Факультет

Студентам

Посетителям

Форма, величина и химический состав вирусов

Способность вирусов проходить через бактериальные фильтры служит показателем малых размеров их частиц.

Вирусные частицы настолько малы, что их нельзя увидеть в обычные оптические микроскопы. Их можно видеть только при помощи электронного микроскопа, дающего увеличение в десятки и сотни тысяч раз. При помощи электронного микроскопа, ультрафильтров, ультрацентрифугирования и других современных средств исследования установлено, что вирусы очень разнообразны по форме, размерам и химическом составу.

По форме частиц одни вирусы представляют собой более или менее сферические образования (вирус верхушечного хлороза махорки), иногда угловатые (вирус кольцевой пятнистости табака). Многие вирусы представлены палочковидными частицами (вирус табачной мозаики). Реже встречаются нитевидные, изогнутые вирусные частицы (вирус полосатости гороха) и в виде головки с хвостиком (у многих бактериофагов).

Размеры вирусных частиц измеряют обычно в миллимикронах. Диаметр шарообразных вирусных частиц составляет: вируса желтой мозаики турнепса 20 ммк, вируса столбура пасленовых — до 40 ммк, а вируса бронзовости томата— 90 ммк. Размеры палочковидных частиц больше: вируса мозаики редиса 25×105 ммк, вируса мозаики табака — 15×280 ммк, вируса желтухи свеклы— 10×1250 ммк.

Когда научились выделять вирусы в форме определенных химических веществ из пораженных растений, стало возможным изучение химического состава, физических свойств и химической природы их активности. В настоящее время многие из этих вопросов хорошо изучены.

Химические анализы очищенных вирусов показали, что многие из них как растительные, так и животные являются нуклеопротеидами. В качестве компонентов некоторых вирусов, особенно животных, были обнаружены липидные вещества; в некоторых вирусах удалось обнаружить в небольших количествах и другие компоненты различной химической природы. Однако главной особенностью химического состава всех вирусов является постоянное присутствие в них нуклеиновой кислоты и белка, по-видимому, в специфических комбинациях. Белки и нуклеиновые кислоты различных вирусов имеют характерный состав, который отличает их от других вирусов. В последнее время американским ученым удалось показать, что белковая часть вируса состоит из большого числа мелких структурных субъединиц, расположенных в определенном порядке.

В составе вирусов находится рибонуклеиновая (РНК) или дезоксирибонуклеиновая (ДНК) кислота. РНК характерна для вирусов, встречающихся в высших растениях (фитопатогенных вирусов); ДНК содержится в вирусах, поражающих бактерии, и в некоторых вирусах, поражающих животных. Относительное содержание их в разных вирусах неодинаково и постоянно. Например, в вирусе табачной мозаики РНК составляет около 6% общей массы вируса (Р. Г. Вильямс, 1963), в вирусе мозаики озимой пшеницы РНК содержится 1,3% (Р. М. Вагер и др., 1962).

В настоящее время с помощью электронного микроскопа и рентгеноструктурного анализа стало возможным выяснение особенностей тонкого строения вирусных частиц, расположение компонентов вирусов и создание модели строения отдельных вирусов. Особенно хорошо в этом отношении изучен вирус табачной мозаики, для которого сконструирована модель, дающая представление о его строении.

Палочковидная частица вируса табачной мозаики представляет собой цилиндр (15×300 ммк), стенка которого образована большим числом мелких субъединиц белковой части, расположенных по спирали вокруг оси. Структура повторяется через каждые 69 А в осевом направлении, и каждый осевой период содержит 49 субъединиц, распределенных на протяжении трех витков спирали с шагом, равным 23А. В центре спирального расположения имеется полый канал диаметром 35—40 А, и каждая субъединица является выростом внутренней и внешней его поверхности. Рибонуклеиновая кислота расположена во внутренней области цилиндра на расстоянии 43 А от центра оси сечения и погружена глубоко в массу белков.

