Morfológia a štruktúra vírusov sa študuje pomocou elektrónového mikroskopu, pretože ich veľkosť je malá a porovnateľná s hrúbkou bakteriálnej membrány. Forma viriónov môže byť rôzna: tyčinkovitý (vírus tabakovej mozaiky), guľkový (vírus besnoty), sférický (vírusy poliomyelitídy, HIV), vo forme spermií (veľa bakteriofágov).

Veľkosti vírusov sa stanovujú pomocou elektrónovej mikroskopie, ultrafiltráciou cez filtre so známym priemerom pórov, ultracentrifugáciou. Jedným z najmenších vírusov je vírus poliomyelitídy (asi 20 nm), najväčší sú kiahne (asi 350 nm).

Rozlišujte medzi jednoduchými (napríklad vírus detskej obrny) a zložitými (napríklad chrípka, osýpky) vírusmi. Vo vírusoch jednoducho usporiadaných je nukleová kyselina naviazaná na proteínový obal nazývaný kapsida (z lat. capsa – obal). Kapsida pozostáva z opakujúcich sa morfologických podjednotiek – kapsomérov. Nukleová kyselina a kapsid navzájom interagujú za vzniku nukleokapsidu. V komplexných vírusoch je kapsida obklopená dodatočným lipoproteínovým obalom - superkapsidom (derivát membránových štruktúr hostiteľskej bunky), ktorý má hroty. Virióny sa vyznačujú špirálovitým, kubickým a komplexným typom kapsidovej symetrie. Špirálový typ symetrie je spôsobený špirálovou štruktúrou nukleokapsidy, kubický typ symetrie je spôsobený vytvorením izometricky dutého telesa z kapsidy obsahujúcej vírusovú nukleovú kyselinu.

Kapsida a superkapsida chránia virióny pred vplyvmi prostredia, spôsobujú selektívnu interakciu (adsorpciu) s bunkami a určujú antigénne a imunogénne vlastnosti viriónov. Vnútorné štruktúry vírusov sa nazývajú jadro.Vo virológii sa používajú tieto taxonomické kategórie: čeľaď (meno sa končí na viridae), podčeľaď (meno sa končí na virinae), rod (meno sa končí na vírus).

Názvy rodov a najmä podčeľadí však nie sú formulované pre všetky vírusy. Typ vírusu nedostal binomický názov, ako v prípade baktérií.

Klasifikácia vírusov je založená na nasledujúcich kategóriách:

§ typ nukleovej kyseliny (DNA alebo RNA), jej štruktúra, počet vlákien (jeden alebo dva),

§ znaky reprodukcie vírusového genómu;

§ veľkosť a morfológia viriónov, počet kapsomér a typ symetrie;

§ prítomnosť superkapsidu;

§ citlivosť na éter a deoxycholát;

§ miesto rozmnožovania v klietke;

§ antigénne vlastnosti atď.

Vírusy infikujú stavovce a bezstavovce, ako aj rastliny a baktérie. Vírusy, ktoré sú hlavnými pôvodcami ľudských infekčných chorôb, sa tiež podieľajú na procesoch karcinogenézy, môžu sa prenášať rôznymi spôsobmi, a to aj cez placentu (vírus rubeoly, cytomegalovírus atď.) Postihujúce ľudský plod. Môžu viesť k postinfekčným komplikáciám - rozvoju myokarditídy, pankreatitídy, imunodeficiencie atď.

Okrem bežných vírusov sú známe aj takzvané nekanonické vírusy - prióny - proteínové infekčné častice, ktoré sú pôvodcami proteínovej povahy, vo forme fibríl s veľkosťou 10,20x100,200 nm. Prióny sú zjavne induktory aj produkty autonómneho génu ľudí alebo zvierat a spôsobujú v nich encefalopatiu v podmienkach pomalej vírusovej infekcie (Creutzfeldtova choroba, Jacob, Kuru atď.). Ďalšími nezvyčajnými činiteľmi blízkymi vírusom sú viroidy, malé molekuly kruhovej, superzvinutej RNA, ktoré neobsahujú proteín spôsobujúci choroby rastlín.

Kapitola 3

FYZIOLÓGIA MIKROORGANIZMOV

Fyziológia mikroorganizmov študuje životnú aktivitu mikrobiálnych buniek, procesy ich výživy, dýchania, rastu, reprodukcie a zákonitosti interakcie s prostredím.

Predmetom lekárskej mikrobiológie je fyziológia patogénnych a oportúnnych mikroorganizmov, ktoré môžu spôsobiť ochorenia človeka. Objasnenie fyziológie týchto mikroorganizmov je dôležité pre stanovenie mikrobiologickej diagnózy, pochopenie patogenézy, liečbu a prevenciu infekčných chorôb, reguláciu vzťahov človeka s prostredím atď.

Chemické zloženie baktérií

Zloženie mikroorganizmov zahŕňa vodu, bielkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy a minerály.

Voda je hlavnou zložkou bakteriálnej bunky a tvorí asi 80 % jej hmoty. Je vo voľnom alebo viazanom stave so štrukturálnymi prvkami bunky. V sporoch sa množstvo vody znižuje na 18,20 %. Voda je rozpúšťadlom mnohých látok a tiež hrá mechanickú úlohu pri poskytovaní turgoru. Pri plazmolýze – strate vody bunkou v hypertonickom roztoku – sa protoplazma oddelí od bunkovej membrány. Odstránenie vody z bunky, sušenie, pozastavenie metabolických procesov. Väčšina mikroorganizmov dobre znáša sušenie. Pri nedostatku vody sa mikroorganizmy nerozmnožujú. Vákuové sušenie zo zmrazeného stavu (lyofilizácia) zastavuje reprodukciu a podporuje dlhodobú konzerváciu mikrobiálnych vzoriek.

Proteíny (40,80 % sušiny) určujú najdôležitejšie biologické vlastnosti baktérií a zvyčajne pozostávajú z kombinácií 20 aminokyselín. Baktérie zahŕňajú kyselinu diaminopimelovú (DAP), ktorá chýba v ľudských a zvieracích bunkách. Baktérie obsahujú viac ako 2000 rôznych proteínov, ktoré sa nachádzajú v štrukturálnych zložkách a podieľajú sa na metabolických procesoch. Väčšina proteínov má enzymatickú aktivitu. Proteíny bakteriálnej bunky určujú antigenicitu a imunogenicitu, virulenciu a druhy baktérií.

Nukleové kyseliny baktérií vykonávajú funkcie podobné funkciám eukaryotických buniek: molekula DNA vo forme chromozómu je zodpovedná za dedičnosť, ribonukleové kyseliny (informačné alebo matricové, transportné a ribozomálne) sa podieľajú na biosyntéze bielkovín.

