Вирусы

П Л А Н

стр.

1. Открытие ……………………………………………….. 2

2. Свойства ………………………………………………… 2

3. Жизненный цикл бактериофага …………………….. 4

4. Жизненные циклы вирусов ………………………….. 4

5. Эволюционное происхождение вирусов ……………. 5

6. Вирусы как возбудители заболеваний ……………… 6

7. Способы передачи вирусных болезней ……………... 6

8. Использованная литература …………………………. 8

1. ОТКРЫТИЕ

В 1852 г. русский ботаник Д.И. Ивановский впервые получил инфек-ционный экстракт из растений табака, пораженных мозаичной болезнью. Когда такой экстракт пропустили через фильтр, способный задерживать бактерии, отфильтрованная жидкость все еще сохраняла инфекционные свойства. В 1898 г. голландец Бейеринк (Beijerink) придумал новое слово вирус (от латинского слова, означающего «яд»), чтобы обозначить этим термином инфекционную природу некоторых профильтрованных расти-тельных жидкостей. Хотя удалось достигнуть значительных успехов в полу-чении высокоочищенных проб вирусов и было установлено, что по химиче-ской природе это нуклеопротеины (нуклеиновые кислоты, связанные с бел-ками), сами частицы все еще оставались неуловимыми и загадочными, по-тому что они были слишком малы, чтобы их можно было увидеть с помо-щью светового микроскопа. Поэтому-то вирусы и оказались в числе первых биологических структур, которые были исследованы в электронном микро-скопе сразу же после его изобретения в 30-е годы нашего столетия.

2. СВОЙСТВА

Размеры

Вирусы – это мельчайшие живые организмы, размеры которых варьи-руют в пределах примерно от 20 до 300 мм; в среднем они раз в пятьдесят меньше бактерий. Как уже говорилось, вирусы нельзя увидеть с помощью светового микроскопа (так как их размеры меньше полудлины световой волны), и они проходят через фильтры, которые задерживают бактериаль-ные клетки.

Часто задают вопрос: «А являются ли вирусы живыми?» Если живой считать такую структуру, которая обладает генетическим материалом (ДНК или РНК) и которая способна воспроизводить себя, то можно сказать, что вирусы живые. Если же живой считать структуру, обладающую клеточным строением, то ответ должен быть отрицательным. Следует также отметить, что вирусы не способны воспроизводить себя вне клетки-хозяина. Они на-ходятся на самой границе между живым и неживым. И это лишний раз на-поминает нам, что существует непрерывный спектр все возрастающей сложности, который начинается с простых молекул и кончается сложней-шими замкнутыми системами клеток.

Поведение

Вирусы могут воспроизводить себя только внутри живой клетки, по-этому они являются облигатными паразитами. Обычно они вызывают явные признаки заболевания. Попав внутрь клетки-хозяина, они «выключают» (инактивируют) хозяйскую ДНК и, используя свою собственную ДНК или РНК, дают клетке команду синтезировать новые копии вируса. Вирусы пе-редаются из клетки в клетку в виде инертных частиц.

Строение

Вирусы устроены очень просто. Они состоят из фрагмента генетиче-ского материала, либо ДНК, либо РНК, составляющей сердцевину вируса, и окружающей эту сердцевину защитной белковой оболочкой, которую назы-вают капсидом. Полностью сформированная инфекционная частица назы-вается вирионом. У некоторых вирусов, таких, как вирусы герпеса или гриппа, есть еще и дополнительная липопротеидная оболочка, которая воз-никает из плазматической мембраны клетки-хозяина. В отличие от всех ос-тальных организмов вирусы не имеют клеточного строения.

Оболочка вирусов часто бывает построена из идентичных повторяю-щихся субъединиц – капсомеров. Из капсомеров образуются структуры с высокой степенью симметрии, способные кристаллизироваться. Это позво-ляет получить информацию об их строении как с помощью кристаллографи-ческих методов, основанных на применении рентгеновских лучей, так и с помощью электронной микроскопии. Как только в клетке-хозяине появля-ются субъединицы вируса, они сразу же проявляют способность к само-сборке в целый вирус. Самосборка характерна и для многих других биоло-гических структур, она имеет фундаментальное значение в биологических явлениях.

Спиральная симметрия. Лучшей иллюстрацией спиральной сим-метрии может служить вирус табачной мозаики (ВТМ), содержащий РНК. 2130 одинаковых белковых субъединиц составляют вместе с РНК единую целостную структуру – нуклеокапсид. У некоторых вирусов, например у вирусов свинки и гриппа, нуклеокапсид окружен оболочкой.

Бактериофаги. Вирусы, которые нападают на бактерий, образуют группу так называемых бактериофагов. У некоторых бактериофагов имеется явно выраженная икосаэдрическая головка, а хвост обладает спиральной симметрией.

Сложные вирусы. Некоторые вирусы, например, рабдовирусы и ви-русы оспы, имеют сложное строение.

3. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ БАКТЕРИОФАГА

4. ЖИЗНЕННЫЕ ЦИКЛЫ ВИРУСОВ

Жизненные циклы большинства вирусов, вероятно, схожи. А вот в клетку они, по-видимому, проникают по-разному, поскольку в отличие от вирусов животных бактериальным и растительным вирусам приходится проникать еще и через клеточную стенку. Проникновение в клетку не всегда происходит путем инъекции, и не всегда белковая оболочка вируса остается на внешней поверхности клетки.

Попав внутрь клетки-хозяина, некоторые фаги не реплицируются. Вместо этого их нуклеиновая кислота включается в ДНК хозяина. Здесь эта нуклеиновая кислота может оставаться в течение нескольких поколений, ре-плицируясь вместе с собственной ДНК хозяина. Такие фаги известны под названием умеренных фагов, а бактерии, в которых они затаились, называ-ются лизогенными. Это означает, что бактерия потенциально может лизиро-ваться, но лизиса клеток не наблюдается до тех пор, пока фаг не возобновит свою деятельность. Такой неактивный фаг называется профагом или прови-русом.

5. ЭВОЛЮЦИОННОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИРУСОВ

Наиболее правдоподобной и приемлемой является гипотеза о том, что вирусы произошли из «беглой» нуклеиновой кислоты, т.е. нуклеиновой ки-слоты, которая приобрела способность реплицироваться независимо от той клетки, из которой она возникла, хотя при этом подразумевается, что такая ДНК реплицируется с использованием (паразитическим) структур этой или других клеток. Таким образом, вирусы, должно быть, произошли от клеточ-ных организмов, и их не следует рассматривать как примитивных клеточных организмов.

О том, насколько обычны такие «побеги», судить достаточно трудно, но кажется вполне вероятным, что дальнейшие успехи генетики позволят нам выявить и другие варианты паразитических нуклеиновых кислот.

6. ВИРУСЫ КАК ВОЗБУДИТЕЛЬ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Вирусы всегда являются паразитами и поэтому вызывают у своих хо-зяев определенные симптомы того или иного вида заболевания. К серьезным заболеваниям животных можно отнести ящур крупного рогатого скота, ро-жистое воспаление у свиней, чуму птиц и миксоматоз кроликов. Все эти за-болевания вызываются вирусами. Вирусное заражение растений обычно приводит либо к появлению желтых крапинок на листьях (так называемой мозаики листьев), либо к морщинистости или карликовости листьев. Виру-сы вызывают и задержку роста растений, что впоследствии приводит к сни-жению урожая. Ряд серьезных заболеваний вызывают вирусы желтой мозаи-ки турнепса (ВЖМТ), табачной мозаики (ВТМ), карликовой кустистости томатов и бронзовости томатов. Появление полосок на некоторых сортах тюльпанов также обусловлено вирусом, а ведь цветоводы продают эти тюльпаны, выдавая их за особый сорт. Вирусы растений, по-видимому, все-гда относятся к РНК-содержащим вирусам.

7. СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ВИРУСНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

Капельная инфекция

Капельная инфекция – самый обычный способ распространения рес-пираторных заболеваний. При кашле и чихании в воздух выбрасываются миллионы крошечных капелек жидкости (слизи и слюны). Эти капли вместе с находящимися в них живыми микроорганизмами могут вдохнуть другие люди, особенно в местах большого скопления народа, к тому же еще и плохо вентилируемых. Стандартные гигиенические приемы для защиты от капель-ной инфекции – правильное пользование носовыми платками и проветрива-ние комнат.

Некоторые микроорганизмы, такие, как вирус оспы или туберкулезная палочка, очень устойчивы к высыханию и сохраняются в пыли, содержащей высохшие остатки капель. Даже при разговоре изо рта вылетают микроско-пические брызги слюны, поэтому подобного рода инфекции очень трудно предотвратить, особенно если микроорганизм очень вирулентен.

Контагиозная передача

(при непосредственном физическом контакте)

В результате непосредственного физического контакта с больными людьми или животными передаются сравнительно немногие болезни. К кон-тагиозным вирусным болезням относится трахома (болезнь глаз, очень рас-пространенная в тропических странах), обычные бородавки и обыкновенный герпес – «лихорадка» на губах.

Некоторые наиболее известные вирусные

заболевания человека

Название

болезни Возбудитель Поражаемые об-ласти тела Способ

распростра-нения Тип вакцинации

Грипп Миксовирус одно-го их трех типов – А, В и С – с раз-личной степенью вирулентности Дыхательные пути: эпителий, высти-лающий трахеи и бронхи. Капельная ин-фекция Убитый вирус: штамм убитого ви-руса должен соот-ветствовать штам-му вируса, вызы-вающего заболева-ние

Простуда Самые разные ви-русы, чаще всего риновирусы (РНК – содержащие ви-русы) Дыхательные пути: обычно только верхние Капельная ин-фекция Живой или инакти-вированный вирус вводится путем внутримышечной инъекции; вакци-нация не очень