1-mavzu: virusologiya fani, O‘rganish obyektlari, vazifalari hamda bo`limlari

1-MAVZU: VIRUSOLOGIYA FANI, O‘RGANISH OBYEKTLARI, VAZIFALARI HAMDA BO`LIMLARI


1.1. Virusologiyaning tarmoqlari
Virusologiya viruslar haqidagi fan bo‘lib, virus so‘zi grekcha – zahar, logus fan degan ma’noni anglatadi. Virusologiya biologiya fanlari ichida eng yosh mustaqil fan bo‘lib, o‘z ob’ekti va tadqiqod metodlariga ega. Virusologiya umumiy va maxsus qismlarga bo‘linadi. Virusologiya tadqiqodlari fundamental va amaliy tadqiqodlarga bo‘linadi. Virusologiya fundamental tadqiqodlarining predmeti – virionlar shakli va arxitekturasi, ularning tarkibi, virus va hujayra orasidagi munosabat, irsiy axborotni o‘tkazish yo‘llari, virus zarrasi tarkibiy qismlarini molekulyar sintez mexanizmi va ularning qurilish jarayoni, o‘zgaruvchanligining molekulyar mexanizmi va evolyusiyasining o‘ziga xosligini o‘rganish bo‘lsa, amaliy (prikladnoy) tomonlari tibbiyot, veterinariya va fitopatologiya fanlari tomonidan ham o‘rganiladi. Kasallik simptomlari, kasallantiriladigan organizmlar spektri, tarqalishi, zarari, diagnostikasi va profilaktika va kurash choralarini ishlab chiqish, virus rezervatorlari, sirkulyasiyasi, infeksiya o‘choqlari, epidemiya, pandemiya va epifitotiyalarni yuzaga kelish sabablarini o‘rganish ham virusologiya zimmasidagi vazifalardandir. Virusologiya yuqorida aytilganlarni amalga oshirishda boshqa fanlar bilan chambarchas bog‘liq bo‘lib, ulardagi metodlar va olingan natijalardan foydalanadi, ayniqsa, ximiya, fizika, molekulyar biologiya, genomika, proteomika va gen muhandisligi kabi fanlarni yutuqlari viruslarni o‘rganishni ham yangi bosqichlarga ko‘tardi. Virusologiya hozirgi kunda bir qancha mustaqil fanlarga bo‘lingan, ularning o‘zi ham mustaqil nazariy va amaliy vazifalarni bajaradi.
Jumladan, “Umumiy virusologiya” viruslarning tabiati, ularni morfologiyasi va tuzilishi (arxitekturasi), ko‘payishi (reproduksiyasi), bioximiyasi, genetikasini o‘rgansa, tibbiy, sanitariya, veterenariya va fitovirusologiya va qishloq xo‘jalik virusologiyalari viruslarni patogenligi, ularni yuqumliligi, diagnostikasi, qo‘zg‘atadigan kasalliklari, sirkulyasiyasi, ularni “o‘choqlari”larini o‘rganadi, epidemiya, pandemiya va epifitotiylarni paydo bo‘lish qonuniyatlarini o‘rganadi va ular natijalari asosida viruslarga qarshi kurash choralarini ishlab chiqadi. Viruslarni ochilishi va o‘rganilishi, ayniqsa, bakteriofaglar sohasidagi molekulyar virusologiyaning paydo bo‘lishi va uning yutuqlari virusologiyaning rivojlanishiga katta hissa qo‘shdi. Viruslarning irsiy xususiyatlarini o‘rganish molekulyar genetika bilan yaqin bog‘liqlikga ega ekanligini ko‘rsatdi. Viruslarni molekulyar genetik tajribalarda ishlatilishi ularni virusologiyani gen injeneriyasi bilan bog‘laydi. Viruslar odam, hayvon, o‘simlik va hasharotlarda juda ko‘p kasalliklarini qo‘zg‘atuvchilaridir. Demak, viruslar eukariot (hayvon, o‘simlik, zamburug‘) va prokariot (bakteriya)larni zararlaydi. 2002 yilardan keyingi ingliz va fransuz olimlarini mimi-, mega- va pandorina viruslarini suvdan ajratib olishlari viruslar kasallantiradigan ob’ektlar spektrini yanada kengaytiradi, chunki mazkur viruslar suvo‘tlarini, amyobalarni kasallantiradi. Adabiyotlarda yana shunday fikrlar mavjudki, ular bo‘yicha viruslarni (pandorina virusini) ham kasallantiradigan faglar yoki agentlar, yoki substansiyalar mavjud ekan. Bu nuqtai nazardan virusologiya fanini o‘rganadigan gorizontlari juda ham keng va uni kashfiyotlari boshqa fanlar (tibbiyot, veterenariya, fitopatalogiya va boshqa fanlar) bilan ham chambarchas bog‘liqdir.
