Η μορφολογία και η δομή των ιών μελετώνται με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, καθώς το μέγεθός τους είναι μικρό και συγκρίσιμο με το πάχος του βακτηριακού κελύφους. Το σχήμα των ιοσωμάτων μπορεί να είναι διαφορετικό: σε σχήμα ράβδου (ιός μωσαϊκού καπνού), σε σχήμα σφαίρας (ιός λύσσας), σφαιρικό (ιοί πολιομυελίτιδας, HIV), με τη μορφή σπερματοζωαρίου (πολλοί βακτηριοφάγοι).
Το μέγεθος των ιών προσδιορίζεται με ηλεκτρονική μικροσκοπία, υπερδιήθηση μέσω φίλτρων με γνωστή διάμετρο πόρων, υπερφυγοκέντρηση. Ένας από τους μικρότερους ιούς είναι ο ιός της πολιομυελίτιδας (περίπου 20 nm), ο μεγαλύτερος είναι η ευλογιά (περίπου 350 nm).
Υπάρχουν απλά διατεταγμένοι (για παράδειγμα, ο ιός της πολιομυελίτιδας) και πολύπλοκα διατεταγμένοι (για παράδειγμα, ιοί γρίπης, ιλαρά). Σε απλά διατεταγμένους ιούς, το νουκλεϊκό οξύ συνδέεται με ένα πρωτεϊνικό κέλυφος που ονομάζεται καψίδιο (από το λατινικό capsa - case). Το καψίδιο αποτελείται από επαναλαμβανόμενες μορφολογικές υπομονάδες - καψομερή. Το νουκλεϊκό οξύ και το καψίδιο, αλληλεπιδρώντας μεταξύ τους, σχηματίζουν ένα νουκλεοκαψίδιο. Σε σύνθετους ιούς, το καψίδιο περιβάλλεται από ένα πρόσθετο κέλυφος λιποπρωτεϊνών - το υπερκαψίδιο (ένα παράγωγο των δομών της μεμβράνης του κυττάρου ξενιστή), το οποίο έχει "ακίδες". Τα ιούρια χαρακτηρίζονται από έναν ελικοειδές, κυβικό και σύνθετο τύπο συμμετρίας καψιδίου. Ο σπειροειδής τύπος συμμετρίας οφείλεται στην ελικοειδή δομή του νουκλεοκαψιδίου, ο κυβικός τύπος συμμετρίας οφείλεται στο σχηματισμό ενός ισομετρικού κοίλου σώματος από το καψίδιο που περιέχει το ιικό νουκλεϊκό οξύ.
Το καψίδιο και το υπερκαψίδιο προστατεύουν τα ιοσωμάτια από περιβαλλοντικές επιρροές, καθορίζουν την επιλεκτική αλληλεπίδραση (προσρόφηση) με τα κύτταρα και καθορίζουν τις αντιγονικές και ανοσογονικές ιδιότητες των ιοσωμάτων. Οι εσωτερικές δομές των ιών ονομάζονται πυρήνας Στην ιολογία χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες ταξινομικές κατηγορίες: οικογένεια (το όνομα τελειώνει με viridae), υποοικογένεια (το όνομα τελειώνει με virinae), γένος (το όνομα τελειώνει με ιό).
Ωστόσο, τα ονόματα των γενών και ιδιαίτερα των υποοικογενειών δεν διατυπώνονται για όλους τους ιούς. Ο τύπος του ιού δεν έχει λάβει διωνυμικό όνομα, όπως τα βακτήρια.
Η ταξινόμηση των ιών βασίζεται στις ακόλουθες κατηγορίες:
§ τύπος νουκλεϊκού οξέος (DNA ή RNA), δομή, αριθμός κλώνων (ένας ή δύο),
§ χαρακτηριστικά της αναπαραγωγής του ιικού γονιδιώματος.
§ το μέγεθος και η μορφολογία των βιριόντων, ο αριθμός των καψομερών και ο τύπος συμμετρίας.
§ η παρουσία ενός υπερκαψιδίου.
§ ευαισθησία σε αιθέρα και δεοξυχολικό άλας.
§ τόπος αναπαραγωγής στο κελί.
§ αντιγονικές ιδιότητες κ.λπ.
Οι ιοί προσβάλλουν σπονδυλωτά και ασπόνδυλα, καθώς και φυτά και βακτήρια. Όντας οι κύριοι αιτιολογικοί παράγοντες των ανθρώπινων μολυσματικών ασθενειών, οι ιοί συμμετέχουν επίσης στις διαδικασίες καρκινογένεσης, μπορούν να μεταδοθούν με διάφορους τρόπους, μεταξύ άλλων μέσω του πλακούντα (ιός ερυθράς, κυτταρομεγαλοϊός κ.λπ.), επηρεάζοντας το ανθρώπινο έμβρυο. Μπορούν να οδηγήσουν σε μεταμολυσματικές επιπλοκές - ανάπτυξη μυοκαρδίτιδας, παγκρεατίτιδας, ανοσοανεπάρκειας κ.λπ.
Εκτός από τους συνηθισμένους ιούς, υπάρχουν και οι λεγόμενοι μη κανονικοί ιοί - πριόντα - πρωτεϊνικά μολυσματικά σωματίδια, τα οποία είναι παράγοντες πρωτεϊνικής φύσης, που έχουν τη μορφή ινιδίων με μέγεθος 10,20x100,200 nm. Τα πριόν, προφανώς, είναι και επαγωγείς και προϊόντα ενός αυτόνομου ανθρώπινου ή ζωικού γονιδίου και προκαλούν εγκεφαλοπάθεια σε αυτά υπό συνθήκες αργής ιογενούς μόλυνσης (νόσος Creutzfeldt.Jakob, kuru κ.λπ.). Άλλοι ασυνήθιστοι παράγοντες κοντά στους ιούς είναι τα ιοειδή, μικρά, χωρίς πρωτεΐνες, κυκλικά, υπερτυλιγμένα μόρια RNA που προκαλούν ασθένειες στα φυτά.
κεφάλαιο 3
ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ
Η φυσιολογία των μικροοργανισμών μελετά τη ζωτική δραστηριότητα των μικροβιακών κυττάρων, τις διαδικασίες διατροφής τους, την αναπνοή, την ανάπτυξη, την αναπαραγωγή, τα πρότυπα αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον.
Αντικείμενο της ιατρικής μικροβιολογίας είναι η φυσιολογία παθογόνων και ευκαιριακών μικροοργανισμών ικανών να προκαλέσουν ανθρώπινες ασθένειες. Η αποσαφήνιση της φυσιολογίας αυτών των μικροοργανισμών είναι σημαντική για τη διενέργεια μικροβιολογικής διάγνωσης, την κατανόηση της παθογένειας, τη θεραπεία και την πρόληψη μολυσματικών ασθενειών, τη ρύθμιση της σχέσης μεταξύ ενός ατόμου και του περιβάλλοντος κ.λπ.
Η χημική σύνθεση των βακτηρίων
Η σύνθεση των μικροοργανισμών περιλαμβάνει νερό, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, υδατάνθρακες, λιπίδια, μέταλλα.
Το νερό είναι το κύριο συστατικό ενός βακτηριακού κυττάρου, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 80% της μάζας του. Βρίσκεται σε ελεύθερη ή δεσμευμένη κατάσταση με τα δομικά στοιχεία του κυττάρου. Στα σπόρια η ποσότητα του νερού μειώνεται στο 18,20%. Το νερό είναι διαλύτης για πολλές ουσίες, και επίσης παίζει μηχανικό ρόλο στην παροχή στροβιλισμού. Κατά την πλασμόλυση - την απώλεια νερού από το κύτταρο σε ένα υπερτονικό διάλυμα - συμβαίνει η απολέπιση του πρωτοπλάσματος από την κυτταρική μεμβράνη. Η απομάκρυνση του νερού από το κύτταρο, η ξήρανση αναστέλλουν τις διαδικασίες του μεταβολισμού. Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί ανέχονται καλά το στέγνωμα. Με έλλειψη νερού, οι μικροοργανισμοί δεν πολλαπλασιάζονται. Η ξήρανση σε κενό από παγωμένη κατάσταση (λυοφιλοποίηση) σταματά την αναπαραγωγή και προάγει τη μακροχρόνια διατήρηση των μικροβιακών ειδών.
Οι πρωτεΐνες (40,80% ξηρό βάρος) καθορίζουν τις σημαντικότερες βιολογικές ιδιότητες των βακτηρίων και συνήθως αποτελούνται από συνδυασμούς 20 αμινοξέων. Τα βακτήρια περιέχουν διαμινοπιμελικό οξύ (DAP), το οποίο απουσιάζει στα ανθρώπινα και ζωικά κύτταρα. Τα βακτήρια περιέχουν περισσότερες από 2000 διαφορετικές πρωτεΐνες που βρίσκονται σε δομικά συστατικά και εμπλέκονται σε μεταβολικές διεργασίες. Οι περισσότερες πρωτεΐνες έχουν ενζυματική δράση. Οι πρωτεΐνες ενός βακτηριακού κυττάρου καθορίζουν την αντιγονικότητα και την ανοσογονικότητα, τη λοιμογόνο δύναμη και τα είδη των βακτηρίων.
Τα νουκλεϊκά οξέα των βακτηρίων εκτελούν λειτουργίες παρόμοιες με τα νουκλεϊκά οξέα των ευκαρυωτικών κυττάρων: ένα μόριο DNA με τη μορφή χρωμοσώματος είναι υπεύθυνο για την κληρονομικότητα, τα ριβονουκλεϊκά οξέα (πληροφορίες ή μήτρα, μεταφορά και ριβοσωμικό) εμπλέκονται στη βιοσύνθεση πρωτεϊνών.
