Umumiy virusologiya. Faglar va ularning ahamiyati 1. Virusologiya fanining tarixi 2. Viruslar klassifikatsiyasi. 3. Viruslarni o‘lchami, morfologiyasi 4. Viruslarni ximiyaviy tarkibi. 5. Bakteriyalarni viruslari (Bakteriofag). Atamalar:virus,virion,bakteriofag,proin,plazmaid,interferon. Viruslar juda kichik mikroorganizmlar bo‘lib odamlar, hayvonlar, o‘simliklar va xatto bakteriyalarda kasallik chaqiruvchi qo‘zg‘atuvchilardir. Ular o‘zlarining tuzilishi, ko‘payishi va boshqa xususiyatlari bilan bakteriyalar, spiroxetalar, mikroskopik zamburug‘lar, mikroorganizmlar, xlamidiyalar va rekketsiyalardan keskin farq qiladi. Shu sababli ham ular mikrodunyoda alohida shohlikka ajratilganlar. Virusologiya fanining tarixi o‘ziga xos bo‘lib, viruslar kashf qilinmasdan qariyb 100 yil oldin virus keltirib chiqargan chinchechak kasalligiga qarshi ingiliz vrachi E. Djjener vaksina olgan va qo‘llagan. Ikkinchi olim L. Paster viruslar kashf qilinmasdan 7 yil oldin qutirish kasalligiga qarshi muvaffaqiyatli ravishda vaksina oldi va qo‘lladi. 1890 yillarda Rossiyalik olim D. I. Ivanovskiy tamaki bargi kasalligini o‘rganib, bu kasallikni juda mayda organizmlar chaqirishini va kasallikni yuqumli ekanligini isbotlab berdi, lekin kasallik qo‘zg‘atuvchisini topa olmagan. Ivanovskiy D. I. quyidagi tajribani o‘tkazgan: tamaki bargi shirasini ajratib, uni toza barglarga yuqtirganda kasallik keltirib chiqargan, shundan so‘ng barg shirasini bakteriologik filtirdan o‘tkazadi, bakteriyalogik filtrdan o‘tgan modda yana kasallik keltirib chiqargan. Bu tajribadan so‘ng quyidagi xulosalarga keladi: 1. Tamaki bargi kasalligining qandaydir tirik ko‘zga ko‘rinmaydigan, bakteriyalardan o‘lchami kichik organizmlar keltirib chiqaradi. 2. Bu organizmlar bakteriologik filtirlarda ushlanib qolmas ekan. 3. Suniy oziqli muhitlarda o‘cmas ekan. Ivanovskiy D. I. tajribalarini 6 yildan keyin Golland olimi M. V. Beyfink (1898) qaytarib ko‘rdi va tamaki bargi kasalligini shira tarkibidagi suyuq tirik organizmlar keltirib chiqaradi deb fikr yuritdi va ularni virus deb nomladi. Bu olim ham bakteriyalardan ham kichik patogen organizmlar borligini isbotladi, yuqorida keltirilgan izlanishlardan so‘ng 1892 yilni "viruslar kashf etilgan yil” deb fanga kiritildi. 1917 yilda F. Derrel bakteriofaglarni kashf qildi. Virus va virusologiya so‘zlari darxol fanda o‘z o‘rnini ololmadi, va birinchi o‘n yilliklarda viruslarni inframikroorganizmlar, ultraviruslar, filtrlanuvchi mikroorganizmlar deb kelindi va 50 yillardan so‘ng uzil kesil viruslar deb nomlandi. Viruslar klassifikatsiyasi. Nomlanishi (nomenklatura)-ko‘pchilik viruslarni nomlashda ular chaqirgan kasalliklar (gerpes virus) yoki virus birinchi ajratib olingan joy. (koksaki virusi), kamroq xollarda ajratib olingan olimlar nomi (Epshteyn Barr virusi) qo‘llaniladi; yoki ularni epidemiologik tavsifi (arbo viruslar) ishlatilishi mumkin. Taksonomiyasi (kriterii) 1. Nuklein kislotalarni gomologligi. 2. Morfologiyasi, o‘lchami va formasi. 3. Tashqi qobig‘ini bor yo‘qligi. 4. Nukleokapsidni simmetriya tiplari. 5. Nuklein kislotalarni tavsifi. Xozirgi kunda viruslar ushlagan nuklein kislotalar turiga qarab quyidagicha klassifikatsiyalanadi. 