تحويل

التحول هو نقل الحمض النووي النقي من خلية إلى أخرى. تم اكتشاف التحول من قبل عالم البكتيريا F. Griffiths في عام 1928 في تجارب مع المكورات الرئوية. في المكورات الرئوية ، هناك نوعان من السلالات معروفة: S- و R.

يتميز الشكل S بوجود كبسولة عديد السكاريد ، مما يؤدي إلى تكوين مستعمرات ناعمة ولامعة أثناء الزراعة الاصطناعية ؛ هذا الشكل هو ممرض للفئران. لا يحتوي الشكل R على كبسولة ؛ أثناء الزراعة الاصطناعية ، فإنه يشكل مستعمرات خشنة ؛ هذا الشكل غير مُمْرِض للفئران. ولكن إذا تم حقن الفئران بخلايا S مقتولة وخلايا R حية في نفس الوقت ، تموت الفئران. لذلك ، فإن الخصائص الجينية لسلالة واحدة تؤثر على الخصائص الجينية لسلالة أخرى.

في عام 1944 ، أثبت O. Avery و K. McLeod و M. McCarthy أن التغيرات في الخصائص الوراثية للخلايا مرتبطة بنقل الحمض النووي.

إن قدرة الخلية على التحول ممكنة في حالتها الخاصة ، والتي تسمى الكفاءة. في الخلايا المختصة ، يتغير تكوين جدار الخلية وغشاء البلازما: يصبح الجدار مساميًا ، وتشكل غشاء البلازما العديد من الغزوات ، وتظهر مستضدات خاصة على السطح الخارجي - عوامل الكفاءة (على وجه الخصوص ، بروتينات محددة ذات وزن جزيئي منخفض).

في ظل الظروف الطبيعية ، يتكون الحمض النووي النقي خارج الخلية أثناء موت (تحلل) بدائيات النوى.

كقاعدة عامة ، يحدث التحول داخل نوع واحد من بدائيات النوى ، ولكن في وجود جينات متماثلة ، لوحظ أيضًا تحول بين الأنواع.

تشمل عملية التحول المراحل التالية:

1. ربط تحويل DNA مزدوج الشريطة إلى مستقبلات على سطح الخلية المتلقية.

2. تحويل الحمض النووي مزدوج الشريطة إلى أحادي الجديلة.

3. اختراق الحمض النووي أحادي الجديلة في الخلية.

4. تكامل تحويل الدنا إلى كروموسوم المتلقي وإعادة تركيب المادة الوراثية.

يجب أن يتراوح طول الحمض النووي المحول من 500 إلى 200 ألف برميل في اليوم. تُستخدم الطاقة المنبعثة أثناء تحلل أحد خيوط الحمض النووي لنقل الخيط المتبقي إلى الخلية.

لا تعتمد المراحل الثلاث الأولى للتحول على التركيب النكليوتيد للحمض النووي. ومع ذلك ، فإن عملية دمج الحمض النووي المحول في كروموسوم المستلم تكون أكثر احتمالًا إذا كان هذا الحمض النووي متماثلًا للغاية مع الحمض النووي للمتلقي.

تظهر عملية التحول في الرسم التخطيطي. يتوافق كل مقطع خطي مع خيط واحد من الحمض النووي. يظهر الحمض النووي المحول باللون الأسود والحمض النووي للخلية المتلقية باللون الرمادي.

في الخطوة الأولى ، يرتبط الحمض النووي المحول بمواقع المستقبلات على سطح الخلية المتلقية.

في المرحلة الثانية ، يتم تحويل الحمض النووي مزدوج الشريطة الموجود على سطح الخلية إلى DNA أحادي السلسلة بسبب انقسام أحد الخيوط بواسطة نوكليازات جرثومية.

في الخطوة الثالثة ، يتم نقل خيط الحمض النووي المتبقي عبر الغشاء إلى السيتوبلازم. في هذه الحالة ، يتم استخدام الطاقة المنبعثة أثناء تدهور السلسلة التكميلية.

أثناء تكرار الكروموسوم البكتيري ، يتم ربط خيط DNA المحول بمنطقة DNA متماثلة (مكملة جزئيًا) للخلية المتلقية. في هذه الحالة ، نظرًا لعدم وجود تكامل كامل ، يتم تكوين مضاعف مضاعف ("متغاير الزيجوت الجزيئي") - قسم من الحمض النووي مزدوج الشريطة حيث لا ترتبط القواعد النيتروجينية بواسطة روابط هيدروجينية في جميع أزواج النيوكليوتيدات. يتكاثر باقي الحمض النووي بشكل طبيعي.

بعد نهاية تكاثر الحمض النووي ، تنقسم الخلية المتلقية لتشكل خليتين: خلية محولة جزئيًا بها كروموسوم بما في ذلك منطقة DNA مضاعف متغاير ، وخلية غير محولة. أثناء تكرار الحمض النووي في خلية محولة جزئيًا ، يتم إكمال السلاسل التكميلية على كل من خيوط الحمض النووي. تحتفظ إحدى السلاسل بتسلسلات النوكليوتيدات الأصلية ، بينما تتحول الأخرى تمامًا. بعد انقسام الخلية المحولة جزئيًا ، يتم تكوين خلية واحدة غير محولة وخلية أخرى محولة بالكامل ، حيث يتم استبدال تسلسل النوكليوتيدات الأصلي بالتسلسل النوكليوتيدي للحمض النووي المحول.

وبالتالي ، فإن التحول لا ينطوي على إضافة جينات جديدة ، ولكن استبدال الجينات المتلقية بتسلسلات نيوكليوتيدات متماثلة.

يعتمد تواتر التحول في بدائيات النوى على خصائص الحمض النووي المحول ، وعلى تركيزه ، وعلى حالة الخلية المتلقية ، وعلى نوع البكتيريا. لا يتجاوز الحد الأقصى لتكرار الخلايا المحولة 1 لكل 100 خلية.

يُعرف التحول أيضًا عن حقيقيات النوى. ومع ذلك ، لا توجد مواقع مستقبلات على سطح الخلايا حقيقية النواة ، ويتم إدخال الحمض النووي المحول بشكل مصطنع في الخلايا. على سبيل المثال ، يتم حقن الحمض النووي في بيض الحيوانات عن طريق الحقن المجهري المباشر ، وفي بيض النبات عن طريق الحقن المجهري في أنبوب حبوب اللقاح.

التنبيغ هو نقل المادة الجينية بالفيروسات من خلية مانحة إلى خلية متلقية.

تم اكتشاف ظاهرة التنبيغ في عام 1951 من قبل ن.

أثناء التنبيغ ، يدخل الحمض النووي للخلية المضيفة الفيروسات. تصيب الفيروسات الخلايا الأخرى ، ويدخل الحمض النووي للخلية البكتيرية الأصلية إلى الخلية البكتيرية الأخرى. يندمج الحمض النووي الفيروسي في الكروموسوم البكتيري ، ويتحد الحمض النووي البكتيري المُدخل مع الحمض النووي للكروموسوم البكتيري. نتيجة لذلك ، يتم تحويل 50٪ من الخلايا.

هناك نقل عام (غير محدد) ومحدود (محدد) ومجهض.

التنبيغ العام

في التحويل الكلي ، يتم دمج شظايا الحمض النووي البكتيري من المتبرع بشكل عشوائي في جسيم الملتهمة الناضجة جنبًا إلى جنب مع أو بدلاً من الحمض النووي للعاثية. تتشكل شظايا الحمض النووي البكتيري عندما يتم قطعه بواسطة إنزيم تتحكم فيه الملتهمة. يمكن أن يشتمل جسيم الملتهمة على ما يصل إلى 100 جين بكتيري.

توصيل محدود

مع التنبيغ المحدود ، يحدث إعادة التركيب - يحل الحمض النووي البكتيري محل جزء من الحمض النووي للعاثية. يحتوي الحمض النووي المؤتلف على عدد صغير من الجينات البكتيرية المجاورة للحمض النووي للعاثية المدمجة في الكروموسوم البكتيري.

مع التنبيغ الكلي والمحدود ، يحل DNA المتبرع محل المناطق المتجانسة من DNA المتلقي. هذه العملية تشبه التحول.

يمكن أن يكون التنبيغ الفاشل غير محدد ومحدد. يكمن جوهرها في حقيقة أن جزء الحمض النووي المنقولة بواسطة الملتهمة لا يتم تضمينه في كروموسوم المستلم ، ولكنه موجود كنسخة هيولي. عاجلاً أم آجلاً ، يتم فقد هذا النسخ المتماثل.

تُستخدم ظاهرة التنبيغ عن طريق الفيروسات على نطاق واسع في نقل الجينات في حقيقيات النوى. إذا تم استخدام فيروس غير قادر على تكوين قفيصة (أي أنه موجود فقط في شكل DNA) ، فإن التنبيغ لا يختلف جوهريًا عن التحول أو عن النقل المقترن للمادة الوراثية باستخدام نواقل البلازميد. تم إنشاء أنظمة النواقل بناءً على فيروسات SV40 المعدلة (تشكل ما يصل إلى 100 ألف نسخة في الخلية) ، والهربس ، واللقاح ، وفيروس فسيفساء القرنبيط.

يجب التأكيد مرة أخرى على أن جميع أنواع إعادة التركيب الموصوفة لا ترتبط بإضافة مقاطع DNA جديدة ، ولكن باستبدال سلاسل النوكليوتيدات الموجودة. كلما زادت درجة التنادد بين الحمض النووي المحول والأصلي ، زادت احتمالية إعادة التركيب الناجح. أسهل طريقة هي إعادة تركيب الإنزيمات الموجودة في جميع الكائنات الحية. من الصعب إدخال منظمات جديدة ذات خصوصية عالية في الجينوم. لذلك ، لإدخال جينات جديدة في الجينوم ، يتم استخدام طرق أكثر تعقيدًا مرتبطة بالتعديلات الكيميائية الحيوية للحمض النووي.

