Вирус (лат. virus — яд) — неклеточная форма жизни, мельчайшие болезнетворные микроорганизмы, не видимые в микроскоп.
Они значительно меньше бактерий: легко проходят через бактериальные фильтры.
Вирусы способны размножаться только внутри живых клеток, до проникновения в них вирусы не имеют признаков жизни: пассивно перемещаются во
внешней среде, ожидая встречи с клеткой-мишенью.
В 1892 году Ивановский Д.И. в ходе изучения мозаичной болезни табака обнаружил, что болезнь вызывается мельчайшими субстанциями, которые проходят через бактериальный фильтр, то есть были меньше бактерий. Вирусы
впервые увидели в электронный микроскоп в 1939 году (спустя 19 лет со смерти Ивановского), однако считается, что именно Ивановский
положил начало вирусологии как науке.
Вирусы выделяют в отдельное, пятое царство. Несмотря на их кажущуюся безжизненность, от неживой материи их отличают следующие черты:
- Наличие наследственности и изменчивости
- Способность к репродукции (воспроизведению себе подобных)
Рекомендую обратить особое внимание на черты, которые отличают вирусы от живых организмов:
- Неживое (инертное) состояние
- Обмен веществ
- Неклеточное строение
- Не делятся, не размножаются половым путем
- Не растут
Вне клетки хозяина находятся в неживом состоянии, ожидая внедрения. Вирусы — облигатные внутриклеточные паразиты.
У вирусов отсутствует обмен веществ с внешней средой (метаболизм).
Не имеют клеточной мембраны, ограничивающих их от внешней среды, и, соответственно, клеточного строения.
У вирусов отсутствует половое размножение и деление. Попав в живую клетку, вирус встраивает свою нуклеиновую кислоту (РНК/ДНК) в наследственный
материал клетки-мишени. В результате клетка начинает синтезировать вирусные белки (новые вирусы): так увеличивается численность вирусов.
Вирусы не растут, не увеличиваются в размерах. Стратегия их жизни — безудержное размножение.
Если мы заглянем в клетку, инфицированную вирусом, то от вируса мы увидим только один элемент — его нуклеиновую кислоту (ДНК/РНК). Во внешней
среде вирусы существуют в виде вирионов — полностью сформированных вирусных частиц, состоящих из белковой оболочки (капсида) и нуклеиновой
кислоты внутри.
Носителем наследственной информации у вирусов может быть ДНК, РНК. В связи с этим все вирусы подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие.
Взаимодействие вируса с клеткой
Найдя клетку, на поверхности которой есть подходящий рецептор, вирус взаимодействует с ним и прикрепляется к мембране клетки. Путем эндоцитоза (образование вакуоли) вирус
проникает внутрь клетки, выходит из вакуоли в цитоплазму. Наследственный материал (ДНК/РНК) вируса реализуется по схеме: ДНК ↔ РНК → белок.
Проникнув внутрь клетки (инфицировав ее), вирус реализует собственный генетический материал (ДНК/РНК) путем синтеза вирусного белка на рибосомах клетки хозяина. Клетка даже и не подозревает, что вирус встроил в ее РНК/ДНК свой генетический код — она принимает его как свой собственный, а в результате синтезирует вирусные белки.
Образовавшиеся белки объединяются в вирусные частицы, которые могут выходить из клетки разными путями. Вирионы вирусов гепатита C выходят из
клетки путем почкования (экзоцитозом), при таком варианте клетка долгое время остается живой и служит для продукции новых вирионов.
Известен и другой механизм выхода вирионов из клетки: взрывной, при котором оболочка клетки разрывается, и тысячи вирионов отправляются
инфицировать новые клетки. Такой способ характерен для аденовирусов, ротавирусов.
Бактериофаги («бактерия» + греч. phag(os) — пожирающий)
Это уникальная группа вирусов, инфицирующая только бактерии. Бактериофаг имеет капсид, с содержащимся внутри наследственным материалом — ДНК (реже РНК),
протеиновым хвостом. Бактериофаги открыты в 1915 году и с тех пор активно применяются в ходе генетических исследований.
Ниже вы можете видеть типичное строение бактериофага. Бактериофаг напоминает шприц, который протыкает стенку бактерии и впрыскивает внутрь нее
свою нуклеиновую кислоту.
Бактериофаги успешно применяются в медицине для лечения многих заболеваний. Это высокоэффективные, дорогостоящие препараты, которые помогают, например, нормализовать микрофлору кишечника при бактериальных инфекциях.
Вирусные инфекции
Вирусы вызывают множество заболеваний человека и животных. Некоторые из них неизлечимы даже на современном этапе развития медицины,
например бешенство. К вирусным инфекциям относятся грипп, корь, свинка, СПИД (вызванный ВИЧ), полиомиелит, желтая лихорадка, онковирусы.
Такая группа, как онковирусы, потенцируют развитие опухолей в организме. К ВИЧ и онкогенным вирусам не существует специфических антител, что
затрудняет процесс создания вакцины. В то же время против ряда вирусных инфекций: корь, ветряная оспа созданы вакцины, создающие
стойкий пожизненный иммунитет.
Клетки вырабатывают защитный белок — интерферон. Это вещество подавляет синтез новых вирусных частиц, приводит к повышению температуры
тела (например, при гриппе).