Τα βακτήρια μπορούν να χαρακτηριστούν (ταξονομικά) από την περιεκτικότητα του αθροίσματος γουανίνης και κυτοσίνης (GC) σε ποσοστό mole (M%) του συνολικού αριθμού βάσεων DNA. Ένας πιο ακριβής χαρακτηρισμός των μικροοργανισμών είναι ο υβριδισμός του DNA τους. Η βάση της μεθόδου υβριδισμού
DNA - η ικανότητα του μετουσιωμένου (μονόκλωνου) DNA να μετουσιώνεται, δηλ. συνδυάζονται με έναν συμπληρωματικό κλώνο DNA για να σχηματίσουν ένα μόριο δίκλωνου DNA.
Οι βακτηριακοί υδατάνθρακες αντιπροσωπεύονται από απλές ουσίες (μονο- και δισακχαρίτες) και σύνθετες ενώσεις. Οι πολυσακχαρίτες βρίσκονται συχνά σε κάψουλες. Ορισμένοι ενδοκυτταρικοί πολυσακχαρίτες (άμυλο, γλυκογόνο κ.λπ.) είναι εφεδρικά θρεπτικά συστατικά.
Τα λιπίδια αποτελούν κυρίως μέρος της κυτταροπλασματικής μεμβράνης και των παραγώγων της, καθώς και του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος, για παράδειγμα, της εξωτερικής μεμβράνης, όπου, εκτός από το βιομοριακό στρώμα των λιπιδίων, υπάρχει και LPS. Τα λιπίδια μπορούν να λειτουργήσουν ως εφεδρικά θρεπτικά συστατικά στο κυτταρόπλασμα. Τα βακτηριακά λιπίδια αντιπροσωπεύονται από φωσφολιπίδια, λιπαρά οξέα και γλυκερίδια. Το Mycobacterium tuberculosis περιέχει τη μεγαλύτερη ποσότητα λιπιδίων (έως και 40%).
Βακτηριακά μέταλλα βρίσκονται στην τέφρα μετά την καύση των κυττάρων. Φώσφορος, κάλιο, νάτριο, θείο, σίδηρος, ασβέστιο, μαγνήσιο, καθώς και ιχνοστοιχεία (ψευδάργυρος, χαλκός, κοβάλτιο, βάριο, μαγγάνιο κ.λπ.) ανιχνεύονται σε μεγάλες ποσότητες και συμμετέχουν στη ρύθμιση της ωσμωτικής πίεσης, του pH , δυναμικό οξειδοαναγωγής , ενεργοποιούν ένζυμα, αποτελούν μέρος ενζύμων, βιταμινών και δομικών συστατικών των μικροβιακών κυττάρων.
Διατροφή βακτηρίων
Τα χαρακτηριστικά της διατροφής ενός βακτηριακού κυττάρου συνίστανται στην πρόσληψη θρεπτικών υποστρωμάτων μέσα σε ολόκληρη την επιφάνειά του, καθώς και στον υψηλό ρυθμό μεταβολικών διεργασιών και στην προσαρμογή στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.
Τύποι τροφίμων. Η ευρεία κατανομή των βακτηρίων διευκολύνεται από μια ποικιλία ειδών διατροφής. Οι μικροοργανισμοί χρειάζονται υδατάνθρακες, άζωτο, θείο, φώσφορο, κάλιο και άλλα στοιχεία. Ανάλογα με τις πηγές άνθρακα για τη διατροφή, τα βακτήρια χωρίζονται σε αυτότροφα (από το ελληνικό autos - ίδια, trophe - τροφή), τα οποία χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα CO 2 και άλλες ανόργανες ενώσεις για την κατασκευή των κυττάρων τους και ετερότροφα (από το ελληνικό heteros - άλλο , τρόπα - τροφή), τρέφονται με έτοιμες οργανικές ενώσεις. Τα αυτοτροφικά βακτήρια είναι νιτροποιητικά βακτήρια που βρίσκονται στο έδαφος. βακτήρια θείου που ζουν στο νερό με υδρόθειο. βακτήρια σιδήρου που ζουν στο νερό με σιδηρούχο σίδηρο κ.λπ.
Ανάλογα με το οξειδώσιμο υπόστρωμα, που ονομάζεται δότης ηλεκτρονίων ή υδρογόνου, οι μικροοργανισμοί χωρίζονται σε δύο ομάδες. Οι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούν ανόργανες ενώσεις ως δότες υδρογόνου ονομάζονται λιθοτροφικοί (από το ελληνικό λιθός - πέτρα), και οι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούν οργανικές ενώσεις ως δότες υδρογόνου ονομάζονται οργανοτροφικοί.
Λαμβάνοντας υπόψη την πηγή ενέργειας, τα φωτότροφα διακρίνονται μεταξύ των βακτηρίων, δηλ. φωτοσυνθετικά (για παράδειγμα, γαλαζοπράσινα φύκια που χρησιμοποιούν την ενέργεια του φωτός) και χημειοτροφικά που χρειάζονται χημικές πηγές ενέργειας.
αυξητικούς παράγοντες. Οι μικροοργανισμοί για ανάπτυξη σε θρεπτικά μέσα απαιτούν ορισμένα πρόσθετα συστατικά, τα οποία ονομάζονται αυξητικοί παράγοντες. Οι αυξητικοί παράγοντες είναι ενώσεις απαραίτητες για τους μικροοργανισμούς που οι ίδιοι δεν μπορούν να συνθέσουν, επομένως πρέπει να προστεθούν σε θρεπτικά μέσα. Μεταξύ των αυξητικών παραγόντων, υπάρχουν: αμινοξέα απαραίτητα για την οικοδόμηση πρωτεϊνών. πουρίνες και πυριμιδίνες, που απαιτούνται για το σχηματισμό νουκλεϊκών οξέων. βιταμίνες που αποτελούν μέρος ορισμένων ενζύμων. Για να δηλώσουν τη σχέση των μικροοργανισμών με τους αυξητικούς παράγοντες, χρησιμοποιούνται οι όροι "αυξότροφα" και "πρωτότροφα". Τα αυξότροφα χρειάζονται έναν ή περισσότερους αυξητικούς παράγοντες· τα πρωτότροφα μπορούν να συνθέσουν οι ίδιοι τις ενώσεις που είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη. Είναι σε θέση να συνθέσουν συστατικά από άλατα γλυκόζης και αμμωνίου.
Μηχανισμοί ισχύος.Η είσοδος διαφόρων ουσιών σε ένα βακτηριακό κύτταρο εξαρτάται από το μέγεθος και τη διαλυτότητα των μορίων τους σε λιπίδια ή νερό, το pH του μέσου, τη συγκέντρωση ουσιών, διάφορους παράγοντες διαπερατότητας της μεμβράνης κ.λπ. Το κυτταρικό τοίχωμα επιτρέπει σε μικρά μόρια και ιόντα να διέρχονται, διατηρώντας μακρομόρια βάρους άνω των 600 D. Ο κύριος ρυθμιστής της πρόσληψης ουσιών μέσα στο κύτταρο είναι η κυτταροπλασματική μεμβράνη. Συμβατικά, μπορούν να διακριθούν τέσσερις μηχανισμοί διείσδυσης θρεπτικών ουσιών σε ένα βακτηριακό κύτταρο: αυτοί είναι η απλή διάχυση, η διευκολυνόμενη διάχυση, η ενεργός μεταφορά και η ομαδική μετατόπιση. Ο απλούστερος μηχανισμός για την είσοδο ουσιών στο κύτταρο είναι η απλή διάχυση, κατά την οποία η κίνηση των ουσιών συμβαίνει λόγω της διαφοράς στη συγκέντρωσή τους και στις δύο πλευρές της κυτταροπλασματικής μεμβράνης. Οι ουσίες διέρχονται από το λιπιδικό τμήμα της κυτταροπλασματικής μεμβράνης (οργανικά μόρια, φάρμακα) και σπανιότερα μέσω διαύλων γεμάτων νερό στην κυτταροπλασματική μεμβράνη. Η παθητική διάχυση πραγματοποιείται χωρίς κατανάλωση ενέργειας.
Η διευκολυνόμενη διάχυση εμφανίζεται επίσης ως αποτέλεσμα της διαφοράς στη συγκέντρωση των ουσιών και στις δύο πλευρές της κυτταροπλασματικής μεμβράνης. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται με τη βοήθεια μορίων φορέα που εντοπίζονται στην κυτταροπλασματική μεμβράνη και διαθέτουν ειδικότητα. Κάθε φορέας μεταφέρει την αντίστοιχη ουσία κατά μήκος της μεμβράνης ή τη μεταφέρει σε άλλο συστατικό της κυτταροπλασματικής μεμβράνης - τον ίδιο τον φορέα.
Οι πρωτεΐνες φορείς μπορεί να είναι περμεάσες, η θέση σύνθεσης των οποίων είναι η κυτταροπλασματική μεμβράνη. Η διευκολυνόμενη διάχυση προχωρά χωρίς δαπάνη ενέργειας, οι ουσίες μετακινούνται από υψηλότερη συγκέντρωση σε χαμηλότερη.
Η ενεργή μεταφορά γίνεται με τη βοήθεια περμεασών και στοχεύει στη μεταφορά ουσιών από χαμηλότερη συγκέντρωση σε υψηλότερη, δηλ. σαν κόντρα στο ρεύμα, επομένως, αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από τη δαπάνη της μεταβολικής ενέργειας (ATP), η οποία σχηματίζεται ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής στο κύτταρο.