يتكون الكتاب المدرسي من سبعة أجزاء. الجزء الأول - "علم الأحياء الدقيقة العام" - يحتوي على معلومات حول مورفولوجيا وعلم وظائف الأعضاء للبكتيريا. الجزء الثاني مخصص لعلم الوراثة من البكتيريا. الجزء الثالث - "النباتات الدقيقة للمحيط الحيوي" - يتناول البكتيريا الدقيقة للبيئة ، ودورها في دورة المواد في الطبيعة ، وكذلك البكتيريا البشرية وأهميتها. الجزء الرابع - "عقيدة العدوى" - مخصص للخصائص المسببة للأمراض للكائنات الدقيقة ، ودورها في العملية المعدية ، ويحتوي أيضًا على معلومات حول المضادات الحيوية وآليات عملها. الجزء الخامس - "عقيدة المناعة" - يحتوي على أفكار حديثة حول المناعة. الجزء السادس - "الفيروسات والأمراض التي تسببها" - يقدم معلومات حول الخصائص البيولوجية الرئيسية للفيروسات والأمراض التي تسببها. الجزء السابع - "علم الأحياء الدقيقة الطبية الخاصة" - يحتوي على معلومات حول التشكل ، وعلم وظائف الأعضاء ، والخصائص المسببة للأمراض لمسببات الأمراض للعديد من الأمراض المعدية ، بالإضافة إلى الأساليب الحديثة لتشخيصها ، والوقاية والعلاج النوعي.

الكتاب المدرسي مخصص للطلاب وطلاب الدراسات العليا ومعلمي مؤسسات التعليم الطبي العالي والجامعات وعلماء الأحياء الدقيقة من جميع التخصصات والممارسين.

الطبعة الخامسة ، منقحة وموسعة

الكتاب:

<<< Назад

إلى الأمام >>>

وهو يختلف عن غير محدد في ذلك في هذه الحالة ، تحمل العاثيات المحولة دائمًا جينات معينة فقط ، أي تلك الموجودة على كروموسوم الخلية اللايسوجينية على يسار atL أو على يمين attR. يرتبط التنبيغ المحدد دائمًا بدمج العاثية المعتدلة في كروموسوم الخلية المضيفة. عند مغادرة (استبعاد) من الكروموسوم ، يمكن أن تلتقط الدعامة الجين من الجهة اليسرى أو اليمنى ، على سبيل المثال ، إما gal أو bio. لكن في هذه الحالة ، يجب أن تفقد نفس حجم الحمض النووي الخاص بها من الطرف المقابل ، بحيث يظل طولها الإجمالي دون تغيير (وإلا لا يمكن تعبئتها في رأس الملتهمة). لذلك ، مع هذا الشكل من الاستبعاد ، تتشكل العاثيات المعيبة: "dgal" أو "dbio".

تحويل محدد في بكتريا قولونيةلا يقتصر الأمر على لاقمات لامدا فحسب ، بل ينفذ أيضًا عاثيات لامبودية وعاثيات أخرى ذات صلة. اعتمادًا على موقع مواقع attB على الكروموسوم ، عندما يتم استبعادها ، يمكنها تشغيل العديد من الجينات البكتيرية المرتبطة بالرعاية وتحويلها إلى خلايا أخرى. يمكن للمادة المدمجة في الجينوم أن تحل محل ما يصل إلى ثلث المادة الوراثية للعاثية.

تندمج العاثية المحولة ، في حالة إصابة الخلية المتلقية ، في كروموسومها وتدخل جينًا جديدًا (سمة جديدة) فيها ، لا تتوسط فقط في التخلق ، ولكن أيضًا التحويل اللايسوجيني.

وهكذا ، إذا كانت الملتهمة أثناء التنبيغ غير المحدد هي مجرد ناقل سلبي للمادة الجينية ، فعندها أثناء النقل المحدد ، تقوم العاثية بتضمين هذه المادة في جينومها وتنقلها ، بكتيريا lysogenizing ، إلى المتلقي. ومع ذلك ، يمكن أن يحدث التحويل اللايسوجيني أيضًا إذا كان جينوم العاثية المعتدلة يحتوي على جيناته الخاصة ، والتي تكون غائبة في الخلية ولكنها مسؤولة عن تخليق البروتينات الأساسية. على سبيل المثال ، فقط تلك الممرضات من الدفتيريا تمتلك القدرة على إنتاج السموم الخارجية ، في الكروموسوم الذي يتم فيه دمج نفاثة معتدلة تحمل الأوبون السام. وهي مسؤولة عن تخليق سم الخناق. وبعبارة أخرى ، تسبب فجوة السمية المعتدلة التحول اللايسوجيني لعصيات الخناق غير السامة إلى عصيات سامة.

طريقة طبقة أجار على النحو التالي. أولاً ، تُسكب طبقة من أجار المغذيات في الطبق. بعد التصلب ، يضاف إلى هذه الطبقة 2 مل من 0.7٪ أجار ، مذاب وتبريد إلى 45 درجة مئوية ، حيث يتم أولاً إضافة قطرة من المعلق البكتيري المركز وحجم معين من معلق الملتهمة. بعد أن تصلب الطبقة العليا ، يوضع الكوب في منظم حرارة. تتكاثر البكتيريا داخل الطبقة الرخوة للأجار ، وتشكل خلفية معتمة مستمرة تظهر عليها مستعمرات العاثيات بوضوح في شكل بقع معقمة (الشكل 84 ، 2). تتكون كل مستعمرة من تكاثر فيريون أحد الوالدين. يسمح استخدام هذه الطريقة بما يلي: أ) عن طريق عد المستعمرات ، لتحديد عدد فيروسات الملتهمة القابلة للحياة في مادة معينة بدقة ؛

ب) من خلال السمات المميزة (الحجم والشفافية وما إلى ذلك) لدراسة التباين الوراثي في ​​العاثيات.

وفقًا لطيف تأثيرها على البكتيريا ، تنقسم العاثيات إلى متعدد التكافؤ(البكتيريا ذات الصلة بالليز ، على سبيل المثال ، تعد البكتيريا السالمونيلا متعددة التكافؤ تقريبًا جميع السالمونيلا) ، monophages(إنهم لا يلقون إلا نوعًا واحدًا من البكتيريا ، على سبيل المثال ، لا تحتوي العاثية VI-I إلا على العوامل المسببة لحمى التيفوئيد) و نوع محددالعاثيات التي تستعمل بشكل انتقائي المتغيرات الفردية للبكتيريا داخل النوع. بمساعدة هذه العاثيات ، يتم إجراء التمايز الأكثر دقة للبكتيريا داخل النوع ، مع تقسيمها إلى متغيرات لاقمية. على سبيل المثال ، باستخدام مجموعة من العاثيات Vi-II ، يتم تقسيم العامل المسبب للتيفوئيد إلى أكثر من 100 متغير فجائي. نظرًا لأن حساسية البكتيريا تجاه العاثيات هي ميزة مستقرة نسبيًا مرتبطة بوجود المستقبلات المقابلة ، فإن تصنيف الملتهمة له أهمية تشخيصية ووبائية كبيرة.

أرز. 84. الكشف عن العاثيات في مادة الاختبار:

1 - اختبار البقعة ؛ 2 - المعايرة حسب جرازيا

<<< Назад

إلى الأمام >>>

في دراسة العاثيات ، تم اكتشاف ظاهرة تسمى التوضيح.

التوضيح(من اللات. التحويل- الحركة) - عملية نقل البكتيريا الحمض النوويمن خلية إلى أخرى بواسطة العاثية.

هناك نوعان من التنبيغ:

1. محدد

2. غير محدد (عام).

نقل غير محدد (عام):

يتم تنفيذه بواسطة الملتهمة P1 ، الموجودة في الخلية البكتيرية على شكل بلازميد ، وبواسطة P22 و Mu phages ، التي تتكامل في أي جزء من الكروموسوم البكتيري. بعد تحريض العاثية ، مع احتمال 10−5 لكل خلية ، قد يتم حشو جزء DNA البكتيري بالخطأ في قفيصة الملتهمة ؛ في هذه الحالة ، لا تحتوي العاثية نفسها على DNA. طول هذه القطعة يساوي طول DNA العاثية الطبيعي ؛ يمكن أن يكون أصلها: منطقة عشوائية من الكروموسوم ، بلازميد ، ولاقمات معتدلة أخرى.

بمجرد دخول خلية بكتيرية أخرى ، يمكن دمج جزء الحمض النووي في جينومها ، عادةً عن طريق إعادة التركيب المتماثل.

يمكن للبلازميدات المنقولة بواسطة الملتهمة أن تشكل حلقة وتتكاثر في خلية جديدة. في بعض الحالات ، لا يندمج جزء من الحمض النووي في كروموسوم المتلقي ، ولا يتكاثر ، ولكنه يظل في الخلية ويتم نسخه. هذه الظاهرة تسمى التنبيغ الفاشل.

تحويل محدد:

تمت دراسة التنبيغ المحدد بشكل أفضل على مثال الملتهمة λ. تم دمج هذه العاثية في موقع واحد فقط (موقع أت) من الكروموسوم بكتريا قولونيةمع تسلسل نيوكليوتيد معين (متماثل لموقع att في DNA phage). أثناء الاستقراء ، قد يفشل استبعاده بسبب خطأ (الاحتمال 10-3-10-5 لكل خلية): يتم قطع جزء من نفس حجم الحمض النووي للعاثية ، ولكن مع البداية في المكان الخطأ. في هذه الحالة ، يتم فقد بعض جينات الملتهمة وبعض الجينات بكتريا قولونيةتم القبض عليه من قبله.

كل فجوة معتدلة تندمج على وجه التحديد في الكروموسوم لها موقعها الخاص ، وبالتالي الجينات الموجودة بجوارها ، والتي يمكنها نقلها. يمكن أن يندمج عدد من العاثيات في أي مكان على الكروموسوم وتحمل أي جينات بواسطة آلية نقل محددة.

عندما يتم دمج عاثية معتدلة تحمل جينات بكتيرية في كروموسوم بكتيريا مضيفة جديدة ، فإنها تحتوي بالفعل على جينين متطابقين - جينيها وجُلبت من الخارج. نظرًا لأن العاثية محرومة من بعض جيناتها الخاصة ، فلا يمكن في كثير من الأحيان تحفيزها والتكاثر. ومع ذلك ، عندما تُصاب نفس الخلية بعاثة "مساعدة" من نفس النوع ، يصبح تحريض الملتهمة المعيبة ممكنًا. كل من الحمض النووي للعاثية "المساعدة" العادية والحمض النووي للعاثية المعيبة ، جنبًا إلى جنب مع الجينات البكتيرية التي تحملها ، يخرجان من الكروموسوم ويتكاثران.