1. DNK saqlovchi viruslar 2. RNK saqlovchi viruslar. Viruslarni o‘lchami, morfologiyasi asosiy xususiyatlari. Viruslarni razmeri bir-birlaridan juda katta farq qilib, har xil razmerlari uchraydi. 8-10 nm 350-400 nmgacha bo‘lishi mumkin. Viruslari razmerlarini ankilashda quyidagi usullar qo‘llaniladi: 1. Har-xil razmerli maxsus filtrlar yordamida ultrafiltratsiya qilish usuli bilan. 2. Ultrasentrifuga qilishdan foydalanish (25000,30000, 80000 oborotda). Bu usulda viruslar razmerlariga qarab cho‘ka boshlashadi (sedimentatsiya). 3. Virionlarni suyuqliklarda diffuziya qilish yo‘li orqali aniqlash. 4. Elektron mikroskop orqali rasmga tushirish yo‘li bilan. 5. Turli gistoximik yo‘llar orqali (bo‘yash va niyli razmerini aniqlash). Odatda kasallik chaqiruvchi kasallarni eng kichigi entero viruslardir (17-25 nm), o‘rtacha gripp virusi (100-200 nm), eng kattasi chinchechak virusi (250-300 nm). Viruslarni morfologiyasi strukturasi. Viruslarni shakli jihatidan bir necha gruppalarga bo‘linadi: 1. Sharsimon-gripp, paragripp, yapon esefalit viruslari va boshqa viruslar. 2. Tayoqchasimon-tamaki bargi kasalligini chaqiruvchi virus, kartoshkada kasallik chaqiruvchi virus. 3. Ipsimon-gripp virusi. 4. O‘qsimon- qutirish kasalligi virusi. 5. Ko‘paygan formada-chinchechak virusi. 6. Spermatozoid shaklidagi viruslar-bakteriofaglar va tuban o‘simliklarda yashaydigan viruslar. Viruslarning katta kichikligiga va turli shaklga ega bo‘lishidan qa’tiy nazar ularni tuzilishida ikkita asosiy komponent qatnashadi nuklein kislotasi va oqsil. Nuklein kislotasi va tashqi tomonidan oqsil parda o‘rab turadi va bu“kapsid” deb ataladi yoki nuklein kislotasi bilan birikib nukleokapsidni xosil qiladi. Ba’zi xollarda virus faqat nuklein kislotasi bilan oqsildan iborat bo‘lib, “yalang‘och” virus deb ataladi (bularga tamaki bargi kasalligini virusi, adenoviruslar kiradi), ikkinchi xil viruslar yopqich qavatli, ya’ni ustki tomondan yana bir oqsil qavat bo‘lishi mumkin, buni superkapsidli yoki murakkab tuzilishli viruslar deb ataladi. Viruslarni ximiyaviy tarkibi. Viruslarni tuzilishiga qarab ularning ximiyaviy tarkibi ham o‘zgaradi. Oddiy tuzilishga ega bo‘lgan viruslarning tarkibiga nukleoproteinlar, nukleokapsid, nuklein kislotasi bilan (RNK-DNK) va uning o‘rab turuvchi oqsillardan iboratdir. Murakkab tuzilishiga ega bo‘lgan viruslarni ximiyaviy tarkibi yuqorida ko‘rsatilgandan tashqari superkapsid mahsulotlari oqsil, yog‘, uglevodlar va fermentlardan iborat bo‘ladi. Bularni asosiy kelib chiqishi hujayra mahsulotlariga o‘xshaydi. Viruslarning nuklein kislotalari hamma tirik organizmlarda 2 tipdagi nuklein kislotalari bo‘lib, DNK va RNK. DNK ikki ipli molekulada bo‘lib, RNK bir iplidir. Viruslarda esa boshqa hayvonlarning nuklein kislotalardan farq qilib, faqat RNK yoki DNK saqlashi mumkin. Ulardagi DNK va RNK bir ipli yoki ikki ipli dumaloq va lineyli bo‘lishi mumkin. Virus oqsillari 50 dan 90% gacha bo‘lib, 2 tipdagi oqsillar uchraydi. 1. Struktura oqsillari. 2. Strukturaga taalluqli bo‘lgan oqsillar. Struktura oqsillariga 1. Kapsid oqsillari. 