Η μεταφορά (μετατόπιση) ομάδων είναι παρόμοια με την ενεργή μεταφορά, διαφέροντας στο ότι το μεταφερόμενο μόριο τροποποιείται κατά τη μεταφορά, για παράδειγμα, φωσφορυλιώνεται. Η έξοδος ουσιών από το κύτταρο πραγματοποιείται λόγω διάχυσης και με τη συμμετοχή συστημάτων μεταφοράς-ενζύμων βακτηρίων. Τα ένζυμα αναγνωρίζουν τους αντίστοιχους μεταβολίτες τους (υποστρώματα), αλληλεπιδρούν μαζί τους και επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις. Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που εμπλέκονται στις διαδικασίες αναβολισμού (σύνθεση) και καταβολισμού (αποσύνθεσης), δηλ. μεταβολισμός. Πολλά ένζυμα αλληλοσυνδέονται με τις δομές του μικροβιακού κυττάρου. Για παράδειγμα, στην κυτταροπλασματική μεμβράνη υπάρχουν ένζυμα οξειδοαναγωγής που εμπλέκονται στην αναπνοή και την κυτταρική διαίρεση. ένζυμα που παρέχουν θρέψη των κυττάρων κ.λπ. Τα οξειδοαναγωγικά ένζυμα της κυτταροπλασματικής μεμβράνης και τα παράγωγά της παρέχουν ενέργεια για εντατικές διαδικασίες βιοσύνθεσης διαφόρων δομών, συμπεριλαμβανομένου του κυτταρικού τοιχώματος. Ένζυμα που σχετίζονται με την κυτταρική διαίρεση και την αυτόλυση βρίσκονται στο κυτταρικό τοίχωμα. Τα λεγόμενα ενδοένζυμα καταλύουν τον μεταβολισμό που λαμβάνει χώρα μέσα στο κύτταρο.
Τα εξωένζυμα εκκρίνονται από το κύτταρο στο περιβάλλον, διασπώντας μακρομόρια θρεπτικών υποστρωμάτων σε απλές ενώσεις που απορροφώνται από το κύτταρο ως πηγές ενέργειας, άνθρακα, κ.λπ.
Υπάρχουν συστατικά και επαγώγιμα ένζυμα. Τα συστατικά ένζυμα περιλαμβάνουν ένζυμα που συντίθενται από το κύτταρο συνεχώς, ανεξάρτητα από την παρουσία υποστρωμάτων στο θρεπτικό μέσο. Τα επαγώγιμα (προσαρμοστικά) ένζυμα συντίθενται από ένα βακτηριακό κύτταρο μόνο εάν υπάρχει υπόστρωμα για αυτό το ένζυμο στο μέσο. Για παράδειγμα, η ρ-γαλακτοσιδάση πρακτικά δεν σχηματίζεται από το Escherichia coli σε ένα μέσο με γλυκόζη, αλλά η σύνθεσή του αυξάνεται απότομα όταν αναπτύσσεται σε ένα μέσο με λακτόζη ή άλλη π-γαλακτοσίδωση.
Ορισμένα ένζυμα (τα λεγόμενα επιθετικά ένζυμα) καταστρέφουν ιστούς και κύτταρα, προκαλώντας ευρεία κατανομή μικροοργανισμών και των τοξινών τους στον μολυσμένο ιστό. Αυτά τα ένζυμα περιλαμβάνουν υαλουρονιδάση, κολλαγενάση, δεοξυριβονουκλεάση, νευραμινιδάση, λεκιτοβιτελάση, κ.λπ. Έτσι, η στρεπτοκοκκική υαλουρονιδάση, διασπώντας το υαλουρονικό οξύ του συνδετικού ιστού, προάγει την εξάπλωση των στρεπτόκοκκων και των τοξινών τους.
Περισσότερα από 2000 ένζυμα είναι γνωστά. Συνδυάζονται σε έξι κατηγορίες: οξειδοαναγωγάσες - οξειδοαναγωγικά ένζυμα (περιλαμβάνουν αφυδρογονάσες, οξειδάσες κ.λπ.). τρανσφεράσες που μεταφέρουν μεμονωμένες ρίζες και άτομα από τη μια ένωση στην άλλη. υδρολάσες που επιταχύνουν τις αντιδράσεις υδρόλυσης, δηλ. διαίρεση ουσιών σε απλούστερες με την προσθήκη μορίων νερού (εστεράσες, φωσφατάση, γλυκοσιδάση κ.λπ.). λυάσες που αποκόπτουν χημικές ομάδες από υποστρώματα με μη υδρολυτικό τρόπο (καρβοξυλάσες κ.λπ.). ισομεράσες που μετατρέπουν οργανικές ενώσεις στα ισομερή τους (φωσφοεξοϊσομεράση κ.λπ.). λιγάσες, ή συνθετάσες, που επιταχύνουν τη σύνθεση πολύπλοκων ενώσεων από απλούστερες (συνθετάση ασπαραγίνης, συνθετάση γλουταμίνης κ.λπ.).
Οι διαφορές στην ενζυματική σύνθεση χρησιμοποιούνται για την αναγνώριση μικροοργανισμών, καθώς καθορίζουν τις διάφορες βιοχημικές τους ιδιότητες: σακχαρολυτική (διάσπαση των σακχάρων), πρωτεολυτική (αποσύνθεση πρωτεϊνών) και άλλα, που προσδιορίζονται από τα προϊόντα τελικής αποικοδόμησης (σχηματισμός αλκαλίων, οξέων, υδρόθειο , αμμωνία κ.λπ.) .
Ένζυμα μικροοργανισμών χρησιμοποιούνται στη γενετική μηχανική (ένζυμα περιορισμού, λιγάσες, κ.λπ.) για τη λήψη βιολογικά ενεργών ενώσεων, οξικού, γαλακτικού, κιτρικού και άλλων οξέων, προϊόντων γαλακτικού οξέος, στην οινοποιία και σε άλλες βιομηχανίες. Τα ένζυμα χρησιμοποιούνται ως βιοπρόσθετα σε σκόνες πλυσίματος (Oka, κ.λπ.) για την καταστροφή της ρύπανσης από πρωτεΐνες.
Βακτήρια αναπνοής
Η αναπνοή, ή βιολογική οξείδωση, βασίζεται σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής που λαμβάνουν χώρα με το σχηματισμό του ATP, του παγκόσμιου συσσωρευτή της χημικής ενέργειας. Η ενέργεια είναι απαραίτητη για ένα μικροβιακό κύτταρο για τη ζωτική του δραστηριότητα. Κατά την αναπνοή, συμβαίνουν οι διαδικασίες οξείδωσης και αναγωγής: οξείδωση - η επιστροφή υδρογόνου ή ηλεκτρονίων από δότες (μόρια ή άτομα). αναγωγή - η προσθήκη υδρογόνου ή ηλεκτρονίων σε έναν δέκτη. Ο δέκτης υδρογόνου ή ηλεκτρονίων μπορεί να είναι μοριακό οξυγόνο (τέτοια αναπνοή ονομάζεται αερόβια) ή νιτρικό, θειικό, φουμαρικό (αυτή η αναπνοή ονομάζεται αναερόβια - νιτρικά, θειικά, φουμαρικά). Αναερόβωση (από το ελληνικό aeg - αέρας + βιος - ζωή) - ζωτική δραστηριότητα που συμβαίνει απουσία ελεύθερου οξυγόνου. Εάν οι δότες και οι αποδέκτες του υδρογόνου είναι οργανικές ενώσεις, τότε αυτή η διαδικασία ονομάζεται ζύμωση. Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, η ενζυματική διάσπαση οργανικών ενώσεων, κυρίως υδατανθράκων, συμβαίνει υπό αναερόβιες συνθήκες. Λαμβάνοντας υπόψη το τελικό προϊόν της διάσπασης των υδατανθράκων, διακρίνονται το αλκοόλ, το γαλακτικό οξύ, το οξικό οξύ και άλλα είδη ζύμωσης.
Σε σχέση με το μοριακό οξυγόνο, τα βακτήρια μπορούν να χωριστούν σε τρεις κύριες ομάδες: υποχρεωτικά, δηλ. υποχρεωτικά, αερόβια, υποχρεωτικά αναερόβια και προαιρετικά αναερόβια.
Τα υποχρεωτικά αερόβια μπορούν να αναπτυχθούν μόνο παρουσία οξυγόνου. Τα υποχρεωτικά αναερόβια (κλωστρίδια αλλαντίασης, αέρια γάγγραινα, τέτανος, βακτηριοειδή κ.λπ.) αναπτύσσονται μόνο σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο, το οποίο είναι τοξικό για αυτά. Παρουσία οξυγόνου, τα βακτήρια σχηματίζουν ρίζες υπεροξειδίου του οξυγόνου, συμπεριλαμβανομένου του υπεροξειδίου του υδρογόνου και του ανιόντος οξυγόνου υπεροξειδίου, που είναι τοξικά για τα υποχρεωτικά αναβολικά βακτήρια επειδή δεν σχηματίζουν τα αντίστοιχα ένζυμα αδρανοποίησης. Τα αερόβια βακτήρια απενεργοποιούν το υπεροξείδιο του υδρογόνου και το ανιόν υπεροξειδίου με τα αντίστοιχα ένζυμα (καταλάση, υπεροξειδάση και υπεροξειδική δισμουτάση). Τα προαιρετικά αναερόβια μπορούν να αναπτυχθούν τόσο παρουσία όσο και απουσία οξυγόνου, καθώς είναι σε θέση να μεταβούν από την αναπνοή παρουσία μοριακού οξυγόνου σε ζύμωση απουσία του. Τα προαιρετικά αναερόβια είναι ικανά να πραγματοποιούν αναερόβια αναπνοή, που ονομάζεται νιτρικό: το νιτρικό, το οποίο είναι αποδέκτης υδρογόνου, ανάγεται σε μοριακό άζωτο και αμμωνία. Μεταξύ των υποχρεωτικών αναερόβιων, διακρίνονται τα αεροτεκτικά βακτήρια που επιμένουν παρουσία μοριακού οξυγόνου, αλλά δεν χρησιμοποιησετο.