Baktérie možno charakterizovať (taxonomicky) obsahom súčtu guanínu a cytozínu (GC) v molárnych percentách (M %) z celkového počtu báz DNA. Presnejšou charakteristikou mikroorganizmov je ich hybridizácia DNA. Základ hybridizačnej metódy

DNA - schopnosť denaturovanej (jednovláknovej) DNA renaturovať, t.j. spojiť s komplementárnym reťazcom DNA a vytvoriť dvojvláknovú molekulu DNA.

Bakteriálne sacharidy sú zastúpené jednoduchými látkami (mono- a disacharidy) a komplexnými zlúčeninami. Polysacharidy sa často nachádzajú v kapsulách. Niektoré intracelulárne polysacharidy (škrob, glykogén atď.) sú rezervné živiny.

Lipidy sú hlavne súčasťou cytoplazmatickej membrány a jej derivátov, ako aj bunkovej steny baktérií, napríklad vonkajšej membrány, kde sa okrem biomolekulárnej vrstvy lipidov nachádza aj LPS. Lipidy môžu hrať úlohu rezervných živín v cytoplazme. Bakteriálne lipidy predstavujú fosfolipidy, mastné kyseliny a glyceridy. Najväčšie množstvo lipidov (až 40 %) obsahuje Mycobacterium tuberculosis.

Minerálne látky baktérií sa nachádzajú v popole po spálení buniek. Vo väčšom množstve sa zisťuje fosfor, draslík, sodík, síra, železo, vápnik, horčík, ale aj stopové prvky (zinok, meď, kobalt, bárium, mangán a pod.), podieľajú sa na regulácii osmotického tlaku, pH. média, redoxný potenciál, aktivujú enzýmy, sú súčasťou enzýmov, vitamínov a štrukturálnych zložiek mikrobiálnej bunky.

Výživa baktérií

Výživové vlastnosti bakteriálnej bunky spočívajú v príjme živných substrátov celým jej povrchom, ako aj vo vysokej rýchlosti metabolických procesov a adaptácii na meniace sa podmienky prostredia.

Druhy potravín... Širokú distribúciu baktérií uľahčujú rôzne druhy potravín. Mikroorganizmy potrebujú sacharidy, dusík, síru, fosfor, draslík a ďalšie prvky. V závislosti od zdrojov uhlíka pre výživu sa baktérie delia na autotrofy (z gréckeho autos - sám, trophe - potrava), využívajúce na stavbu buniek oxid uhličitý CO2 a iné anorganické zlúčeniny, a heterotrofy (z gréckeho heteros - iný, trof. - potrava), kŕmenie hotovými organickými zlúčeninami. Autotrofné baktérie sú nitrifikačné baktérie nachádzajúce sa v pôde; sírne baktérie žijúce vo vode so sírovodíkom; železité baktérie žijúce vo vode so železnatým železom atď.

Mikroorganizmy sú rozdelené do dvoch skupín v závislosti od oxidovateľného substrátu, ktorý sa nazýva donor elektrónu alebo vodíka. Mikroorganizmy využívajúce ako donory vodíka anorganické zlúčeniny sa nazývajú litotrofné (z gréckeho lithos - kameň) a mikroorganizmy využívajúce ako donory vodíka organické zlúčeniny sa nazývajú organotrofy.

Z hľadiska zdroja energie sa medzi baktérie rozlišujú fototrofy, t.j. fotosyntetické (napríklad modrozelené riasy využívajúce svetelnú energiu) a chemotrofy, ktoré vyžadujú chemické zdroje energie.

Rastové faktory... Aby mikroorganizmy rástli na živných pôdach, sú potrebné určité ďalšie zložky, ktoré sa nazývajú rastové faktory. Rastové faktory sú zlúčeniny nevyhnutné pre mikroorganizmy, ktoré si nedokážu samy syntetizovať, preto sa musia pridávať do živných pôd. Medzi rastové faktory sa rozlišujú: aminokyseliny potrebné na stavbu bielkovín; puríny a pyrimidíny, ktoré sú potrebné na tvorbu nukleových kyselín; vitamíny, ktoré sú súčasťou niektorých enzýmov. Termíny "auxotrofy" a "prototrofy" sa používajú na označenie pomeru mikroorganizmov k rastovým faktorom. Auxotrofy vyžadujú jeden alebo viac rastových faktorov; prototrofy môžu samy syntetizovať zlúčeniny potrebné pre rast. Sú schopné syntetizovať zložky z glukózy a amónnych solí.

Výživové mechanizmy. Vstup rôznych látok do bakteriálnej bunky závisí od veľkosti a rozpustnosti ich molekúl v lipidoch alebo vode, pH média, koncentrácie látok, rôznych faktorov priepustnosti membrány atď. Bunková stena umožňuje malým molekulám a iónom prejsť, zachytávať makromolekuly s hmotnosťou viac ako 600 D. Hlavným regulátorom príjmu látok bunkou je cytoplazmatická membrána. Bežne možno rozlíšiť štyri mechanizmy prenikania živín do bakteriálnej bunky: sú to jednoduchá difúzia, uľahčená difúzia, aktívny transport a skupinová translokácia. Najjednoduchším mechanizmom vstupu látok do bunky je jednoduchá difúzia, pri ktorej dochádza k pohybu látok v dôsledku rozdielu v ich koncentrácii na oboch stranách cytoplazmatickej membrány. Látky prechádzajú cez lipidovú časť cytoplazmatickej membrány (organické molekuly, liečivá) a menej často cez kanály naplnené vodou v cytoplazmatickej membráne. Pasívna difúzia prebieha bez spotreby energie.

Uľahčená difúzia sa vyskytuje aj v dôsledku rozdielu v koncentrácii látok na oboch stranách cytoplazmatickej membrány. Tento proces sa však uskutočňuje pomocou nosných molekúl lokalizovaných v cytoplazmatickej membráne a majúcich špecifickosť. Každý nosič transportuje zodpovedajúcu látku cez membránu alebo sa prenáša na inú zložku cytoplazmatickej membrány – na samotný nosič.

Nosnými proteínmi môžu byť permeázy, ktorých miestom syntézy je cytoplazmatická membrána. Uľahčená difúzia prebieha bez spotreby energie, látky prechádzajú z vyššej koncentrácie do nižšej.

Aktívny transport prebieha pomocou permeáz a je zameraný na prenos látok z nižšej koncentrácie do vyššej, t.j. akoby proti prúdu, preto je tento proces sprevádzaný výdajom metabolickej energie (ATP), vznikajúcej v dôsledku redoxných reakcií v bunke.