2. Superkapsid oqsillari(glikoproteid). Strukturaga taalluqli bo‘lgan oqsillarga RNK va DNK molekulalarini sintezida qatnashuvchi fermentlar. 1. Oqsil regulyatorlar. 2. Virus fermentlari kiradi. Yog‘lar asosan murakkab tuzilishga ega bo‘lgan viruslarda uchraydi 1,5-57% bo‘lishi mumkin. RNK tashuvchi viruslarda yog‘lar 15- dan 35% quruq vaznini tashkil qiladi. Uglevodlar umumiy virusning quruq og‘irligini 10-13% tashkil qiladi. Glikoproteid ko‘rinishida uchraydi. Xujayin hujayrasi membranasi tarkibiga o‘xshaydi. Ba’zi bir viruslarda fermentlar topilgan. Mana shu fermentlar yordamida viruslar hujayraning yuzasiga yopishishi va uning ichiga kirish mumkin. Bunday fermentlarga gemaglyutinin, neyraminidaza, transkriptaza va boshqalar kiradi. Viruslarning fermentlari ikki gruppaga bo‘linadi: Birinchi gruppasiga virion tarkibida uchraydigan fermentlar, ikkinchi gruppasiga esa viruslarning hujayrada ko‘payish jarayonida ishlab chiqariladi. Bakteriyalarni viruslari (Bakteriofag). 1917 yilda D. Erell’ dizenteriya qo‘zg‘atuvchisini etiologiyasini va patologiyasini o‘rganishda qiziq voqeani kuzatdi, dizenteriya kulturasi ahlatdan olingan fil’trat ta’sirida erib keta boshlagan, fil’tratni erituvchanligi ko‘p marotaba qayta ekilgan taqdirda ham yo‘qolmagan, balki ko‘payib ketgan. Mana shu bakteriyalarni eritib yuboruvchi agentni D. Erell’ bakteriofag deb atagan. Bakterium –bakteriya, fagos –eyman degani (poshirayushiy),bakteriofag ta’sirida bakteriyalar lizisga uchraydi. D. Erell’ o‘ylagan ediki,xamma bakteriofaglar bitta avlodga kiradi deb, xozirgi vaqtda shu narsa ma’lum bo‘ldiki, bakteriofaglar juda xilma – xil bo‘lib, ular hamma va har xil bakteriyalarda uchrar ekan. O‘ta maxsus xususiyatga ega. Shunday qilib faglar – bakteriya hujayrasida genetik parazitlar, hamda yashovchi va ko‘payuvchi va shu bakteriyalarni eritib yuboruvchi viruslardir. Faglarni bakteriya hujayrasi bilan o‘zaro munosabati bakteriofag hodisasi deb ataladi. Faglar o‘zlarining shakliga, morfologiyasiga, nuklein kislotalarni turiga, bakteriya bilan muomalasini turiga qarab bir-birlaridan farqlanadi. Nuklein kislotalarining turiga qarab, faglar DNKli va RNKli bo‘lishi mumkin. 1. Ipsimon 2. Dum o‘sikchali g‘ilof. 3. Qisqa dum o‘sikchali g‘ilof. 4. Uzun dum o‘sikchali g‘ilofi qisqarmaydigan. 5. Uzun dum o‘sikchali g‘ilofi qisqaradigan. Bakteriya viruslari (bakteriofaglar). 1917 yilda fransuz mikrobiologi D. Errel ichburug‘ qo‘zg‘atuvchisi kulturasiga kasal odamlar najasining titrlanganini qo‘shganda, bakteriyalarning lizisga uchrashini kuzatgan. Ichburug‘ bakteriyalari kulturasini ko‘p marotaba qayta-qayta ekilganda ham lizis qiluvchi omil nafaqat saqlanib qolgan, balki faolligi yana ham oshgan. Muallif bakteriyalarni erituvchi omilni «bakteriofaglar» - bakteriyalarni «eb qo‘yuvchilar» (lotincha – f agos – yeb qo‘yuvchi) deb nomlagan. Bakteriofaglar nomenklaturasi, ularga moyil xo‘jayin turning nomiga bog‘liq. Masalan, ichburug‘ bakteriyalarini lizis qiluvchi faglar, ichburug‘ faglari va xokazolar. Morfologiyasi. Ko‘pchilik faglar spermatozoid shakliga ega. Ularni «boshi» (nuklein kislotasi) va dumi bo‘ladi. Ma’lum bir faglarda dumi juda qisqa yoki umuman bo‘lmaydi. Fag