Основные признаки живых организмов. 2.1.Вирусы-неклеточные формы жизни.

http://sbio.info/zbiology/video/zhizn_kletki_i_vzaimodejstvie_ee_s_virusom

Вирусы – паразиты «на генетическом уровне». Это – суперпаразиты и облигатные (обязательные) паразиты. Суперпаразитизм вирусов проявляется в том, что на нашей планете нет ни одного биологического вида, который не был бы подвержен вирусным инфекциям. Вирусы паразитируют в клетках растений, животных, грибов и бактерий. Облигатными паразитами вирусы называются потому, что они проявляют свойства живого, только паразитируя в клетках других организмов.

Вирусы – внутреклеточные и генетические паразиты клеток. Вирусы не имеют ядер, рибосом, митохондрий.

Начало вирусологии было положено работами микробиолога Д.И.Ивановского на объекте «вирус табачной мозаики».

Название вирусы (от лат. virus – яд) ввел в науку в 1898 г. голландский ботаник и микробиолог М. Бейеринк. В начале ХХ в. удалось установить, что вирусы по своей химической природе – нуклеопротеины (комплексное соединение, состоящее из нуклеиновой кислоты и белка). Зрелые частицы вирусов – вирионы, состоят из фрагмента генетического материала (ДНК или РНК) и окружающей его белковой оболочки – капсида.

Встречаются вирусы, которые содержат двухцепочечную молекулу ДНК (кольцевую или линейную) или одноцепочечную кольцевую ДНК. Другие вирусы имеют одноцепочечную или двухцепочечную РНК. Примерами РНК-содержащих вирусов служат вирусы кори, краснухи, полиомиелита, ВИЧ, табачной мозаики, гриппа и др. ДНК-содержащие вирусы – натуральной оспы, герпеса, аденовирусы (последние вызывают у человека различные респираторные инфекционные заболевания).

ДНК могут иметь линейную и кольцевую структуры, а РНК, как правило, линейную. Подавляющее большинство вирусов относится к РНК-типу.

В жизненном цикле вирусов можно выделить этапы, характеризующие вирусы как паразитов. Это этапы прикрепления вируса к клетке хозяина, внедрения в клетку хозяина, скрытая стадия образования нового поколения вирусов, выход вирионов в окружающую среду.

Во время скрытой стадии вирус не удается обнаружить в клетке. Но именно на этой стадии клетка хозяина синтезирует необходимые для вируса белки и нуклеиновые кислоты, в результате чего образуется новое поколение вирионов вирусов.

Есть особая группа вирусов, приспособившихся к паразитированию в бактериальных клетках, – бактериофаги. По своему строению бактериофаг сложнее вирусов, паразитирующих в клетках растений и животных. Многие фаги имеют форму головастика и состоят из головки и хвостика, покрытых белковой оболочкой.

Для вирусов неприменимо понятие «обмен веществ», вирусы не способны к росту, делению, половому размножению.

 

Попав внутрь клетки хозяина, вирусы «выключают» ее ДНК и, используя собственную ДНК (или РНК), дают клетке хозяина команду синтезировать новые копии вируса.

На сегодняшний день вирусы рассматриваются в науке не только как возбудители болезней, но и как факторы изменения генетической информации. Дополнительная наследственная информация, привнесенная в клетку хозяина вирусом, может изменить работу генов этой клетки. Кроме того, сам факт попадания вируса в живую клетку может вызвать либо ее гибель, либо мутацию, т. е. изменение в порядке расположения генов или изменение самих генов.

 

Стенка цилиндра образована молекулами белка, а в его полости расположена спираль РНК (рис. 5.2). Белковая оболочка защищает нуклеиновую кислоту от неблагоприятных условий внешней среды, а также препятствует проникновению ферментов клеток к РНК и ее расщеплению.

Рис. 5.2. Схема строения вируса (а) и бактериофага (б); 1— нуклеиновая кислота; 2 — белковая оболочка; 3 — полый стержень; 4 — базальная пластинка; 5 — отростки (нити).

Молекулы вирусной РНК могут самовоспроизводиться. Это означает, что вирусная РНК является источником генетической информации и одновременно иРНК. Поэтому в пораженной клетке в соответствии с программой нуклеиновой кислоты вируса на рибосомах клетки хозяина синтезируются специфические вирусные белки и осуществляется процесс самосборки этих белков с нуклеиновой кислотой в новые вирусные частицы. Клетка при этом истощается и погибает. При поражении некоторыми вирусами клетки не разрушаются, а начинают усиленно делиться, часто образуя у животных, в том числе и человека, злокачественные опухоли.

БАКТЕРИОФАГ. Открыт в 1915 году Ф. Туортом(Фредерик Уильям Туорт (22 октября 1877 – 20 марта 1950) быланглийским бактериологом и был оригинальным исследователем в 1915 бактериофагов (вирусы, которые заражают бактерии). Он изучил медицину вБольнице Св. Томаса, Лондон, был руководителем Института Брауна Животных (научно-исследовательский центр патологии) и был преподавателем бактериологии в Лондонском университете. Он исследовал в болезнь Джона, хроническую кишечную инфекцию рогатого скота, и также обнаружил, что витамин K необходим, выращивая бактерии проказы.)