19 asrning oxirida virusologiyada odam (tibbiy), hayvon (veterenariya) o‘simlik (fitopatalogiya) kasalliklarini o‘rganadigan bo‘limlari paydo bo‘ldi va sekin-asta virusologiya biologiya fanlari orasida asosiy o‘rinlardan birini qonuniy egalladi.
1.2.Viruslar haqida ba’zi mutaxassis olimlarning fikrlari
Viruslarga beriladigan ta’rif ham viruslar haqidagi bilimlarni ko‘payib, boyib borishi bilan o‘zgarib, aniqlashib bordi. Avvallari virus “yuqumli kasalliklar zahari” yoki “chechakka o‘xshash kasallik qo‘zg‘atuvchi zahar” degan ma’noni bildirgan va bu ta’rifni birinchi marta aniq asoslab bergan olim qadimgi grek vrachi Gippokrat edi. U meditsina tarixini o‘rganish jarayonida o‘z asarlarida tepki (svinka) kasalligining to‘liq tavsiflaydi, ya’ni kasallik simptomlari va ularning rivojlanish bosqichlari, yuqumliligi, ayniqsa, yosh bolalarda bu kasallikni o‘tish jarayoni kabi xususiyatlarini o‘rganish borasida aniq ma’lumotlar berdi. Bu vaqtlarda mikroorganizmlardan tashqari viruslar olamining ham mavjudligiga va ular ham ko‘pgina yuqumli kasalliklarni qo‘zg‘atishiga ishonch hosil qilish uchun olimlarga juda ko‘p yillar kerak bo‘ldi. Chunki viruslar bilan ishlashning o‘ziga xosligi shunda bo‘ldiki, ular uchun mikrobiologiyaning tadqiqod metodlarining hammasi ham to‘g‘ri kelmadi, viruslar bilan ishlash uchun mutlaqo yangi metodik ishlanmalar zarurligi ma’lum bo‘laboshladi. Yangi usullar bilan yondoshish va ular asosida viruslarni tarqalishi, organizmga kirishi, simptomlari va kasal organizmdan sog‘ organizmga o‘tishini o‘rganish usullarini ishlab chiqish kerak bo‘ldi. Viruslar olami mikroblar olamidan tubdan farq qilishi, ularni fiziologiyasi, strukturalari va ko‘payishi mikroblar olaminikidan butunlay o‘zgacha ekanligi toboro yaqqol ko‘rinaboshladi. Ularni har tomonlama o‘rganishda zamonaviy texnikani, fizika, ximiya, kristallografiya, genomika, proteomika metodlarini keng ko‘lamda qo‘llash viruslar olamining noma’lum bo‘lgan va kutilmagan qonuniyatlarini ochib berdi va bermoqda.
Viruslarga bo‘lgan qiziqishning ortishi, fan va texnikaning zamonaviy asbob-uskunalarini yaratilishi, virusologiyaning jadallik bilan rivojlanishi virusologiyani yaqindagina o‘ta tor doiradagina rivojlanayotgan fan holatidan hozirgi kunga kelib, uni biologiya va meditsina fanlari ichida markaziy o‘rinni egallashiga olib keldi.