zarrachasining hajmi 20-200 nm. Boshining diametri 60- 100 nm, duminiki 100-200 nm. Morfologik tuzilishi bo‘yicha bakteriofaglarning bir necha xili tafovut qilinadi. Birinchi xili DNK tutuvchi faglar bo‘lib, F-plazmada tashuvchi bakteriya hujayralarini lizisga uchratadi. Ikkinchi xil faglarda dumi bo‘lmaydi. Bular kichik RNK tutuvchi faglar bo‘lib, bir ipli DNK tutadi. Uchinchi xiliga qisqa dumli T3 va T7 faglar kiradi. To‘rtinchi xili ikki ipli DNK tutuvchi va dumida qisqarmaydigan qobiq tutuvchi faglar (T1, T5). Beshinchi xili DNK va dumida qisqaruvchi qobiq tutuvchi, bazal plastinkasi har xil shakldagi faglar (T2, T4, T6)Hamma faglarni ichida eng o‘rganilgani T faglar hisoblanadi (ingl. Type – tipga xos). T guruhiga 7 ta koli-shigella faglari kiradi: 4 ta toq (T1, T3, T5, T7) va 3 juft (T2, T4, T6). Shularning ichida T juftli faglar murakkab tuzilishga ega. Masalan, T2 fag geksonal shakldagi bosh va dumdan iborat. Dumi ichi bo‘sh naycha ko‘rinishida bo‘lib, uzunligi taxminan 8 nm. Naycha atrofi qisqaruvchi qobiq bilan o‘ralgan. Dumini oxirida 6 chetli bazal plastinka mavjud bo‘lib, chetlarida qisqa tishlari,ularning har birida 150 nm uzunlikdagi iplar bo‘ladi. Bazal plastinka va iplar faglarni bakterial hujayraga adsorbsiya qilishi jarayonini amalga oshiradi. Faglar boshqa viruslar kabi nuklein kislota va oqsildan tashkil topgan. Ular bir ipli va ikki ipli DNK tutadi. DNK tutuvchi ma’lum bir faglar tarkibiga noyob azot qoldiqlari kiradi. Masalan, T2 fagda sitozin o‘rniga 5-oksimetilsitozin bor. Bir necha faglar RNK dan tashkil topgan. Ma’lum bir faglarning (T2) dumini distal qismidagi qobig‘i ostida lizotsim fermenti mavjud. T2 fagini boshi ichida poliamin (spermin, putressin) tabiatli ichki oqsil bor. Bu oqsil fagning DNKsini superspirilizatsiya qilishida katta ahamiyatga ega, chunki DNK faqat shunaqa ko‘rinishda fagni uncha katta bo‘lmagan boshiga sig‘adi. Chidamliligi. Odam viruslari ichida faglar fizik va kimyoviy omillar ta’siriga chidamli. Ularning ko‘pchiligi 65-700S inaktivatsiyaga uchraydi. Ular muzlatishga, past haroratga va quritishga chidamli. Ularga 1% formalin eritmasi, UB nurlari, ionli radiatsiya ta’sir ko‘rsatadi. Faglarning reproduksiyasi. Faglarni bakteriyahujayrasi bilan ta’sirlanish ketma-ketligi, odam va hayvonlarning viruslariga o‘xshash. Fag adsorbsiyasi. Faglar dumini oxirida joylashgan retseptorlari bilan bakteriya hujayra devoridagi retseptorlariga birikadi. Bir qator faglar F yoki R-plazmidlarda nazorat qiluvchi jinsiy kiprikchalarga (ingl. Sex pili) adsorbsiya qilinadi. Hujayra devori yo‘q bakteriyalarda (protoplastlarga) faglar birika olmaydi. Faglarni adsorbsiya qilinishi muhitning tarkibi va rN, haroratga, yana ma’lum bir ammnokislota yoki boshqa birikmalarni borligiga ham bog‘liq. Faglarning bakteriya hujayrasiga kirishi ularni nuklein kislotasini dumini o‘rtasidagi bo‘shliqda amalga oshadi. Bunda bosh va dumning oqsillari hujayradan tashqarida qoladi. Bir qator faglar o‘z tarkibidagi lizotsimlar yordamida bakteriya hujayra devorini teshib, DNK sini kiritadi. Fag nuklein kislotasining replikatsiyasi boshqa viruslar reproduksiyasiga o‘xshash, ammo