Prenos (translokácia) skupín je podobný aktívnemu transportu, líši sa tým, že prenášaná molekula sa pri prenose modifikuje, napríklad sa fosforyluje. Uvoľňovanie látok z bunky sa uskutočňuje difúziou a za účasti transportných systémov - enzýmov baktérií. Enzýmy rozpoznávajú zodpovedajúce metabolity (substráty), interagujú s nimi a urýchľujú chemické reakcie. Enzýmy sú bielkoviny, ktoré sa podieľajú na procesoch anabolizmu (syntézy) a katabolizmu (rozpadu), t.j. metabolizmus. Mnohé enzýmy sú vzájomne prepojené so štruktúrami mikrobiálnej bunky. Napríklad v cytoplazmatickej membráne sú redoxné enzýmy zapojené do dýchania a bunkového delenia; enzýmy zabezpečujúce výživu bunky a pod.. Redoxné enzýmy cytoplazmatickej membrány a jej deriváty poskytujú energiu pre intenzívne procesy biosyntézy rôznych štruktúr vrátane bunkovej steny. Enzýmy spojené s delením buniek a autolýzou sa nachádzajú v bunkovej stene. Takzvané endozýmy katalyzujú metabolizmus, ktorý prebieha vo vnútri bunky.

Exoenzýmy sú vylučované bunkou do prostredia, pričom štiepia makromolekuly živných substrátov na jednoduché zlúčeniny, ktoré sú asimilované bunkou ako zdroje energie, uhlíka atď. Niektoré exozýmy (penicilináza a pod.) inaktivujú antibiotiká, plnia ochrannú funkciu .

Rozlišujte medzi konštitutívnymi a indukovateľnými enzýmami. Konštitutívne enzýmy zahŕňajú enzýmy, ktoré sú syntetizované bunkou nepretržite, bez ohľadu na prítomnosť substrátov v živnom médiu. Indukovateľné (adaptívne) enzýmy sú syntetizované bakteriálnou bunkou iba vtedy, ak je v médiu substrát tohto enzýmu. Napríklad p-galaktozidáza E. coli sa prakticky nevytvára na médiu s glukózou, ale jej syntéza sa prudko zvyšuje, keď sa pestuje na médiu s laktózou alebo inou p-galaktozidózou.

Niektoré enzýmy (takzvané agresívne enzýmy) ničia tkanivá a bunky, čím spôsobujú rozšírené mikroorganizmy a ich toxíny v infikovanom tkanive. Tieto enzýmy zahŕňajú hyaluronidázu, kolagenázu, deoxyribonukleázu, neuraminidázu, lecitovitellázu atď. Streptokoková hyaluronidáza, ktorá štiepi kyselinu hyalurónovú v spojivovom tkanive, teda podporuje šírenie streptokokov a ich toxínov.

Je známych viac ako 2000 enzýmov. Sú zoskupené do šiestich tried: oxidoreduktázy – redoxné enzýmy (patria sem dehydrogenázy, oxidázy atď.); transferázy, ktoré prenášajú jednotlivé radikály a atómy z jednej zlúčeniny na druhú; hydrolázy, ktoré urýchľujú hydrolytické reakcie, t.j. štiepenie látok na jednoduchšie s prídavkom molekúl vody (esteráza, fosfatáza, glukozidáza atď.); lyázy, ktoré odštepujú chemické skupiny zo substrátov nehydrolytickým spôsobom (karboxylázy atď.); izomerázy, ktoré premieňajú organické zlúčeniny na ich izoméry (fosfohexoizomeráza atď.); ligázy, alebo syntetázy, ktoré urýchľujú syntézu komplexných zlúčenín z jednoduchších (asparagínsyntetáza, glutamínsyntetáza atď.).

Rozdiely v enzymatickom zložení sa používajú na identifikáciu mikroorganizmov, pretože určujú ich rôzne biochemické vlastnosti: sacharolytické (štiepenie cukrov), proteolytické (štiepenie bielkovín) a iné, ktoré sa zisťujú konečnými produktmi rozpadu (tvorba zásad, kyselín, atď.). sírovodík, amoniak atď.) ...

Enzýmy mikroorganizmov sa využívajú v genetickom inžinierstve (reštrikčné enzýmy, ligázy atď.) na získanie biologicky aktívnych zlúčenín, kyselín octovej, mliečnej, citrónovej a iných, produktov kyseliny mliečnej, vo vinárstve a iných odvetviach. Enzýmy sa používajú ako bioaditíva v pracích práškoch ("Oka" atď.) na ničenie proteínových kontaminantov.

Baktérie dýchanie

Dýchanie alebo biologická oxidácia je založená na redoxných reakciách, ktoré vedú k tvorbe ATP, univerzálneho akumulátora chemickej energie. Mikrobiálna bunka potrebuje pre svoju životne dôležitú činnosť energiu. Pri dýchaní prebiehajú procesy oxidácie a redukcie: oxidácia je uvoľňovanie vodíka alebo elektrónov donormi (molekuly alebo atómy); redukcia - pridanie vodíka alebo elektrónov na akceptor. Akceptorom vodíka alebo elektrónov môže byť molekulárny kyslík (takéto dýchanie sa nazýva aeróbne) alebo dusičnanové, síranové, fumarátové (takéto dýchanie sa nazýva anaeróbne - nitrátové, síranové, fumarátové). Anaerobióza (z gréckeho aeg - vzduch + bios - život) je životne dôležitá činnosť, ktorá sa vyskytuje pri nedostatku voľného kyslíka. Ak sú organické zlúčeniny donormi a akceptormi vodíka, potom sa tento proces nazýva fermentácia. Počas fermentácie dochádza v anaeróbnych podmienkach k enzymatickému rozkladu organických zlúčenín, najmä sacharidov. S prihliadnutím na konečný produkt rozkladu uhľohydrátov sa rozlišuje alkohol, kyselina mliečna, kyselina octová a iné typy fermentácie.

Vo vzťahu k molekulárnemu kyslíku možno baktérie rozdeliť do troch hlavných skupín: obligátne, t.j. povinné, aeróby, obligátne anaeróby a fakultatívne anaeróby.

Obligátne aeróby môžu rásť iba v prítomnosti kyslíka. Obligátne anaeróby (klostridiový botulizmus, plynatosť, tetanus, bakteroidy a pod.) rastú len v prostredí bez kyslíka, ktorý je pre nich toxický. V prítomnosti kyslíka baktérie tvoria radikály peroxidu kyslíka, vrátane peroxidu vodíka a aniónu kyslíkového superoxidu, ktoré sú toxické pre povinné anaróbne baktérie, pretože netvoria zodpovedajúce inaktivačné enzýmy. Aeróbne baktérie inaktivujú peroxid vodíka a superoxidový anión zodpovedajúcimi enzýmami (kataláza, peroxidáza a superoxiddismutáza). Fakultatívne anaeróby môžu rásť v prítomnosti alebo neprítomnosti kyslíka, pretože sú schopné prejsť z dýchania v prítomnosti molekulárneho kyslíka na fermentáciu v neprítomnosti kyslíka. Fakultatívne anaeróby sú schopné vykonávať anaeróbne dýchanie nazývané dusičnany: dusičnan, ktorý je akceptorom vodíka, sa redukuje na molekulárny dusík a amoniak. Medzi obligátne anaeróby sa rozlišujú aerotolerantné baktérie, ktoré pretrvávajú v prítomnosti molekulárneho kyslíka, ale nie použi to.