Buning sababi yuqumli kasalliklarni bakteriya, zamburug‘ va protozoalar qo‘zg‘atadiganlarini chuqur o‘rganish va ularni viruslar qo‘zg‘atadiganlaridan ajratish, ular qo‘zg‘atadigan kasalliklar miqdorini (salmog‘ini) kamaytirdi va ba’zilarini butunlay yo‘qotilishiga olib keldi, natijada viruslar qo‘g‘atadigan kasalliklar yuqumli kasalliklar ichida etakchi o‘ringa o‘tdi. Smorodinsev (30) ma’lumotlarga qaraganda 80% gacha yuqumli kasalliklarni viruslar qo‘zg‘atar ekan.
Bir necha yillar avval qorin tifi va dizenteriya oshqozon-ichak yo‘llari kasalliklari ichida asosiylari bo‘lgan bo‘lsa, hozirgi kunda birinchi o‘rinni virus kasalliklari (m., yuqumli gepatit, gripp, OITS viruslari va ularning yangi shtammlari) egalladi. O‘ta havfli kasalliklar (Ebola, Zika va h.)ni, avval ma’lum bo‘lmagan va fan va texnikani rivojlanishi, yangi metodlarni yaratilishi bakteriyalar va viruslar olamini bir-biri bilan bog‘lovchi yangi zanjir bo‘lgan, bakterial filtrdan o‘taolmaydigan, mikroorganizmlardek Gram bo‘yicha bo‘yaladigan Mimi-, Mega- va Pandora viruslarini ochilishiga olib keldi. Ikkinchidan virusologiyaning rivojlanishiga onkogen kasalliklar tabiatining ochilishi natijalari katta rol o‘ynadi, uchinchidan biologiyaning fundamental muammolarini organik dunyoning eng sodda tuzilgan vakillari bo‘lgan - viruslar modelida echilmoqda.
Virus kasalliklari odamzod paydo bo‘lgan vaqtdan beri mavjud. Viruslar tirik organizmlarning barcha guruhlarini - o‘simlik, hayvon, zamburug‘ va bakteriyalarni zararlaydi (65). Ammo ularning o‘ta kichik o‘lchamga (20 - 300 nm) ega bo‘lishlari ularni uzoq vaqtgacha o‘rganilmaganligiga sabab bo‘ldi. Fizika, ximiya, kristallografiya va boshqa fanlarning rivojlanishi va yutuqlari viruslarning o‘rganishni ham yangi bosqichda o‘rganilishiga olib keldi. Faqat elektron mikroskopning paydo bo‘lishigina bu mavjudotlarni shakllari va nozik tuzilishi haqida, yuqori tezlikda aylanadigan ultratsentrifugalarni paydo bo‘lishi viruslarni ular zararlagan hujayra tarkibidan nativ holatda (barcha asosiy xususiyatlarini, shakli o‘lchami, antigenligi, yuqumliligi va h. xususiyatlarini saqlagan) ajratib olishga imkon yaratdi. Virus organizmda uzoq vaqt tiriklik alomatini namoyon qilmasdan turishi va birdaniga “qayta tirilib” unga sezgir (moyil) bo‘lgan tirik hujayrani kasallantirishi mumkin. Rivojlanish jarayonida bu virus o‘zini yangi formasini hosil qilishi va ko‘plab odam yoki hayvonlarni nobud qilishi mumkin. Masalan, 1918 yilda gripp virusi epidemiyasi 20 million erkak, ayol va bolalarning halok bo‘lishiga sabab bo‘lgan. Viruslarni o‘ta sodda tuzilganligi sababli uzoq vaqtgacha ularni tirik mavjudotlar qatoriga kiritilmadi. Viruslarni tabiati va o‘ziga xosligi va virus nima degan savolga javob olish uchun birqancha yirik virusolog olimlar o‘z tajribalari va fanning shu yillardagi natijalarini hisobga olgan xolda turlicha fikrlar bildirdilar (35). Viruslarni potensial imkoniyatlarini quyida poliomielit virusi misolida ko‘rish mumkin. Masalan, U. Stenli, E.Velenslar (31) fikricha poliomielit virusini bir dona zarrachasi odam organizmini kasallantirishi va bipHecha soatdan so‘ng o‘ta tezlik bilan ko‘payib 10 minglab yangi virus zarralarini yaratishi mumkin ekan. Agar Er yuzidagi barcha odamlar poliomielit virusi bilan kasallanganda edi, bitta probirkadagi virus er yuzidagi barcha aholini nobud qilishga etar ekan. Haqiqatdan ham agar virus zarrasining o‘lchamlarini nanometrlarda o‘lchanishini ko‘z oldiga keltirsak, bu juda ham hayratlanadigan narsa emas. Bitta ping-pong koptokchasini poliomielit virusi zarralari bilan to‘latish uchun 1¹⁸ (1 000 000 000 000 000 000) ta virus zarrasi kerak bo‘lar ekan.
Viruslarni o‘ziga xosligini Rossiyaning yirik virusologi K.S.Suxov (32) quyidagicha ta’riflagan edi:
“Tanasi o‘ta mayda, nanometrlar bilan o‘lchanadigan, hujayra tuzilishisiz, kimyoviy tuzilishi o‘ta sodda (oddiy viruslarda faqat oqsil va nuklein kislotalar sistemasi mavjud bo‘lgan), sun’iy ozuqa muhitlarida to‘planish xususiyatiga ega bo‘lmagan, sezgir xo‘jayin organizmida o‘ziga xos bo‘lgan rivojlanish sikliga ega yoki bu siklni bir qismi hujayrasiz muhitda rivojlanadigan (hujayrani ba’zi organoidlari, nuklein kislotalari va oqsillarini sintezi uchun kerakli moddalar hamda energiya manbai bo‘lib xizmat qiladigan moddalarni ishlatadigan) mavjudotdir”, -degan edi.
Zamonamizni taniqli virusologlari - taniqli molekulyar virusologiya sohasidagi olimlari (1;35;36) viruslarni tuzilishi va reproduksiyasi va bir sezgir hujayradan ikkinchisiga o‘tib ko‘payish xususiyatlariga asoslanib, viruslarga quydagicha ta’rif beradilar: “Virus - o‘zining sintetik apparatiga ega bo‘lmagan tabiiy sharoitda begona hujayra sistemasida reproduksiyalanadigan hayotning hujayrasiz shaklidir. Viruslarda hayotning ikki shakli: birinchisi-hujayra tashqarisidagi va ikkinchisi - hujayra ichida reproduksiyalanadigan shakllari mavjud. Birinchi ko‘rinishdagi shakllarini quyidagi sinonimlari – virus zarrasi, virus korpuskulasi, virion, ikkinchi ko‘rinishdagi shakllarini sinonimlarini esa- vegetativ virus, reproduksiyalanuvchi virus, virus-hujayra kompleksi degan edi. Virus zarracha stadiyasida u inert, metabolik noaktiv, faqat genetik axborotni saqlovchi va bir reproduksiyalangan sezgir hujayradan boshqa yangi reproduksiyalanadigan hujayraga transportlanish siklini o‘tadigan formadir. Yangi sezgir hujayraga kelib tushgan virus zarrasi reproduksiya siklini yangidan boshlaydi. Yangi hujayrada u yangi sifatga ega bo‘ladi va reproduksiyalanadigan virusga aylanadi, hujayraning sintetik, fermentativ va energetik arsenallarini ishlatib, uning faoliyatini virus zarralarini sintezi tomonga yo‘naltiradi. Yangi hosil bo‘lgan virus zarralari esa yana ko‘payishga moyil bo‘lgan hujayraga tushib va ko‘payish sikli yangitdan boshlanadi. Hayratlanadigan joyi shu erdaki o‘z tarkibi tuzilishi jihatidan o‘ta sodda bo‘lgan virus zarrasi o‘zidan yuz minglab marta katta va murakkab tuzilishga ega bo‘lgan hujayrani engib chiqadi.
Yana boshqa molekulyar virusologiya sohasidagi olim prof. V.I.TovapHitskiyning “MolekulyapHaya biologiya virusov” (1) kitobiga yozgan kirish so‘zida “Viruslar avval ma’lum bo‘lmagan nuklein kislotalarining yangi formasini borligi va ularning tarkibida avvalda uchratilmagan organik asoslarni kashf etilishiga sababchi bo‘ldi. Ular nuklein kislotaning eng muhim genetik funksiyaga ega ekanligini, genetik kodni ochilishi, hujayra makromolekulalarini sintezini idora qilinish mexanizmini tushunishda va genetik axborotni hujayradan hujayraga berilishidagi yangi usullarni bilishda katta ahamiyatga ega bo‘ldilar. Viruslarni chuqur o‘rganish - genom strukturasida yozilgan ma’lum o‘ziga xos qonuniyatga asoslanib quriladigan gigant molekulali oqsillar mikrodunyosini ochilishiga olib keldi. Ular hujayrada oqsillar biosintezini nozik mexanizmlarini, birinchi marta “hujayrasiz sistemada” biologik aktiv oqsillarni biosintezini ochishga yordam berdi”.
Elektron mikroskopda viruslarni o‘rganish metodlarini mukammallashishi viruslarni morfologiyasi va ularni morfogenezi haqida yangi ma’lumotlar berdi. Virus oqsil qavatining (struktura oqsilining) polifunksionalligi va ularni virus nukleoidi hosil bo‘lishidagi roli haqida yangi materiallar olindi. Ba’zi bakteriofaglarni (T-juft), viruslarni genetik kartalari tuzildi va ular zarrasini genetik nazorat ostida ayrim strukturalarini murakkab qurilishi ketma-ketligi aniqlandi. Viruslar molekulyar biologiyasida virus struktura oqsili va uning nuklein kislotasi orasidagi munosabatlarning spetsifikligi isbotlandi. Virusologiyaning rivojlanishi DNK- va RNK-tutuvchi viruslarni reproduksiyasi jarayonida nuklein kislotalarning replikativ formalari va replikativ o‘tmishdoshlarini katta rol o‘ynashi aniqlandi. Ba’zi viruslar zarrachalarida (mikso- va reoviruslarda) avval aniqlanganidek bitta emas, birqancha har xil o‘lchamdagi nuklein kislotalar molekulalari borligi aniqlandi. Virus fermentlari borasida ham ko‘pgina yangiliklarga erishildi. Avval o‘rganilgan virus induksiyalaydigan va kasallangan hujayrada ular aktivlashtiradigan fermentlar safi kengaydi. Ba’zi viruslarda oqsil sintezini idora qilishni transkripsiya va translyasiya darajasidagi maxsus mexanizmlari, “erta sintezlanadigan”(“ertagi”) va kech sintezlanadigan” (“kechki”) asosan, struktura oqsillarni sintezida genetik axborotni o‘qish tartibi va tezligi aniqlandi. Mayda va yirik bakteriofaglarda “etilish faktori” (“faktor sozrevanie”) deb nomlangan yangi tur oqsillar ochildi. Bu oqsillarni etishmasligi bakteriofagni chala(defekt) zarrachalar hosil qilishiga olib kelishi aniqlandi. Birzanjirli va ikkizanjirli virus DNK va RNK lari replikatsiyalari mexanizmlarida yangi natijalar olindi.
Ba’zi bakteriofaglar, o‘simlik va hayvon viruslarida in vitro oqsil sintezi amalga oshirildi va bu borada boshqa ko‘plab yangi natijalar olinmoqda.