Για την καλλιέργεια αναερόβιων σε βακτηριολογικά εργαστήρια χρησιμοποιούνται αναεροστατικά - ειδικά δοχεία στα οποία ο αέρας αντικαθίσταται από ένα μείγμα αερίων που δεν περιέχουν οξυγόνο. Ο αέρας μπορεί να αφαιρεθεί από τα θρεπτικά μέσα με βρασμό, χρησιμοποιώντας χημικά προσροφητικά οξυγόνου τοποθετημένα σε αναερόβια μπαλόνια ή άλλα δοχεία με καλλιέργειες.
Ανάπτυξη και αναπαραγωγή βακτηρίων
Η ζωτική δραστηριότητα των βακτηρίων χαρακτηρίζεται από ανάπτυξη - το σχηματισμό δομικών και λειτουργικών συστατικών του κυττάρου και την αύξηση του ίδιου του βακτηριακού κυττάρου, καθώς και την αναπαραγωγή - αυτοαναπαραγωγή, που οδηγεί σε αύξηση του αριθμού των βακτηριακών κυττάρων στο πληθυσμός.
Τα βακτήρια αναπαράγονται με δυαδική σχάση στο μισό, λιγότερο συχνά με εκβλάστηση.
Οι ακτινομύκητες, όπως οι μύκητες, μπορούν να αναπαραχθούν με σπόρια. Οι ακτινομύκητες, ως διακλαδισμένα βακτήρια, πολλαπλασιάζονται με κατακερματισμό των νηματωδών κυττάρων. Τα θετικά κατά Gram βακτήρια διαιρούνται με την εσωτερική ανάπτυξη των συντιθέμενων χωρισμάτων διαίρεσης στο κύτταρο και τα αρνητικά κατά Gram διαιρούνται με συστολή, ως αποτέλεσμα του σχηματισμού μορφών σε σχήμα αλτήρα, από τις οποίες σχηματίζονται δύο πανομοιότυπα κύτταρα.
Η κυτταρική διαίρεση προηγείται από την αντιγραφή του βακτηριακού χρωμοσώματος σύμφωνα με έναν ημι-συντηρητικό τύπο (η δίκλωνη αλυσίδα DNA ανοίγει και κάθε κλώνος συμπληρώνεται από έναν συμπληρωματικό κλώνο), που οδηγεί στον διπλασιασμό των μορίων DNA του βακτηριακού πυρήνα - το νουκλεοειδές. Η αντιγραφή του χρωμοσωμικού DNA πραγματοποιείται από το σημείο εκκίνησης ori (από τα αγγλικά, προέλευση - η αρχή).
Το χρωμόσωμα ενός βακτηριακού κυττάρου συνδέεται στην περιοχή του ori με την κυτταροπλασματική μεμβράνη. Η αντιγραφή του DNA καταλύεται από τις πολυμεράσες του DNA. Πρώτον, λαμβάνει χώρα το ξετύλιγμα (αποσπείρωση) του διπλού κλώνου του DNA, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας διχάλας αντιγραφής (διακλαδισμένες αλυσίδες). μία από τις αλυσίδες, ολοκληρώνοντας, δεσμεύει νουκλεοτίδια από το 5 "- στο 3" άκρο, η άλλη ολοκληρώνεται τμήμα προς τμήμα.
Η αντιγραφή του DNA λαμβάνει χώρα σε τρία στάδια: έναρξη, επιμήκυνση ή ανάπτυξη αλυσίδας και τερματισμός. Τα δύο χρωμοσώματα που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντιγραφής αποκλίνουν, κάτι που διευκολύνεται από την αύξηση του μεγέθους του αναπτυσσόμενου κυττάρου: τα χρωμοσώματα που συνδέονται με την κυτταροπλασματική μεμβράνη ή τα παράγωγά της (για παράδειγμα, μεσοσώματα) απομακρύνονται το ένα από το άλλο καθώς ο κυτταρικός όγκος αυξάνει. Η τελική απομόνωσή τους τελειώνει με το σχηματισμό ενός διαφράγματος συστολής ή διαίρεσης. Τα κύτταρα με διάφραγμα διαίρεσης αποκλίνουν ως αποτέλεσμα της δράσης αυτολυτικών ενζύμων που καταστρέφουν τον πυρήνα του διαφράγματος διαίρεσης. Σε αυτή την περίπτωση, η αυτόλυση μπορεί να προχωρήσει άνισα: τα διαιρούμενα κύτταρα σε μια περιοχή παραμένουν συνδεδεμένα με ένα τμήμα του κυτταρικού τοιχώματος στην περιοχή του διαφράγματος διαίρεσης. Τέτοια κύτταρα βρίσκονται σε γωνία μεταξύ τους, κάτι που είναι χαρακτηριστικό για τα κορυνοβακτήρια της διφθερίτιδας.
Αναπαραγωγή βακτηρίων σε υγρό θρεπτικό μέσο. Τα βακτήρια που σπέρνονται σε έναν ορισμένο, αμετάβλητο όγκο του θρεπτικού μέσου, πολλαπλασιάζονται, καταναλώνουν θρεπτικά συστατικά, γεγονός που οδηγεί στη συνέχεια στην εξάντληση του θρεπτικού μέσου και τη διακοπή της βακτηριακής ανάπτυξης. Η καλλιέργεια βακτηρίων σε ένα τέτοιο σύστημα ονομάζεται περιοδική καλλιέργεια και η καλλιέργεια ονομάζεται περιοδική. Εάν οι συνθήκες καλλιέργειας διατηρούνται από τη συνεχή παροχή φρέσκου θρεπτικού μέσου και την εκροή του ίδιου όγκου υγρού καλλιέργειας, τότε αυτή η καλλιέργεια ονομάζεται συνεχής και η καλλιέργεια ονομάζεται συνεχής.
Όταν αναπτύσσονται βακτήρια σε υγρό θρεπτικό μέσο, παρατηρείται ανάπτυξη καλλιέργειας κοντά στον πυθμένα, διάχυτη ή επιφανειακή (με τη μορφή φιλμ). Η ανάπτυξη μιας περιοδικής καλλιέργειας βακτηρίων που αναπτύσσονται σε ένα υγρό θρεπτικό μέσο χωρίζεται σε διάφορες φάσεις ή περιόδους:
§ φάση καθυστέρησης.
§ φάση λογαριθμικής ανάπτυξης.
§ φάση στατικής ανάπτυξης, ή μέγιστη συγκέντρωση
§ βακτήρια;
§ φάση βακτηριακού θανάτου.
Αυτές οι φάσεις μπορούν να απεικονιστούν γραφικά ως τμήματα της καμπύλης αναπαραγωγής βακτηρίων, η οποία αντανακλά την εξάρτηση του λογαρίθμου του αριθμού των ζωντανών κυττάρων από τον χρόνο της καλλιέργειάς τους. Φάση καθυστέρησης (από τα αγγλικά, καθυστέρηση - καθυστέρηση) - η περίοδος μεταξύ της σποράς των βακτηρίων και της έναρξης της αναπαραγωγής. Η μέση διάρκεια της φάσης υστέρησης είναι 4,5 ώρες Τα βακτήρια αυξάνονται σε μέγεθος και προετοιμάζονται για διαίρεση. η ποσότητα των νουκλεϊκών οξέων, των πρωτεϊνών και άλλων συστατικών αυξάνεται. Η φάση της λογαριθμικής (εκθετικής) ανάπτυξης είναι μια περίοδος εντατικής διαίρεσης βακτηρίων.
Η διάρκειά του είναι περίπου 5,6 ώρες.Υπό βέλτιστες συνθήκες ανάπτυξης, τα βακτήρια μπορούν να διαιρούνται κάθε 20-40 λεπτά. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, τα βακτήρια είναι τα πιο ευάλωτα, γεγονός που εξηγείται από την υψηλή ευαισθησία των μεταβολικών συστατικών ενός ταχέως αναπτυσσόμενου κυττάρου σε αναστολείς της πρωτεϊνοσύνθεσης, νουκλεϊκά οξέα κ.λπ. Στη συνέχεια, ξεκινά η φάση στατικής ανάπτυξης, στην οποία ο αριθμός των τα βιώσιμα κύτταρα παραμένουν αμετάβλητα, αποτελώντας το μέγιστο επίπεδο (συγκέντρωση Μ) . Η διάρκειά του εκφράζεται σε ώρες και ποικίλλει ανάλογα με το είδος των βακτηρίων, τα χαρακτηριστικά και την καλλιέργειά τους. Η διαδικασία της βακτηριακής ανάπτυξης ολοκληρώνεται από τη φάση του θανάτου, η οποία χαρακτηρίζεται από τον θάνατο βακτηρίων υπό συνθήκες εξάντλησης των πηγών θρεπτικών συστατικών και τη συσσώρευση βακτηριακών μεταβολικών προϊόντων σε αυτήν. Η διάρκειά του κυμαίνεται από 10 ώρες έως αρκετές εβδομάδες. Η ένταση της ανάπτυξης και της αναπαραγωγής των βακτηρίων εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η βέλτιστη σύνθεση του θρεπτικού μέσου, το δυναμικό οξειδοαναγωγής, το pH, η θερμοκρασία κ.λπ.
Αναπαραγωγή βακτηρίων σε πυκνό θρεπτικό μέσο. Τα βακτήρια που αναπτύσσονται σε στερεά θρεπτικά μέσα σχηματίζουν απομονωμένες στρογγυλού σχήματος αποικίες με λείες ή ανομοιόμορφες άκρες (σχήματα S και R, βλέπε Κεφάλαιο 5), διαφορετικής συνοχής και χρώματος, ανάλογα με τη χρωστική ουσία των βακτηρίων.