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) представляет для организма большую опасность. Он размножается в T-лимфоцитах — клетках крови, которые
выполняют иммунную функцию. С гибелью T-лимфоцитов разрушается иммунная система, становится невозможным сопротивление организма бактериями, вирусам и грибам, что в отсутствии лечения приводит к вторичным инфекциям.
Риск заражения ВИЧ присутствует при гемотрансфузии (переливании крови), половом акте. Инфекция также может быть передана
от ВИЧ инфицированной матери к плоду.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах
Категория:
Атрибут:
Всего: 349 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Добавить в вариант
Опишите различия между вирусами и бактериями в строении и обмене веществ. Являются ли вирусы живыми организмами?
Вирусы, в отличие от бактерий,
1) имеют клеточную стенку
2) адаптируются к среде
3) состоят только из нуклеиновой кислоты и белка
4) размножаются вегетативно
5) не имеют собственного обмена веществ
6) ведут только паразитический образ жизни
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 4.
Установите правильную последовательность стадий размножения ДНК-содержащих вирусов.
1) выход вируса в окружающую среду
2) синтез белка вируса в клетке
3) внедрение ДНК в клетку
4) синтез ДНК вируса в клетке
5) прикрепление вируса к клетке
Раздел: Вирусы
Вирус иммунодефицита поражает в организме человека
Источник: ЕГЭ по биологии 05.05.2014. Досрочная волна. Вариант 3.
Проанализируйте таблицу «Влияние вируса скручивания листьев подсолнечника на показатели подсолнечника при сборе урожая».
Возраст
заражения растений, дни |
30 | 45 | 60 | 75 | 90 | Здоровые
растения без вируса |
Высота
растений, см |
61 | 93 | 118 | 126 | 142 | 156 |
Масса семян
с 10 корзинок, г |
76 | 122 | 149 | 241 | 346 | 367 |
Диаметр
корзинки, см |
8 | 13 | 16 | 16 | 18 | 18 |
Содержание
масла в семенах, % |
31 | 34 | 34 | 36 | 37 | 38 |
Выберите все утверждения, которые можно сформулировать на основании анализа представленных данных. Запишите в ответе цифры, под которыми указаны выбранные утверждения.
1) Вирус чаще заражает молодые растения.
2) Вирус влияет только на вегетативные органы растения.
3) Вирус снижает урожайность подсолнечника.
4) Чем позднее произойдёт заражение, тем меньше потери урожая.
5) Вирус скручивания листьев подсолнечника — наиболее частая причина потери урожая семян подсолнечника.
Из белка и нуклеиновой кислоты состоят
Как известно, существуют вирусы, имеющие наследственный аппарат в виде ДНК или РНК. Чем по химическому составу различаются РНК — и ДНК-содержащие вирусы?
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Центр, Урал. Вариант 2.
Учёные решили исследовать, защищает ли двухкомпонентная вакцина «Спутник V»» от заражения вирусом SARS-CoV-2. Испытуемых разделили случайным образом на две группы, первой вводили вакцину, а второй – плацебо, при этом сами испытуемые не знали, в какой из групп они находятся. Далее учёные регистрировали данные о случаях заражения в обеих группах в течение нескольких месяцев, начиная с момента формирования иммунного ответа, и обнаружили, что среди вакцинированных доля заразившихся составляет 0,027%, а среди невакцинированных — 1,1%. Какой параметр задавался исследователями, а какой менялся в зависимости от него? Чем могут быть представлены разные вакцины от вирусов? Какие виды иммунитета формируются у вакцинированных и у переболевших? Каким образом работает иммунитет против вирусов?
ОСОБЕННОСТЬ ВИРУСОВ И БАКТЕРИЙ
А) нет клеточной стенки
Б) наследственный материал заключён в коль-
цевой ДНК
В) наследственный материал заключён в РНК
Г) может иметь жгутик
Д) внутриклеточный паразит
Е) симбионт человека
ПРЕДСТАВИТЕЛЬ
1) вирус иммунодефицита
человека
2) кишечная палочка
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
A | Б | В | Г | Д | Е |
Какие объекты не имеют клеточного строения?
1) дизентерийная амёба
2) возбудитель СПИДа
3) вирус табачной мозаики
4) кишечная палочка
5) вибрион холеры
6) бактериофаг
Основное отличие в строении вируса оспы от дифтерийной палочки заключается в отсутствии у вируса
Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по биологии. Вариант 3.
Из нуклеиновой кислоты и белковой капсулы состоит
4) паразитическое простейшее
Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2014 по биологии.
Что является инфекционным началом вируса?
Установите последовательность процессов, происходящих при заражении человека вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) высвобождение РНК из капсида
2) трансляция вирусных белков
3) проникновение вируса в лейкоциты
4) встраивание ДНК в хромосому лейкоцита
5) обратная транскрипция
Неклеточное строение имеют
Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по биологии. Вариант 2.
Не имеют клеточного строения
Установите соответствие между заболеваниями человека и возбудителями, вызывающими эти заболевания.
ЗАБОЛЕВАНИЕ
A) амёбная дизентерия
Б) малярия
B) натуральная оспа
Г) корь
Д) холера
Е) чума
ВОЗБУДИТЕЛИ
1) вирусы
2) бактерии
3) простейшие
A | Б | В | Г | Д | Е |
Вирусы, как и некоторые бактерии и низшие грибы,
1) вступают в симбиоз с растениями
2) дышат кислородом воздуха
3) вызывают инфекционные заболевания
4) образуют органические вещества из неорганических
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Центр, Урал. Вариант 2.