24 . تصنيف الفيروسات

ثبت أن جميع الكائنات الحية المدروسة مصابة بالفيروسات. تسبب العديد من الفيروسات المختلفة المرض أو تصيب الفقاريات واللافقاريات ، وكذلك الكائنات الأولية والنباتات والفطريات والبكتيريا. أكثر من 4000 فيروس مختلف معروف ، منها عدة مئات تصيب البشر والحيوانات.

تصنيف ICTV:

في عام 1966 ، اعتمدت اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات نظام تصنيف للفيروسات بناءً على الاختلاف في النوع (RNA و DNA) ، وعدد جزيئات الحمض النووي (أحادية ومزدوجة تقطعت بهم السبل) ووجود أو عدم وجود عنصر نووي. ظرف. نظام التصنيف عبارة عن سلسلة من الأصناف الهرمية:

انفصال ( -virales)

عائلة ( -فيريدي)

فصيلة ( -فيرينا)

جنس ( -فايروس)

رأي ( -فايروس)

تصنيف الفيروسات حسب بالتيمور:

اقترح عالم الأحياء ديفيد بالتيمور الحائز على جائزة نوبل مخططه لتصنيف الفيروسات بناءً على الاختلافات في آلية إنتاج الرنا المرسال. يتضمن هذا النظام سبع مجموعات رئيسية:

(1) الفيروسات التي تحتوي على دنا مزدوج الشريطة وتفتقر إلى مرحلة الحمض النووي الريبي (على سبيل المثال ، فيروسات الهربس ، فيروسات الجدري ، فيروسات بابوفا ، فيروسات ميميفيروس).

(II) الفيروسات التي تحتوي على RNA مزدوج الشريطة (مثل الفيروسات العجلية).

(III) الفيروسات التي تحتوي على جزيء DNA وحيد الخيط (على سبيل المثال ، فيروسات بارفو).

(IV) الفيروسات التي تحتوي على جزيء RNA أحادي الشريطة موجب القطب (على سبيل المثال فيروسات بيكورنا ، فيروسات مصفرة).

(V) الفيروسات التي تحتوي على جزيء RNA أحادي الشريطة ذو قطبية سالبة أو ثنائية (على سبيل المثال ، فيروسات orthomyxovirus ، الفيروسات الخيطية).

(VI) الفيروسات التي تحتوي على جزيء RNA أحادي الشريطة وفي دورة حياتها مرحلة تخليق الحمض النووي على قالب RNA ، الفيروسات القهقرية (على سبيل المثال ، فيروس نقص المناعة البشرية).

(7) الفيروسات التي تحتوي على DNA مزدوج الشريطة وفي دورة حياتها مرحلة تخليق الحمض النووي على قالب RNA ، فيروسات retroid (على سبيل المثال ، فيروس التهاب الكبد B).

حاليًا ، لتصنيف الفيروسات ، يتم استخدام كلا النظامين في وقت واحد ، كمكملات لبعضهما البعض.

التصنيف الحديث:

التصنيف الحديث للفيروسات عالمي لفيروسات الفقاريات واللافقاريات والنباتات والطفيليات. يعتمد على الخصائص الأساسية للفيريونات ، والتي من أهمها السمات التي تميز الحمض النووي والتشكل واستراتيجية الجينوم وخصائص المستضدات. يتم وضع الخصائص الأساسية في المقام الأول ، لأن الفيروسات التي لها خصائص مستضدية مماثلة لها أيضًا نوع مماثل من الحمض النووي ، وخصائص مورفولوجية وفيزيائية حيوية مماثلة.

من السمات المهمة للتصنيف ، والتي تؤخذ في الاعتبار إلى جانب السمات الهيكلية ، استراتيجية الجينوم الفيروسي ، والتي تُفهم على أنها طريقة التكاثر التي يستخدمها الفيروس ، نظرًا لخصائص مادته الوراثية.

يعتمد التصنيف الحديث على المعايير الرئيسية التالية:

نوع الحمض النووي (RNA أو DNA) ، تركيبته (عدد الخيوط).

وجود غشاء بروتين شحمي.

استراتيجية الجينوم الفيروسي.

حجم الفيريون والتشكل ، نوع التناظر ، عدد القسيمات القفيصية.

ظواهر التفاعلات الجينية.

مجموعة من العوائل المعرضة للإصابة.

الإمراضية ، بما في ذلك التغيرات المرضية في الخلايا وتشكيل شوائب داخل الخلايا.

التوزيع الجغرافي.

طريقة التحويل.

خصائص مستضدية.

الفيروسات البشرية والحيوانية:

يشمل التصنيف الحديث للفيروسات البشرية والفقارية أكثر من 4/5 من الفيروسات المعروفة ، والتي تنقسم إلى 17 عائلة ؛ من بين هؤلاء ، 6 فيروسات جينومية DNA و 11 هي فيروسات جينومية RNA.

25 . بشكل عام ، يتكون الجسيم الفيروسي الناضج (virion) من حمض نووي وبروتينات ودهون - فيروسات معقدة (مغطاة بالملابس) ، أو يتضمن فقط الأحماض النووية والبروتينات - فيروسات بسيطة (عارية).

بروتين يتمثل دوره الأساسي في تكوين غلاف واقي للحمض النووي. استنادًا إلى حقيقة أن كمية المعلومات الجينية في الفيروسات محدودة ، اقترح كريك وواتسون (1956) أن طبقات البروتين الخاصة بالفيروسات البسيطة تتكون من وحدات فرعية متكررة. في بعض الأحيان يتم تمثيل البروتين الفيروسي بنوع واحد من عديد الببتيد ، ولكن في أغلب الأحيان يوجد نوعان أو ثلاثة. البروتينات الموجودة على سطح الفيريون لها انجذاب خاص للمستقبلات التكميلية على سطح الخلايا الحساسة.

توجد الدهون في فيروسات منظمة بشكل معقد وتوجد بشكل رئيسي في غلاف البروتين الدهني (supercapsid) ، مكونة طبقة ثنائية الدهون ، حيث يتم إدخال البروتينات فائقة الكبسولة.

تحتوي جميع الفيروسات المحتوية على الحمض النووي الريبي المنظمة بشكل معقد على كمية كبيرة من الدهون (من 15 إلى 35٪ من الوزن الجاف). من الفيروسات المحتوية على الحمض النووي ، تحتوي الدهون على فيروسات الجدري والهربس والتهاب الكبد B. حوالي 50-60٪ من الدهون في تكوين الفيروسات عبارة عن شحميات فوسفورية ، 20-30٪ كوليسترول.

يعمل المكون الدهني على استقرار بنية الجسيم الفيروسي.

يوجد عنصر الكربوهيدرات في الفيروسات في تكوين البروتينات السكرية. يمكن أن تكون كمية السكريات في تكوين البروتينات السكرية كبيرة جدًا ، حيث تصل إلى 10-13 ٪ من كتلة الفيروس. يتم تحديد خصوصيتها الكيميائية تمامًا بواسطة الإنزيمات الخلوية التي تضمن نقل وربط بقايا السكر المقابلة. بقايا السكر الشائعة الموجودة في البروتينات الفيروسية هي الفركتوز والسكروز والمانوز والجالاكتوز وحمض النورامينيك والجلوكوزامين. وهكذا ، مثل الدهون ، يتم تحديد مكون الكربوهيدرات بواسطة الخلية المضيفة ، نظرًا لأن الفيروس نفسه ، الذي يتم إرجاعه في خلايا من أنواع مختلفة ، يمكن أن يختلف اختلافًا كبيرًا في تكوين السكريات.

26 . يمكن اعتبار المعلومات الجينية المشفرة في جين واحد بمثابة تعليمات لإنتاج بروتين معين في الخلية. تدرك الخلية مثل هذه التعليمات إذا تم إرسالها في شكل مرنا. يجب على الخلايا التي تكون مادتها الوراثية DNA "إعادة كتابة" هذه المعلومات في نسخة مكملة من الحمض النووي الريبي.

الخطوة الأولى للنسخ المتماثلترتبط الفيروسات باختراق الحمض النووي الفيروسي في خلية الكائن الحي المضيف. يتم تسهيل هذه العملية من خلال إنزيمات خاصة تشكل جزءًا من القفيصة أو الغلاف الخارجي للفيريون ، وتبقى القشرة خارج الخلية أو تفقدها الفيروس فور اختراقها للخلية. يجد الفيروس خلية مناسبة لتكاثره عن طريق ملامسة أقسام معينة من قفيصته بمستقبلات محددة على سطح الخلية بطريقة "قفل المفتاح". إذا لم تكن هناك مستقبلات محددة ("معرّفة") على سطح الخلية ، فإن الخلية لا تكون حساسة للعدوى الفيروسية: الفيروس لا يخترقها.

من أجل إدراك معلوماتها الجينية ، يتم نسخ الحمض النووي الفيروسي الذي دخل الخلية بواسطة إنزيمات خاصة إلى mRNA. ينتقل mRNA الناتج إلى "المصانع" الخلوية لتخليق البروتين - الريبوسومات ، حيث يستبدل "الرسائل" الخلوية بـ "التعليمات" الخاصة به ويتم ترجمتها (قراءة) ، مما يؤدي إلى تخليق البروتينات الفيروسية. يتم مضاعفة (تكرار) الحمض النووي الفيروسي نفسه بشكل متكرر بمشاركة مجموعة أخرى من الإنزيمات ، سواء الفيروسية أو تلك التي تنتمي إلى الخلية.

يتحد البروتين المركب ، الذي يستخدم لبناء القفيصة ، والحمض النووي الفيروسي المضاعف في العديد من النسخ ليشكلوا فيريونات "ابنة" جديدة. يترك السلالة الفيروسية المتولدة الخلية المستخدمة ويصيب خلايا جديدة: تتكرر دورة تكاثر الفيروس.

مراحل تكاثر الفيروس:

1. التعلق بغشاء الخلية-الامتزاز. لكي يتم امتصاص الفيروس على سطح الخلية ، يجب أن يحتوي على بروتين (غالبًا بروتين سكري) في غشاء البلازما - وهو مستقبل خاص بهذا الفيروس. غالبًا ما يحدد وجود المستقبل نطاق العوائل.