Viruslar molekulyar biologiyasida sanab o‘tilgan bu qisqa ma’lumotlar oxirgi vaqtda olingan ilmiy kashfiyotlarni faqat ba’zilarinigina o‘z ichiga oladi, xolos. Natijada o‘zining ajoyib va o‘ta nozik o‘ziga xosligi bilan kishini xayratga soladigan arxitekturasiga ega bo‘lgan mikrodunyo ochildi.
Demak, molekulyar virusologiyaning keyingi yillardagi kashfiyotlari viruslar tabiatini qaytadan ko‘rib chiqishni taqazo qildi. O‘tgan aspHing o‘ttizinchi yillarida ilm ahli orasida viruslarning tabiati haqida qattiq bahslar bo‘lib o‘tgan bo‘lsa, yillar o‘tishi bilan ilmiy faktlarni va eksperimental materiallarni ko‘payishi, ayniqsa, viruslarni fizika, kimyo, fizik-kimyo, kristallografiya va elektron mikroskop metodlari yordamida o‘rganish viruslar mikrodunyosini yanada chuqurroq bilishga olib keldi. Hozirgi kunda ishonch bilan aytish mumkinki viruslar molekulyar biologiyasini o‘rganish bu - o‘z biologik imkoniyatlari va o‘zaro munosabatlarini molekulyar darajada realizatsiya qiladigan hayotning eng sodda formasini o‘rganishdir, deb aytish mumkin.
Moskva Davlat universiteti “Virusologiya” kafedrasining mudiri akademik mashhur virusolog olim professor I.G.Atabekov (1) viruslarni tirik organizmlar sistemasidagi o‘pHini quyidagicha sharhlaydi. “Viruslar o‘z populyasiyalarining soni jihatidan planetadagi organik materiyaning hayotchan eng ko‘p tarqalgan formasidir, - degan fikr bildiradi va ularni tabiatda, ayniqsa, okean suvlarida juda ham ko‘p miqdorda uchrashini, ayniqsa, bakteriofaglarni juda keng tarqalganligini quyidagi misolda ko‘rsatadi, ya’ni ularni 1 ml suvdagi miqdori 10¹¹tani tashkil etishini aytib o‘tadi.
Shunday qilib, biz virus deganda yuqorida keltirilgan bipHecha mashhur virusologlardan ba’zilarini viruslarga bergan ta’riflarini keltirdik, xolos.
Demak, viruslar ham biosferaning ajralmas qismi bo‘lib, ularning evolyusiyasi ham organik materiyaning barcha biologik jarayonlar frontida ro‘y beradigan bir ko‘rinishidir. Ular yuqorida aytilgandek, mikroskopik hujayrasiz zarrachalar bo‘lib, faqat tirik organizmlarnigina kasallantiradigan, hujayradan tashqarida ko‘payaolmaydigan obligat parazitlardir. O‘tgan asrdayoq o‘simlik, hayvon, zamburug‘ va bakteriyalarda ko‘payadigan viruslar ma’lum bo‘ldi. Virus bu mazkur virus zarralarini muhofazalovchi oqsil qobiq (kapsid) bilan o‘ralgan nuklein kislotalardir. Ular tarkibida DNK yoki RNK mavjuddir. Kapsidining bo‘lishi esa viruslarni boshqa infeksion agentlardan, masalan, viroidlardan va prionlardan farqlanishini ko‘rsatadi.
Yuqorida aytilgandek, viruslarni sodda tuzilishga egaligi, jumboqliligi, paradoksal xususiyatlari ularga bo‘lgan qiziqishni yanada orttirdi va shu kungacha yangidan yangi viruslar kashf qilinib kelmoqda. Viruslarni o‘rganadigan virusologiya fani biologiyaning barcha tarmoqlari ichida oxirgi yillarida shiddat bilan rivojlanmoqda. Ayniqsa, umumiy virusologiya va viruslarning molekulyar biologiyasi sohalarida oxirgi yillarda viruslarni nazariy va amaliy muammolarini echish borasida ko‘plab fundamental kashfiyotlar qilindi.