Только в других организмах размножаются
Функционируют только в клетке другого организма, используют его аминокислоты, ферменты и энергию для синтеза нуклеиновых кислот и белков
1) бактерии
2) простейшие
3) водоросли
4) вирусы
Всего: 349 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Открытие вирусов
В 1892 году русский ученый Д. И. Ивановский, изучая заболевание табака, проявляющееся появлением на листах растения своеобразной мозаики, обратил внимание на необычные свойства его возбудителя.
В попытке определить вид организма, вызывающего болезнь, ученый использовал световой микроскоп, однако никаких признаков присутствия в препарате бактерий, грибов или простейших он не обнаружил. Тогда биолог сделал вывод о том, что возбудитель настолько мал, что его невозможно увидеть. Поскольку инфекционная природа заболевания была очевидна (контакт с больным растением вызывал заболевание у здорового), ученый поставил перед собой задачу доказать, что существует какой-то агент, который способствует заражению все новых и новых растений.
Чтобы подтвердить свою теорию, он провел эксперимент. Выделив сок больного растений, он пропустил его через фильтр. Фильтр при этом имел достаточно мелкую структуру и достоверно не мог пропустить через себя даже самые мелкие бактерии. После этого биолог обработал полученным соком здоровое растение и наблюдал развитие заболевание. Эксперимент подтвердил, что существует особенный, «фильтрующийся» вид возбудителей, который способен вызывать болезни. Сам Ивановский еще не использовал термин «вирус», однако своими исследованиями заложил базу для развития науки вирусологии в дальнейшем.
С развитием техники появилась возможность визуализации даже таких небольших структур как вирусы. Было выявлено, что они представляют собой необычные организмы, состоящие из молекулы нуклеиновой кислоты и окружающей ее белковой капсулы.
Еще Ивановский заметил, что вирусы не способны размножаться и развиваться вне организма (на искусственно созданных питательных средах), и этим они отличались от всех других живых существ.
Позднее были выявлены и другие организмы, имеющие подобное строение и схожие особенности жизнедеятельности.
Например, в 1917 году французский микробиолог Д’Эррель открыл бактериофаг – вирус, поражающий исключительно бактерии. Этот термин обязательно нужно знать, он часто встречается на экзамене.
Строение вирусов
В зависимости от строения вирусы делят на простые и сложные.
Простые вирусы состоят только из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсида). Расположение молекул белка относительно нуклеиновой кислоты может быть различным:
Рисунок 1. Строение вируса
На первом рисунке изображен вирус табачной мозаики (4), у которого нуклеиновая кислота (1) с помощью белков (2) закручена по спирали. На втором рисунке цифрой 3 отмечены антигены вируса, выступающие над поверхностью его оболочки.
Сложные вирусы также имеют НК и капсид, но в дополнение к последнему они получают дополнительную оболочку. Эта оболочка не относится собственно к вирусу, она образуется в процессе выхода из клетки хозяина, это часть ее клеточной мембраны. Такое строению характерно, например, для вируса гриппа.
Рисунок 2. Вирус гриппа
Обратите внимание: у вирусов нет ни ядра, ни цитоплазмы, ни цитоплазматической мембраны, поэтому мы не можем сказать, что вирусы имеют клеточное строение. Их относят к доклеточным формам жизни.
Помимо разделения вирусов на простые и сложные, есть и масса других классификаций. В составе сердцевины вируса могут быть самые различные нуклеиновые кислоты, в зависимости от этого их делят на следующие группы:
Жизнедеятельность вирусов
В тоже время вирусы считают неживыми системами, так как у них не проявляются все признаки живого, например, отсутствует собственный обмен веществ.
Однако стоит отметить, что некоторые свойства живого у вирусов все-таки выражены: они имеют сходное химическое строение с клетками живого, обладают наследственностью изменчивостью и способностью к самовоспроизведению (только в организме хозяина). Типичным примером изменчивости может служить вирус гриппа А, который ежегодно мутирует и рождает новые штаммы вируса, ежегодно поражающие население земного шара.
Вирусы являются облигатными паразитами, использующими живых существ в качестве среды обитания. Поражать они могут и животных, и растения, и бактерии, и грибы.
У человека вирусы вызывают развитие многих инфекционных заболеваний: оспы, герпеса, гепатита, гриппа, бешенства, СПИДа (и т. д). Знать эти заболевания и уметь отличать их от бактериальных инфекций нужно обязательно.
Вирусные заболевания
Название болезни |
Поражаемые области тела |
Грипп |
Дыхательные пути |
Гепатит |
Печень |
Герпес |
Кожа на губах, слизистая оболочка глотки, нервные ганглии |
Оспа |
Дыхательные пути, затем кожа |
Свинка (паротит) |
Дыхательные пути, затем генерализованная инфекция |
Корь |
Дыхательные пути, затем переходит на кожу и кишечник |
Коревая краснуха (краснуха) |
Дыхательные пути, шейные лимфатические узлы, глаза и кожа |
Полиомиелит (детский паралич) |
Глотка и кишечник, затем кровь; нервная система: двигательные нейроны спинного мозга, тогда может наступить паралич |
Желтая лихорадка |
Кровеносные сосуды и печень |
Цикл развития вируса
1. Попадая в организм, вирусы ищут клетку-мишень (вирусы часто имеют тропность к определенному виду клеток, например ВИЧ связывается с клетками иммунной системы – лимфоцитами). Прикрепление вируса к клетке опосредовано рецептором. В случае его отсутствия возбудитель не может связаться с ней и в итоге выводится из организма, не вызвав заболевание. У некоторых людей отсутствуют рецепторы, позволяющие вирусу иммунодефицита прикрепиться к клеткам крови, поэтому они не болеют СПИДом, однако, стоит отметить, что таких людей крайне мало. Этап взаимодействия вируса с рецепторами клеток хозяина называется адсорбцией.
2. После установления контакта вирус проникает внутрь клетки, при этом капсид и наружная оболочка остаются снаружи или растворяются ферментами внутри клетки хозяина, а РНК или ДНК вводятся в цитоплазму. У бактериофага есть специальная ножка, которая помогает ему «впрыскивать» нуклеиновую кислоту в клетку. Этот процесс называется инъекцией вируса в клетку.
3. Далее нуклеиновая кислота встраивается в генетический аппарат клетки хозяина, и начинает воспроизводиться параллельно с ним. При этом клетка хозяина не погибает от этого воздействия, она лишь тратит на вирус часть своих ресурсов. Происходит репликация молекул вирусной нуклеиновой кислоты.
4. В ходе этого процесса в клетке синтезируются новые вирусные НК и молекулы белка, которые организуются в белковые оболочки для новых вирусов. Этот этап можно назвать синтезом вирусных компонентов.
5. Далее происходит сборка вирусных частиц в цитоплазме клетки хозяина.
6. Выход вируса из клетки может осуществляться двумя путями: либо происходит «взрыв» клетки, и все вирусные частиц оказываются вне ее, в таком случае клетка погибает, либо вирусные частички «отпочковываются» от нее, при этом сохраняя ее жизнеспособность.
Схематично цикл развития вируса представлен на рисунке ниже:
5 марта 2022
В закладки
Обсудить
Жалоба
Тест «Неклеточные формы жизни — вирусы»
Материал для проведения самостоятельной работы. 2 варианта с ответами.
nf.docx
Задание 1. Выбери один правильный ответ:
1. Какие формы жизни занимают промежуточное положение между телами живой и неживой природы?
а) вирусы;
б) бактерии;
в) лишайники;
г) грибы.
2. Вирусы относятся к доклеточным организмам потому, что они:
а) не содержат ядра;
б) не способны к самостоятельному обмену веществ;
в) являются паразитами;
г) не имеют органоидов.
3. Вирусы были открыты в:
а) 1828 году;
б) 1865 году;
в) 1892 году;
г) 1900 году
4. Какое из перечисленных заболеваний человека вызвано неклеточными формами жизни?
а) оспа;
б) туберкулез;
в) дизентерия;
г) холера.
5. Вирусы, проникая в клетку хозяина:
а) питаются рибосомами;
в) воспроизводят свой генетический материал;
б) отравляют её своими продуктами жизнедеятельности;
г) поселяются в митохондриях.
6. Вирусы являются облигатными паразитами, так как они
а) могут функционировать только в эукариотической клетке;
б) способны размножаться вне клетки;
в) не способны функционировать вне клетки;
г) могут функционировать только в бактериальной клетке.
7. Вирусы похожи на живые организмы в том, что они
а) имеют свой набор генов и эволюционируют путём естественного отбора;
б) способны размножаться, создавая собственные копии путём самосборки;
в) имеют собственный обмен веществ.
8. Внутри каждого вириона находится
а) гликоген;
б) ДНК или РНК;
в) молекулы АТФ;
г) ферменты.
9. Капсид состоит из
а) углеводов;
б) целлюлозы;
в) белков;
г) минеральных веществ.
10. Функции капсида
а) защитная;
б) обеспечение прикрепления вируса к поверхности клеточной мембраны;
в) создание оптимального давления.
Задание 2. Выберите два правильных ответа
1. Обязательными компонентами вируса являются:
а) липиды;
б) нуклеиновые кислоты;
в) белки;
г) полисахариды;
д) АТФ.
2. Признаки организмов, характерные для неклеточной формы жизни:
а) питание;
б) выделение вредных продуктов жизнедеятельности;
в) дыхание;
г) высокая степень изменения приспособленности к среде;
д) наследственность.
3) Основное отличие в строении вируса оспы от дифтерийной палочки заключается в отсутствии у вируса:
а) белков;
б) ДНК;
в) генов;
г) рибосом;
д) цитоплазмы.
Задание 3. Выберите три верных ответа из шести.
1) Вирусы, в отличие от бактерий
1) имеют неоформленное ядро
2) размножаются только в других клетках
3) не имеют мембранных органоидов
4) осуществляют хемосинтез
5) способны кристаллизоваться
6) образованы белковой оболочкой и нуклеиновой кислотой
Задание 4. Установите соответствие между признаком организма и группой организма:
Группа организмов
1) Прокариоты
2) Вирусы
Признак
A) Клеточное строение тела
Б) Наличие собственного обмена веществ
B) Встраивание собственной ДНК в ДНК клетки хозяина
Г) Состоит из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки
Д) Размножение делением надвое
Е) Способность к обратной транскрипции
Ответы
1. А
2. Б
3. В
4. А
5. В
6. В
7. А
8. Б
9. Г
10. А
З.2.
1 – Б В
2 – Г Д
3 – Г Д
З.3
2 5 6
З.4.
1 – А Б Д
2 – В Г Е
Автор: Дмитриева Лариса Николаевна.
На этой странице Вы узнаете
- Жизнь в постоянном анабиозе: что позволяет вирусным частицам не выходить из “спячки”?
- Вирусы vs бактерии: кто кого заражает?
- Что общего имеют раковые заболевания с вирусными инфекциями?
Вирусы знакомы нам с самого детства: именно они виноваты в том, что приходится неделями лежать дома вместо того, чтобы гулять с друзьями. Но вирусы могут быть не только вредными. Некоторые представители группы даже используются в медицине для лечения других инфекций. О том, кто такие вирусы и как их победить, вы узнаете в этой статье.
Общая характеристика вирусов
Вирусы были открыты в 1892 году ученым Д. И. Ивановским, который стал основоположником вирусологии.
Вирусы – неклеточная форма жизни.
Они являются внутриклеточными паразитами и могут проявлять свойства живого только внутри клетки-хозяина. В остальное время они будто спят: летают в воздухе в виде маленьких частиц и в буквальном смысле бездельничают.
Вирусы:
— не имеют клеточного строения;
— являются облигатными внутриклеточными паразитами;
— не имеют собственных систем метаболизма;
— имеют особый способ размножения.
Рассмотрим все эти особенности подробнее.
Формы вирусов
Вирусы существуют в двух формах: внеклеточной (или покоящейся) и внутриклеточной. Внеклеточная форма представлена вирионом. Вирион – это частица, которая не проявляет никаких свойств живого. Поэтому говорят, что вирусы – неклеточная форма жизни.
Облигатные внутриклеточные паразиты
Это организмы, которые просто не могут нормально жить вне организма хозяина. Вирусы совсем не умеют жить самостоятельно. Запомнить термин можно, используя ассоциацию. “Облигатный” схож по звучанию со словом “облачиться”: вирусы “облачились” в клетку хозяина, как в предмет нижнего белья, – и без него “в свет” ни в коем случае не выходят.
Отсутствие метаболизма
Метаболизм – это обмен веществ. Вне клетки хозяина вирусы не могут получать вещества из внешней среды и выделять продукты обмена. Вирионы не размножаются, не питаются, не вырабатывают тепло и не двигаются.
Просыпаются вирусы только тогда, когда попадают в благоприятные условия – в клетку хозяина. Вирус сразу заражает клетку и начинает в ней размножаться. Про размножение надо поговорить отдельно.
Размножение вирусов
Представим, что клетка – завод по производству необходимых для организма белков. Вирусы обманывают её и приносят “рабочим” – рибосомам – другую инструкцию. Так клетка перестает выполнять свои обычные функции и начинает производить вирусные белки. Получается, главная задача вируса – пройти через все этапы защиты клетки и принести неправильную инструкцию на место.
Как это происходит?
- При проникновении вируса внутрь клетки, сначала происходит связывание белков вирусной частицы с белками оболочки клетки.
- Затем происходит слияние клеточной мембраны и вирусной оболочки.
- Вирус проникает в клетку. Здесь содержимое вируса (ДНК или РНК и различные ферменты) освобождается.
- Если вирус содержит РНК, то репликация вирусного генома происходит с помощью фермента обратной транскриптазы. Благодаря ей идет процесс обратной транскрипции: образование вирусной ДНК по вирусной РНК. После этого достраивается вторая цепь ДНК, которая после будет внедряться в геном клетки-хозяина.
Если вирус содержит ДНК, то он сразу внедряет свой генетический материал в ДНК клетки-хозяина с помощью фермента интегразы. Запомним термин: интеграция – это внедрение. Фермент интеграза “разрезает” ДНК клетки-хозяина и “вклеивает” в нее ДНК вируса.
Благодаря всем этим событиям, в клетке начинается процесс синтеза вирусных белков. Таким образом клетка, вместо того, чтобы синтезировать нормальные для ее жизнедеятельности вещества, начинает производить вирусные белки. После этого они будут собираться в новые вирусы и высвобождаться из клетки хозяина.
Строение вирусной частицы
В общем плане вирион (вирусная частица) состоит из:
- генетического материала — молекулы ДНК или РНК,
- и капсида (оболочки).
Однако есть более сложно устроенные вирусы, например, бактериофаги.
Бактериофаги (в переводе с греческого – «пожиратели бактерий») – вирусы, поражающие клетки бактерий. Это значит, что вирусы могут заразить и истребить целую колонию бактерий! Бактериофаги используют в медицине для лечения бактериальных инфекций.
Бактериофаги, или просто фаги – абсолютно естественные природные живые организмы. Благодаря тому, что они существуют практически в равном количестве с бактериями, численность последних строго сдерживается. Иначе, гипотетически, бактерии уже бы захватили весь мир.
Бактериофаги, используемые в медицине, имеют минимум побочных эффектов. Они воздействуют исключительно на клетки патогенных (вредных, опасных) бактерий, не затрагивая клетки человеческого организма.
Разберем строение бактериофага подробнее.
- Головка состоит из генетического материала и защитной оболочки – капсида. Эта часть примерно такая же, как классический вирион, изученный нами чуть раньше.
- Нити (фибриллы), как шасси у лунохода, первыми контактируют с поверхностью посадки – живой клеткой.
- Происходит “стыковка” – базальная пластинка прислоняется к клетке, приоткрывается и между клеткой и бактериофагом образуется проход для генетического материала. ДНК непременно должна поступить в клетку для последующего размножения.
- Стержневидный отросток покрыт сократительным чехлом. Эта часть нужна для того, чтобы ввести генетический материал в клетку хозяина. Стержневидный отросток – это своеобразный шприц, а сократительный чехол в ней действует как поршень, который своим движением проталкивает ДНК или РНК в клетку.
Разнообразие вирусов
Выделяют просто организованные вирусы и сложно организованные. Просто организованные вирусы, такие как бактериофаг, нам уже известны, а сложно организованные вирусы (например, вирус гриппа) имеют дополнительную защитную оболочку – суперкапсид.
В зависимости от нуклеиновой кислоты, входящей в состав вируса, различают ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы.
Большинство вирусов животных и человека (около 80%) являются РНК-содержащими. Хранить наследственную информацию в молекуле РНК – это их уникальная способность. Геном вирусов может быть представлен различными видами нуклеиновых кислот: одно- или двухцепочечными, линейными или кольцевыми.
Вирусные инфекции
Вирусы способны поражать различные живые организмы. Сегодня известно множество инфекционных заболеваний вирусной природы, поражающих животных и человека.
К вирусным заболеваниям относят:
- натуральную оспу,
- бешенство,
- энцефалиты,
- инфекционные гепатиты,
- полиомиелит,
- грипп,
- герпес,
- паротит (свинку),
- корь,
- краснуху и многие другие инфекции.
Было выяснено, что существует ряд вирусов, способных вызывать процессы, приводящие к новообразованиям, к которым и относится рак. Вирусы, или по-другому онковирусы, вызывают мутации в клетке, из-за которых нормальные гены превращаются в онкогены. Онкогены при определенных условиях и вызывают развитие злокачественных опухолей.
Против некоторых вирусов разработаны вакцины, позволяющие предохранять население от развития инфекционных заболеваний. Например, благодаря изобретению вакцины от натуральной оспы людям удалось полностью искоренить это заболевание. Летом 1978 года был зафиксирован последний известный случай оспы.
Применение вакцин основано на введении мертвого или ослабленного антигена в организм для выработки организмом антител и создания искусственного активного иммунитета. К сожалению, не ко всем вирусам вырабатываются антитела, что создает трудности для синтеза новых вакцин.
Механизм выработки иммунитета:
- Встреча антигена (вредоносной частицы) с Т-лимфоцитами – клетками иммунной системы.
- Обезвреживание антигена.
- Передача информации Т-клеткам памяти.
- Выработка антител – белков, убивающих антигены.
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) представляет особую опасность. Он паразитирует преимущественно в Т-лимфоцитах организма человека, выполняющих иммунную функцию. Вирус вызывает гибель Т-лимфоцитов, и, как следствие, снижение иммунитета, что приводит к развитию других инфекций.
ВИЧ можно заразиться при гемотрансфузиях (переливании крови) или незащищенном половом акте. Также инфекция может передаваться от матери к ребенку при родах, такой путь передачи инфекции называется трансплацентарным.
Для лечения вирусных заболеваний используют специальные противовирусные препараты.
Иногда к терапии противовирусными препаратами могут добавляться антибиотики. Это делается с целью профилактики бактериальных осложнений. Например, на фоне гриппозной инфекции часто может развиваться пневмония, вызванная шаровидной бактерией – пневмококком.
В качестве профилактики антибиотики, как правило, назначают лицам, находящимся в группе риска (пожилым людям, людям с хроническими заболеваниями или пониженным иммунитетом).
Термины
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, молекула, обеспечивающая хранение, реализацию и передачу из поколения в поколение генетической информации.
Паразиты – это тип взаимоотношения организмов, при котором один организм живет за счет другого организма и тем самым вредит ему.
РНК – рибонуклеиновая кислота, играет важную роль в хранении и передаче наследственной информации клетки.
Фактчек
- Вирусы были открыты в 1892 году ученым Д. И. Ивановским, ставшим основоположником вирусологии.
- Вирусы не имеют клеточного строения.
- Они являются облигатными внутриклеточными паразитами.
- Не имеют собственных систем метаболизма.
- Вирусы существуют в двух формах: внеклеточной (или покоящейся) и внутриклеточной.
- Вирусы способны истреблять колонии бактерий, эту их способность используют для борьбы с вирусными заболеваниями.
Проверь себя
Задание 1.
К вирусным инфекциям относится…
- сальмонеллез
- дизентерия
- СПИД
- сифилис
Задание 2.
Какое свойство живого характерно для вириона?
- размножение
- дыхание
- метаболизм
- дискретность
Задание 3.
Почему вирусы считаются представителями отдельной империи?
- они имеют ядро
- в клетке находится РНК
- в клетке отсутствуют мембранные органоиды
- они имеют неклеточное строение
Задание 4.
Бактериофаг – это…
- вирус бактерий
- вирус бешенства
- вирус гриппа
- вирус кори
Задание 5.
Из перечисленных ниже заболеваний выберите те, которые вызывают вирусы.
- сальмонеллез
- дифтерия
- паротит
- тонзиллит
Ответы: 1 – 3; 2 – 4; 3 – 4; 4 – 1; 5 – 3.
Вирусы- мельчайшие микроорганизмы, совершенно не похожие на другие формы жизни.
Несмотря на свои крохотные размеры, они являются чрезвычайно опасными для всего живого и могут стать оружием более страшным, чем атомная бомба.
Вирусы являются неклеточной формой жизни, паразитируют внутри клеток других организмов.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Обнаружены вирусы были во второй половине XIX века при изучении ряда болезней животных и растений, имевших непонятную на тот момент природу.
По всем признакам заболевания от одного организма к другому переносились возбудителями, однако увидеть их в световой микроскоп, даже самый мощный на тот момент, никак не удавалось.
К таким заболеваниям относились оспа, грипп, бешенство, корь, чума собак, свиней и другие заболевания, над которыми на тот момент ломали головы ученые всего мира.
Долгие поиски возбудителей болезней оставались безрезультатными, пока в 1892 году русский ученый Д. И. Ивановский не сделал удивительное открытие, доказав существование разносчиков инфекции более мелких, чем все известные бактерии.
Для этого он использовал специальные фильтры с мельчайшими ячейками, через которые даже самая мелкая бактерия пройти не может. Д.Ивановский установил, что возбудитель мозаичной болезни табака без проблем просачивается с водой через такой фильтр.
Значит, он намного меньше хорошо изученных на тот момент бактерий.
Последующие исследования ученых позволили выявить и детально описать свыше 6 тыс. различных вирусов. Эти микроорганизмы присутствуют на нашей планете абсолютно везде и являются возбудителями четверти всех известных заболеваний.
Всем знакомо заболевание ОРВИ, его вызывают различные вирусы при попадании в органы дыхания.
Когда столкнетесь с ОРВИ, помните, что:
- ваш организм сам победит инфекцию за несколько дней, а вы ему можете только помочь, принимая витамин С и препараты, стимулирующие иммунитет
- лекарства не убивают сам вирус, а употребляются только для устранения неприятных симптомов заболевания и для стимулирования иммунитета
- антибиотики применять при ОРВИ совершенно бессмысленно, так как они уничтожают бактерии, а не вирусы
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Победив вирус, ваш иммунитет приобретает к нему стойкий иммунитет на всю жизнь.
Но возможно повторно заболеть ОРВИ уже из за новых вирусов, которых на сегодняшний день известно более трехсот.
Теоретически, переболев каждым из них, вы сможете забыть об ОРВИ навсегда, однако хватит ли вам для этого всей жизни?
Вирусы, в отличие от остальных микроорганизмов, имеют неклеточное строение.
Вирусы не могут жить и размножаться без клетки- хозяина.
Вирусы очень маленькие. Самые крупные из них не превышают размеров мельчайшей бактерии, а самые мелкие сравнимы с крупной молекулой.
Вирусы являются носителем генетического материала.
Вирусы состоят из:
- нуклеиновой кислоты— ДНК или РНК
- капсида и суперкапсида — это защитная оболочка вируса
Капсид- внешняя оболочка вируса, состоящая из белков.
Суперкапсид- дополнительная оболочка, покрывающая капсид многих вирусов. Суперкапсид построен из мембраны клетки- хозяина. Это своеобразная маскировка для вируса.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Вирусы очень избирательны и не могут поражать любые клетки, с которыми соприкасаются.
Например, возбудитель гепатита может размножаться только в клетках печени, а вирус бешенства – только в клетках центральной нервной системы.
По этой причине вирусные заболевания растений не страшны для человека, а инфекции людей не передаются растениям и насекомым.
Формы вирусов:
- шарообразные (вирус гриппа)
- палочкообразные (вирус табачной мозаики)
- кубовидные (вирус оспы)
- многоугольные (вставить рисунок), а также нитевидные вирусы
Вирусы – живые микроорганизмы, так как:
- могут размножаться, воспроизводя себе подобных
- являются носителями генетической информации
- способны мутировать (обладают изменчивостью)
- эволюционируют и приспосабливаются к внешней среде
Вирусы нельзя считать полноценными живыми организмами, так как они:
- не растут
- не имеют клеточного строения
- не могут жить без клетки-хозяина
- не имеют метаболизма, т.е. внутри них не происходят какие-либо химические реакции, необходимые для поддержания жизни
Особое строение и поведение вирусов не позволяет отнести их ни к живым организмам, ни к неживой материи.
С момента их открытия ученые так и не смогли прийти к единому мнению в этом вопросе и предпочитают относить вирусы к особой, уникальной форме жизни.
Вирусы существуют в двух состояниях:
- активном (репродуцирующимся)
- не активном (покой)
Отдельные виды возбудителей кристаллизуются во внешней среде, что позволяет им достаточно долго сохранять свою жизнеспособность.
Например, при благоприятных условиях вирус полиомиелита живет без хозяина 2-3 месяца, а вирус ящера остается опасным на протяжении двух лет.
Активное состояние вируса начинается с момента проникновения в подходящую для его размножения клетку.
Малые размеры позволяют возбудителю легко просочиться через стенки вместе с межклеточной жидкостью и приступить к выполнению своей основной миссии – размножению.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Попав в новый «дом», вирус встраивает свой генетический код в код клетки, становясь с ней единым целым. После этого зараженная клетка начинает производить из собственных ресурсов части вирусов по «чертежам», предоставленным своим новым хозяином.
Таким образом, вирусы синтезируют собственные молекулы ДНК из нуклеотидов клетки-хозяина.
Выходит, что вирус присваивает чужую клетку себе!
