A vírusokról

antibiotikum, baktérium, ikozaéder, koronavírus, mikrobiológia, mimivírus, vírus

2020. január 30-dikán az Egészségügyi Világszervezet (WHO) nemzetközi közegészségügyi vészhelyzetet hirdetett ki a tüdőgyulladás-járvány miatt, amelyet a koronavírus okozott. A járvány Kínából indult el, de január végére legalább tizennyolc országra átterjedt. Bár az influenzafélék olykor veszélyesebbek, mint a koronavírusok, mivel azonban ez utóbbi megelőzéséhez még nincsenek vakcinák (védőoltások), ma mégis ez jelenti a nagyobb gondot. Annak felderítésén, hogy a koronavírusnak melyek a megtámadható pontjai, még csak most dolgoznak a kutatók. A többi vírusról azonban már lényegesen többet tudunk.

Mióta tudunk a vírusok létezéséről?

A vírusok kutatásának fontos előzménye volt, hogy már létezett egy olyan porcelánszűrő, amelynek pórusai kisebbek voltak az akkor már ismert baktériumoknál. Ez azért volt fontos, mert amikor egy kémikus azt akarta megvizsgálni, hogy a baktériumokon kívül van-e másféle kórokozó is egy oldatban, akkor ezzel a szűrővel az oldatot baktériummentessé tudta tenni. Az eszközt egyébként Charles Chamberland francia mikrobiológus fejlesztette ki (1884), ezért ez ma is Chamberland-szűrő néven ismert.

Íme, a vírusok által leggyakrabban használt mértani forma, az ikozaéder szerkezete. Trigonometria-órán nem a legkönnyebb feladat összeállítani, ám a vírusoknak, úgy látszik, gyerekjáték. (Forrás: Wikimedia)

Az első tudós, aki egy fontos vizsgálatnál már használta a szűrőt, egy orosz mikrobiológus és növényfiziológus, Dmitrij Joszifovics Ivanovszkij (1864 - 1920) volt. Ő a dohány mozaikos megbetegedését vizsgálta (ez onnan kapta a nevét, hogy a fertőzés során jellegzetes mozaikos elszíneződéseket okozott a leveleken). Ivanovszkij azt tapasztalta, hogy a betegséget okozó ágens (változást létrehozó erő) a legfinomabb porcelánszűrőkön is áthatol, vagyis a fertőzést vagy nem baktérium okozta, vagy ha ennek mégis van szerepe a fertőzésben, akkor ebben inkább egy toxinjával (mérgező anyagával) vehet részt.  Az erről szóló cikke 1892-ben jelent meg, és ezt az utókor azóta annak ellenére úgy tartja számon, mint a vírustan, vagyis a toxikológia tudományának alapkövét, hogy az írásban a vírus név még nem volt jelen.

Mivel akkor még nem létezett elektronmikroszkóp, a baktériumoknál kisebb ágenseket nem tudták közelről tanulmányozni, és így Ivanovszkij sem tudott továbblépni. 1898-ban egy holland mikrobiológus és botanikus, Martinus Beijerinck (1851-1931-ig) megismételte Ivanovszkij szűrős kísérleteit. Ennek során kimutatta, hogy a kórokozó önállóan képes szaporodni a dohánynövényben, amivel kizárta annak lehetőséget, hogy bakteriális toxin lehet az ágens. Elektronmikroszkópos lehetőségek híján azonban ő is csak találgatni tudott arról, hogy milyen természetű anyag lehet az ágens.

Az ő feltételezése az volt, hogy a fertőzést egy folyékony kórokozó idézi elő, amelyet a latin „méreg” jelentésű szó alapján vírusnak nevezett el. (Pontosabban "fertőző élő folyadéknak" írta le, ami latinul „contagium vivum fluidum”-nak hangzik). Mindenestre az egyértelmű volt, hogy a dohány mozaikos megbetegedése mögött egy merőben új kórokozó áll, amelynek kutatása perdöntő lehet. Ezért ennek a kórokozónak a további kutatását mindenki fontosnak tartotta. (Az angol Frederick Twort pl.  baktériumokat fertőző vírusokat fedezett fel, amelyeket bakteriofágoknak (röviden fágoknak) nevezett el. A francia-kanadai Félix d'Herelle szintén olyan vírusokat talált, amelyek elpusztították az agaron tenyésző mikroorganizmusokat. Ő dolgozta ki azt a módszert is, amellyel már mérni is lehetett a fertőző részecskék mennyiségét.)