Οι υδατοδιαλυτές χρωστικές διαχέονται στο θρεπτικό μέσο και το βάφουν, για παράδειγμα, το Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa) βάφει το μέσο μπλε. Μια άλλη ομάδα χρωστικών είναι αδιάλυτη στο νερό αλλά διαλυτή σε οργανικούς διαλύτες. Έτσι, οι αποικίες του «υπέροχου ραβδιού» έχουν μια κόκκινη χρωστική ουσία που είναι διαλυτή στο αλκοόλ. Και, τέλος, υπάρχουν χρωστικές ουσίες που δεν είναι αδιάλυτες ούτε στο νερό ούτε σε οργανικές ενώσεις.
Οι πιο κοινές χρωστικές μεταξύ των μικροοργανισμών είναι οι καροτίνες, οι ξανθοφύλλες και οι μελανίνες. Οι μελανίνες είναι αδιάλυτες μαύρες, καφέ ή κόκκινες χρωστικές που συντίθενται από φαινολικές ενώσεις. Οι μελανίνες, μαζί με την καταλάση, την υπεροξειδική σισμουτάση και τις υπεροξειδάσες, προστατεύουν τους μικροοργανισμούς από τις επιδράσεις των τοξικών ριζών του υπεροξειδίου του οξυγόνου. Πολλές χρωστικές έχουν αντιμικροβιακά αποτελέσματα, παρόμοια με αντιβιοτικά.
Η εμφάνιση, το σχήμα, το χρώμα και άλλα χαρακτηριστικά των αποικιών σε ένα πυκνό θρεπτικό μέσο μπορούν να ληφθούν υπόψη κατά τον εντοπισμό βακτηρίων, καθώς και κατά την επιλογή αποικιών για τη λήψη καθαρών καλλιεργειών.
Υπό βιομηχανικές συνθήκες, κατά τη λήψη της βιομάζας μικροοργανισμών για την παρασκευή αντιβιοτικών, εμβολίων, διαγνωστικών, ευβιοτικών, η καλλιέργεια βακτηρίων και μυκήτων πραγματοποιείται σε ζυμωτήρες με αυστηρή τήρηση των βέλτιστων παραμέτρων για την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή των καλλιεργειών (βλ. Κεφάλαιο 6).
Μικροβιολογία: σημειώσεις διάλεξης Tkachenko Ksenia Viktorovna
1. Μορφολογία και δομή ιών
Οι ιοί είναι μικροοργανισμοί που αποτελούν το βασίλειο του Vira.
Χαρακτηριστικά:
2) δεν έχουν τα δικά τους συστήματα πρωτεϊνοσύνθεσης και ενέργειας.
3) δεν έχουν κυτταρική οργάνωση.
4) έχουν έναν διαχωριστικό (χωρισμένο) τρόπο αναπαραγωγής (η σύνθεση πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων συμβαίνει σε διαφορετικά μέρη και σε διαφορετικούς χρόνους).
6) Οι ιοί περνούν μέσα από βακτηριακά φίλτρα.
Οι ιοί μπορούν να υπάρχουν σε δύο μορφές: εξωκυτταρικοί (virion) και ενδοκυτταρικοί (ιός).
Το σχήμα των βιριόντων μπορεί να είναι:
1) στρογγυλεμένο?
2) σε σχήμα ράβδου?
3) με τη μορφή κανονικών πολυγώνων.
4) νηματοειδής κ.λπ.
Τα μεγέθη τους κυμαίνονται από 15–18 έως 300–400 nm.
Στο κέντρο του βιριόντος βρίσκεται ένα ιικό νουκλεϊκό οξύ που καλύπτεται με μια πρωτεϊνική επικάλυψη - ένα καψίδιο, το οποίο έχει μια αυστηρά διατεταγμένη δομή. Το καψίδιο αποτελείται από καψομερή. Το νουκλεϊκό οξύ και το καψίδιο αποτελούν το νουκλεοκαψίδιο.
Το νουκλεοκαψίδιο των πολύπλοκα οργανωμένων ιοσωμάτων καλύπτεται με ένα εξωτερικό κέλυφος, το υπερκαψίδιο, το οποίο μπορεί να περιλαμβάνει πολλές λειτουργικά διαφορετικές δομές λιπιδίων, πρωτεϊνών και υδατανθράκων.
Η δομή των ιών DNA και RNA δεν διαφέρει θεμελιωδώς από τα NC άλλων μικροοργανισμών. Μερικοί ιοί έχουν ουρακίλη στο DNA τους.
Το DNA μπορεί να είναι:
1) δίκλωνο?
2) μονόκλωνο?
3) δαχτυλίδι?
4) δίκλωνο, αλλά με μια κοντύτερη αλυσίδα.
5) δίκλωνες, αλλά με τη μία συνεχόμενη και την άλλη τεμαχισμένες αλυσίδες.
Το RNA μπορεί να είναι:
1) μονόκλωνο?
2) γραμμικό διπλόκλωνο.
3) γραμμική κατακερματισμένη?
4) δαχτυλίδι?
Οι ιικές πρωτεΐνες χωρίζονται σε:
1) γονιδιωματικές - νουκλεοπρωτεΐνες. Παρέχει αντιγραφή ιικών νουκλεϊκών οξέων και διεργασιών αναπαραγωγής ιών. Πρόκειται για ένζυμα, λόγω των οποίων αυξάνεται ο αριθμός των αντιγράφων του μητρικού μορίου ή των πρωτεϊνών, με τη βοήθεια των οποίων συντίθενται μόρια στη μήτρα νουκλεϊκού οξέος που διασφαλίζουν την εφαρμογή της γενετικής πληροφορίας.
2) πρωτεΐνες του κελύφους του καψιδίου - απλές πρωτεΐνες με ικανότητα αυτοσυναρμολόγησης. Προσθέτουν γεωμετρικά κανονικές δομές, στις οποίες διακρίνονται διάφοροι τύποι συμμετρίας: σπειροειδής, κυβική (σχηματίζουν κανονικά πολύγωνα, ο αριθμός των όψεων είναι αυστηρά σταθερός) ή μικτή.
3) Οι πρωτεΐνες του κελύφους του υπερκαψιδίου είναι σύνθετες πρωτεΐνες, με διαφορετικές λειτουργίες. Λόγω αυτών, εμφανίζεται η αλληλεπίδραση των ιών με ένα ευαίσθητο κύτταρο. Εκτελούν προστατευτικές και υποδοχείς λειτουργίες.
Μεταξύ των πρωτεϊνών του κελύφους του υπερκαψιδίου, υπάρχουν:
α) αγκυροβολούν πρωτεΐνες (στο ένα άκρο βρίσκονται στην επιφάνεια, ενώ στο άλλο μπαίνουν στο βάθος· παρέχουν επαφή του ιού με το κύτταρο).
β) ένζυμα (μπορούν να καταστρέψουν τις μεμβράνες).
γ) αιμοσυγκολλητίνες (προκαλούν αιμοσυγκόλληση).
δ) στοιχεία του κυττάρου ξενιστή.
Από το βιβλίο On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life συγγραφέας Δαρβίνος ΤσαρλςΜορφολογία. Είδαμε ότι τα μέλη της ίδιας τάξης, ανεξάρτητα από τον τρόπο ζωής τους, μοιάζουν μεταξύ τους στο γενικό σχέδιο οργάνωσης. Αυτή η ομοιότητα εκφράζεται συχνά με τον όρο «ενότητα τύπου» ή με ένδειξη ότι ορισμένα μέρη και όργανα σε διαφορετικά είδη του ίδιου
Από το βιβλίο Fundamentals of Neurophysiology συγγραφέας Shulgovsky Valery ViktorovichΓΛΙΑ - ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Ο ανθρώπινος εγκέφαλος αποτελείται από εκατοντάδες δισεκατομμύρια κύτταρα και τα νευρικά κύτταρα (νευρώνες) δεν αποτελούν την πλειοψηφία. Το μεγαλύτερο μέρος του όγκου του νευρικού ιστού (έως και 9/10 σε ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου) καταλαμβάνεται από νευρογλοιακά κύτταρα (από το ελληνικό έως την κόλλα). Γεγονός είναι ότι
Από το βιβλίο Μικροβιολογία: σημειώσεις διαλέξεων συγγραφέας Tkachenko Ksenia ViktorovnaΔΙΑΛΕΞΗ № 2. Μορφολογία και υπερδομή βακτηρίων 1. Δομικά χαρακτηριστικά ενός βακτηριακού κυττάρου. Κύρια οργανίδια και οι λειτουργίες τους Διαφορές βακτηρίων από άλλα κύτταρα1. Τα βακτήρια είναι προκαρυωτικά, δεν έχουν δηλαδή ξεχωριστό πυρήνα.2. Στο κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων
Από το βιβλίο Μικροβιολογία συγγραφέας Tkachenko Ksenia Viktorovna3. Καλλιέργεια ιών Οι κύριες μέθοδοι καλλιέργειας ιών: 1) βιολογική - μόλυνση πειραματόζωων. Όταν μολυνθεί από έναν ιό, το ζώο αρρωσταίνει. Εάν η ασθένεια δεν αναπτυχθεί, τότε οι παθολογικές αλλαγές μπορούν να ανιχνευθούν στην αυτοψία. Των ζώων
Από το βιβλίο Γενική Οικολογία συγγραφέας Chernova Nina Mikhailovna1. Μορφολογία και πολιτιστικές ιδιότητες Ο αιτιολογικός παράγοντας ανήκει στο γένος Carinobacterium, είδος C. difteria. Πρόκειται για λεπτές ράβδους, ίσιες ή ελαφρώς κυρτές, θετικές κατά Gram. Χαρακτηρίζονται από έντονο πολυμορφισμό. Οι παχύρρευστες σε σχήμα κλαμπ στα άκρα είναι μεταχρωματικοί κόκκοι βολουτίνης.