Одним из свойств вирусов является их способность образовывать кристаллы в естественных условиях внутриклеточной жизни или в искусственной среде. Первые кристаллические включения обнаружены в клетках листа табака, пораженного мозаичной болезнью (Д. И. Ивановский, 1902), а позднее У. Стенли (1935) выделил вирус табачной мозаики в виде паракристаллического препарата. Современные биохимические методы позволяют выделять вирусы из сока больного растения, очищать и получать их даже в кристаллическом виде.

В настоящее время кристаллические и паракристаллические (имеющие только два измерения) включения найдены у многих вирусов, поражающих растения. Например, у вируса некроза табака кристаллы имеют форму бипирамиды, а у вируса кустистой карликовости томата они в виде додекаэдра. Часто вирусные кристаллы имеют форму восьмигранников, тонких игл, шестиугольных пластинок и даже образуют веретеновидные кристаллы.

Способность вирусов при известных условиях переходить в кристаллическое состояние не снижает их паразитическую активность. Полученные в кристаллическом виде вирусы не теряют вирулентности и при введении их в здоровые растения вызывают ту болезнь, которой было заражено растение, послужившее источником для получения сока и кристаллов.

Важнейшим свойством вирусов является способность воспроизводить свои собственные специфические структуры при существовании в определенных живых клетках, способность к размножению. Размножаются фитопатогенные вирусы только в живых клетках восприимчивых растений-хозяев, а также в изолированных тканях растений, растущих на питательных средах. Попав в восприимчивый организм, вирус размножается в нем с колоссальной быстротой. Например, через четыре недели после заражения табака вирусом табачной мозаики количество этого вируса в табаке увеличивается в миллион раз.

Фитопатогенные вирусы при размножении в живых клетках растения-хозяина претерпевают цикл развития, включающий качественно различные фазы. У хорошо изученного вируса табачной мозаики выделяется вегетативная фаза, в течение которой происходит размножение вируса, и фаза покоя, когда прекращается размножение и частицы приобретают свойство к сохранению и распространению в природе. В вегетативной фазе вирус неинфекционен или слабо инфекционен, а в фазе покоя вирус является высоко инфекционным (Сухов, 1956).

Не обладая способностью размножаться вне живого растения, некоторые вирусы могут длительное время сохраняться в мертвых, сухих остатках растений и в почве, не теряя жизнеспособности. Так, например, вирус табачной мозаики сохраняет свою активность в сухих листьях и стеблях больных растений в полевых условиях в течение 3—4 лет, а в сухом табаке — до 50 лет. В то же время отдельные вирусы обладают слабой устойчивостью и сохраняют свою инфекционность в выжатом соке растений всего несколько минут и быстро теряют активность при высушивании растений. Например, вирусы бобовых растении, закукливаиия злаков, скручивания листьев картофеля.

По отношению к температуре различные вирусы обладают различной стойкостью и различным порогом инактивации. Одни вирусы характеризуются малой устойчивостью к высоким температурам и теряют инфекционные свойства уже при 60—75° С (вирус огуречной мозаики, вирус мозаики фасоли). Другие вирусы отличаются большей стойкостью к нагреванию. Например, вирус обыкновенной табачной мозаики сохраняет активность при нагревании до 90° С; низкую температуру (даже ниже 0°) все вирусы переносят очень легко, не утрачивая прежних свойств.

Важное свойство вирусов — способность не терять активности при высоких степенях разбавления. При определенной степени разведения вируса водой порядка 1 : 10-9 он сохраняет свою активность. Вирус обыкновенной мозаики табака выдерживает предельное разведение в 1 : 10-9, вирус кольцевой пятнистости томата — 1 : 10-7, некроза табака — 1 : 10-7. Более высокие степени разбавления приводят к ослаблению вируса, к снижению количества заразившихся растений. Большая устойчивость к неблагоприятным условиям способствует сохранению вируса, когда он находится вне организма хозяина.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: