Вирусы

Вирусы – неклеточная форма жизни

01

Открытие вирусов

1892 г. – Д. И. Ивановский открыл вирус табачной мозаики.

1897 г. – М. В. Бейеринк ввел термин «вирус» - «живое флуидное заразное начало».

1917 г. Ф. Д’Эрелль открыл бактериофаг (вирус бактерий).

Происхождение вирусов

Вирусы представляют собой фрагменты клеток, которые сохранили только наследственный аппарат и защитную белковую капсулу и приспособились к паразитическому образу жизни.

Особенности вирусов

  1. Очень малы (от 15 до 400 нм) и различимы только в электронный микроскоп.
  2. Не имеют клеточного строения.
  3. Вирусы состоят из одного типа нуклеиновых кислот (либо ДНК, либо РНК), одетых в защитную белковую или белково-липидную оболочку.
  4. Собственного метаболизма нет, используют энергию, полученную за счет обмена веществ клетки-хозяина.
  5. Облигатные (обязательные) внутриклеточные паразиты.
  6. Вне клетки-хозяина инертны, способны кристаллизоваться, сохраняя при этом свои свойства.
  7. Способны размножаться только внутри клетки другого организма.
  8. Жизнедеятельность вирусов приводит к гибели клетку-хозяина. При внедрении в живую клетку вирус начинает размножаться, подавляя и разрушая все структуры клетки=хозяина.

 

Строение вирусов

29

Вирус содержит фрагмент молекулы ДНК или РНК (сердцевина), не связанный с белками, спирально закрученный или свернутый в клубок, заключенный в белковую оболочку – капсид. Капсид состоит из повторяющихся субъединиц – капсомеров. Некоторые вирусы (гриппа, герпеса) имеют липопротеидную оболочку, образованную из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Бактериофаг (вирус бактерий)

Бактериофаг состоит из белковой головки, которая содержит генетический аппарат (вирусную ДНК), шейки, хвоста, базальной пластинки и хвостовых нитей (отростков). Хвостовые нити контактируют с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки и закрепляют бактериофаг. Базальная пластинка хвоста содержит фермент, который разрушает бактериальную клеточную стенку, это обеспечивает проникновение ДНК вируса внутрь. ДНК вируса впрыскивается в клетку бактерии по хвостовому каналу и встраивается в ДНК бактерии, подавляя при этом синтез белков бактерии.

Форма вирусов

Многогранная в виде икосаэдра (вирус полиомиелита), додекаэдра (вирус герпеса), палочковидная или нитевидная (вирус табачной мозаики), булавовидная (бактериофаги), округлая (вирус гриппа).

Жизнедеятельность вирусов

У вирусов процессы жизнедеятельности проявляются только при попадании в клетку-хозяина. Проникнув в клетку, вирус начинает синтез своих белков и репликацию вирусной ДНК, при этом использует рибосомы, тРНК и ферменты клетки-хозяина. Вирусные частицы размножаются и вызывают гибель клетки-хозяина (литический цикл). Если генетический аппарат вируса представлен РНК, то вначале идет процесс обратной транскрипции (синтез ДНК на матрице РНК), а далее – как у ДНК-содержащих вирусов.

Разновидности вирусов

  1. ДНК-содержащие – содержат одну или две нити ДНК линейной или кольцевой формы (гепатит, герпес, оспа, аденовирусы).
  2. РНК-содержащие – содержат одну или две нити РНК линейной формы (энтеровирусы, вирус табачной мозаики, ретровирусы (онковирусы), ВИЧ, вирусы раневых опухолей растений, полиомиелит, грипп, бешенство).
  3. Вирион – покоящаяся стадия вируса.
  4. Вироиды – короткие одноцепочечные молекулы РНК, лишенные капсида (возбудитель раннего старческого слабоумия).
  5. Бактериофаги – вирусы, поражающие бактерии.

Действие вируса на клетку

  1. Адсорбция – прикрепление вирионов к поверхности клетки.
  2. Инъекция – проникновение вириона в клетку и высвобождение вирусной нуклеиновой кислоты из капсида (у бактериофагов в клетку попадает только нуклеиновая кислота).
  3. Репликация вирусной нуклеиновой кислоты (НК): на молекуле вирусной НК по принципу комплементарности из имеющихся в клетке нуклеотидов синтезируются молекулы вирусной НК.
  4. Синтез вирусных белков: на молекулах вирусной НК (матрицах) на рибосомах пораженной клетки синтезируются вирусные белки – белки капсида и ферменты.
  5. Сборка вирионов: вирионы собираются из синтезированных НК и белков.
  6. Выход вирионов из клетки-хозяина: у эукариот происходит «выталкивание» вирусных частиц; у бактерий – путем разрушения клетки-хозяина (лизис); новые вирусные частицы заражают новые клетки.

Значение вирусов

  1. Возбудители заболеваний растений (табачная мозаика), животных (бешенство) и человека (ВИЧ, грипп, гепатит, корь, оспа и др.).
  2. Бактериофаги используются для лечения бактериальных инфекций (дизентерия).
  3. Бактериофаги могут подавлять развитие полезных микроорганизмов при производстве антибиотиков в микробиологической промышленности.
  4. Широко используются в генной инженерии.
  5. Отдельные вирусные частицы могут длительное время сохраняться в организме, не вызывая заболевания (вирусоносительство).
  6. Некоторые вирусные частицы, находящиеся внутри клетки, не оказывают влияния на ее белоксинтезирующий аппарат; при этом играют важную роль в переносе генетической информации между клетками и тканями организма и даже между особями.

Типы вирусных инфекций

  1. Литическая инфекция: новые вирусные частицы покидают клетку одновременно, при этом клетка-хозяин разрывается и погибает.
  2. Персистенстная инфекция (стойкая): новые вирусные частицы покидают клетку-хозяина постепенно, при этом клетка продолжает жить и производить новые вирусы.
  3. Латентная инфекция (скрытая): вирусы воспроизводятся в клетке, но не покидают ее, а переходят в новые клетки при делении пораженных.

ВИЧ (вирус иммунодефицита человека)

76N-29ВИЧ вызывает СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). ВИЧ – ретровирус округлой формы диаметром 100-120 нм. Генетический аппарат представлен двумя нитями молекулы РНК. Наружная мембрана белково-липидная, пронизана собственными белками вируса. Клетками-мишенями являются клетки крови и мозга человека: Т-лимфоциты, В-лимфоциты, моноциты, нейроны, клетки нейроглии, а также клетки слизистой оболочки кишечника, плацента и др. В первую очередь ВИЧ поражает Т-лимфоциты, которые обеспечивают иммунитет. ВИЧ очень быстро видоизменяется. Пораженные лимфоциты перестают узнавать чужеродные бактерии, аномальные  клетки и вырабатывать антитела. Организм поражают вторичные инфекции (пневмония, гепатит, диарея и др.), могут возникнуть опухоли. ВИЧ выделен практически из всех физиологических жидкостей организма (плазма крови, семенная жидкость, слюна, материнское молоко, спинномозговая жидкость, слезная жидкость).

Пути передачи ВИЧ:

  1. Донорские органы, ткани, плазма крови, костный мозг.
  2. Медицинские инструменты (иглы, шприцы, хирургические и стоматологические инструменты).
  3. Половые контакты, если один из партнеров – носитель ВИЧ.
  4. От матери ребенку (внутриутробно, при родах, при грудном вскармливании).

 

 

Кириленко А. А. Биология. ЕГЭ. Раздел «Молекулярная биология». Теория, тренировочные задания. 2017.