2. الاختراق في الزنزانة.في المرحلة التالية ، يحتاج الفيروس إلى إيصال معلوماته الجينية داخل الخلية.

3. إعادة برمجة الخلية.عند الإصابة بفيروس في الخلية ، يتم تنشيط آليات دفاع خاصة مضادة للفيروسات. تبدأ الخلايا المصابة في تصنيع جزيئات الإشارة - الإنترفيرون ، التي تحول الخلايا السليمة المحيطة إلى حالة مضادة للفيروسات وتنشط جهاز المناعة. يمكن الكشف عن الضرر الناجم عن تكاثر الفيروس في الخلية عن طريق أنظمة التحكم الخلوية الداخلية ، ويتعين على هذه الخلية "الانتحار" في عملية تسمى موت الخلايا المبرمج. يعتمد بقاءه بشكل مباشر على قدرة الفيروس على التغلب على أنظمة الدفاع المضادة للفيروسات.

4. المثابرة.يمكن أن تدخل بعض الفيروسات في حالة كامنة ، وتتداخل بشكل ضعيف مع العمليات التي تحدث في الخلية ، ولا يتم تنشيطها إلا في ظل ظروف معينة.

5. إنشاء مكونات فيروس جديدة.يتضمن تكاثر الفيروسات في الحالة العامة ثلاث عمليات - 1) نسخ الجينوم الفيروسي - أي تخليق mRNA الفيروسي ، 2) ترجمته ، أي تخليق البروتينات الفيروسية ، و 3) تكرار الفيروس الجينوم. تمتلك العديد من الفيروسات أنظمة تحكم تضمن الاستهلاك الأمثل للمواد الحيوية للخلية المضيفة.

6. نضوج الفيروس والخروج من الخلية.، RNA أو DNA الجينومي المركب حديثًا يرتدي بروتينات مناسبة ويخرج من الخلية.

27 .فيروسات الربد- عائلة من الفيروسات تحتوي على جزيء RNA أحادي الجديلة غير مجزأ على شكل خطي. تسبب الأمراض المعدية في الفقاريات واللافقاريات والنباتات ، والفيروسات التي تصيب الحيوانات تكون على شكل رصاصة والنباتات على شكل عصيات. nucleocapsid هو مزدوج تقطعت به السبل ، حلزوني ، في غلاف البروتين الدهني.الفيروس حساس لعمل المذيبات الدهنية والأحماض والحرارة. تشمل فيروسات الرهاب جنسين - فيروسات حويصليّة وفيروسات ليسسا. الأول يشمل فيروسات من مجموعة التهاب الفم الحويصلي ، والأخير - فيروسات من مجموعة داء الكلب. تشمل عائلة الفيروسة الربدية أيضًا فيروسات الحمى سريعة الزوال. التهاب الفم الحويصليهو مرض فيروسي يصيب الحيوانات ، ويصيب البشر أحيانًا ويتجلى في شكل عدوى حادة تشبه الإنفلونزا. الفيريونات على شكل رصاصة. يتكون الغلاف الخارجي من طبقة ثنائية دهنية ، وينتقل فيروس التهاب الفم الحويصلي عن طريق البعوض. يتكاثر الفيروس في جسم الحشرات ، ويشمل جنس Lyssavirus فيروس داء الكلب والفيروسات الشبيهة بداء الكلب (Mokola ، Duvenhage - الممرضة للإنسان والحيوان ؛). داء الكلب- الأمراض المعدية من المسببات الفيروسية. يتميز بتلف الجهاز العصبي المركزي مما يؤدي إلى الوفاة. يصاب الإنسان بالعدوى من خلال اللعاب واللعاب والخدوش. تتراوح فترة الحضانة من 10 أيام إلى 3-4 (ولكن في أغلب الأحيان 1-3) هناك 3 فترات للمرض: 1. فترة السلائف تستمر من 1-3 أيام. يترافق مع ارتفاع في درجة الحرارة إلى 37.2-37.3 درجة مئوية ، والاكتئاب ، وقلة النوم ، وألم في موقع اللدغة. مرحلة الحرارة (رهاب الماء) تدوم من 1 إلى 4 أيام. يتم التعبير عنها بحساسية متزايدة بشكل حاد لأدنى تهيج لأعضاء الحس ، وتسبب الضوضاء تقلصات في عضلات الأطراف ، ويصبح المرضى عدوانيين. فترة الشلل (مرحلة "الهدوء المشؤوم") يحدث شلل في عضلات العين والأطراف السفلية لمدة 5-8 أيام ، ويحدث تكرار فيروسات الربد في سيتوبلازم الخلايا المصابة ويمكن أن يحدث حتى في الخلايا التي تفتقر إلى النواة. تكراريتم توفير الحمض النووي الريبي (RNA) من خلال النشاط الأنزيمي لبروتينات L + NS ويستمر في تكوين حبلا زائد وسلائف تكرارية. هناك آليات لتنظيم التخليق ، ونتيجة لذلك تتشكل السلاسل السالبة من الحمض النووي الريبي في كثير من الأحيان أكثر من السلاسل الإضافية ، ويتم تصنيع البروتينات المختلفة بكميات مختلفة. أثناء تخليق الحمض النووي الريبي ، يتم تكوين فئات مختلفة من جسيمات DI. يحدث تجمع النيوكليوكابسيدات في السيتوبلازم ، وتتشكل الفيريونات على أغشية الخلايا ، تاركة الخلية عن طريق التبرعم.

28 . في nucleocapsid ، يتم إجراء تفاعل الحمض النووي والبروتين على طول محور دوران واحد. كل فيروس له تناسق حلزوني له طول مميز وعرض ودورية للقابس النوكليوكابسيد. نوكليوكابسيداتتمتلك معظم الفيروسات المسببة للأمراض البشرية تناسقًا حلزونيًا (على سبيل المثال ، فيروسات كورونا ، فيروسات الربد ، فيروسات شبه و orthomyxovirus ، فيروسات بونيا وفيروسات أرينا). تشمل هذه المجموعة أيضًا فيروس موزاييك التبغ. تعطي منظمة التناظر الحلزوني الفيروسات شكلاً شبيهًا بالقضيب. مع التناظر الحلزونييحمي غمد البروتين المعلومات الوراثية بشكل أفضل ، ولكنه يتطلب كمية كبيرة من البروتين ، لأن الغلاف يتكون من كتل كبيرة نسبيًا.

كان فيروس موزاييك التبغ أول فيروس تم عزله في شكله النقي. عند الإصابة بهذا الفيروس ، تظهر بقع صفراء على أوراق النبات المصاب - ما يسمى بفسيفساء الأوراق. تنتشر الفيروسات بسرعة كبيرة ، إما ميكانيكيًا عندما تتلامس النباتات المريضة أو أجزاء النبات مع النباتات السليمة ، أو من خلال الهواء عن طريق دخان السجائر المصنوع من الأوراق المصابة.

29 . متلازمة نقص المناعة المكتسب (الإيدز) هي حالة تتطور على خلفية الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية وتتميز بانخفاض العدد الخلايا الليمفاوية، الالتهابات الانتهازية المتعددة ، الأمراض غير المعدية والأورام. الإيدز المرحلة النهائيةعدوى فيروس نقص المناعة البشرية. حتى الآن ، لم يتم إنشاء لقاح ضد فيروس نقص المناعة البشرية ، وعلاج الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية يبطئ بشكل كبير مسار المرض ، ولكن لا يُعرف سوى حالة واحدة من العلاج الكامل للمرض نتيجة زرع الخلايا الجذعية المعدلة . طرق انتقال عدوى فيروس العوز المناعي البشري: 1. الجنسي 2. الحقن والأدوات - عند استخدام المحاقن والإبر والقسطرة الملوثة 3. نقل الدم (بعد نقل الدم المصاب أو مكوناته - البلازما ، الصفائح الدموية ، الكريات البيض) ؛ 4. الفترة المحيطة بالولادة (قبل الولادة ، عبر المشيمة - من الأم المصابة) ؛ 5. الزرع (زرع الأعضاء المصابة ، ونخاع العظام ، والتلقيح الاصطناعي مع الحيوانات المنوية المصابة). 6. الألبان (إصابة الطفل بحليب الأم المصاب). 7. المهنية والمنزلية - العدوى من خلال تلف الجلد والأغشية المخاطية للأشخاص الذين يتلامسون مع الدم. لا ينتقل فيروس نقص المناعة البشرية عن طريق الاتصال العارض. مراحل تطور فيروس نقص المناعة البشرية: 1 تبدأ مرحلة الحضانة من لحظة الإصابة حتى ظهور رد فعل الجسم على شكل مظاهر لعدوى حادة أو إنتاج أجسام مضادة (من 3 أسابيع إلى 3 أشهر ، ولكن في بعض الحالات يمكن أن تتأخر لمدة تصل إلى عام ). المرحلة الثانية من المظاهر الأولية لها مجموعة إضافية من الخصائص: العدوى الحادة ، العدوى بدون أعراض ، اعتلال العقد اللمفية المعمم المستمر (تضخم ما لا يقل عن عقدتين ليمفاويتين في مجموعتين مختلفتين ، باستثناء العقد الليمفاوية الأربية ، في مرحلة العدوى الحادة ، انخفاض عابر في T غالبًا ما يتم ملاحظة الخلايا اللمفاوية ، والتي تترافق أحيانًا مع ظهور مظاهر لأمراض ثانوية (داء المبيضات ، عدوى الهربس) ، هذه المظاهر خفيفة وقصيرة الأمد وتستجيب بشكل جيد للعلاج (العلاج). المرحلة هي 2-3 أسابيع ، وبعدها يمر المرض - عدوى بدون أعراض 3). تبدأ المرحلة عادة في التطور بعد 3-5 سنوات من لحظة الإصابة. يتميز بآفات بكتيرية وفطرية وفيروسية للأغشية المخاطية والجلد ، وأمراض التهابية في الجهاز التنفسي العلوي. في المرحلة (بعد 5-7 سنوات من لحظة الإصابة) ، تكون الآفات الجلدية أعمق وتميل إلى أن تطول. تتميز المرحلة (بعد 7-10 سنوات) بتطور أمراض ثانوية وخيمة وطبيعتها العامة (العامة) وتلف الجهاز العصبي المركزي.