Na kultiváciu anaeróbov v bakteriologických laboratóriách sa používajú anaerostaty - špeciálne nádoby, v ktorých je vzduch nahradený zmesou plynov, ktoré neobsahujú kyslík. Vzduch je možné odstrániť z kultivačného média varom pomocou chemických adsorbentov kyslíka umiestnených v anaerostatoch alebo iných nádobách s plodinami.

Rast a rozmnožovanie baktérií

Životne dôležitá aktivita baktérií je charakterizovaná rastom - tvorbou štrukturálnych a funkčných zložiek bunky a nárastom samotnej bakteriálnej bunky, ako aj reprodukciou - samoreprodukciou, čo vedie k zvýšeniu počtu bakteriálnych buniek v organizme. populácia.

Baktérie sa množia binárnym delením na polovicu, menej často pučaním.

Aktinomycéty, podobne ako huby, sa môžu množiť spórami. Aktinomycéty, ktoré sú rozvetvenými baktériami, sa množia fragmentáciou vláknitých buniek. Gram-pozitívne baktérie sa delia vrastaním syntetizovaných deliacich priečok do bunky a gram-negatívne baktérie sa delia zovretím, v dôsledku tvorby činiek, z ktorých sa vytvoria dve rovnaké bunky.

Bunkovému deleniu predchádza replikácia bakteriálneho chromozómu semikonzervatívnym spôsobom (dvojvláknové vlákno DNA sa otvára a každé vlákno je doplnené o komplementárne vlákno), čo vedie k zdvojeniu molekúl DNA bakteriálneho jadra - nukleoid. Replikácia chromozomálnej DNA sa uskutočňuje od východiskového bodu ogi (z angličtiny pôvod - začiatok).

Chromozóm bakteriálnej bunky je v oblasti spojený s cytoplazmatickou membránou. Replikácia DNA je katalyzovaná DNA polymerázami. Najprv dochádza k odvíjaniu (despiralizácii) dvojitého vlákna DNA, čo vedie k vytvoreniu replikatívnej vidlice (rozvetvené reťazce); jeden z reťazcov, dokončujúc konštrukciu, viaže nukleotidy od 5 "- po Z" - koniec, druhý je dokončený segment po segmente.

Replikácia DNA prebieha v troch fázach: iniciácia, predĺženie alebo rast reťazca a ukončenie. Dva chromozómy vytvorené v dôsledku replikácie sa rozchádzajú, čo je uľahčené zväčšením veľkosti rastúcej bunky: chromozómy pripojené k cytoplazmatickej membráne alebo jej deriváty (napríklad mezozómy) sa od seba vzďaľujú s objemom bunky. zvyšuje. Ich konečná izolácia končí vytvorením zúženia alebo deliacej priečky. Bunky s deliacou priehradkou sa rozchádzajú v dôsledku pôsobenia autolytických enzýmov, ktoré ničia jadro deliacej priehradky. V tomto prípade môže autolýza prebiehať nerovnomerne: deliace sa bunky v jednej oblasti zostávajú spojené časťou bunkovej steny v oblasti deliacej priehradky. Takéto bunky sú umiestnené navzájom pod uhlom, čo je charakteristické pre difterické korynebaktérie.

Rozmnožovanie baktérií v tekutom živnom médiu. Baktérie naočkované v určitom, nemennom objeme živnej pôdy, množiace sa, spotrebúvajú živiny, čo ďalej vedie k vyčerpaniu živnej pôdy a zastaveniu rastu baktérií. Kultivácia baktérií v takomto systéme sa nazýva vsádzková kultúra a kultúra sa nazýva vsádzková kultúra. Ak sú kultivačné podmienky udržiavané nepretržitým prísunom čerstvého živného média a odtokom rovnakého objemu kultivačnej tekutiny, potom sa takáto kultivácia nazýva kontinuálna a kultúra sa nazýva kontinuálna.

Keď baktérie rastú na tekutom živnom médiu, pozoruje sa spodný, difúzny alebo povrchový (vo forme filmu) rast kultúry. Rast vsádzkovej kultúry baktérií pestovaných na tekutom živnom médiu je rozdelený do niekoľkých fáz alebo období:

§ lag fáza;

§ fáza logaritmického rastu;

§ fáza stacionárneho rastu, alebo maximálnej koncentrácie

§ baktérie;

§ fáza smrti baktérií.

Tieto fázy je možné znázorniť graficky vo forme segmentov bakteriálnej rastovej krivky, odrážajúcej závislosť logaritmu počtu živých buniek od času ich kultivácie. Lag fáza (z angl. lag – lag) – obdobie medzi výsevom baktérií a začiatkom rozmnožovania. Trvanie lag-Fázy je v priemere 4,5 hodiny Baktérie sa zväčšujú a pripravujú sa na delenie; zvyšuje sa množstvo nukleových kyselín, bielkovín a iných zložiek. Fáza logaritmického (exponenciálneho) rastu je obdobím intenzívneho delenia baktérií.

Jeho trvanie je asi 5,6 hodiny.V optimálnych podmienkach rastu sa baktérie môžu deliť každých 20-40 minút. Počas tejto fázy sú baktérie najzraniteľnejšie, čo sa vysvetľuje vysokou citlivosťou metabolických zložiek intenzívne rastúcej bunky na inhibítory syntézy proteínov, nukleové kyseliny atď. Jeho trvanie sa vyjadruje v hodinách a mení sa v závislosti od typu baktérií, ich vlastností a kultivácie. Proces rastu baktérií je ukončený fázou smrti, ktorá je charakterizovaná smrťou baktérií v podmienkach vyčerpania zdrojov živného média a akumulácie produktov bakteriálneho metabolizmu v ňom. Jeho trvanie sa pohybuje od 10 hodín do niekoľkých týždňov. Intenzita rastu a rozmnožovania baktérií závisí od mnohých faktorov vrátane optimálneho zloženia živného média, redoxného potenciálu, pH, teploty atď.

Reprodukcia baktérií na hustom živnom médiu. Baktérie rastúce na pevných živných pôdach tvoria izolované kolónie okrúhleho tvaru s hladkými alebo nepravidelnými okrajmi (tvar S a R; pozri kapitolu 5), rôznej konzistencie a farby v závislosti od bakteriálneho pigmentu.

Vo vode rozpustné pigmenty difundujú do kultivačného média a farbia ho, napríklad Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa) farbí médium na modro. Ďalšia skupina pigmentov je nerozpustná vo vode, ale rozpustná v organických rozpúšťadlách. Takže kolónie „zázračnej tyčinky“ majú krvavočervený pigment, rozpustný v alkohole. A nakoniec sú tu pigmenty, ktoré nie sú rozpustné vo vode ani v organických zlúčeninách.

Najbežnejšie medzi mikroorganizmami sú pigmenty ako karotény, xantofyly a melaníny. Melaníny sú nerozpustné čierne, hnedé alebo červené pigmenty syntetizované z fenolových zlúčenín. Melaníny spolu s katalázou, superoxid cismutázou a peroxidázami chránia mikroorganizmy pred účinkami toxických radikálov peroxidu kyslíka. Mnohé pigmenty majú antimikrobiálne účinky podobné antibiotikám.

Pri identifikácii baktérií, ako aj pri výbere kolónií na získanie čistých kultúr je možné brať do úvahy typ, tvar, farbu a ďalšie znaky kolónií na pevnom živnom médiu.

V priemyselných podmienkach, kedy sa získava biomasa mikroorganizmov na prípravu antibiotík, vakcín, diagnostických prípravkov, eubiotík, sa kultivácia baktérií a húb uskutočňuje vo fermentoroch za prísneho dodržiavania optimálnych parametrov pre rast a rozmnožovanie kultúr (viď. Kapitola 6).

Mikrobiológia: poznámky z prednášok Tkachenko Ksenia Viktorovna

1. Morfológia a štruktúra vírusov

Vírusy sú mikroorganizmy, ktoré tvoria kráľovstvo Vira.

Vlastnosti:

2) nemajú svoj vlastný proteín-syntetizujúci a energetický systém;

3) nemajú bunkovú organizáciu;

4) majú disjunktívny (odpojený) spôsob reprodukcie (syntéza proteínov a nukleových kyselín prebieha na rôznych miestach a v rôznych časoch);

6) vírusy prechádzajú cez bakteriálne filtre.

Vírusy môžu existovať v dvoch formách: extracelulárne (virión) a intracelulárne (vírus).

V tvare môžu byť virióny:

1) zaoblené;

2) tyčovitý;

3) vo forme pravidelných mnohouholníkov;

4) vláknité atď.

Ich veľkosti sa pohybujú od 15-18 do 300-400 nm.

V strede viriónu sa nachádza vírusová nukleová kyselina obalená proteínovým obalom – kapsidou, ktorá má striktne usporiadanú štruktúru. Kapsidová membrána je vytvorená z kapsomérov. Nukleokapsid tvorí nukleová kyselina a kapsidový obal.

Nukleokapsida komplexných viriónov je pokrytá vonkajším obalom - superkapsidom, ktorý môže obsahovať mnoho funkčne odlišných lipidových, proteínových a sacharidových štruktúr.

Štruktúra DNA a RNA vírusov sa zásadne nelíši od NK iných mikroorganizmov. Niektoré vírusy majú vo svojej DNA uracil.

DNA môže byť:

1) dvojvláknové;

2) jednovláknové;

3) kruhový;

4) dvojvláknové, ale s jedným kratším reťazcom;

5) dvojvláknové, ale s jedným súvislým as druhým fragmentovaným reťazcom.

RNA môže byť:

1) jednovláknové;

2) lineárny dvojvláknový;

3) lineárne fragmentované;

4) kruhový;

Vírusové proteíny sa delia na:

1) genómové - nukleoproteíny. Zabezpečte replikáciu vírusovej nukleovej kyseliny a procesy vírusovej reprodukcie. Ide o enzýmy, vďaka ktorým sa zvyšuje počet kópií rodičovskej molekuly alebo proteínov, pomocou ktorých sa na matrici nukleových kyselín syntetizujú molekuly, ktoré zabezpečujú implementáciu genetickej informácie;

2) proteíny kapsidovej membrány - jednoduché proteíny so schopnosťou samousporiadania. Skladajú sa do geometricky pravidelných štruktúr, v ktorých sa rozlišuje niekoľko typov symetrie: špirálová, kubická (tvoria pravidelné mnohouholníky, počet plôch je striktne konštantný) alebo zmiešaná;

3) proteíny superkapsidovej membrány sú komplexné proteíny, ktoré majú rôznu funkciu. Vírusy vďaka nim interagujú s citlivou bunkou. Vykonávajú ochranné a receptorové funkcie.

Medzi proteíny superkapsidovej membrány patria:

a) kotviace proteíny (na jednom konci sú umiestnené na povrchu a na druhom konci idú do hĺbky; zabezpečujú kontakt viriónu s bunkou);

b) enzýmy (môžu ničiť membrány);

c) hemaglutiníny (spôsobujú hemaglutináciu);

d) prvky hostiteľskej bunky.

Z knihy O pôvode druhov prirodzeným výberom alebo o ochrane zvýhodnených plemien v boji o život od Darwina Charlesa

Morfológia. Videli sme, že členovia tej istej triedy, bez ohľadu na ich životný štýl, sú si podobní vo všeobecnom pláne organizácie. Táto podobnosť sa často vyjadruje výrazom „jednota typu“ alebo označením, že niektoré časti a orgány u rôznych druhov toho istého druhu

Z knihy Základy neurofyziológie Autor Šulgovský Valerij Viktorovič

GLIA – MORFOLÓGIA A FUNKCIA Ľudský mozog pozostáva zo stoviek miliárd buniek a nervové bunky (neuróny) netvoria väčšinu. Väčšinu objemu nervového tkaniva (až 9/10 v niektorých oblastiach mozgu) zaberajú gliové bunky (z gréčtiny. Lepiť). Faktom je, že

Z knihy Mikrobiológia: poznámky z prednášok Autor Tkačenko Ksenia Viktorovna

PREDNÁŠKA č. 2. Morfológia a ultraštruktúra baktérií 1. Vlastnosti štruktúry bakteriálnej bunky. Hlavné organely a ich funkcie Rozdiely medzi baktériami a inými bunkami 1. Baktérie sú klasifikované ako prokaryoty, t.j. nemajú samostatné jadro. 2. V bunkovej stene baktérií

Z knihy Mikrobiológia Autor Tkačenko Ksenia Viktorovna

3. Kultivácia vírusov Hlavné spôsoby kultivácie vírusov: 1) biologická - infekcia laboratórnych zvierat. Pri infikovaní vírusom zviera ochorie. Ak sa choroba nevyvinie, potom je možné pri pitve zistiť patologické zmeny. U zvierat

Z knihy Všeobecná ekológia Autor Černovová Nina Mikhailovna

1. Morfológia a kultúrne vlastnosti Pôvodca patrí do rodu Carinobakterium, druh C. difteria Ide o tenké tyčinky, rovné alebo mierne zakrivené, grampozitívne. Vyznačujú sa výrazným polymorfizmom. Na koncoch sú klátové zhrubnutia metachromatické zrná volutínu.

Z knihy Biológia [Kompletný návod na prípravu na skúšku] Autor Lerner Georgij Isaakovič

1. Morfológia a kultúrne vlastnosti Pôvodca patrí do rodu Mycobakterium, druh M. tubercusis Ide o tenké tyčinky, mierne zakrivené, netvoria spóry a tobolky. Bunková stena je obklopená vrstvou glykopeptidov nazývaných mykozidy (mikrokapsuly).

Z knihy Cesta do krajiny mikróbov Autor Betina Vladimíra

4. Morfológia baktérií, hlavné orgány Veľkosti baktérií sa pohybujú od 0,3-0,5 do 5-10 mikrónov.Podľa tvaru buniek sa baktérie delia na koky, tyčinky a spletité.V bakteriálnej bunke sú : 1) hlavné organely: (nukleoid, cytoplazma, ribozómy, cytoplazma

Z knihy Najnovšia kniha faktov. 1. zväzok. Astronómia a astrofyzika. Geografia a iné vedy o Zemi. Biológia a medicína Autor Kondrashov Anatolij Pavlovič

5. Morfológia baktérií, prídavné organely Villi (pili, fimbrie) sú tenké bielkovinové výrastky na povrchu bunkovej steny. Komon-pili sú zodpovedné za adhéziu baktérií na povrch buniek makroorganizmu. Sú charakteristické pre grampozitívne baktérie.

Z knihy Clematis Autor Beskaravayanaya Margarita Alekseevna

10. Morfológia vírusov, typy interakcie vírusu s bunkou Vírusy sú mikroorganizmy, ktoré tvoria kráľovstvo Vira.Vírusy môžu existovať v dvoch formách: extracelulárna (virión) a intracelulárna (vírus).Vo forme môžu byť virióny: okrúhle, tyčovité, vo forme

Z knihy Logika náhody [O povahe a pôvode biologickej evolúcie] Autor Kunin Jevgenij Viktorovič

Kapitola 6. ADAPTÍVNA MORFOLÓGIA ORGANIZMOV Medzi adaptáciami živočíchov a rastlín na životné prostredie zohrávajú dôležitú úlohu morfologické adaptácie, teda také vlastnosti vonkajšej štruktúry, ktoré prispievajú k prežitiu a úspešnému životu organizmov v bežnom živote.

Z knihy autora

Z knihy autora

Rekonštrukcia infekčnej RNA a vírusu Dôkaz, že RNA vírusov je genetický materiál, nám poskytol rovnaký TMV. V prvom rade sa vedcom podarilo zmeniť častice TMV odstránením proteínovej zložky z ich zloženia. V tomto stave vírusy

Z knihy autora

Vírusová hrozba Jedna z kníh o vírusoch má výstižný názov „Vírusy sú nepriatelia života“. A nielen vírusy chrípky, ale aj iné vírusy, ktoré infikujú ľudí, „na svedomí“ desaťtisícov a možno aj miliónov životov Rubeola by sa mala považovať za nebezpečnú chorobu. Toto

Z knihy autora

Z knihy autora

Morfológia a biológia Clematis Clematis? trváce, prevažne opadavé, menej často vždyzelené rastliny.koreňový systém. Dospelý plamienok má dva hlavné typy koreňových systémov: koreňový a vláknitý. S obmedzenou zálievkou (na juhu)

Z knihy autora

Kapitola 10 Svet vírusov a jeho vývoj Per. G. Janusa Vírusy boli objavené ako niečo úplne bezvýznamné, a to nezvyčajné množstvo infekčných agens a možno aj zvláštny druh toxínov, ktoré spôsobujú choroby rastlín, ako napríklad tabaková mozaika. Keďže títo agenti

Obsah predmetu "Druhy mikroorganizmov. Vírusy. Virion.":
1. Mikroorganizmy. Druhy mikroorganizmov. Klasifikácia mikroorganizmov. Prióny.
2. Vírusy. Virion. Morfológia vírusov. Veľkosť vírusov. Nukleové kyseliny vírusov.
3. Kapsid vírusu. Kapsidné funkcie vírusov. Kapsoméry. Nukleokapsid vírusov. Špirálová symetria nukleokapsidu. Kubická symetria kapsidy.
4. Superkapsid vírusu. Oblečené vírusy. Nahé vírusy. Matricové proteíny (M-proteíny) vírusov. Rozmnožovanie vírusov.
5. Interakcia vírusu s bunkou. Povaha interakcie vírus-bunka. Produktívna interakcia. Virogeny. Vírusové rušenie.
6. Typy bunkovej infekcie vírusmi. Reprodukčný cyklus vírusov. Hlavné fázy reprodukcie vírusov. Adsorpcia viriónu do bunky.
7. Prenikanie vírusu do bunky. Viropexis. Vyzliekanie vírusu. Tieňová fáza (fáza zatmenia) vírusovej reprodukcie. Tvorba vírusových častíc.
8. Transkripcia vírusu v bunke. Vysielanie vírusov.
9. Replikácia vírusu v bunke. Budujte vírusy. Uvoľnenie dcérskych viriónov z bunky.

Vírusy. Virion. Morfológia vírusov. Veľkosť vírusov. Nukleové kyseliny vírusov.

Extracelulárna forma - virion- zahŕňa všetky základné prvky (kapsida, nukleová kyselina, štrukturálne proteíny, enzýmy atď.). Intracelulárna forma - vírus- môže byť reprezentovaný iba jednou molekulou nukleovej kyseliny, pretože pri vstupe do bunky sa virión rozkladá na základné prvky.

Morfológia vírusov. Veľkosť vírusov.

Nukleové kyseliny vírusov

Vírusy obsahujú iba jeden typ nukleovej kyseliny, DIC alebo RNA, ale nie oba typy súčasne. Napríklad vírusy kiahní, herpes simplex, Epstein-Barr - obsahujúce DNA a togavírusy, pikornavírusy - obsahujúce RNA. Genóm vírusovej častice je haploidný. Najjednoduchší vírusový genóm kóduje 3-4 proteíny, najkomplexnejší - viac ako 50 polypeptidov. Nukleové kyseliny sú reprezentované jednovláknovými molekulami RNA (okrem reovírusov, u ktorých je genóm tvorený dvoma vláknami RNA) alebo dvojvláknovými molekulami DNA (okrem parvovírusov, u ktorých je genóm tvorený jedným vláknom DNA). Vo víruse hepatitídy B nemajú vlákna dvojvláknovej molekuly DNA rovnakú dĺžku.

Vírusová DNA tvoria kruhové, kovalentne spojené superšpirálové (napríklad v papovavírusoch) alebo lineárne dvojvláknové štruktúry (napríklad v herpes a adenovírusoch). Ich molekulová hmotnosť je 10-100 krát menšia ako molekulová hmotnosť bakteriálnej DNA. Transkripcia vírusovej DNA (syntéza mRNA) sa uskutočňuje v jadre bunky infikovanej vírusom. Vo vírusovej DNA sa na koncoch molekuly nachádzajú rovné alebo prevrátené (rozložené o 180") opakujúce sa nukleotidové sekvencie. Ich prítomnosť poskytuje schopnosť molekuly DNA uzavrieť sa do kruhu. Tieto sekvencie, prítomné v jednoduchých a dvojitých- reťazcové molekuly DNA, sú zvláštnymi markermi vírusovej DNA.

Ryža. 2-1. Veľkosti a morfológia hlavných pôvodcov ľudských vírusových infekcií.

Vírusová RNA sú reprezentované jednovláknovými alebo dvojvláknovými molekulami. Jednovláknové molekuly môžu byť segmentované - od 2 segmentov v arenovírusoch po 11 v rotavírusoch. Prítomnosť segmentov vedie k zvýšeniu kódovacej kapacity genómu. Vírusová RNAďalej rozdelené do nasledujúcich skupín: plus-vláknová RNA (+ RNA), mínus-vláknová RNA (-RNA). V rôznych vírusoch môže genóm tvoriť vlákna + RNA alebo -RNA, ako aj dvojité vlákna, z ktorých jedno je -RNA, druhé (komplementárne) - + RNA.

Plus vlákno RNA sú reprezentované jednoduchými reťazcami s charakteristickými koncami ("čiapočkami") na rozpoznávanie ribozómov. Do tejto skupiny patria RNA, ktoré môžu priamo prekladať genetickú informáciu na ribozómoch bunky infikovanej vírusom, čiže vykonávať funkcie mRNA. Plus vlákna plnia nasledujúce funkcie: slúžia ako mRNA na syntézu štrukturálnych proteínov, matrica na replikáciu RNA a sú zabalené do kapsidy, aby vytvorili dcérsku populáciu. RNA mínus vlákna nie sú schopné prekladať genetickú informáciu priamo na ribozómoch, to znamená, že nemôžu fungovať ako mRNA. Takéto RNA však slúžia ako templát pre syntézu mRNA.

Infekčnosť vírusových nukleových kyselín

veľa vírusové nukleové kyseliny infekčné samy o sebe, pretože obsahujú všetky genetické informácie potrebné na syntézu nových vírusových častíc. Táto informácia sa realizuje po preniknutí viriónu do citlivej bunky. Infekčné vlastnosti vykazujú nukleové kyseliny väčšiny vírusov obsahujúcich + RNA a DNA. Dvojvláknové RNA a väčšina -RNA nie sú infekčné.

Rýchle tempo rozvoja virológie v druhej polovici XX storočia. umožnilo získať najdôležitejšie informácie o štruktúre a chemickom zložení rôznych vírusov vrátane ich genómu, ako aj o povahe interakcie s hostiteľskými bunkami. Získané materiály naznačujú, že vírusy existujú v dvoch kvalitatívne odlišných formách: extracelulárny - virión a intracelulárny - vírus. Viriónom najjednoduchšieho vírusu je nukleoproteín, ktorého súčasťou je vírusový genóm chránený proteínovým obalom – kapsidou. Intracelulárny vírus je zároveň samoreplikujúca sa forma, ktorá nie je schopná binárneho delenia.

V definícii vírusu sa teda kladie zásadný rozdiel medzi bunkovou formou mikroorganizmov, ktoré sa rozmnožujú binárnym štiepením, a replikujúcou sa formou, ktorá sa reprodukuje iba z vírusovej nukleovej kyseliny. Kvalitatívny rozdiel medzi vírusmi z pro- a eukaryotov sa však neobmedzuje len na túto jednu stranu, ale zahŕňa množstvo ďalších:

prítomnosť jedného typu nukleovej kyseliny (DNA alebo RNA);

nedostatok bunkovej štruktúry a systémov syntetizujúcich proteíny;

schopnosť integrovať sa do bunkového genómu a synchrónne sa s ním replikovať.

Vírusy sa zároveň líšia od bežných replikónov, čo sú molekuly DNA všetkých mikroorganizmov a akýchkoľvek iných buniek, ako aj plazmidov a transpozónov, pretože tieto replikóny sú biomolekuly, ktoré nemožno klasifikovať ako živú hmotu.

Klasifikácia a taxonómia vírusov. Vírusy tvoria ríšu Vira, ktorá sa podľa typu nukleovej kyseliny delí na dve podkrále – ribovírusy a deoxyribovírusy. Podkráľovstvá sa delia na rodiny, ktoré sa zase delia na rody. Pojem typu vírusov ešte nie je jasne sformulovaný, rovnako ako označenie rôznych typov.

Ako taxonomické charakteristiky sa primárny význam pripisuje typu nukleovej kyseliny a jej molekulárno-biologickým charakteristikám: dvojvláknová, jednovláknová, segmentovaná, nesegmentovaná, s opakujúcimi sa a invertovanými sekvenciami atď. vírusov získaných z elektrónového mikroskopu a imunologických štúdií: morfológia, štruktúra a veľkosť viriónu, prítomnosť alebo neprítomnosť vonkajšieho obalu (superkapsidy), antigény, intranukleárna alebo cytoplazmatická lokalizácia atď. berie sa do úvahy pH, čistiace prostriedky atď.

V súčasnosti sú ľudské a zvieracie vírusy zahrnuté v 18 rodinách. Príslušnosť vírusov k určitým rodinám je určená typom nukleovej kyseliny, jej štruktúrou, ako aj prítomnosťou alebo neprítomnosťou vonkajšieho obalu. Pri určovaní príslušnosti k rodine retrovírusov je potrebné vziať do úvahy prítomnosť reverznej transkriptázy.

Morfológia a štruktúra viriónov

Veľkosti viriónov rôznych vírusov sa značne líšia: od 15-18 do 300-400 nm. Majú rôzne tvary: tyčinkovitý, vláknitý, guľovitý rovnobežnosten, spermatozoid (obr. 5.1). Štruktúra jednoduchého viriónu – nukleokapsidy – naznačuje, že vírusová nukleová kyselina – DNA alebo RNA – je spoľahlivo chránená proteínovým obalom – kapsidou. Ten má striktne usporiadanú štruktúru, ktorá je založená na princípoch špirálovej alebo kubickej symetrie. Kapsidy tyčinkovitých a vláknitých viriónov pozostávajú zo štruktúrnych podjednotiek usporiadaných do špirály okolo osi. Pri tomto usporiadaní podjednotiek sa vytvorí dutý kanál, vo vnútri ktorého je kompaktne zabalená molekula vírusovej nukleovej kyseliny. Jeho dĺžka môže byť mnohonásobkom dĺžky tyčinkovitého viriónu. Napríklad dĺžka vírusu tabakovej mozaiky (TMV) je 300 nm a jeho RNA dosahuje 4000 nm alebo 4 μm. V tomto prípade je RNA tak naviazaná na kapsidu, že nemôže byť uvoľnená bez jej poškodenia. Podobné kapsidy sa nachádzajú v niektorých bakteriálnych vírusoch a v ľudských vírusoch (napríklad vírus chrípky).

Sférickú štruktúru viriónov určuje kapsida, postavená podľa princípov kubickej symetrie, ktorá je založená na tvare dvadsaťstena - dvadsaťstenného. Kapsida pozostáva z asymetrických podjednotiek (polypeptidových molekúl), ktoré sú spojené do morfologických podjednotiek – kapsomérov. Jedna kapsoméra obsahuje 2, 3 alebo 5 podjednotiek umiestnených pozdĺž zodpovedajúcich osí symetrie dvadsaťstenu. V závislosti od typu preskupenia a počtu podjednotiek bude počet kapsomér 30, 20 alebo 12. Na obr. 5.1 ukazuje možné typy jednoduchých viriónov, ktoré pozostávajú z určitého počtu kapsomérov, znázornených vo forme guľôčok, ako aj kapsomérov so zväčšujúcim sa objemom.

Virióny s komplexnou kapsidou postavenou z viac ako 60 štruktúrnych podjednotiek obsahujú skupiny 5 podjednotiek - pentamérov, alebo 6 podjednotiek - hexamérov. Nukleokapsid komplexných viriónov, nazývaných „jadro“, je pokrytý vonkajším obalom – superkapsidom.

Chemické zloženie viriónov

Jednoduché virióny obsahujú jeden typ nukleovej kyseliny – RNA alebo DNA – a proteíny. V komplexných viriónoch vonkajší obal obsahuje lipidy a polysacharidy, prvé sa získavajú z hostiteľských buniek, druhé sú kódované v genóme vírusu vo forme glykoproteínov.

Vírusová DNA. Molekulová hmotnosť DNA rôznych vírusov sa značne líši (1 * 106-1 * 108). Je to asi 10-100 krát menej ako molekulová hmotnosť bakteriálnej DNA. Genóm vírusov obsahuje až niekoľko stoviek génov. Vírusové DNA sa z hľadiska svojej štruktúry vyznačujú množstvom znakov, čo umožňuje ich delenie na niekoľko typov. Patria sem dvojvláknová a jednovláknová DNA, ktoré môžu byť lineárne alebo kruhové.

Hoci sa nukleotidové sekvencie vyskytujú iba raz v každom vlákne DNA, na jeho koncoch sú priame alebo obrátené (o 180° otočené) opakovania. Sú reprezentované rovnakými nukleotidmi, ktoré sa nachádzajú v počiatočnej oblasti DNA. Nukleotidové repetície, ktoré sú vlastné tak jednovláknovej, ako aj dvojvláknovej vírusovej DNA, sú druhom markerov, ktoré odlišujú vírusovú DNA od bunkovej. Funkčným významom týchto opakovaní je schopnosť uzavrieť sa do kruhu. V tejto forme sa replikuje, prepisuje, stáva sa odolným voči endonukleázam a môže byť začlenený do bunkového genómu.

Vírusová RNA. V RNA vírusoch je genetická informácia zakódovaná v RNA rovnakým kódom ako v DNA všetkých ostatných vírusov a bunkových organizmov. Vírusové RNA sa svojím chemickým zložením nelíšia od RNA bunkového pôvodu, vyznačujú sa však odlišnou štruktúrou. Okrem typickej jednovláknovej RNA má množstvo vírusov dvojvláknovú RNA. Okrem toho môže byť lineárny a kruhový. Ako súčasť jednovláknových RNA existujú špirálové oblasti, ako je dvojitá špirála DNA, ktorá sa vytvára ako výsledok párovania komplementárnych dusíkatých báz. Jednovláknové RNA sa v závislosti od funkcií, ktoré vykonávajú, delia do dvoch skupín.

Morfológia a štruktúra vírusov sa študuje pomocou elektrónového mikroskopu, pretože ich veľkosť je malá a porovnateľná s hrúbkou bakteriálnej membrány.

Forma viriónov môže byť rôzna: tyčinkovitá (vírus tabakovej mozaiky), guľkovitá (vírus besnoty), sférická (vírusy poliomyelitídy, HIV), vo forme spermií (veľa bakteriofágov) (obr. 8).

Ryža. 8. Formy viriónov:

1 vírus kiahní; 2 herpes vírus; 3 adenovírus; 4 papovavírus; 5 hepadnavírus; 6 paramyxovírus; 7 vírus chrípky; 8 koronavírus; 9 arenavírus; 10 retrovírus;

Veľkosti vírusov sa stanovujú pomocou elektrónovej mikroskopie, ultrafiltráciou cez filtre so známym priemerom pórov, ultracentrifugáciou. Niektoré z najmenších vírusov sú detská obrna a slintačka a krívačka (asi 20 nm), cirkovírusy (16 nm), najväčší vírus variola (asi 350 nm). Vírusy majú jedinečný genóm, pretože obsahujú buď DNA alebo RNA. Preto sa rozlišuje medzi vírusmi obsahujúcimi DNA a vírusmi obsahujúcimi RNA. Zvyčajne sú haploidné, čo znamená, že majú jednu sadu génov. Genóm vírusov predstavujú rôzne typy nukleových kyselín: dvojvláknové, jednovláknové, lineárne, kruhové, fragmentované.

Rozlišujte medzi jednoduchými (napríklad vírus detskej obrny) a zložitými (napríklad chrípka, osýpky) vírusmi. Vo vírusoch jednoducho usporiadaných je nukleová kyselina naviazaná na proteínovú membránu nazývanú kapsida (z latinského puzdra capsa). Kapsida pozostáva z opakujúcich sa morfologických podjednotiek kapsomérov. Nukleová kyselina a kapsid navzájom interagujú za vzniku nukleokapsidu. V komplexných vírusoch je kapsida obklopená ďalším lipoproteínovým obalom, superkapsidom (derivát membránových štruktúr hostiteľskej bunky), ktorý má hroty. Kapsida a superkapsida chránia virióny pred vplyvmi prostredia, spôsobujú selektívnu interakciu (adsorpciu) s bunkami a určujú antigénne a imunogénne vlastnosti viriónov. Vnútorné štruktúry vírusov sa nazývajú jadro.

Virióny sa vyznačujú špirálovitými, kubickými a komplexnými typmi kapsidovej symetrie. Špirálový typ symetrie je spôsobený špirálovou štruktúrou nukleokapsidu, kubickou tvorbou izometrického dutého telesa z kapsidy obsahujúcej vírusovú nukleovú kyselinu.

Okrem bežných vírusov, tzv. nekanonických vírusov, sú prióny proteínové infekčné častice vo forme fibríl s veľkosťou 10–20 x 100–200 nm. Prióny sú zjavne induktormi aj produktmi autonómneho génu ľudí alebo zvierat a spôsobujú u nich encefalopatiu v podmienkach pomalej vírusovej infekcie (Creutzfeldt Jakobova choroba, kuru atď.). Ďalšími nezvyčajnými činiteľmi blízkymi vírusom sú viroidy, malé molekuly kruhovej nadzávitnicovej RNA, ktoré neobsahujú proteíny, ktoré spôsobujú choroby rastlín.