Как вирус проникает и живет в клетке:
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Судьба клетки зависит от типа вируса:
- Одни клетки погибают и лопаются от большого количества изготовленных вирусов
- Другие клетки производят новых возбудителей заболевания медленно и продолжают жить неполноценной жизнью достаточно долго
Иммунитет человека формируется за счет трех типов клеток:
- Т-лимфоциты— клетки, которые первыми обнаруживают чужеродное вещество (вирус или бактерию)
- B-клетки по команде Т-лимфоцитов вырабатывают антитела к чужеродному веществу, как бы ставя метку на нем, что этот микроорганизм «чужой»
- фагоциты, или клетки-убийцы, уничтожают вирус или бактерию, если на них есть эти антитела
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) поражает Т-лимфоциты, лишая их возможности дать команду В-клеткам на выработку антител, если нет антител, то и фагоциты не могут видеть вирус и уничтожать его.
Таким образом, вирус иммунодефицита человека не только сам размножается в клетках человека, но и открывает дорогу для бесконтрольного размножения других бактерий и вирусов, ведь иммунная система больше не защищает организм.
Именно ДНК или РНК у вируса является инфекционным началом вируса.
Существуют и другие механизмы взаимодействия вирусов и клеток.
Например, вирус иммунодефицита ВИЧ на основе собственной РНК синтезирует в клетке-хозяине вирусную ДНК, которая затем встраивается в ДНК человека и переходит в геном дочерних клеток.
Пока вирус осуществляет именно эту деятельность, зараженный чувствует себя абсолютно здоровым и не наблюдает у себя каких-либо проявлений болезни.
Спустя некоторое время генетический материал вируса начинает выделяться из генетического кода клетки и производить новые частицы инфекции.
Это и приводит к развитию такого заболевания, как СПИД.
При этом заболевании у человека перестает работать важнейшая функция – его иммунитет.
Организм превращается в лакомый кусочек для вирусов и бактерий, отдаваясь им на съедение без какого-либо сопротивления.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
О том, что существуют невидимые человеческому глазу возбудители инфекций, предполагали еще в древности.
В прошлые века до изобретения и повсеместного использования вакцин вирусные заболевания становились причиной сильнейших эпидемий, уносивших тысячи и миллионы человеческих жизней.
Например, в XVIII веке разбушевавшаяся эпидемия оспы стала причиной смерти около 80% населения Москвы.
Основным оружием против вирусов является иммунитет человека.
Он распознает попавшего в клетки «врага» и начинает вырабатывать к нему антитела.
Побеждает в этой схватке тот, кто окажется быстрее: размножающаяся инфекция или защитный механизм организма.
Для начала синтезирования антител иммунитету необходимо время на изучение и распозвнавание инфекции.
Именно по этой причине вакцины столь эффективны. Они являются чем-то вроде учебного пособия для иммунитета.
После вакцинации организм уже знает, как ему реагировать и чем уничтожать вирус, если он с ним столкнется.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
А еще механизм воздействия на клетку, а также способ размножения вирусов, во многом схож с принципом работы вредоносных компьютерных программ. Именно по этой причине они и получили название «компьютерных вирусов».
Вопрос
1: Перечислите особенности царства вирусов.
1. Вирусы не имеют клеточного
строения (неклеточные формы жизни)
2. Вирусы не имеют обмена
веществ (не питаются , не дышат), не растут не передвигаются.
3. Вирусы имеют только один тип
нуклеиновой кислоты ДНК или РНК.
4. Вирусы – это постоянные
облигатные внутриклеточные паразиты.
5. Вирусы способны
воспроизводить себе подобных только за счет энергетических и структурных
ресурсов клетки, в которой паразитируют.
Вопрос 2: Перечислите особенности строения вирусов.
1.Вирусы не имеют клеточного строения
(неклеточные формы жизни)
2.Основным
структурным компонентом вирусов является нуклеокапсид, т.е. белковый чехол
(капсид) в котором заключен вирусный геном (ДНК или РНК).
3.Нуклеокапсид
большинства вирусов окружен липопротеиновой оболочкой.
4.
Вирусная частица называется вирион.
Вопрос 2: Перечислите этапы
воспроизведения вирусов.
(особенность размножения
вирусов)
1.Вирусы способны воспроизводить себе
подобных за счет энергетических и структурных ресурсов клетки, в которой
паразитируют.
2.Проникновение вируса в клетки:
а. У животных- пиноцитоз и
фагоцитоз.
б. У растений — при повреждении
клеточной стенки.
3. Репликация вирусной нуклеиновой
кислоты.
4. Встраивание вирусной ДНК в клетки
хозяина.
5. Транскрипция( синтез вирусной
иРНК)
6. Трансляция ( синтез вирусных
белков по вирусной иРНК)
7. Сборка вирусных частиц.
8. Выход вируса из клетки.
Вопрос 3. Какой организм изображен
на рисунке. В чем особенности строения и жизнедеятельности этого организма?
1.На рисунке изображен бактериофаг.
2. Бактериофаг- это вирус, поражающий
клетки бактерий.
3. Бактериофаг – это неклеточная
форма жизни.
4. Состоит из белковой головки, в
центре которой находится молекула вирусная ДНК и хвоста.
5. На конце хвоста расположены хвостовые
нити ( отростки), которые контактируют с рецепторными участками на поверхности
бактериальной клетки и закрепляют бактериофаг. Базальная пластинка хвоста
содержит фермент, разрушающий клеточную стенку бактерий, что обеспечивает
проникновение вирусной ДНК.
6.Бактериофаг не имеет собственного
обмена веществ, является паразитом бактерий и воспроизводит себе подобных за счет
энергетических ресурсов клетки бактерий, в которой паразитирует.