30. الفيروسات المخاطانية (الفيروسات المخاطية) - عائلة من الفيروسات التي تسبب الحصبة والنكاف (النكاف) ، نظير الانفلونزا ، مرض نيوكاسل ، مرض نكد في الكلاب. يحتمل أن يسبب السارس. تمتلك الفيروسات شكلًا كرويًا ، ويتم تمثيل الجينوم بواسطة الحمض النووي الريبي أحادي الجديلة غير المجزأ ، مما يحد من مقاومة الطفرات. تحدث دورة حياة فيروسات نظير الإنفلونزا في سيتوبلازم الخلية ؛ لا تحتاج فيروسات البارامكسوفيروس إلى mRNA البذور لنسخها. تصنيف:تشمل العائلة الأصناف التالية: فصيلة باراميكسوفيرينا:جنس أفولافيروس - فيروس مرض نيوكاسل،جنس هنيبا،جنس موربيليفيروس - فيروس الحصبة ، فيروس حمى الكلاب ،جنس الفيروسات التنفسية-فيروس نظير الإنفلونزا البشري ، الأنماط المصلية 1 و 3 ، جنس فيروس روبولاالأنماط المصلية لفيروس نظير الإنفلونزا البشري 2 و 4 ، النكاف ، جنس فيروسات تشبه TPMV;فصيلةالالتهاب الرئوي:جنس الفيروسات الرئوية- الفيروس المخلوي التنفسي ميتابيبوموفيروس. ميزات النسخ المتماثل:يتم تمثيل الجينوم بجزيء خطي واحد ذو قطبية سالبة ، وحيد الجديلة. هناك 6 جينات مفصولة بمناطق محمية غير مشفرة تشير إلى بداية ونهاية عملية ربط عديد الأدينيل. تم العثور على سبعة بروتينات في الفيروسات المخاطانية: NP (أو N) ، P ، M ، F ، L ، و HN (أو H أو G). هم مشتركون لجميع الأجناس. يضمن بروتين HN ارتباط الفيروسات بالخلايا ويسبب تكوين VNAs التي تمنع امتصاص الفيروس على مستقبلات الخلية. يشارك بروتين F في دخول الفيروس إلى الخلية. التكاثرتحدث الفيروسات المخاطانية في السيتوبلازم ، وترتبط الفيروسات بمساعدة بروتين HN بمستقبلات الجليكوليبيد في الخلية. ثم يقوم بروتين F بدمج الغلاف الفيروسي مع غشاء البلازما للخلية. ونتيجة لذلك ، فإن nucleocapsid موجود في الخلية مع ثلاثة بروتينات مرتبطة به (N و P و L) ، وبعد ذلك تبدأ عملية النسخ ، التي يتم تنفيذها بواسطة virion RNA polymerase المعتمد على RNA. يتم نسخ الجينوم بتكوين 6-10 رنا مرسال منفصل غير معالج نتيجة لتوليف متسلسل متقطع من مروج واحد. يتم أيضًا تصنيع نسخة كاملة من الحمض النووي الريبي الجينومي (+ RNA) وتعمل كقالب لتركيب الحمض النووي الريبي الجيني (-RNA). الحمض النووي الريبي الجيني المركب المرتبط ببروتين N و transcriptase شكل نوكليوكابسيدات. يشمل نضج الفيريون:
1) إدخال البروتينات السكرية الفيروسية في مناطق متغيرة من غشاء بلازما الخلية ؛
2) ارتباط بروتين المصفوفة (M) والبروتينات الأخرى غير الجليكوزيلية بغشاء الخلية المتغير ؛
3) وضع الوحدات الفرعية nucleocapsid تحت البروتين M ؛
4) تكوين وإطلاق الفيروسات الناضجة عن طريق التبرعم.

أهم الممثلين: فيروسات نظير الانفلونزا من مسببات الأمراض الشائعة جدا لالتهابات الجهاز التنفسي الحادة. فيروس نظير الإنفلونزا البشريغالبًا ما يصيب خلايا الحنجرة ، لذلك يستمر المرض مع أعراض التهاب الحنجرة (سعال نباحي جاف ، مؤلم ، أجش في الصوت). في الأطفال ، تكون الأمراض التي يسببها فيروس الورم الحليمي البشري أكثر حدة ، ومن المرجح أن تتطور تسمم. الفيروس المخلوي التنفسيينتمي العامل المسبب إلى جنس Pneumovirus لعائلة Paramyxovirus ، وهو أحد أكثر العوامل المسببة شيوعًا لأمراض الجهاز التنفسي الحادة عند الأطفال في السنوات الأولى من العمر. فيروس الحصبةهو عضو في جنس Morbillivirus من عائلة الفيروسة المخاطانية. في علم التشكل ، يكاد لا يختلف عن أفراد الأسرة الآخرين. يفتقر إلى النورامينيداز. له نشاط ترصص دموي وانحلالي وتناسق. يحتوي الفيروس على هيماجلوتينين ، هيموليزين (F) ، بروتين نووي (NP) وبروتين مصفوفة ، والتي تختلف في خصوصية المستضد والقدرة المناعية. يحتوي فيروس الحصبة على متغيرات مصلية ، وله محددات مستضدية مشتركة مع الفيروسات الموربية الأخرى (فيروس حمى الكلاب وفيروس الطاعون البقري).

31 في الهياكل متساوية القياس ، يكون تغليف الحمض النووي للجينوم الفيروسي معقدًا: ترتبط بروتينات الغلاف النووي بشكل ضعيف نسبيًا بالحمض النووي أو البروتينات النووية ، مما يفرض حدًا أدنى من القيود على طريقة تعبئة الحمض النووي. في هذه الحالة ، يمكن أن تكون البروتينات النووية لـ "النواة" منظمة بشكل معقد للغاية: على سبيل المثال ، في فيروسات البابوفا ، يشكل الحمض النووي الدائري المزدوج الشريطة ، المرتبط بالهيستونات ، هياكل مشابهة جدًا للنيوكليوزومات.

في هذه الفيروسات ، يكون الحمض النووي محاطًا القسيمات، وتشكيل شكل مجسم عشري الوجوه متعدد السطوح مع 12 رأسًا و 20 وجهًا مثلثيًا و 30 زاوية. تشمل الفيروسات ذات البنية المماثلة فيروسات الغد ، والفيروسات القزحية ، والفيروسات القزحية ، وفيروسات الهربس ، والفيروسات البيكورناوية. التنظيم وفقًا لمبدأ التناظر المكعب يعطي الفيروسات شكلاً كرويًا. يعد مبدأ التناظر المكعب هو الأكثر اقتصادا في تكوين قفيصة مغلقة ، حيث يتم استخدام كتل بروتينية صغيرة نسبيًا لتنظيمها ، مما يشكل مساحة داخلية كبيرة يتناسب فيها الحمض النووي بحرية.

32. من المحتمل أن تكون دورات حياة معظم الفيروسات متشابهة. لكن يبدو أنها تخترق الخلية بطرق مختلفة ، لأنه على عكس فيروسات الحيوانات ، يتعين على الفيروسات البكتيرية والنباتية أيضًا اختراق جدار الخلية. لا يحدث الاختراق في الخلية دائمًا عن طريق الحقن ، ولا يبقى الغلاف البروتيني للفيروس دائمًا على السطح الخارجي للخلية. بمجرد دخول الخلية المضيفة ، لا تتكاثر بعض العاثيات. بدلاً من ذلك ، يتم دمج حمضها النووي في الحمض النووي للمضيف. هنا ، يمكن أن يبقى هذا الحمض النووي لعدة أجيال ، متكاثرًا جنبًا إلى جنب مع الحمض النووي للمضيف. تُعرف هذه العاثيات باسم العاثيات المعتدلة ، والبكتيريا التي تكمن فيها تسمى ليسوجينيك. هذا يعني أن البكتيريا يمكن أن تتلاشى ، ولكن لا يتم ملاحظة تحلل الخلايا حتى

حتى تستأنف العاثية نشاطها. مثل هذه العاثية غير النشطة

يسمى prophage أو طليعي الفيروسات.

33. التركيب والتركيب الكيميائي. Virions كروية. يوجد في الوسط غلاف نووي بنوع حلزوني من التناظر ، محاط بقشرة خارجية مع عمليات إبري. RNA أحادي الجديلة "-". يحتوي nucleocapsid على العديد من الإنزيمات الخاصة بالفيروس ، بما في ذلك RNA polymerase. يحتوي على كبسولات فائقة و 3 بروتينات خاصة بالفيروس: 2 - NH glycoproteins (لها نشاط ترصص الدم ونورامينيداز) ، 3 - بروتين F (يشارك في اندماج أغشية الخلايا مع الغلاف الفيروسي).

تصنيف فيروسات الأنفلونزا
جميع أعضاء عائلة orthomyxovirus هم فيروسات إنفلونزا. يتم تصنيفها إلى فيروسات الأنفلونزا من الأنواع A و B و C وفقًا لمستضد RNP ، والذي لا يعطي تفاعلات مصلية من النوع المتقاطع. "السمة المميزة لفيروسات الأنفلونزا A هي التغيير في الخصائص المستضدية لكل من البروتينات السطحية (البروتينات السكرية ) Hemagglutinin و Neuraminidase. العديد من المتغيرات المستضدية لفيروسات الأنفلونزا "مع أنواع مختلفة من Hemagglutinin و Neuraminidase المعزولة من الحيوانات الأليفة والبرية. يتطلب وجود متغيرات مستضدية مختلفة تصنيفًا موحدًا للفيروسات بناءً على الخصائص المستضدية للهيماجلوتينين والنيورامينيداز. نظرًا لاختلاف فيروس الأنفلونزا من النوع C عن النوعين A و B في عدد من الخصائص الأساسية ، يتم فصله إلى جنس منفصل. في فيروس الأنفلونزا من النوع B ، على الرغم من وجود متغيرات مستضدية ، إلا أنه لا يوجد الكثير منها. لا يحتاجون إلى تصنيف. على عكس فيروسات النوع A التي تنتشر في كل من البشر والحيوانات ، تم عزل فيروسات الأنفلونزا من النوع B عن البشر فقط.

34. السمة الرئيسية للجينوم الفيروسي هي أنه يمكن تسجيل المعلومات الوراثية في الفيروسات على كل من DNA و RNA. إن جينوم الفيروسات المحتوية على الحمض النووي مزدوج الشريطة (باستثناء فيروسات البارفو التي تحتوي على دنا أحادي الجديلة) ، غير مقسم ويظهر خصائص معدية. إن جينوم معظم فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA) أحادي الخيط (باستثناء الفيروسات القهقرية والفيروسات القهقرية ذات الجينومات المزدوجة الشريطة) وقد تكون مجزأة أو غير مجزأة. تنقسم الحمض النووي الريبي الفيروسي إلى مجموعتين حسب وظائفهما. تتضمن المجموعة الأولى RNAs التي يمكنها ترجمة المعلومات الجينية مباشرة إلى ريبوسومات خلية حساسة ، أي تؤدي وظائف mRNA و mRNA. يطلق عليهم RNA زائد ستراند. لديهم نهايات مميزة ("قبعات") للتعرف المحدد على الريبوسومات. في مجموعة أخرى من الفيروسات ، لا يستطيع الحمض النووي الريبي ترجمة المعلومات الجينية مباشرة إلى الريبوسومات ويعمل كمرنا. تعمل هذه الرنا كقالب لتشكيل الرنا المرسال ، أي أثناء النسخ المتماثل ، يتم تصنيع قالب مبدئيًا (+ RNA) لتخليق -RNA. في فيروسات هذه المجموعة ، يختلف تكرار RNA عن النسخ في طول الجزيئات الناتجة: أثناء النسخ ، يتوافق طول RNA مع الأصل يتم تشكيل جزيئات mRNA المختصرة أثناء النسخ. الاستثناء هو الفيروسات القهقرية ، التي تحتوي على RNA أحادي السلسلة + RNA ، والذي يعمل كقالب لبوليميراز DNA المعتمد على الحمض النووي الريبي (النسخ العكسي). تمت إعادة كتابته من الحمض النووي الريبي إلى الحمض النووي ، مما يؤدي إلى تكوين فيروس دنا يندمج في الجينوم الخلوي.

35- تختلف الفيروسات المحتوية على الحمض النووي عن الفيروسات المحتوية على الحمض النووي الريبي في طريقة التكاثر. يوجد الحمض النووي عادةً في شكل هياكل مزدوجة الشريطة: ترتبط سلسلتان من عديد النوكليوتيد بواسطة روابط هيدروجينية ويتم لفهما بطريقة تتشكل حلزونًا مزدوجًا. وعلى النقيض من ذلك ، فإن الحمض النووي الريبي موجود عادة كبنى وحيدة الجديلة. ومع ذلك ، فإن جينوم بعض الفيروسات هو الحمض النووي أحادي السلسلة أو الحمض النووي الريبي مزدوج الشريطة. ترتبط المرحلة الأولى من تكاثر الفيروس باختراق الحمض النووي الفيروسي في خلية الكائن الحي المضيف. يمكن تسهيل هذه العملية عن طريق إنزيمات خاصة تشكل جزءًا من القفيصة أو الغلاف الخارجي للفيريون ، وتبقى القشرة خارج الخلية أو تفقدها الفيروس فورًا بعد اختراق الخلية. يجد الفيروس خلية مناسبة لتكاثره عن طريق ملامسة أقسام معينة من قفيصته (أو غلافه الخارجي) بمستقبلات محددة على سطح الخلية بطريقة "قفل المفتاح". إذا لم تكن هناك مستقبلات محددة ("معرّفة") على سطح الخلية ، فإن الخلية لا تكون حساسة للعدوى الفيروسية: الفيروس لا يخترقها. من أجل إدراك معلوماتها الجينية ، يتم نسخ الحمض النووي الفيروسي الذي دخل الخلية بواسطة إنزيمات خاصة إلى mRNA. ينتقل mRNA الناتج إلى الريبوسومات ، مما يؤدي إلى تخليق البروتينات الفيروسية. يتضاعف الحمض النووي الفيروسي نفسه عدة مرات بمشاركة مجموعة أخرى من الإنزيمات ، سواء الفيروسية أو تلك التي تنتمي إلى الخلية. يتحد البروتين المركب ، الذي يستخدم لبناء القفيصة ، والحمض النووي الفيروسي المضاعف في العديد من النسخ ليشكلوا فيريونات "ابنة" جديدة. يترك السلالة الفيروسية المتولدة الخلية المستخدمة ويصيب خلايا جديدة: تتكرر دورة تكاثر الفيروس. تلتقط بعض الفيروسات ، أثناء التبرعم من سطح الخلية ، جزءًا من غشاء الخلية الذي تندمج فيه البروتينات الفيروسية "مسبقًا" ، وبالتالي تحصل على غلاف. في بعض فيروسات RNA ، يمكن للجينوم (RNA) أن يعمل مباشرة مثل mRNA. ومع ذلك ، فإن هذه الميزة مميزة فقط للفيروسات ذات الشريط "+" من الحمض النووي الريبي (أي مع وجود قطبية موجبة للحمض النووي الريبي). بالنسبة للفيروسات التي تحتوي على حبلا RNA "-" ، يجب على الأخير "إعادة الكتابة" أولاً في حبلا "+" ؛ فقط بعد ذلك يبدأ تخليق البروتينات الفيروسية ويحدث تكاثر الفيروس. تحتوي الفيروسات القهقرية المزعومة على الحمض النووي الريبي (RNA) كجينوم ولديها طريقة غير عادية لنسخ المادة الجينية: فبدلاً من نسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي ، كما يحدث في الخلية وهو نموذجي للفيروسات المحتوية على الحمض النووي ، يتم نسخ الحمض النووي الريبي الخاص بها إلى الحمض النووي. يتم بعد ذلك دمج الحمض النووي مزدوج الشريطة للفيروس في الحمض النووي الصبغي للخلية. على مصفوفة هذا الحمض النووي الفيروسي ، يتم تصنيع رنا فيروسي جديد ، والذي ، مثل الآخرين ، يحدد تخليق البروتينات الفيروسية.

36. تعتبر عائلة Bunyaviridae الأكبر من حيث عدد الفيروسات الموجودة فيها (حوالي 250). تنتقل عن طريق الاتصال والطرق المحمولة جواً والغذائية. فيريونات فيروس بونيا لها شكل كروي ويبلغ قطرها 90-100 نانومتر. يتكون الجينوم من جزيء RNA يتكون من ثلاثة أجزاء (L و M و S). يتم تنظيم نوكليوكابسيد فيروسات بونيا وفقًا لنوع التناظر الحلزوني. في الخارج ، يتم تغطية nucleocapsid بطبقة دهنية فائقة من طبقتين ، حيث توجد هياكل بروتينية ذات نشاط تراص الدم ، مجتمعة في شكل شعرية سطحية. تحتوي فيروسات بونيا المختلفة على تركيبة بروتينية متغيرة ، ولكنها تحتوي جميعها على بروتينات سكرية سطحية G1 و G2 وبروتين سكري داخلي مرتبط ببروتين RNA N. تحتوي معظم الفيروسات على بوليميراز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي الريبي. يتم تنفيذ دورة تكرار فيروسات بونيا في السيتوبلازم. العوامل المسببة لعدوى الفيروسة المنقولة جنسياً: تسبب الفيروسات من جنس الفيروس الفاصد حمى البعوض المختلفة (على سبيل المثال ، حمى باباتشي ، الحمى النابولية والصقلية ، حمى الوادي المتصدع ، بونتا تورو ، إلخ). يشمل جنس الفيروسات النيروية فيروس حمى القرم والكونغو النزفية ، التي تسبب المرض في روسيا ومولدوفا وأوكرانيا والبلقان وأفريقيا. نطاق العوائل الطبيعية لفيروسات البونيا واسع: أكثر من نصف الأنواع عبارة عن مستودعات طبيعية للقوارض ، و 1/4 من الطيور و 1/4 من مختلف الحيوانات ذات الأصابع. الناقلون لمعظم فيروسات البونيا هم بعوض من عائلة كوليسينا. ينتقل أكثر من 20 نوعًا من الفيروسات عن طريق القراد من عائلات Ixodidae و Argasidae ؛ العديد من الفيروسات تحملها البراغيش والبعوض. يجمع جنس Calicivirus من عائلة Caliciviridae الفيروسات مع قفيصة مكعبة "عارية" يبلغ قطرها 37-40 نانومتر. يتكون جينوم فيروسات calicivirus بواسطة جزيء + RNA. باستخدام الفحص المجهري السلبي ، تم العثور على 32 انطباعًا على شكل كوب على سطح الفيروسات ، فيما يتعلق بالفيروسات التي حصلت على اسمها [من اليونانية. كالكس ، وعاء]. لا تنتشر فيروسات الكاليسي في مزارع الخلايا المعروفة ؛ وعادة ما يستخدم الفحص المجهري الإلكتروني المناعي لتشخيصها. تسبب أنواع فيروسات الكاليسيرا الممرضة للإنسان التهاب المعدة والأمعاء والتهاب الكبد. بالإضافة إلى فيروسات الكاليس الحقيقية ، يشمل الجنس فيروس Norwalk والعامل المسبب لالتهاب الكبد E. العوامل المسببة لالتهاب المعدة والأمعاء. تطور متلازمة الإسهال. لا تتجاوز فترة حضانة التهاب المعدة والأمعاء لفيروس calicivirus 1-2 أيام ؛ يميز معظم المؤلفين ثلاثة أنواع رئيسية من الآفات: أمراض مع القيء الشديد (عادة ما يتم ملاحظتها في أشهر الشتاء ، وفي كثير من الأحيان عند الأطفال) ؛ الإسهال الوبائي (عند المراهقين والبالغين) والتهاب المعدة والأمعاء (في كثير من الأحيان عند الأطفال). يصاحب التهاب المعدة والأمعاء بفيروس كاليسف ألم عضلي ، صداع. يبلغ 50٪ من المرضى عن حمى معتدلة. متلازمة الإسهال المصاحبة لالتهاب المعدة والأمعاء بفيروس الكالسيفي خفيفة - البراز مائي ، بدون اختلاط بالدم. بعد 7-10 أيام ، يحدث الشفاء التلقائي. علاج التهاب المعدة والأمعاء بفيروس الكاليسي هو أعراض. لا توجد وسيلة للعلاج موجه للسبب ووقاية محددة. تشمل الفيروسات التاجية من جنس العديد من الفيروسات الممرضة للثدييات والطيور والتي تسبب أمراض الجهاز التنفسي والتهاب الأمعاء والتهاب العضلات والتهاب عضلة القلب والتهاب الكبد والتهاب الكلية وأمراض المناعة. في البشر ، تسبب فيروسات كورونا ، إلى جانب الفيروسات الأخرى ، متلازمة نزلات البرد. تحتوي معظم فيروسات كورونا على مدارية واضحة للخلايا الظهارية في الجهاز التنفسي والمسالك المعوية. يتم عزل بعض فيروسات كورونا بصعوبة وباستخدام زراعة الأعضاء فقط. يمتلك ممثلو فيروسات كورونا من جنس فيريونات مستديرة الشكل يبلغ قطرها 80-220 نانومتر. تتكون فيريونات الفيروس التاجي من غلاف نووي حلزوني وقذيفة بروتين سكري ، يوجد على سطحها نتوءات مميزة على شكل مضرب يبلغ طولها 20 نانومتر ، بعيدًا عن بعضها البعض ، وتشكل نوعًا من الإكليل الشمسي. قامت بعض فيروسات كورونا أيضًا بتقصير أجهزة قياس الضغط بمقدار 5 نانومتر. تحتوي فيروسات كورونا على ثلاثة أو أربعة بروتينات هيكلية رئيسية: بروتين نوكليوكابسيد N ؛ بروتين سكري كبير يقيس الرماد ؛ البروتينات السكرية عبر الغشاء M و E. تحتوي بعض الفيروسات ، بالإضافة إلى ذلك ، على مادة غير بروتينية. تحتوي فيروسات Torovirus على نفس البروتينات الموجودة في الفيروسات التاجية ، ولكنها لا تحتوي على البروتين E. يحتوي فيروس توروفيروس البقري على بروتين HE (M ، 65000). من بين ممثلي فيروسات كورونا ، هناك ثلاث مجموعات مستضدية مميزة. ممثلو جنس فيروسات كورونا لديهم البروتينات الهيكلية التالية. يشكل البروتين السكري (150-180 كيلو دالتون) نتوءات كبيرة على سطح الفيروسات. يمكن تقسيم بروتين سكري S إلى 3 أجزاء هيكلية. الغشاء الخارجي الكبير والقطع السيتوبلازمية. يتكون الجزء الخارجي الكبير بدوره من نطاقين فرعيين S1 و S2. ترتبط الطفرات في المقطع S1 بالتغيرات في الاستضاد وضراوة الفيروس. الجزء S2 أكثر تحفظًا. يتم شق بروتين الفيروس التاجي البقري S (180 كيلو دالتون) بواسطة البروتياز الخلوي إلى S1 و S2 أثناء أو بعد نضوج الفيريون ، ويبقى غير مرتبط تساهميًا في بيبلومرات الفيروس. يعتمد انشقاق بروتين S في فيروسات كورونا المختلفة على النظام الخلوي. يتسبب بروتين S في تكوين VHA وهو مسؤول عن اندماج الغلاف الفيروسي مع غشاء الخلية. بروتين S متعدد الوظائف.