Тело фага кишечной палочки состоит из головки, от которой отходит полый стержень, окруженный чехлом из сократительного белка. Стержень заканчивается базальной пластинкой(бесклеточный слой,отделяющий одну часть ткани от другой), на которой закреплены шесть нитей (см. рис. 5.2). Внутри головки находится ДНК. Бактериофаг при помощи отростков прикрепляется к поверхности кишечной палочки и в месте соприкосновения с ней растворяет с помощью фермента клеточную стенку. После этого за счет сокращения головки молекула ДНК фага впрыскивается через канал стержня в клетку. Примерно через 10—15 мин под действием этой ДНК перестраивается весь метаболизм бактериальной клетки, и она начинает синтезировать ДНК бактериофага, а не собственную. При этом синтезируется и фаговый белок. Завершается процесс появлением 200— 1 000 новых фаговых частиц, в результате чего клетка бактерии погибает.

Бактериофаги, образующие в зараженных клетках новое поколение фаговых частиц, что приводит к лизису (распаду) бактериальной клетки, называются вирулентными фагами.

Некоторые бактериофаги внутри клетки хозяина не реплицируются. Вместо этого их нуклеиновая кислота включается в ДНК хозяина, образуя с ней единую молекулу, способную к репликации. Такие фаги получили название умеренных фагов или профагов.

Репликация(от позднелат. replicatio - повторение) (редупликация) – самовоспроизведение нуклеиновых к-т (обычно ДНК, у нек-рых вирусов РНК), обеспечивающее точное копирование генетич. информации и передачу ее от поколения к поколению.

 

 

СПИД. СПИД— синдром приобретенного иммунодефицита— эпидемическое заболевание, поражающее преимущественно иммунную систему человека, которая защищает его от различных болезнетворных микроорганизмов.

 

ВИЧ. ВИЧ обладает уникальной изменчивостью, которая в пять раз превышает изменчивость вируса гриппа и в сто раз больше, чем у вируса гепатита В. Беспрерывная генетическая и антигенная изменчивость вируса в человеческой популяции приводит к появлению новых вирионов ВИЧ, что резко усложняет проблему получения вакцины и затрудняет проведение специальной профилактики СПИДа. Более того, это свойство ВИЧ, по мнению ряда специалистов, ставит под сомнение саму принципиальную возможность создания эффективной вакцины для защиты от СПИДа.

Предполагается, что ВИЧ может сохраняться в организме человека пожизненно. Это значит, что до конца своей жизни инфицированные люди могут заражать других, э при соответствующих условиях могут сами заболеть СПИДом.

 

В качестве особой меры профилактики следует выделить использование физических контрацептивов — презервативов. Контрацептивами называются средства предупреждения беременности.

 

Происхождение вирусов в процессе эволюции пока неясно. Их зависимость от других организмов, в клетках которых они растут и размножаются, дает основание считать, что они появились не раньше клеточных организмов. Предполагается, что вирусы представляют собой сильно дегенерировавшие клетки или их фрагменты, утратившие в процессе приспособления к паразитизму все, без чего можно обойтись (клеточную стенку, цитоплазму с органеллами), за исключением своего наследственного аппарата в виде нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и защитного аппарата в форме белковой капсулы.

Прикрепление, или адсорбция( Адсорбция (лат. ad — на, при, в; sorbeo — поглощаю) — увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности раздела двух фаз (твердая фаза — жидкость, конденсированная фаза — газ), происходит между вирусной частицей и клеточной мембраной. В мембране образуется дырка, и вирусная частица или только генетический материал попадают внутрь клетки, где будет происходить размножение вируса.

 

-вирусы никогда не размножаются делением

-никогда не размножаются вне клетки хозяина

-в своем составе имеют только один тип нуклеиновой кислоты(либо ДНК, либо РНК)

 

Стадии существования вирусов?

СТАДИИ РАЗМНОЖЕНИЯ (РЕПРОДУКЦИИ) ВИРУСОВ

1.Адсорбация – процесс прикрепления вирусных частиц к поверхности клетки.

2.Инъекция – проникновение вирусной частицы в клетку и освобождение вирусной нуклеиновой кислоты из белкового капсида(у бактериофагов–введение в клетку вирусной нуклеиновой кислоты).

3.Репликация молекул вирусной нуклеиновой кислоты–происходит за счет нуклеотидов, содержащихся в клетке.

4.Синтез вирусных белков (белков капсида и ферментов)–происходит на рибосомах клетки.

5.Сборка вирусных частиц – осуществляется из синтезированных пораженной клеткой вирусных нуклеиновых кислот и вирусных белков.

6. Выход вирусных частиц из пораженной клетки. У бактерий часто сопровождается лизисом (разрушением) клетки, у эукариот происходит путем выпячивания оболочки клетки и выталкивания вирусных частиц в окружающую среду.

Новые частицы вируса,очутившийсь в окружающей среде, заражают новые клетки, и цикл развития вируса повторяется снова.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: