1 Умумий вирусология. Вирусларнинг тузилиши, классификацияси. Вирусларни ўстириш усуллари. Бактериофаглар. Вируслар жуда кичик микроорганизмлар бўлиб одамлар, ҳайвонлар, ўсимликлар ва хатто бактерияларда касаллик чақирувчи қўзғатувчилардир. Улар ўзларининг тузилиши, кўпайиши ва бошқа хусусиятлари билан бактериялар, спирохеталар, микроскопик замбуруғлар, микроорганизмлар, хламидиялар ва риккетсиялардан кескин фарқ қилади. Шу сабабли ҳам улар микродунёда алоҳида шоҳликка ажратилганлар. Вирусология фанининг тарихи ўзига хос бўлиб, вируслар кашф қилинмасдан қарийб 100 йил олдин вирус келтириб чиқарган чинчечак касаллигига қарши инглиз врачи Э.Джженер вакцина олган ва қўллаган. Иккинчи олим Л.Пастер вируслар кашф қилинмасдан 7 йил олдин қутириш касаллигига қарши муваффақиятли равишда вакцина олди ва қўллади. 1890 йилларда Россиялик олим Д.И. Ивановский тамаки барги касаллигини ўрганиб, бу касалликни жуда майда организмлар чақиришини ва касалликни юқумли эканлигини исботлаб берди, лекин касаллик қўзғатувчисини топа олмаган. Ивановский Д.И. қуйидаги тажрибани ўтказган: тамаки барги ширасини ажратиб, уни тоза баргларга юқтирганда касаллик келтириб чиқарган, шундан сўнг барг ширасини бактериологик фильтрдан ўтказади, бактериялогик фильтрдан ўтган модда яна касаллик келтириб чиқарган. Бу тажрибадан сўнг қуйидаги хулосаларга келади: 1. Тамаки барги касаллигининг қандайдир тирик кўзга кўринмайдиган, бактериялардан ўлчами кичик организмлар келтириб чиқаради. 2. Бу организмлар бактериологик фильтрда ушланиб қолмай, балки ўтиб кетар экан. 2 3. Суньий озиқли муҳитларда ўcмас экан. 4. Юқумли эканлиги ИВАНОВСКИЙ Д.И Бу микроорганизмлар фильтрдан ўтишини, сунъий озик мухитларда ўсмаслигини исботлаб, у янги қўзғатувчини фильтрланадиган бактериялар деб атади. Шундан кейин 1898 йилда Голландиялик олим М.В.Бейеринк Ивановскийнинг тажрибасини қайтарди ва тамаки мозаикаси касалини қўзғатувчи суюқ тирик нарса дейди. Ивановский бу хулосага қўшилмайди. Шу пайтларда Ф. Леффлер ва П.Фрош деган олимларнинг илмий ишлари босилиб чиқади, бунда улар шуни аниклашганки, ящур касалининг қўзғатувчиси хам шу бактерия фильтридан ўтиб кетган. Шунда Ивановский шундай хулосага келди: ящур билан тамаки мозаикаси қўзғатувчилари бир-бирига ўхшаш. Бу қўзғатувчилар асосида қилинган тажрибалар юзасидан Ивановский 1888 йилда «Тамакининг икки касали хақида» деб номланган диссертациясини ёқлади. 1892 йилда эса шу ном билан номланган китоби чиқади ва шу йилни вирусларни очилган йили деб хисобланди. Демак Ивановский ўсимликлар вирусини очган бўлса, Леффлер ва Фрошлар хайвонларда касаллик келтириб чиқарувчи вирусларни очиб беришди. 1917 йилда эса Д.ЭРЕЛЛЪ биринчи маротаба бактериофаг - бактерияларни бузувчи вирусларни аниқлади. Шундай килиб, вируслар ўсимликларда, хайвонларда, бактерияларда касаллик чақирар экан. Вирус - сўзи захар деган маънони англатади, бу сўзни Л.Пастер аниқлаган, кейинчалик вирусни «ультавирус», «фильтрланувчи вирус», кейин эса қискартирилиб «вирус» деб аталди. Вирусология фанини ривожланишидаги даврлар. 1 давр. XX асрнинг 30-40 йилларида вирусларни аниқлаш учун эксперимент модель бўлиб лаборатория хайвонлари хисобланди. Буларга сичқонлар, каламушлар, қуёнлар ва бошқалар булиб, буларда асосан rpипп вируси ўрганилди. 1940 йилларда яна ўстириш учун товуқ эмбриони хам қўлланилди -бунда грипп вируси яхши ўсиши аниқланди. Австралия вирусологи ва иммунологи Бернетанинг «Вируслар худди организм» (вируслар хам организмлардир) деган китоби чиқади. 1941 йилда америкалик вирусолог Херст томонидан гемагглютинация реакцияси 3 аниқланиб, бунда вируслар билан хужайра ўртасидаги таъсирни грипп вируси билан эритроцит орасида аниқлаб берди. 2 даврда вирусология тарихида катта вокеа юз берди - сунъий шароитда хужайрани устириш мумкинлигини аниклашди. 1952 йилда Эндерс, Уэллер, Роббинс деган олимлар шу хужайра культураси юзасидан Нобуль мукофотини олишади. Вирусологияда хужайра культурасини ишлатилиши янгидан-янги вирусларни аниклашда, уларни идентификация килишда, хужайра билан узаро таъсирини аниклашда жуда катта фойда бўлади. Шундан кейин культурадан вакциналар тайёрланди. М: полиомиелит вакцинаси. Буни америкалик олимлар Солк ва Сейбин ва совет олимлари Чумаков ва Смородинцевлар биргаликда улдирилган ва тирик полиомиелит вакциналарини ишлаб чикишди. 3 давр. 1960 йилларда молекуляр биологиянинг (вирусларни молекуляр даражада ўрганиш) асосий методлари ишлаб чиқилди. Бунда вирусларнинг тузилиши, уларнинг хужайрага кириш йўллари ва методлари ўрганилди. 4 давр. 1970 йилларда эса субмолекуляр тушунчалар — янгиликлар очилди, бунда бунда нуклеин кислоталар ва оксилларни бирламчи структураси ўрганилди. РНК тутувчи ва ДНК тутувчи вирусларни аниклашди. Бундан ташқари шу вактларда медицина вирусологиясида хам янгиликлар очилди. Одамлар орасида кўп учрайдиган 3 хил касаллик - грипп, рак, гепатит - вируслари ўрганилди. Хар доим қайталаб пандемия чақирувчи гриппнинг сабаби аниқланди. 1972 йилда янги молекуляр биология бирлашиб ген инженериясига йўл очилди. Биринчи марта вирусология лабораторияси 30-йилларда ташкил топган. Вирусларнинг келиб чикиши. Вируслар келиб чикиши тўғрисида хар хил тахминлар бор. Баъзи бир авторларнинг айтишларича бактерияларнинг ёки бир хужайрали организмларнинг энг охирги пайдо бўлган натижасидир. Буни регрессив эволюция гипотезаси деб юритилади. Бу хам вирусларнинг генетик материалини икки хиллигини, дисьюнктив бўлиниш сабабларини, хужайрасиз тузилишга эга эканлигини, оқсил синтез қилувчи системасининг йўқлигини аниқлаб бера олмаган. 4 Иккинчи гипотеза бўйича вируслар хужайрали хаёт бошлагунча пайдо бўлган кадимги авлодлар дейилади. Бу хам кўп саволларга жавоб (бера олмайдиган гипотеза хисобланади. Шундай хулосага келинганки, вирусларнинг хар хил группалари тарихда хар хил вақтда хужайранинг хар хил генетик элементларидан пайдо бўлган. Вируслар классификацияси Номланиши (номенклатура) - кўпчилик вирусларни номлашда улар чақирган касалликлар (герпес вирус) ёки вирус биринчи ажратиб олинган жой. (коксаки вируси), камроқ холларда ажратиб олинган олимлар номи (Эпштейн Барр вируси) қўлланилади; ёки уларни эпидемиологик тавсифи (арбо вируслар) ишлатилиши мумкин. Таксономияси (критерии) 1. Нуклеин кислоталарни гомологлиги. 2. Морфологияси, ўлчами ва формаси. 3. Ташқи қобиғини бор йўқлиги. 4. Нуклеокапсидни симметрия типлари. 5. Нуклеин кислоталарни тавсифи. Хозирги кунда вируслар ушлаган нуклеин кислоталар турига қараб қуйидагича классификацияланади. 1. ДНК сақловчи вируслар 2. РНК сақловчи вируслар. Вирусларни ўлчами, морфологияси асосий хусусиятлари. Вирусларни размери бир-бирларидан жуда катта фарқ қилиб, ҳар хил размерлари учрайди. 8-10 нм 350-400 нмгача бўлиши мумкин. Вируслар катталиги нанометрларда ўлчанади (нм). 1 нм = 1/1000 микрометр = 1/1000000 нанометр. Вируслари размерларини аниқлашда қуйидаги усуллар қўлланилади: 1. Ҳар -хил размерли махсус фильтрлар ёрдамида ультрафильтрация қилиш усули 2. Ультрацентрифуга қилишдан фойдаланиш (25000, 30000, 80000 оборотда). Бу усулда вируслар размерларига қараб чўка бошлашади (седиментация). 3. Вирионларни суюқликларда диффузия қилиш йўли орқали аниқлаш. 5 4. Электрон микроскоп орқали расмга тушириш йўли билан. 5. Турли гистохимик йўллар орқали (бўяш ва найли размерини аниқлаш). Одатда касаллик чақирувчи касалларни энг кичиги энтеро вируслардир (17-25 нм), ўртача грипп вируси (100-200 нм), энг каттаси чинчечак вируси (250-300 нм). Вирусларни морфологияси структураси. Вирусларни шакли жиҳатидан бир неча группаларга бўлинади: 1. Шарсимон - грипп, парагрипп, япон эцефалит вируслари ва бошқа вируслар. 2. Таёқчасимон - тамаки барги касаллигини чақирувчи вирус, картошкада касаллик чақирувчи вирус. 3. Ипсимон - грипп вируси. 4. Ўқсимон - қутириш касаллиги вируси. 5. Кўпайган формада - чинчечак вируси. 6. Сперматозоид шаклидаги вируслар - бактериофаглар ва тубан ўсимликларда яшайдиган вируслар. Вирусларнинг катта кичиклигига ва турли шаклга эга бўлишидан қаътий назар уларни тузилишида иккита асосий компонент қатнашади нуклеин кислотаси ва оқсил. Нуклеин кислотаси ва ташқи томонидан оқсил парда ўраб туради ва бу “капсид” деб аталади ёки нуклеин кислотаси билан бирикиб нуклеокапсидни хосил қилади. Баъзи холларда вирус фақат нуклеин кислотаси билан оқсилдан иборат бўлиб, “яланғоч” вирус деб аталади (буларга тамаки барги касаллигини вируси, аденовируслар киради), иккинчи хил вируслар ёпқич қаватли, яъни устки томондан яна бир оқсил қават бўлиши мумкин, буни суперкапсидли ёки мураккаб тузилишли вируслар деб аталади. Вирусларни химиявий таркиби. Вируслар тузилишига караб 2 та группага бўлинади: 1. Оддий тузилишга эга бўлган вируслар;ва 2. Мураккаб тузилишга эга бўлган вируслар. Оддий вируслар нуклеин кислотаси (РНК ёки ДНК) ва оқсил қавати капсиддан ташкил топган. Нуклеин кислотасини ўраб турган оқсил қавати нуклеокапсид дейилади. Капсид нуклеин кислотасини ташқи мухит таъсиридан сақлайди. 6 Мураккаб вируслар капсиднинг ташқарисидан яна битта кават суперкапсид хосил килади. Суперкапсидни оқсиллардан ташқари углеводлар, липидлар, ферментлар ташкил қилади. Бундан ташқари капсидлар вирусларнинг хужайрага адсорбция бўлишида, вируснинг антиген ва иммуноген хусусиятлари шу капсид билан боғланган. Икки ипли ДНК — бу хужайра геноми бўлиб, наслдан-наслга ўтадиган информацияни саклайди ва репликация қилади. Бир ипли РНК 3 синф молекуласидан иборат: 1. Информацион РНК (и-РНК) - геномларнинг транскрипцияси натижасида пайдо булган ва геномда жойлашган информацияни хужайранинг оксил синтезловчи аппаратига етказади. 2. Рибосомали РНК (р-РНК) рибосомаларнинг структур элементларидан иборат. 3. т-РНК - булар аминокислоталарни оксил синтезловчи аппаратга етказиб беради. Вирусларнинг хужайрадан фарки битта нуклеин кислотаси тутади -ДНК ёки РНК. ДНК хам, РНК хам наслий информацияни сакловчи хисобланади, шундая килиб булар геном вазифасини бажаради. Вирусларнинг нуклеин кислоталари хар хил формага эгалиги билан характерлидир. Вирус геноми бир ипли ва икки ипли РНК ва ДНК дан иборат. Бактерия хужайрасида РНК фақат бир ипли бўлади. Демак вирус таркибида ёки PHK ёки ДНК, оқсиллар - булар капсид ва суперкапсид таркибида (суперкапсидни пеплос - (rpeк.peplos - покров, мантия) деб хам аталади, бундаги оқсилларни пепломерлар дейилади), углеводлар -углевод бирикмалар вирусларда гликопротеид таркибида бўлади. Углеводли бирикмалар гликопротеиддаги оксил структурасида ва функциясида роль ўйнайди. Яна вирусда липидлар учрайди, булар мураккаб тузилган вирусларнинг суперкапсидида (липопротеид каватида) учрайди. Липид компонентлари вирус бўлакчасининг структурасини тутиб туради (махкамлаб туради). Баъзи бир вирусларнинг вирионларида ферментлар топилган, шу ферментлар ёрдамида хужайра ташқарисига (юзасига) адсорбцияланади ва уларда кўпаяди. 7 Вируслар куйидаги ўзига хослик билан фарқланади: 1. Хужайра тузилишига эга эмас 2. Жуда майда ва электрон микроскопда кўрилади 3. Ўзида факат битта нуклеин кислотаси ёки ДНК, ёки РНК тутади. 4. Ўзида хусусий модда алмашиниш бўлмайди, булар облигат хужайра ичидаги паразит хисобланади. 5. Дисъюнктив (узилиб-узилиб) йўли билан кўпаяди (репродукция). 6. Сунъий хужайрасиз озик-мухитларда ўсмайди. Вируслар 3 хил формада - кўринишда бўлиши мумкин 1. Хужайра ташқарисида (интакный)-вирион 2. Хужайра ичида, актив формаси- вирус 3. Провирус кўринишида - хужайра билан биргаликда келади ва хужайра геноми билан бирикади. Вируслар катта-кичиклигига караб 3 та группага булинади: 1. 15-25 нм-майда вируслар (энтеровируслар) 2.100 – 120 нм – ўрта катталикдаги вируслар (грипп) 3. 250-300 нм - катта вируслар (чечак вируси) Вирусларнинг хужайра билан узаро таъсири кйидаги стадияларда yтaди: Iфаза Вируснинг хужайрага адсорбцияланиши. 2. Вируснинг хужайра ичига кириши 3. Хужайрада вируснинг ечиниши ёки оқсил қобикдан холос бўлиши II фаза 4. Транскрипция ' 5. (Трансляция) информацион РНК трансляцияси 6. Геномларнинг репликацияси (геномларининг кўпайиши) 7. Вируснинг компонентларининг йиғилиши IIIфаза 8. Вируснинг хужайрадан чиқиши Вирусларнинг хужайра билан ўзаро таъсири адсорбция - яъни вирус бўлакчасининг хужайра юзасига ёпишиши билан бошланади. 8 Адсорбция процессида вирус оқсили билан хужайра юзасидаги рецепторлар спецификликка ёки алохидаликка эгадир. Вирус оқсили хужайра рецепторларига тегишли бўлганда ёки мос келсагина, хужайра юзасига ёпишади, яъни адсорбцияланади. Шундай вирус оқсилини ' ёпиштирувчи оқсил дейилади. Рецепторлар хар хил химиявий моддалардан иборат: оқсиллар, оксидларнинг ва липидларнинг углеводли компонентлари, линидлар. Вируслар ёпишадиган хужайра специфик рецепторлари вируслар цитоплазмада ёки ядрода керакли бўлган жойига элтиб қўяди ва инфекцион процессии бошлашига ёрдам беради. Агар вирус оқсили специфик рецепторларга тегишли бўлмаса инфекцион процесс бўлмайди. Адрорбциялар қайтар ва кайтмас хараёнларга бўлинади. Вирус заррачаси рецептор билан битта боғ хосил қилса бу боғ мустахкам бўлмайди ва вирус заррачаси хужайра юзасидан узилиб кетади. Буни қайтар адсорбция дейилади. Агар вирус билан кўп молекулали рецепторлар боғланса, унда қайтмас адсорбция хосил бўлади. Битта хужайра юзасидаги специфик рецепторлар 104 ва 105 микдорда бўлади. Вирусларни хужайра ичига кириши. Вирусларнинг хужайра ичига кириш механизми 2 га бўлинади: 1. Виропексис ёки эндоцитоз йўли билан 2. Вирус ва хужайра мембраналарининг қўшилиши йўли билан 1.Вириопексис рецептор ёки адсорбция эндоцитози йўли билан ўтади. Бунда репепторли эндоцитоз - хужайранинг плазматик мембрасининг махсус жойларида, яъни махсус чуқурчалар бўлади, бу чуқурча цитоплазма томонидан клатрин деган юқори молекуляр оғирликка эга бўлган оқсил билан ўралган. Чукурчаларнинг тагида специфик рецепторлари бўлади. Рецептор эндоцитози механизми билан вирус адсорбциясидан кейин 10 минут ичида хужайра ичига киради. 2. Вирус хужайра ичига мембраналарининг қўшилиши йўли 2 типда бўлади: 1) ташқи томондан қўшилиш; 2) ички томондан қўшилиш. Бу процессларда вирус ўзининг ички компонентларини хужайра мембранасидан ўтказиш учун вирус мембраналарнинг қўшилишидан фойдаланади. 9 Хужайрада вируснинг ечиниши ёки оқсил каватидан халос бўлиши. Вирус заррачаси хужайрага киргандан кейин инфекцион процесс чақириш учун ечиниши керак. Оқсил қаватини ечгандан кейин вируснинг ички компонентлари озод холда бўлади ва инфекцияни чақиришга мойил бўлади. Оқсил қаватдан ажралганда қолган охирги махсулот нуклеин кислоталар ёки нуклеокапсидлар. Баъзи бир вирусларда ечингандан кейин фақат нуклеин кислота эмас, балки нуклеин кислота билан боғланган вируснинг ички оқсили хам бўлади. Транскрипция- ДНК геномдан и-РНК ҳосил бўлиш процессига айтилади. Бу процесс ДНК- га боғлиқ. РНК-полимераза ферменти иштрокида боради. ДНК геномдан и-РНК биосинтези азотли асосларнинг комплементарлик принципида амалга ошади. Хосил бўлган и-РНК молекуласидан цитоплазмада оқсил синтез бўлади. Схематик равишда юкорида кўрсатлган процессии қуйидагича ёзиш мумкин: ДНК транскрипция_---> РНК трансляция -- оқсил Таркибида 1 ёки 2 ипсимон РНК молекуласидан ташкил топган вирусларда транскрипция процесси юкоридаги геном ДНК бўлган вируслардан - фарқ килади. Бу вирусларда цитоплазмадаги нуклеопротеид бўлган РНК-молекуласидан хужайра таркибидаги РНК-га боғлиқ РНК-полимераза ферменти ёрдамида РНК копиялари хосил бўлади. Юкоридагидек копия комплементар принцип асосида боради. Хосил бўлган копиядан рибосомаларда оксил синтез бўлади. Бу процессии қуйидагича схематик равишда кўрсатиш мумкин: 1. РНК -> РНК -> оксил Трансляция-- Оқсиллар синтезининг энг асосий процессларидан бири бўлиб,бу процессда 3 та асосий компонетлар иштирок килиши зарур. 1. т-РНК - транспорт РНК аси. Оқсиллар асосан 20 та аминокислота ташкил топади ва хар бир аминокислотанинг ўзининг т-РНК си бўлади. Демак, хужайрада 20 хил типдаги т-РНК лар мавжуд. Т-РНК ларнинг тузилиши беда баргининг тузилишига ўхшаб кетади ва қуйидагича ифодалаш мумкин. т-РНК ада 2 та зона мавжуд: 1) аминокислотани бириктирувчи зона 2)антикодан зона