37. في فيروسات الحيوانات ، يُعرف عدد كبير من الأشكال الطافرة. هناك ، على وجه الخصوص ، طفرات تختلف في شكل اللويحات والبثور ؛ المضيف أو المسوخات المعتمدة على درجة الحرارة ؛ طفرات غير قادرة على إحداث تخليق ثيميدين كيناز ؛ مقاومة لبعض المواد الكيميائية أو تعتمد عليها ؛ الاختلاف في الحساسية الحرارية لخصائصها المعدية أو نشاطها الأنزيمي ، في الخواص المستضدية لبروتينات القشرة ، في القدرة على تكوين لويحات في وجود مثبطات مختلفة ، وغيرها الكثير. تتطلب الدراسات الجينية طفرات ذات سمة نمطية محددة بوضوح ومستقرة إلى حد ما يسهل أخذها في الاعتبار ؛ يجب أن تكون هذه السمة ناتجة عن جين واحد متحور له اختراق كامل.

38. لا تحلل العاثيات المعتدلة جميع الخلايا في السكان ؛ فهي تدخل في تكافل مع بعضها ، ونتيجة لذلك يتم دمج DNA phage في الكروموسوم البكتيري. في هذه الحالة ، يُطلق على جينوم العاثية اسم prophage. النبضة ، التي أصبحت جزءًا من كروموسوم الخلية ، أثناء تكاثرها تتكاثر بشكل متزامن مع جينوم البكتيريا دون التسبب في تحللها ، ويتم توريثها من خلية إلى أخرى إلى عدد غير محدود من النسل. تسمى الظاهرة البيولوجية للتكافل لخلية ميكروبية ذات عاثية معتدلة (prophage) lysogeny ، وتسمى الثقافة البكتيرية التي تحتوي على نفاذة lysogenic. يعكس هذا الاسم (من الكلمة اليونانية lysis - التحلل ، genea - origin) قدرة النبوة على استبعادها من كروموسوم الخلية تلقائيًا أو تحت تأثير عدد من العوامل الفيزيائية والكيميائية وتنتقل إلى السيتوبلازم ، أي تتصرف مثل العاثية الخبيثة التي تحلل البكتيريا. لا تختلف الثقافات اللايسوجينية في خصائصها الأساسية عن الخصائص الأصلية ، ولكنها محصنة ضد إعادة العدوى بالعاقمات المتماثلة أو ذات الصلة الوثيقة ، بالإضافة إلى اكتساب خصائص إضافية تخضع لسيطرة جينات الاتعاض. يسمى التغيير في خصائص الكائنات الحية الدقيقة تحت تأثير الدعامة تحويل الملتهمة. يحدث هذا الأخير في أنواع عديدة من الكائنات الحية الدقيقة ويتعلق بخصائصها المختلفة: ثقافي ، كيميائي حيوي ، ذيفاني ، مستضد ، حساسية للمضادات الحيوية ، إلخ. هذا الجزء من الكروموسوم لخلية أخرى. إذا أصبحت الخلية الميكروبية غير سامة ، فإنها تكتسب خصائص جديدة. وبالتالي ، فإن العاثيات المعتدلة هي عامل قوي في تنوع الكائنات الحية الدقيقة. يمكن أن تضر العاثيات المعتدلة بالإنتاج الميكروبيولوجي. وبالتالي ، إذا اتضح أن الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة كمنتجين للقاحات والمضادات الحيوية والمواد البيولوجية الأخرى غير سامة ، فهناك خطر أن تصبح العاثية المعتدلة ضراوة ، مما سيؤدي حتمًا إلى تحلل سلالة الإنتاج.

39. الفيروسات القهقرية(اللات. Retroviridae) هي عائلة من الفيروسات المحتوية على الحمض النووي الريبي ،

تصيب الفقاريات في الغالب. الاكثر شهرة ونشاطا

الممثل الذي تتم دراسته هو فيروس نقص المناعة البشرية. الفيروسات القهقرية

عن طريق التي يتم تصنيع الحمض النووي على مصفوفة virion RNA.

بعد إصابة الخلية بالفيروس القهقري ، يبدأ التوليف في السيتوبلازم.

على نطاق واسع الحمض النووي-الجينوم باستخدام الفيريون RNAكمصفوفة.

تستخدم جميع الفيروسات القهقرية آلية عكسية لتكرار جينومها.

النسخ: إنزيم النسخ العكسي الفيروسي (أو انعكاس)

يصنع خيطًا واحدًا من الحمض النووي على مصفوفة الحمض النووي الريبي الفيروسي ، ثم على المصفوفة

من خيط الحمض النووي المركب يكمل الشريط التكميلي الثاني.

يتم تشكيل جزيء DNA مزدوج الشريطة ، والذي اخترق من خلاله نووي

الصدف، يندمج في الحمض النووي الصبغي للخلية ثم يعمل كمصفوفة

لتركيب جزيئات الحمض النووي الريبي الفيروسي. يتم إطلاق هذه RNAs من نواة الخلية و

يتم حزم الخلايا في السيتوبلازم في جزيئات فيروسية قادرة على

تصيب الخلايا الجديدة.

وفقًا لفرضية واحدة ، يمكن أن تنشأ الفيروسات القهقرية من الينقولات العكسية-

شرائح متحركة من جينوم حقيقيات النوى.

تصنيف الفيروسات القهقرية

عائلة Retroviridaeيشمل ثلاث عائلات فرعية:

أونكوفيرينا(فيروسات الأورام) ، وأهم ممثل لها هو فيروس T-lymphotropic البشري من النوع 1 ؛

Lentivirinae(الفيروسات البطيئة) ، والتي تشمل فيروس نقص المناعة البشرية ؛ و

سبومافيرينا(فيروسات سبوما ، أو فيروسات رغوية).

جدول محتويات موضوع "العناصر الجينية للبكتيريا. الطفرات في البكتيريا. التنبيغ.":
1. ترحيل العناصر الجينية للبكتيريا. الينقولات. الجراثيم كعناصر وراثية مهاجرة.
2. طفرة. الطفرات في البكتيريا. المطفرة. الطفرات العفوية. طفرات الظهر (الانتكاسات).
3. الطفرات التي تحدثها البكتيريا. الطفرات الكيميائية. الطفرات الإشعاعية. أنواع الطفرات.
4. إصلاح الحمض النووي للبكتيريا. أنظمة إصلاح الحمض النووي. تعويض الوظائف المعطلة نتيجة الطفرات. قمع داخل الشريان. قمع خارج الجسم.
5. نقل الحمض النووي البكتيري. الاقتران البكتيري. عامل F للبكتيريا.
6. تحول البكتيريا. مراحل التحول البكتيري. رسم خرائط الكروموسومات البكتيرية.

8. خواص البكتيريا. التغيرات غير الموروثة في خصائص البكتيريا. S - المستعمرات. ص - المستعمرات. م - المستعمرات. د- المستعمرات البكتيرية.

التوضيح- النقل بواسطة العاثية إلى الخلية المصابة لشظايا المادة الوراثية للخلية التي كانت تحتوي في الأصل على العاثية. تحويل البكتيرياعادةً ما ينقل فقط قطعة صغيرة من DNA المضيف من خلية (متبرع) إلى أخرى (متلقي).

