātņu krustcelēs izdosies uzcelt harmonisku un harmonisku pamatotas gripas teorijas ēku, visi novērojumi iegūs vienīgo patieso jēgu mūsu prātos un ieņems savu īsto vietu starp citiem faktoriem. Visticamāk, saplūdīs arī ekstrēmi viedokļi. Tas ir noticis ne reizi vien, kad kaislīgi patiesības meklētāji strīdējās.

Instrukcijas

Zinātnieku interesi par gripu, pirmkārt, izraisa fakts, ka, neskatoties uz visu mūsdienu medicīnas progresivitāti, absolūti efektīvs līdzeklis pret šo slimību nav atrasts. Tāpat kā pirms daudziem gadiem cilvēki slimošanas laikā lieto dažādus “vecmāmiņas” līdzekļus, piemēram, dzer lielu daudzumu šķidruma, medu, dažādus augu uzlējumus u.c. Jā, mūsdienās ir daudz medikamentu, kas spēj uzlabot ar gripu inficēta cilvēka imunitāti un vispārējo pašsajūtu, tomēr tās nav absolūta panaceja. Pat ar vakcināciju ne vienmēr ir iespējams izvairīties no infekcijas. Pārsteidzoši, gripa medicīnas zinātniekiem joprojām ir "neatzīmēta teritorija".

Iespējams, ka visefektīvākās zāles vēl nav atrastas gripas vīrusa pastāvīgās mutācijas dēļ. Bet vai tas notiek? Uz šo jautājumu nav iespējams precīzi atbildēt, taču vīruss, tāpat kā jebkurš cits dzīvs organisms dabā, cenšas izdzīvot un pielāgoties jauniem eksistences apstākļiem. Visticamāk, tieši šī vēlme izraisa gripas vīrusa izmaiņas, iegūt dažādas formas, kas ir izturīgākas pret dažādām ietekmēm.

Mūsdienās zinātnieki identificē divus ceļus, ko gripas vīruss var veikt savos mutācijas procesos, tos sauc par “antigēnu novirzi” un “antigēnu maiņu”. Jebkurš organisms, kas mēģina notvert gripas vīrusu, sāk nodrošināt visu iespējamo pretestību pret to. Šajā gadījumā tiek ražotas īpašas antivielas, kuru uzdevums ir likvidēt gripas vīrusu un atbrīvot ķermeni. Tomēr gripas vīruss sāk pretoties šādam uzbrukumam, tas spēj mainīt savu struktūru, lai pretotos antivielām. Šādas cīņas rezultātā veidojas jaunas, līdz šim nezināmas gripas formas. Tāpēc šie mutācijas procesi ir “antigēni”. Pēc mutācijas organisma ražotās antivielas vairs nerada nekādus draudus jaunajai vīrusa formai. Pateicoties tam, gripa viegli pārvar imūnsistēmas barjeras un sāk savu postošo darbību organismā.

Pirmā veida gripas mutācija, “drift”, nenotiek uzreiz, vīruss mainās pakāpeniski, un tāpēc tas nerada īpašu bīstamību organismam, parasti imūnsistēma joprojām tiek galā ar slimību. Tomēr otrais mutācijas veids - "nobīde" - ir ļoti nopietna. Vīruss pēc iespējas īsākā laikā spēj būtiski mainīt savu struktūru, veidojot jaunas ģenētiskas kombinācijas. Tieši otrā veida mutācijas dēļ parādījās tādas biedējošas gripas šķirnes kā “putns” un “cūka”. Ar tik strauju vīrusa struktūras maiņu imūnsistēmai praktiski nav izredžu cīņā, jo antivielām vienkārši nav laika ražot. Šajā gadījumā vīruss spēj izplatīties ļoti ātri, un sākas epidēmija, kas var prasīt daudzu cilvēku dzīvības.