Από το βιβλίο Βιολογία [Ένας πλήρης οδηγός προετοιμασίας για τις εξετάσεις] συγγραφέας Λέρνερ Γκεόργκι Ισαάκοβιτς1. Μορφολογία και πολιτιστικές ιδιότητες Ο αιτιολογικός παράγοντας ανήκει στο γένος Mycobacterium, είδος M. tuberculesis.Είναι λεπτές ράβδοι, ελαφρώς κυρτές, δεν σχηματίζουν σπόρια ή κάψουλες. Το κυτταρικό τοίχωμα περιβάλλεται από ένα στρώμα γλυκοπεπτιδίων που ονομάζονται μυκοζίτες (μικροκάψουλες).Βάκιλος της φυματίωσης
Από το βιβλίο Ταξίδι στη χώρα των μικροβίων συγγραφέας Μπετίνα Βλαντιμίρ4. Μορφολογία βακτηρίων, κύρια όργανα Τα μεγέθη των βακτηρίων κυμαίνονται από 0,3-0,5 έως 5-10 μικρά.Ανάλογα με το σχήμα των κυττάρων, τα βακτήρια χωρίζονται σε κόκκους, ράβδους και σπειροειδή.Σε ένα βακτηριακό κύτταρο, υπάρχουν: 1 ) τα κύρια οργανίδια: (νουκλεοειδές, κυτταρόπλασμα, ριβόσωμα, κυτταροπλασματικό
Από το βιβλίο The Newest Book of Facts. Τόμος 1. Αστρονομία και αστροφυσική. Γεωγραφία και άλλες επιστήμες της γης. Βιολογία και ιατρική συγγραφέας Kondrashov Anatoly Pavlovich5. Μορφολογία βακτηρίων, πρόσθετα οργανίδια Οι λάχνες (pili, κροσσοί) είναι λεπτές αποφύσεις πρωτεΐνης στην επιφάνεια του κυτταρικού τοιχώματος. Το Komon pili είναι υπεύθυνο για την προσκόλληση των βακτηρίων στην επιφάνεια των κυττάρων του ξενιστή. Είναι χαρακτηριστικά των θετικών κατά Gram βακτηρίων.
Από το βιβλίο του Κλεμάτη συγγραφέας Beskaravaynaya Margarita Alekseevna10. Μορφολογία ιών, τύποι αλληλεπίδρασης ενός ιού με ένα κύτταρο Οι ιοί είναι μικροοργανισμοί που συνθέτουν το βασίλειο Vira. Οι ιοί μπορούν να υπάρχουν σε δύο μορφές: εξωκυτταρικοί (virion) και ενδοκυτταρικοί (ιός). Σε σχήμα, τα ιοσωμάτια μπορεί να είναι: στρογγυλά , ράβδος, στη μορφή
Από το βιβλίο The Logic of Chance [On the Nature and Origin of Biological Evolution] συγγραφέας Kunin Evgeniy ViktorovichΚεφάλαιο 6
Από το βιβλίο του συγγραφέα Από το βιβλίο του συγγραφέαΜολυσματικό RNA και ανακατασκευή ιών Η απόδειξη ότι το RNA των ιών είναι το γενετικό υλικό, μας παρείχε το ίδιο TMV. Πρώτα απ 'όλα, οι επιστήμονες κατάφεραν να αλλάξουν τα σωματίδια TMV αφαιρώντας το συστατικό πρωτεΐνης από τη σύνθεσή τους. Σε αυτή την κατάσταση, οι ιοί
Από το βιβλίο του συγγραφέαThe Threat of Viruses Ένα από τα βιβλία για τους ιούς έχει πολύ εύστοχο τίτλο «Οι ιοί είναι οι εχθροί της ζωής». Και όχι μόνο οι ιοί της γρίπης, αλλά και άλλοι ιοί που μολύνουν ανθρώπους, «στη συνείδηση» δεκάδων χιλιάδων, και ίσως εκατομμυρίων ζωών. Η ερυθρά θα πρέπει να θεωρείται επικίνδυνη ασθένεια. Αυτό
Από το βιβλίο του συγγραφέα Από το βιβλίο του συγγραφέαΜορφολογία και βιολογία του clematis Clematis; πολυετή, συντριπτικά φυλλοβόλα, σπάνια αειθαλή φυτά Ριζικό σύστημα. Τα ενήλικα clematis έχουν δύο κύριους τύπους ριζικών συστημάτων: τα ριζικά και τα ινώδη. Με περιορισμένο πότισμα (στα νότια)
Από το βιβλίο του συγγραφέαΚεφάλαιο 10 Ο κόσμος των ιών και η εξέλιξή του Per. Οι ιοί G. Janus ανακαλύφθηκαν ως κάτι εντελώς ασυνήθιστο, δηλαδή μια ασυνήθιστη ποικιλία μολυσματικών παραγόντων, και πιθανώς ένα ειδικό είδος τοξινών που προκαλούν φυτικές ασθένειες, όπως το μωσαϊκό του καπνού. Αφού αυτοί οι πράκτορες
Πίνακας περιεχομένων του θέματος "Τύποι μικροοργανισμών. Ιοί. Virion.":1. Μικροοργανισμοί. Τύποι μικροοργανισμών. Ταξινόμηση μικροοργανισμών. Πριόν.
2. Ιοί. Virion. Μορφολογία ιών. Μεγέθη ιών. νουκλεϊκά οξέα των ιών.
3. Καψίδιο του ιού. Λειτουργίες του καψιδίου των ιών. Καψομερή. Νουκλεοκαψίδιο ιού. Ελικοειδής συμμετρία του νουκλεοκαψιδίου. Κυβική συμμετρία του καψιδίου.
4. Υπερκαψίδιο ιού. Ντυμένοι ιοί. Γυμνοί ιοί. Πρωτεΐνες μήτρας (Μ-πρωτεΐνες) ιών. αναπαραγωγή ιών.
5. Αλληλεπίδραση ιού με κύτταρο. Η φύση της αλληλεπίδρασης ιού-κυττάρου. Παραγωγική αλληλεπίδραση. Virogeny. Παρεμβολή από ιούς.
6. Τύποι κυτταρικής μόλυνσης από ιούς. Ο αναπαραγωγικός κύκλος των ιών. Τα κύρια στάδια της αναπαραγωγής των ιών. Προσρόφηση του ιού στο κύτταρο.
7. Διείσδυση του ιού στο κύτταρο. Viropexis. Γδύσιμο του ιού. Σκιώδης φάση (φάση έκλειψης) αναπαραγωγής ιού. Ο σχηματισμός ιικών σωματιδίων.
8. Μεταγραφή του ιού στο κύτταρο. Μετάφραση ιών.
9. Αντιγραφή του ιού στο κύτταρο. Συλλογή ιών. Απελευθέρωση ιοσωμάτων απογόνων από το κύτταρο.
Ιούς. Virion. Μορφολογία ιών. Μεγέθη ιών. νουκλεϊκά οξέα των ιών.
Εξωκυτταρική μορφή - βιριόν- περιλαμβάνει όλα τα συστατικά στοιχεία (καψίδιο, νουκλεϊκό οξύ, δομικές πρωτεΐνες, ένζυμα κ.λπ.). Ενδοκυτταρική μορφή - ιός- μπορεί να αναπαρασταθεί από ένα μόνο μόριο νουκλεϊκού οξέος, αφού, όταν εισέρχεται στο κύτταρο, το ιοσωμάτιο διασπάται στα συστατικά του στοιχεία.
Μορφολογία ιών. Μεγέθη ιών.
Νουκλεϊκά οξέα ιών
Ιούςπεριέχουν μόνο έναν τύπο νουκλεϊκού οξέος, DIC ή RNA, αλλά όχι και τους δύο τύπους ταυτόχρονα. Για παράδειγμα, η ευλογιά, ο απλός έρπης, οι ιοί Epstein-Barr περιέχουν DNA και οι τογαϊοί, οι πικορναϊοί περιέχουν RNA. Το γονιδίωμα του ιικού σωματιδίου είναι απλοειδές. Το απλούστερο ιικό γονιδίωμα κωδικοποιεί 3-4 πρωτεΐνες, το πιο σύνθετο - περισσότερα από 50 πολυπεπτίδια. Τα νουκλεϊκά οξέα αντιπροσωπεύονται από μονόκλωνα μόρια RNA (με εξαίρεση τους ρεοϊούς, στους οποίους το γονιδίωμα σχηματίζεται από δύο κλώνους RNA) ή από μόρια δίκλωνου DNA (εξαιρουμένων των παρβοϊών, στους οποίους το γονιδίωμα σχηματίζεται από έναν κλώνο DNA). Στον ιό της ηπατίτιδας Β, οι κλώνοι του μορίου του δίκλωνου DNA είναι άνισοι σε μήκος.
Ιικό DNAσχηματίζουν κυκλικές, ομοιοπολικά συνδεδεμένες υπερτυλιγμένες (για παράδειγμα, σε ιούς παποβά) ή γραμμικές δίκλωνες δομές (για παράδειγμα, σε έρπητα και αδενοϊούς). Το μοριακό τους βάρος είναι 10-100 φορές μικρότερο από τη μάζα του βακτηριακού DNA. Η μεταγραφή του ιικού DNA (σύνθεση mRNA) πραγματοποιείται στον πυρήνα ενός κυττάρου μολυσμένου από ιό. Στο DNA του ιού, στα άκρα του μορίου, υπάρχουν ευθείες ή ανεστραμμένες (ξεδιπλωμένες κατά 180") επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες νουκλεοτιδίων. Η παρουσία τους διασφαλίζει την ικανότητα του μορίου DNA να κλείνει σε έναν δακτύλιο. Αυτές οι αλληλουχίες, υπάρχουν σε μονή και διπλή -τα μόρια DNA με έλικες, είναι ένα είδος ιϊκών δεικτών DNA.