bulardan infeksiyaning latent davri qisqa bo‘ladi. Yetuk faglarni bakteriya hujayrasidan chiqishi «portlash» yo‘li bilan amalga oshadi. Bunda bakteriya lizisga uchraydi. Birok ma’lum bir DNK tutuvchi ipsimon faglar (fol faglar) bakteriyaning sitoplazmatik membranasi va hujayra devori orqali sizib chiqadi. Bu yo‘lda bakteriya hujayrasi tirik qoladi. Lizogeniya. Yuqorida aytib o‘tilgan produktiv ta’sirlashuvdan farqli o‘laroq, faglar bilan bakteriya orasida integrativ ta’sirlashuv ham mavjud. Shu xildagi infeksiya chaqiruvchi viruslar «mo‘tadil» faglar deb nomlangan. Ularning virulent faglardan farqi shundaki, ular o‘z DNK sini bakteriya genomiga biriktiradi va birga replikatsiya qiladi. O‘z xo‘jayini genomiga birikkan fag DNK si «profag» deb ataladi. Profag tutuvchi bakteriyalar «lizogenlilar» deb, bu hodisa esa «lizogeniya» deb nomlangan. Bunday nom berilishini sababi, bakteriya genomidan ajralgan profag virulentlik tomonga o‘tadi va ko‘payib bakteriyani lizisga uchratadi. Lizogen bakteriyalarning faqat bir qismida spontan lizislar uchrab turadi. DNK ga ta’sir qiluvchi kimyoviy moddalar yoki UB nurlarning subbakteritsid miqdorlari bilan lizogen bakteriyalarga ta’sir qilinsa ularda faglarning produksiyasi ko‘payadi. Bunday hodisa «profag induksiyasi» nomini olgan. Mo‘tadil faglar nuqsonli, ya’ni avlod xosil qila olmaydi, bularga transduksiyalovchi faglarni misol qilish mumkin. Bakteriofaglarning amaliyotda qo‘llanilishi. Bakteriofaglarni o‘ta maxsusligi ularni bakteriya kulturalarini fagotiplash va differensiatsiya qilishda ishlatiladi. Bakteriyalarni fagotiplash mikrobiologiya amaliyotida keng qo‘llaniladi. Bunda nafaqat tekshirilayotgan kulturaning turi, balki fagotipi (fagovar) ham aniqlaniladi. Bu bir turga xos bakteriyalarning retseptorlariga faqatgina muvofiq faglarni adsorbsiya qilinishing bildiradi, natijada bakteriya hujayrasi lizisga uchraydi. Bir qator tipmaxsus fag to‘plamlarini ishlatilishi tekshirilayotgan kulturani infeksiya manbai va uning yuqish yo‘llarini aniqlashda epidemiologlarga yordam beradi. Shu bilan bir qatorda, tashqi muhitdagi (suv havzalari) faglar bo‘yicha ularga muvofiq bakteriyalarni aniqlash mumkin. Xozirda ichburug‘, salmonellyoz, koli-proteyli, stafilokokkli va boshqa bakteriofaglar ishlab chiqariladi. Bulardan ko‘pincha epidemiologik maqsadlarda infeksiya manbaini aniqlashda ishlatiladi. Masalan, har xil kasalliklarda nafaqat bir turga, balki bir fagotipga mos keluvchi bakteriya kulturalarini ajratib olinishi, ularni bir infeksiya manbaini kasallikni yuqtirganlarini bildiradi. Agarda har xil fagotiplar aniqlansa unda bir necha infeksiya manbaini izlash lozim. Xozirgi vaqtda bakteriofag preparatlari yordamida antibiotiklarga chidamli bakteriyalar chaqirgan ichburug‘, salmonellyoz, yiringli infeksiyalari bor bemorlar davolanadi. Davolashdan oldin ajratib olingan patogen mikroblarini bakteriofag preparatlariga ta’sirchanligi aniqlanadi. Bakteriofaglarni profilaktika maqsadida ham qo‘llash mumkin. Masalan, salmonellyoz faglari bolalar muassasalarida qo‘llaniladi.1 1 И.Мухамедов, Е.Эшбоев, Н.Зокиров, М.Зокиров «Микробиология, иммунология, вирусология»