A harmincas évek legjelentősebb lépése az volt, hogy az amerikai Wendell M. Stanley (1904-1971) bebizonyította: a dohánymozaik-vírus részecskékből áll és nem folyadék. Mi több, 1935-ben ki is tudta kristályosítani, és bemutatta, hogy a vírus azután is fertőzőképes marad. (Munkájáért 1946-ban kémiai Nobel-díjat kapott.) 1939-ben pedig már elektronmikroszkópos kép is készülhetett a vírusról, és ettől kezdve a további kutatók már a további tulajdonságait is részletesen fel tudták tárni.  (A következőkben Heinz Fraenkel-Conrat, Robley Williams, és a DNS szerkezetének, a kettős spirálnak a felfedezésében is részt vevő Rosalind Franklin dolgozott még ennek a vírusnak a feltárásán. ) A dohánymozaik-vírus (rövidítve TMV) kutatásában elért eredmények meghatározók voltak a virológia korai szakaszában.

Végül is micsoda a vírus?

A vírus valóban egy elképzelhetetlenül kicsi biológiai organizmus, amely elé éppen ezért a szubmikroszkopikus (vagyis mikroszkóp alatti) jelzőt is oda szokták tenni. Döntő többségüket fénymikroszkóppal nem, csak elektronmikroszkóppal lehet megfigyelni. A vírusok hatalmas mennyiségben vannak jelen a Földön: ezek a leggyakoribb organizmusok, amelyek minden ökoszisztémában megtalálhatók. Ez azt jelenti, hogy minden életformának – tehát a növényeknek, állatoknak, gombáknak, egysejtű eukariótáknak és baktériumoknak –megvan a maga vírusos fertőzése. Rengeteg fajtájuk van és közülük több már akkor létezett, amikor nem volt náluk nagyobb organizmus a Földön.

A legnagyobb vírusok közé tartozó, 400 nm átmérőjű Mimi vírus az elektronmikroszkópos felvételek tanúsága szerint ikozaéder formájú. Felszínét 100 nm hosszú fonalak (filamentumok) ékesítik. (Forrás: Wikipedia)

A vírus legfőbb jellemzője, hogy nem tartalmaz sejtet, és ez máris elválasztja a vírusokat a baktériumoktól. Ez utóbbiaknak ugyanis van citoplazmájuk, vagyis egy szerves anyagokból álló folyadékuk, valamint sejtfaluk, és ezért a baktériumok osztódással tudnak szaporodni. Emellett ugyan táplálkoznak a környezetükben található sejtekből, de azok szerkezetét nem változtatják meg. A vírusoknak viszont nincs sem citoplazmájuk, sem sejtfaluk, és az örökítőanyagukat (genom) egy külső fehérjeburok (kapszid) védi. Egyes fajoknál a vírust egy külső lipidburok (peplon) is körülveszi, amelyet azonban már a megtámadott gazdasejttől „vesznek kölcsön”.

Mindezek következtében saját anyagcseréjük sincs és önálló szaporodásra sem képesek. Ezért kizárólag élősködőkként, vagyis parazitákként vannak jelen, csak más organizmusokban tudnak szaporodni. Mindezek okán azt is nehéz eldönteni, hogy a vírus egyáltalán élő anyag-e, hiszen annak legfőbb tulajdonsága a sejtes felépítés.

A vírusok a betegségeket azzal idézik elő, hogy afféle becsomagolt program-kódokként hatolnak be más sejtekbe, azokat gazdasejtekként felhasználva. Miután a gazdasejtbe bejutott a vírus és azzal együtt annak örökítőanyaga is, elkezdi átprogramozni a gazdasejtet. Arra kényszeríti, hogy az a saját életműködéséhez szükséges fehérjék helyett az ő fehérjéit termelje.

A mechanizmus során tehát gyakorlatilag maga a gazdasejt kezdi el megsokszorozni a vírust, és ez is megmagyarázza, hogy miért olyan nehéz megtalálni a vírusok ellenszerét. Hiszen bármit is juttatnak be a megfertőzött szervezetbe, az az anyag ugyanúgy elpusztíthatja a szervezet sejtjeit is, mint a velük nagyon szorosan összekapcsolódó vírusokat. Amelyeknek ráadásul a sokfélesége és kiszámíthatatlansága is megnehezíti a gyógyító munkát.

Az antibiotikumok azért hatásosak a baktériumokkal szemben, mert csupán magát a kórokozót pusztítják el, abban gátolják a benne zajló biokémiai folyamatokat, a megbetegített sejteket nem károsítják. Mivel azonban a vírusban magában semmiféle biokémiai folyamat nem játszódik le, ezért az antibiotikum ezzel szemben teljesen hatástalan lesz. A vírusok elleni szereknek – az ún. virosztatikumok – tehát merőben másféle hatásmechanizmussal kell működniük, mint az antibiotikumoknak. Ezek alapvetően kétfélék: az egyik típusú mechanizmus eleve megakadályozza, hogy a kórokozó bejusson az egészséges sejtbe és azt gazdasejtté tegye, a másik viszont azt igyekszik meggátolni, hogy a már megtámadott gazdasejt átálljon a vírusfehérje termelésére.

A most aktivizálódott koronavírus azért kapta a nevét, mert az elektronmikroszkópos képe alapján olyan, mintha a Napot és koronáját látnánk. A vírus felszínén kitüremkedő, tüskeszerű alakzatot glikoprotein fehérjék alkotják, amelyek összetétele attól függ, hogy mit fertőz meg a vírus.

Segít a megoldásban, ha már ismerjük, hogy melyik vírus milyen gazdaszervezetbe képes behatolni, mert, mint kiderült, a vírusok többnyire fajspecifikusak. A feketehimlő vírusa például csak az emberi fajt támadja meg, növényi, állati fajok közt nem föllelhető. Ez ugyanakkor nem mondható el a veszettségvírusra, amely sok fajt megtámad, és állatról emberre is átmehet. A növényeket megtámadó vírusok viszont teljesen ártalmatlanok az állatokra nézve. Hogy pontosan milyen vírussal állunk szemben, azt egyértelműen csak laboratóriumi vizsgálattal lehet kideríteni.

Milyen a vírusok mérete és formája?

A vírusok rendkívül sokféle méretben vannak jelen. Legtöbbjük jóval kisebb a baktériumoknál – 20 és 300 nanométer közti a nagysága –, néhányuk azonban eléri az 1400 nanométeres hosszúságot is (miközben ezek vastagsága csak 80 nm). A 2015-ig ismert legnagyobb vírus a kisebb baktériumok méretét meghaladó Pithovirus, amelyet egy harmincezer éves fagyott szibériai talajmintából izoláltak. Formája megnyúlt ovális, amelyben a fehérje tegumentumot (maghéjat) lipidburok fedi be, és egyik keskeny végén méhsejtszerű struktúra található. (Lipid: szerves zsírszerű anyag.)

A vírusok alakja szintén a legkülönfélébb mértani formákkal írható le. A már említett dohánymozaik-vírus például az ún. helikális típusba tartozik: egy központi tengelye van, amely köré szerveződött egy szorosan csavart, csigavonalszerű struktúra szerveződött. Ennek középső üregében helyezkedik el a vírus-nukleinsav, vagyis az örökítőanyag alapanyaga. Itt a végső forma lehet egy viszonylag rövid és merev rúd, vagy egy hosszú és hajlékony filamentum (fonal).

A legtöbb, állatokra veszélyes vírus viszont ikozaéder, vagyis olyan szabályos, többoldalú test, amelynek húsz, háromszög alakú lapja van. (Nézd meg itt!)  A baktériumokat is megtámadó vírusok, más néven a bakteriofágok formája egy megnyújtott ikozaéder. Az influenzavírus és a HIV vírus (az AIDS előidézője) lipid burokkal rendelkező formákban jelenik meg. Természetesen vannak olyan formák is, amelyeket szinte alig lehetséges meghatározni. De ha sikerült tisztázni egy vírus formáját, azzal a kutatók egy lépéssel közelebb jutottak ahhoz, hogy felfejtsék a teljes szerkezetét, és így mégis megtalálják azokat a gyógyszereket, amelyekkel a gazdasejtek károsítása nélkül el lehet őket pusztítani.

Lévai Júlia


Címkék:

1917-es szocialista forradalom  A kis herceg  Ady Endre  Aiszóposz  Aitken  Albert de Mun  Ammut  Anaximandrosz  Angol Park  Antarktisz  Antoine de Saint-Exupéry  Anubisz  Apollón  Arakhné  Arany János  Arisztotelész  Arkhimédész  Artemisz  Asszír Birodalom  Aszklépion  Aszklépiosz  Atlanti-óceán  Augustus  Ausztrália  Babits Mihály  Baradla-barlang  Belgium  Benedek-rend  Besztercebánya  Biblia  Biblioteca Joanina  Bornemisza Anna  Buda  Budapest  Budapesti Vidám Park  Buddha  Carl Friedrich Gauss  Charles Babbage  Charles de Gaulle  Chicago  Churchill  Claude Chappe  Coriolis-erő  Curiosity  Cynara  Danaé  Dante  Dante Alighieri  Dionüszosz  Dzsingisz kán  Dávid király  Edward Jenner  Egri csillagok  Emese  Erzsébet királyné  Esterházy Miklós Móric  Esterházy Péter  Fahrenheit  Fehérlófia  Fekete István  Feneketlen-tó  Ferenc József  Ferenc pápa  Fiume  Formózusz pápa  Fourier-transzformáció  Franciaország  Fribourgi Unió  Föld  Földközi-tenger  Fővárosi Állat- és Növénykert  Galilei  Galénosz  Ganésa  Geomancia  Guinness rekordok  Hans Christian Andersen  Hedy Lamarr  Hermész  Hippokratész  Hitler  Homo sapiens  Héber Biblia  Héra  Hérodotosz  I. Erzsébet  India    Jackie Cochran  Jahve  James Prescott Joule  Japán  Jean de La Fontaine  John D. O’Sullivan  Juhász Gyula  Jules Verne  Julius Caesar  Justh-párt  János vitéz  Jézus  József Attila  Kaffka Margit  Kheirón  Királyok Völgye  Kivonulás könyve  Kolumbusz Kristóf  Koppenhága  Korónisz  Kosztolányi Dezső  Kréta  Kyatice-kultúra  Károlyi Mihály  Kígyótartó  Kína  LOGICO  La Trappe  Las Vegas  Lazarro Spallanzani  Lazzaretto Vecchio  Leonardo da Vinci  Liège  Louis Pasteur  Lucifer  Lukács László  Lyme-kór  Léda  Mafra-palota  Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület  Magyar Természettudományi Múzeum  Marco Polo  Margit-sziget  Margitsziget  Marokkó  Mars  Medúsza  Melbourne  Mesekönyvek  Mexikó  Mezopotámia  Mi MICSODA  Milánó  Minerva  Mithridatész  Moirák  Monte Cristo grófja  Munkás Szent József  Mária  Mária Terézia  Mária csillaga  Márton kenyere  Mátyás király  Mózes  Nagy Konstantin  Nagy Sándor  Nagy-korallzátony  Napóleon  Nautilus  Nelson altengernagy  Newton  Nivelles  Nobel-díj  Normandia  Normandiai partraszállás  Notre-Dame  Nursiai szent Benedek  Nyugat folyóirat  Nyulak szigete  Olimposz  Oroszország  Országház  Pallasz Athéné  Pegazus  Perszeusz  Perzsia  Pesti Állatkert  Petőfi Sándor  Plinius  Pompeius Magnus  Popham-kód  Porete-i Margit  Portugália  Poszeidón  Párizs  Pégaszosz  Rijeka  Robert Owen  Roosevelt  Rubik Ernő  Róma  Római Birodalom  Santorius  Sinanshao  Sixtus-kápolna  Skócia  Stephen Hawking  Szent Heléna  Szent Margit  Szent Márk székesegyház  Szent Patrik  Szent-Györgyi Albert  Szerb Antal  Szicília  Szociáldemokrata Párt  Szogdia  Széchenyi István  Thesszaloniké  Tiberius császár  Tisza István  Titanic  Tompa Mihály  VII. István pápa  Vatikán  Velence  Velencei Köztársaság  Verona  Vosztok-tó  Vurstli  Városliget  Vénusz légycsapója  Werbőczy István  Wilhelm Emmanuel Ketteler  XIII. Leó pápa  XV. Lajos  Xántus János  Zeusz  alvás  anemométer  antibiotikum  arakhnofóbia  archea  articsóka  autofágia  autó  axolotl  bagoly  baktérium  barlangok  barlangrajz  beginák  beginázs  belsőégésű motor  beporzás  betegség  biológia  bozóttűz  buddhizmus  béka  békakirály  békamentők  békák  bölcső  búvárfelszerelés  búvárharang  búvárkodás  cidrimókus  cineol  ciszterciták  citoplazma  corona  csapdaállítók  csatorna  csecsemők  császármetszés  császárság  csütörtök  cukor  cégér  céhek  címer  delej  denevér  diadém  dob  drón  dízelmotor  dórok  echolokáció  egyensúly  egyiptom  egyszarvú  ektoparazita  elefánt  emlős  epekő  eretnek  etimológia  etruszkok  eukaliptusz  fasírt  fejdísz  fejlesztés  fekete lyuk  feketehimlő  felfedezés  felvilágosodás  feng-shui  finommotorika  fogkő  foglalkoztató  folyadékkristály  fondendoszkóp  frank  fáraó  félelem  füst  füstjelzés  füstölgő  gabona  galea  gallok  griffmadár  gyerekjáték  gyufásdoboz  gyárak  gyógyszer  gyógyszertár  gyógyítás  gyöngy  gyöngyhalászat  gót  gőzgép  gőzhajó  gőzmozdony  hableány  hadművelet  hajmosás  hajógyártás  hajózás  halak  halál  halálbüntetés  hangsebesség  hatalom  higany  himnusz  hiszti  hullazsinat  hullámvasút  humanizmus  hurrikán  háború  hóhér  húsevő nyövények  hőmérséklet  hőmérő  időjárás  ikozaéder  illat  immunitás  indiánok  inga  inkubátor  interjú  internet  ipari forradalom  irodalom  iránytű  iskolakezdés  iskolaérettség  istenek  jel  jelhordozó  jelrendszer  járvány  játék  kakas  kalauzhajó  kalogathia  kalóz  kalózlevél  kalózállam  kamelaukion  kamikáze  kancsókák  kapitalizmus  karantén  kardigán  karmosbéka  karthauziak  katapult  kausia  kavicsok  kereskedelem  kereszténység  keszonbetegség  királynévíz  kisföldalatti  klímaváltozás  koala  kolera  komló  koncepciós per  kopoltyú  korall  korona  koronavírus  koszorú  kullancs  kultúra  kálvinizmus  készségfejlesztő  kétszikűek  kétéltűek  kígyó  kínai nagy fal  kínaiak  kódrendszer  kórház  kölni  könyvtár  kötéltánc  közegészségügy  kőzetek  lazarett  lincselés  lizoszóma  lovasfutár  lárva  látás  láz  lázfa  léggömb  léghajó  légiposta  légzés  lövedékvető  lúg  magasság  magnetoszféra  magnetosztrikció  malária  mandula  manna  mannatövis  mannazuzmó  manufaktura  marcipán  masszázs  matchbox  mechanikus szerkezet  mese  mesék  metamorfózis  meteorológia  metró  mikrobiológia  mimivírus  mirtuszfélék  misztikus lények  mitokrondrium  moszkító  munkások  mutualizmus  mágnes  mágnesesség  mágnesség  május  május 1  második világháború  méhek  méhlepény  méreg  narentinok  narvál  neandervölgyi  nimfa  nyál  nyár  népmesék  népvándorlás  olimpia  olvasás  organellum  ormány  orvoslás  oxigénfelvétel  parfüm  paróka  pedagógus  permafroszt  pestis  pilóta  placenta  postakocsi  pszichológus  pápaság  pékség  pók  rajz  rekamié  repülés  repülőgép  repülőtér  retina  robot  rovarok  rádiócsillagászat  rák  rákgyógyszer  régészet  rózsaolaj  sajt  sampon  sejtek  sellő  selyemút  sisakkorona  sport  szakszervezetek  szalamandrafélék  szanatórium  szappan  szappanbuborék  szavak  szem  szemafor  személynevek  szendvics  szerzetes  szerzetesrendek  szimbólum  szocializmus  szogdok  szonár  sztetoszkóp  sztrájk  szász  szél  szélkakas  szélzsák  szúnyog  szúnyoglárva  szülés  sáska  sáskajárás  sör  tamariszkusz  tanulójáték  teaút  tenger  tengeralattjáró  terhesség  terhességi teszt  terroristák  teszt  tesztelés  tetvek  thrákok  tirrének  tisztálkodás  tobzoska  torpedó  trappista sajt  trappisták  tudomány  turul  tájfun  tájoló  távíró  tömegközlekedés  törökfürdő  tükörtávíró  tüntetés  tőzsde  tűz  tűzoltók  ultrahang  unikornis  utópista szocializmus  vakcina  vakság  vasút  vegyszer  vesekő  veszteglőház  veszélyeztetett fajok  vidra  vidámpark  vikingek  világháború  virágok  virágállat  vitorlázórepülés  vizelet  vonat  vonatrablás  védőoltás  vérvörös csütörtök  vírus  víz  vörös nemeskorall  vörösfenyő  wifi  zsilip  zászló  Álmos  Északi-sark  Óbudai Hajógyár  Ószövetség  Ótestamentum  állatkert  általános választójog  átalakulás  éhínség  élesztősejtek  élőhely  élősködők  ízeltlábúak  óceán  ókor  ókori Egyiptom  ókori Görögország  öngyilkos merénylők  újszülött  úthálózat  ősbaktérium