Ρύζι. 2-1. Μεγέθη και μορφολογία των κύριων αιτιολογικών παραγόντων των ανθρώπινων ιογενών λοιμώξεων.
Ιικό RNAαντιπροσωπεύεται από μονόκλωνα ή δίκλωνα μόρια. Τα μονόκλωνα μόρια μπορούν να τμηματοποιηθούν - από 2 τμήματα στους αρεναϊούς έως 11 τμήματα στους ροταϊούς. Η παρουσία τμημάτων οδηγεί σε αύξηση της ικανότητας κωδικοποίησης του γονιδιώματος. Ιικό RNAυποδιαιρείται στις ακόλουθες ομάδες: συν κλώνοι RNA (+RNA), μείον κλώνους RNA (-RNA). Σε διάφορους ιούς, το γονιδίωμα μπορεί να σχηματίσει κλώνους +RNA ή -RNA, καθώς και διπλούς κλώνους, ο ένας από τους οποίους είναι -RNA, ο άλλος (συμπληρωματικός του) - +RNA.
RNA συν-κλώνουαντιπροσωπεύονται από απλές αλυσίδες με χαρακτηριστικές καταλήξεις («καπάκια») για την αναγνώριση ριβοσωμάτων. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει RNA που μπορούν να μεταφράσουν απευθείας γενετικές πληροφορίες στα ριβοσώματα ενός μολυσμένου από ιό κυττάρου, δηλαδή να εκτελούν τις λειτουργίες του mRNA. Οι κλώνοι Plus εκτελούν τις ακόλουθες λειτουργίες: χρησιμεύουν ως mRNA για τη σύνθεση δομικών πρωτεϊνών, ως πρότυπο για την αντιγραφή του RNA και συσκευάζονται σε ένα καψίδιο για να σχηματίσουν έναν θυγατρικό πληθυσμό. Οι κλώνοι RNA μείον δεν μπορούν να μεταφράσουν γενετικές πληροφορίες απευθείας στα ριβοσώματα, που σημαίνει ότι δεν μπορούν να λειτουργήσουν ως mRNA. Ωστόσο, τέτοια RNA χρησιμεύουν ως πρότυπα για τη σύνθεση mRNA.
Μολυσματικότητα νουκλεϊκών οξέων ιών
Πολλά ιικά νουκλεϊκά οξέαείναι μολυσματικά από μόνα τους, καθώς περιέχουν όλες τις γενετικές πληροφορίες που είναι απαραίτητες για τη σύνθεση νέων ιικών σωματιδίων. Αυτή η πληροφορία πραγματοποιείται μετά τη διείσδυση του ιού στο ευαίσθητο κύτταρο. Τα νουκλεϊκά οξέα των περισσότερων ιών που περιέχουν +RNA και DNA εμφανίζουν μολυσματικές ιδιότητες. Τα δίκλωνα RNA και τα περισσότερα RNA δεν είναι μολυσματικά.
Ο γρήγορος ρυθμός ανάπτυξης της ιολογίας στο δεύτερο μισό του XX αιώνα. κατέστησε δυνατή τη λήψη των πιο σημαντικών πληροφοριών σχετικά με τη δομή και τη χημική σύνθεση διαφόρων ιών, συμπεριλαμβανομένου του γονιδιώματός τους, καθώς και τη φύση της αλληλεπίδρασης με τα κύτταρα ξενιστές. Τα υλικά που ελήφθησαν υποδεικνύουν ότι οι ιοί υπάρχουν σε δύο ποιοτικά διαφορετικές μορφές: εξωκυτταρικός - ιός και ενδοκυτταρικός - ιός. Το ιοσωμάτιο του απλούστερου ιού είναι μια νουκλεοπρωτεΐνη, η οποία περιλαμβάνει το ιικό γονιδίωμα, προστατευμένο από ένα πρωτεϊνικό κέλυφος - καψίδιο. Ταυτόχρονα, ένας ενδοκυτταρικός ιός είναι μια αυτοαναπαραγόμενη μορφή που δεν είναι ικανή για δυαδική σχάση.
Έτσι, ο ορισμός του ιού εισάγει μια θεμελιώδη διαφορά μεταξύ της κυτταρικής μορφής των μικροοργανισμών που αναπαράγονται με δυαδική σχάση και της αντιγραφόμενης μορφής που αναπαράγεται μόνο από το ιικό νουκλεϊκό οξύ. Ωστόσο, η ποιοτική διαφορά μεταξύ ιών και προ- και ευκαρυωτών δεν περιορίζεται σε αυτή τη μία πλευρά, αλλά περιλαμβάνει μια σειρά από άλλες:
την παρουσία ενός τύπου νουκλεϊκού οξέος (DNA ή RNA).
έλλειψη κυτταρικής δομής και συστημάτων πρωτεϊνοσύνθεσης.
τη δυνατότητα ενσωμάτωσης στο κυτταρικό γονιδίωμα και της σύγχρονης αντιγραφής.
Ταυτόχρονα, οι ιοί διαφέρουν από τα συνηθισμένα αντίγραφα, τα οποία είναι τα μόρια DNA όλων των μικροοργανισμών και οποιωνδήποτε άλλων κυττάρων, καθώς και τα πλασμίδια και τα τρανσποζόνια, καθώς τα αναφερόμενα αντίγραφα είναι βιομόρια που δεν μπορούν να αποδοθούν στη ζωντανή ύλη.
Ταξινόμηση και ταξινόμηση ιών.Οι ιοί αποτελούν το βασίλειο Vira, το οποίο υποδιαιρείται ανά τύπο νουκλεϊκού οξέος σε δύο υποβασίλεια - τους ριβοϊούς και τους δεοξυριβοϊούς. Τα υποβασίλεια χωρίζονται σε οικογένειες, οι οποίες με τη σειρά τους υποδιαιρούνται σε γένη. Η έννοια του τύπου των ιών δεν έχει ακόμη διατυπωθεί με σαφήνεια, καθώς και ο χαρακτηρισμός διαφορετικών τύπων.
Ως ταξινομικά χαρακτηριστικά, πρωταρχική σημασία αποδίδεται στον τύπο του νουκλεϊκού οξέος και στα μοριακά βιολογικά του χαρακτηριστικά: δίκλωνο, μονόκλωνο, τμηματοποιημένο, μη τμηματοποιημένο, με επαναλαμβανόμενες και ανεστραμμένες αλληλουχίες κ.λπ. Ωστόσο, στην πρακτική εργασία, τα χαρακτηριστικά ιών που ελήφθησαν ως αποτέλεσμα ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και ανοσολογικών μελετών: μορφολογία, δομή και μέγεθος του ιού, παρουσία ή απουσία εξωτερικού κελύφους (υπερκαψίδιο), αντιγόνα, ενδοπυρηνικός ή κυτταροπλασματικός εντοπισμός κ.λπ. Μαζί με τα παραπάνω χαρακτηριστικά, αντίσταση λαμβάνεται υπόψη η θερμοκρασία, το pH, τα απορρυπαντικά κ.λπ.
Επί του παρόντος, οι ιοί του ανθρώπου και των ζώων περιλαμβάνονται σε 18 οικογένειες. Η υπαγωγή των ιών σε ορισμένες οικογένειες καθορίζεται από τον τύπο του νουκλεϊκού οξέος, τη δομή του και την παρουσία ή απουσία ενός εξωτερικού κελύφους. Κατά τον προσδιορισμό της αναγωγής στην οικογένεια των ρετροϊών, λαμβάνεται απαραίτητα υπόψη η παρουσία της ανάστροφης μεταγραφάσης.
Μορφολογία και δομή βιριόντων
Τα μεγέθη των βιριόντων διαφόρων ιών ποικίλλουν ευρέως: από 15-18 έως 300-400 nm. Έχουν μια ποικιλία σχημάτων: ράβδος, νηματοειδής, σφαιρικός παραλληλεπίπεδος, σπέρμα (Εικ. 5.1). Η δομή ενός απλού βιριόντος - του νουκλεοκαψιδίου - δείχνει ότι το ιικό νουκλεϊκό οξύ - DNA ή RNA - προστατεύεται αξιόπιστα από μια πρωτεϊνική επικάλυψη - το καψίδιο. Το τελευταίο έχει μια αυστηρά διατεταγμένη δομή που βασίζεται στις αρχές της ελικοειδούς ή κυβικής συμμετρίας. Τα καψίδια των ραβδοειδών και νηματοειδών βιριόντων αποτελούνται από δομικές υπομονάδες διατεταγμένες σε μια σπείρα γύρω από έναν άξονα. Με αυτή τη διάταξη των υπομονάδων, σχηματίζεται ένα κοίλο κανάλι, μέσα στο οποίο το μόριο του ιικού νουκλεϊκού οξέος συσκευάζεται συμπαγώς. Το μήκος του μπορεί να είναι πολλές φορές μεγαλύτερο από το μήκος του ραβδοειδούς ιού. Για παράδειγμα, το μήκος του ιού του μωσαϊκού του καπνού (TMV) είναι 300 nm και το RNA του φτάνει σε τιμή 4000 nm ή 4 μικρά. Ταυτόχρονα, το RNA είναι τόσο συνδεδεμένο με το καψίδιο που δεν μπορεί να απελευθερωθεί χωρίς να καταστρέψει το τελευταίο. Παρόμοια καψίδια βρίσκονται σε ορισμένους βακτηριακούς ιούς και σε ανθρώπινους ιούς (για παράδειγμα, ο ιός της γρίπης).
Η σφαιρική δομή των βιριόντων καθορίζεται από το καψίδιο, χτισμένο σύμφωνα με τις αρχές της κυβικής συμμετρίας, το οποίο βασίζεται στην εικόνα του εικοσάεδρου - εικοσάεδρου. Το καψίδιο αποτελείται από ασύμμετρες υπομονάδες (πολυπεπτιδικά μόρια), οι οποίες συνδυάζονται σε μορφολογικές υπομονάδες - καψομερή. Ένα καψομερές περιέχει 2, 3 ή 5 υπομονάδες που βρίσκονται κατά μήκος των αντίστοιχων αξόνων συμμετρίας του εικοσάεδρου. Ανάλογα με τον τύπο της αναδιάταξης και τον αριθμό των υπομονάδων, ο αριθμός των καψομερών θα είναι 30, 20 ή 12. Το 5.1 δείχνει τους πιθανούς τύπους απλών βιριόντων, που αποτελούνται από έναν ορισμένο αριθμό καψομερών, που απεικονίζονται με τη μορφή σφαιρών, καθώς και από καψομερή αυξανόμενου όγκου.
Τα Virions με ένα σύνθετο καψίδιο που αποτελείται από περισσότερες από 60 δομικές υπομονάδες περιέχουν ομάδες 5 υπομονάδων - πενταμερή, ή ομάδες 6 υπομονάδων - εξαμερή. Το νουκλεοκαψίδιο των πολύπλοκα οργανωμένων βιριόντων, που ονομάζεται «πυρήνας», καλύπτεται με ένα εξωτερικό κέλυφος - το υπερκαψίδιο.
Η χημική σύνθεση των βιριόντων
Η σύνθεση των απλών βιριόντων περιλαμβάνει έναν τύπο νουκλεϊκού οξέος - RNA ή DNA - και πρωτεΐνες. Σε σύνθετα ιοσωμάτια, το εξωτερικό κέλυφος περιέχει λιπίδια και πολυσακχαρίτες, οι πρώτοι λαμβάνονται από κύτταρα ξενιστές, οι δεύτεροι κωδικοποιούνται στο γονιδίωμα του ιού με τη μορφή γλυκοπρωτεϊνών.
Ιικό DNA.Το μοριακό βάρος του DNA διαφορετικών ιών ποικίλλει ευρέως (1 * 106 - 1 * 108). Είναι περίπου 10-100 φορές μικρότερο από το μοριακό βάρος του βακτηριακού DNA. Το γονιδίωμα των ιών περιέχει έως και αρκετές εκατοντάδες γονίδια. Σύμφωνα με τη δομή τους, το ιικό DNA χαρακτηρίζεται από μια σειρά χαρακτηριστικών, γεγονός που καθιστά δυνατή την υποδιαίρεση τους σε διάφορους τύπους. Αυτά περιλαμβάνουν δίκλωνο και μονόκλωνο DNA, το οποίο μπορεί να είναι γραμμικό ή κυκλικό.
Αν και οι αλληλουχίες νουκλεοτιδίων εμφανίζονται μία φορά σε κάθε κλώνο του DNA, υπάρχουν άμεσες ή ανεστραμμένες (περιστρεφόμενες κατά 180 °) επαναλήψεις στα άκρα του. Αντιπροσωπεύονται από τα ίδια νουκλεοτίδια που βρίσκονται στο αρχικό τμήμα του DNA. Οι επαναλήψεις νουκλεοτιδίων, εγγενείς τόσο στο μονόκλωνο όσο και στο δίκλωνο ιικό DNA, είναι ένα είδος δεικτών που καθιστούν δυνατή τη διάκριση του ιικού DNA από το κυτταρικό DNA. Η λειτουργική σημασία αυτών των επαναλήψεων είναι η ικανότητα να κλείνουν σε ένα δαχτυλίδι. Σε αυτή τη μορφή, αντιγράφεται, μεταγράφεται, αποκτά αντίσταση στις ενδονουκλεάσες και μπορεί να ενσωματωθεί στο κυτταρικό γονιδίωμα.
Ιικό RNA.Στους ιούς RNA, η γενετική πληροφορία κωδικοποιείται στο RNA με τον ίδιο κωδικό όπως στο DNA όλων των άλλων ιών και κυτταρικών οργανισμών. Τα ιικά RNA δεν διαφέρουν στη χημική τους σύνθεση από τα RNA κυτταρικής προέλευσης, αλλά χαρακτηρίζονται από διαφορετική δομή. Μαζί με το τυπικό μονόκλωνο RNA, ένας αριθμός ιών έχει δίκλωνο RNA. Επιπλέον, μπορεί να είναι γραμμικό και κυκλικό. Στη σύνθεση του μονόκλωνου RNA, υπάρχουν ελικοειδή τμήματα όπως η διπλή έλικα του DNA, που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα του ζευγαρώματος συμπληρωματικών αζωτούχων βάσεων. Τα μονόκλωνα RNA χωρίζονται σε δύο ομάδες ανάλογα με τις λειτουργίες που εκτελούν.
Η μορφολογία και η δομή των ιών μελετώνται με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, καθώς το μέγεθός τους είναι μικρό και συγκρίσιμο με το πάχος του βακτηριακού κελύφους.
Το σχήμα των ιοσωμάτων μπορεί να είναι διαφορετικό: σε σχήμα ράβδου (ιός μωσαϊκού καπνού), σε σχήμα σφαίρας (ιός λύσσας), σφαιρικό (ιοί πολιομυελίτιδας, HIV), με τη μορφή σπερματοζωαρίου (πολλοί βακτηριοφάγοι) (Εικ. 8).
Ρύζι. 8. Μορφές βιριόντων:
1 ιός ευλογιάς? 2 ιός έρπητα? 3 αδενοϊός; 4 παποβαϊός; 5 ηπαδναϊός; 6 παραμυξοϊός; 7 ιός γρίπης; 8 κορωνοϊός; 9 arenavirus? 10 ρετροϊός;
Το μέγεθος των ιών προσδιορίζεται με ηλεκτρονική μικροσκοπία, υπερδιήθηση μέσω φίλτρων με γνωστή διάμετρο πόρων, υπερφυγοκέντρηση. Μερικοί από τους μικρότερους ιούς είναι οι ιοί της πολιομυελίτιδας και του αφθώδους πυρετού (περίπου 20 nm), οι κυκλοϊοί (16 nm), ο μεγαλύτερος ιός variola (περίπου 350 nm). Οι ιοί έχουν ένα μοναδικό γονιδίωμα επειδή περιέχουν είτε DNA είτε RNA. Επομένως, γίνεται διάκριση μεταξύ ιών που περιέχουν DNA και ιούς που περιέχουν RNA. Συνήθως είναι απλοειδή, που σημαίνει ότι έχουν ένα σύνολο γονιδίων. Το γονιδίωμα των ιών αντιπροσωπεύεται από διάφορους τύπους νουκλεϊκών οξέων: δίκλωνα, μονόκλωνα, γραμμικά, κυκλικά, τεμαχισμένα.
Υπάρχουν απλά διατεταγμένοι (για παράδειγμα, ο ιός της πολιομυελίτιδας) και πολύπλοκα διατεταγμένοι (για παράδειγμα, ιοί γρίπης, ιλαρά). Σε απλά διατεταγμένους ιούς, το νουκλεϊκό οξύ συνδέεται με ένα πρωτεϊνικό κέλυφος που ονομάζεται καψίδιο (από τη λατινική περίπτωση capsa). Το καψίδιο αποτελείται από επαναλαμβανόμενες μορφολογικές υπομονάδες καψομερών. Το νουκλεϊκό οξύ και το καψίδιο, αλληλεπιδρώντας μεταξύ τους, σχηματίζουν ένα νουκλεοκαψίδιο. Σε σύνθετους ιούς, το καψίδιο περιβάλλεται από ένα πρόσθετο κέλυφος λιποπρωτεϊνών με ένα υπερκαψίδιο (ένα παράγωγο των μεμβρανικών δομών του κυττάρου ξενιστή), το οποίο έχει «ακίδες». Το καψίδιο και το υπερκαψίδιο προστατεύουν τα ιοσωμάτια από περιβαλλοντικές επιρροές, καθορίζουν την επιλεκτική αλληλεπίδραση (προσρόφηση) με τα κύτταρα και καθορίζουν τις αντιγονικές και ανοσογονικές ιδιότητες των ιοσωμάτων. Οι εσωτερικές δομές των ιών ονομάζονται πυρήνας.
Τα Virions χαρακτηρίζονται από ελικοειδείς, κυβικούς και σύνθετους τύπους συμμετρίας καψιδίου. Ο σπειροειδής τύπος συμμετρίας οφείλεται στην ελικοειδή δομή του νουκλεοκαψιδίου, στον κυβικό σχηματισμό ενός ισομετρικού κοίλου σώματος από το καψίδιο που περιέχει το ιικό νουκλεϊκό οξύ.
Εκτός από τους συνηθισμένους ιούς, οι λεγόμενοι μη κανονικοί ιοί, τα πριόν, είναι γνωστό ότι είναι μολυσματικά σωματίδια πρωτεΐνης με τη μορφή ινιδίων με μέγεθος 10-20 x 100-200 nm. Τα πριόν, προφανώς, είναι και επαγωγείς και προϊόντα ενός αυτόνομου γονιδίου ανθρώπου ή ζώου και προκαλούν εγκεφαλοπάθεια σε αυτά υπό συνθήκες αργής ιογενούς μόλυνσης (νόσος Creutzfeldt-Jakob, kuru κ.λπ.). Άλλοι ασυνήθιστοι παράγοντες που είναι κοντά στους ιούς είναι τα ιοειδή, μικρά, κυκλικά, υπερτυλιγμένα μόρια RNA που προκαλούν ασθένειες στα φυτά.