مخصصة ثلاثة أنواع من التنبيغ: غير محدد(جنرال لواء)، محددو مجهض. في الخلية المصابة بالعاثية ، يمكن لشظايا الحمض النووي البكتيري أو البلازميدات أن تخترق رؤوس بعض العاثيات جنبًا إلى جنب مع الحمض النووي الفيروسي أثناء تجمع السكان البنات. الفيروسات محدودة في كمية المادة الوراثية وفقًا لحجم الرأس. إذا تم شق الحمض النووي للخلية البكتيرية بواسطة الملتهمة في مكان غير نمطي ، فمن أجل إفساح المجال لجزء من الحمض النووي الصبغي ، يتم "التضحية" ببعض أقسام الحمض النووي الفيروسي ، مما يؤدي إلى فقدان بعض وظائفها . في هذه الحالة ، قد يصبح جسيم الملتهمة معيبًا. يمكن أن يصل عدد العاثيات غير الطبيعية إلى 0.3٪ من مجموع السكان البنات.

العاثية الناتجة هي الجسيم المسبب غير محدد (عام) التنبيغ. مع هذا النموذج التوضيحيمكن إدخال أي جين تقريبًا في الخلايا المتلقية.

مع توصيل غير محدد بالعاثيةيمكن نقل أي جزء من الحمض النووي للمضيف ، ولكن باستخدام جزء محدد ، يمكن فقط نقل أجزاء محددة بدقة من الحمض النووي. أفضل مثال معروف على التنبيغ المحدد هو التنبيغ بوساطة الملتهمة. نظرًا لأن هذه العاثية ، عند الانتقال إلى حالة النبضة ، يتم تضمينها في الكروموسوم البكتيري بين الجينات التي تشفر تخليق الجالاكتوز والبيوتين ، فإن هذه الجينات هي التي يمكنها نقلها أثناء التنبيغ. أثناء التنبيغ المجهض ، لا يتم دمج جزء DNA المتبرع الذي تم إدخاله في جينات المستلم ، ولكنه يظل في السيتوبلازم ، حيث يتم نسخ الحمض النووي الخاص به ولكن لا يتم تكراره. وهذا يؤدي إلى حقيقة أنه أثناء الانقسام الخلوي ينتقل فقط إلى واحدة من الخلايا الوليدة (أي أنها موروثة منفردة) ثم تُفقد في النسل.

خصائص تحويل جزيئات الملتهمةما يلي:

تحمل الجسيمات جزءًا فقط DNA Phage، أي أنها ليست فيروسات وظيفية ، بل هي حاويات تحمل أجزاء من الحمض النووي البكتيري.

أحب الآخرين الفيروسات المعيبة، الجسيمات ليست قادرة على التكاثر.

تحويل العاثياتقد تحتوي على جزء من كروموسوم العائل مع الجينات التي تعطي البكتيريا المتلقية بعض المزايا (على سبيل المثال ، جينات مقاومة المضادات الحيوية أو الجينات التي تشفر القدرة على تخليق مواد مختلفة). يسمى هذا اكتساب البكتيريا لخصائص جديدة ظاهرة اللايسوجيني.

ظاهرة التنبيغيمكن استخدامها لرسم خريطة للكروموسوم البكتيري إذا تم اتباع نفس المبادئ المستخدمة في رسم الخرائط باستخدام ظاهرة التحول.

التوضيحتم اكتشافه بواسطة J. Lederberg و N. Zinder في عام 1952 في السالمونيلا التيفيموريوموالعاثية P22.

التوضيح- نقل المعلومات الجينية (الجينات الكروموسومية أو البلازميدات) من خلية مانحة إلى خلية متلقية ، ويتم ذلك بمشاركة العاثيات. أثناء التنبيغ ، يجب تعبئة أجزاء من الكروموسوم أو البلازميد في رأس العاثية ؛ اترك خلية المتبرع كجزء من جسيم الملتهمة نتيجة تحللها وادخل إلى خلية أخرى (خلية متلقية) أثناء عملية عدوى جديدة. تحمي قفيصة البروتين الموجودة في رأس العاثية حمضها النووي من التدمير بواسطة نوكليازات خارج الخلية. في هذا الصدد ، يتم "الحفاظ" على تحويل الحمض النووي أكثر من الحمض النووي "العاري" أثناء التحول. نظرًا لأن امتزاز عملية الذيل للعاثية على مستقبلات سطح الخلية خاص بالأنواع ، يمكن أن يحدث نقل المادة الوراثية أثناء النقل بشكل أساسي بين البكتيريا وثيقة الصلة.

أثناء النقل ، يتم تحديد حجم جزء الحمض النووي المنقول من خلال حجم رأس العاثية. يمكن أن تحمل العاثيات المختلفة شظايا الحمض النووي من 20 إلى 40 كيلو بايت. وبالتالي ، يتم نقل كل من الجينات الفردية والعلامات المرتبطة أثناء التنبيغ. تسمى المؤتلفات التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة لتبادل المعلومات الجينية محولات.

أظهرت دراسات التنبيغ أن بعض العاثيات يمكن أن تحمل جينات بكتيرية مختلفة ، في حين أن البعض الآخر يمكنه حمل جينات معينة فقط. وفقًا لهذا ، من المعتاد التمييز بين نوعين من التنبيغ: 1) معمم (غير محدد ،أو جنرال لواء)؛ 2) محددة ،أو محدود.

في التنبيغ المعمميمكن حمل أي سمة بكتيرية بتردد 10-5-10-6. عادةً ما تكون كمية الحمض النووي البكتيري التي يمكن أن تحملها العاثية 1 - 2٪ من إجمالي الحمض النووي الموجود في الخلية. الاستثناء هو العاثية PBS1 B. الرقيقة، والتي يمكن أن تنقل ما يصل إلى 8٪ من الجينوم المضيف. في التنبيغ المعمم ، يكون الفيروس البكتيري مجرد ناقل "سلبي" للمادة الوراثية البكتيرية. لا يحتوي تحويل العاثيات المعيبة إلا على أجزاء من الحمض النووي البكتيري. وتحدث إعادة التركيب الجيني في البكتيريا القابلة للتحول وفقًا للأنماط العامة لعملية إعادة التركيب.

السمات المميزة توصيل محددهي: 1) كل فجوة محولة تنقل فقط منطقة محددة بدقة ومحدودة للغاية من الكروموسوم البكتيري ؛ 2) لا تحمل العاثية المادة الوراثية فحسب ، بل تضمن أيضًا إدراجها في الكروموسوم البكتيري ؛ 3) يدمج الفيروس الحمض النووي البكتيري في جينومه وينقله عن طريق تحلل البكتيريا المستقبلة.

المثال الأكثر شهرة على التنبيغ المحدد هو ذلك الذي تقوم به العاثية القادرة على إصابة الخلايا البكتيرية. بكتريا قولونيةمتبوعًا بدمج حمضه النووي في الجينوم البكتيري.

التنبيغ له استخدامات عملية:

يسمح بتوصيل البلازميدات والأجزاء القصيرة من كروموسوم المتبرع ؛

لبناء سلالات من نمط وراثي معين ، ولا سيما سلالات متساوية المنشأ. تختلف السلالات المتجانسة التي تم إنشاؤها باستخدام التنبيغ المعمم فقط في منطقة الكروموسوم التي تحملها فجوة التحويل ؛

لرسم خرائط دقيقة للجينات البكتيرية ، وتحديد ترتيبها وترتيبها في المشغلات.

أسئلة لضبط النفس

1 ما هي العمليات التي يمكن أن تحدث في الخلية المتلقية بعد أن يدخلها DNA المتبرع ويصبح مرزيجوتًا؟

2 ما هي عملية التحول؟ ما هي المراحل التي يتضمنها؟

3 ضع قائمة بالخطوات الرئيسية في عملية الاقتران.

4 وصف عملية التنبيغ. ما هو الفرق بين التنبيغ المحدد والتنبيغ المعمم؟

ممارسة 8

استهداف:دراسة الطرق الرئيسية للتبادل الجيني في البكتيريا ؛ تحديد السمات المشتركة والمميزة لعمليات التحول والاقتران والتنبيغ.

المواد والمعدات: مخططات العرض (الرسومات): أ) الزيجوت الميروزيجوت ؛ ب) عملية التحول. ج) آلية الاقتران البكتيري. د) إف بلازميدات البكتيريا بكتريا قولونية؛ ه) التنبيغ المعمم ؛ ز) التنبيغ المحدد ؛ صورة مجهرية الكترونية لتصريف الخلايا بكتريا قولونية؛ أقلام ملونة.

تقدم

في بروتوكول الدرس:

1 قدم وصفًا عامًا لطرق تبادل المعلومات الوراثية في البكتيريا: وضح الطرق الرئيسية الثلاث لتبادل المعلومات الجينية ، وخصائصها المشتركة.

2 ارسم مخططًا للزيجوت الميروزي وأظهر طريقتين لتطوره.

3 وصف عملية التحول وفقًا لمخطط الوصف: مفهوم التحول ، تاريخ الاكتشاف ، مراحل عملية التحول ، الكفاءة ، الاستخدام العملي للتحول.

4 قم بعمل مخطط بياني "مراحل عملية التحول" ، يعكس في هذا المخطط بشكل منفصل عملية التحول: أ) DNA البلازميد ؛ ب) الحمض النووي البكتيري.

5 وصف عملية الاقتران وفقًا لمخطط الوصف: مفهوم الاقتران ، تاريخ الاكتشاف ، مراحل عملية الاقتران ، كمية الحمض النووي المنقولة أثناء الاقتران ، الاستخدام العملي للاقتران.

6 وضع مخطط بياني "نقل المادة الجينية أثناء الاقتران" ، يعكس في هذا المخطط بشكل منفصل المشاركة كخلايا مانحة: أ) المتبرعون F + ؛ ب) المتبرعين من نوع Hfr.

7 وصف عملية التنبيغ وفقًا لمخطط الوصف: مفهوم التنبيغ ، تاريخ الاكتشاف ، مراحل عملية التنبيغ ، كمية الحمض النووي المنقولة أثناء التنبيغ ، أنواع التنبيغ ، الاستخدام العملي للتوصيل.

8 جعل مخططات الخط "التنبيغ المعمم" ، "التحويل المحدد". انتبه إلى الاختلافات المهمة بين هذين النوعين من التنبيغ.