Вирусы конспект егэ

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

Вне клетки хозяина находятся в неживом состоянии, ожидая внедрения. Вирусы — облигатные внутриклеточные паразиты.

• Обмен веществ

У вирусов отсутствует обмен веществ с внешней средой (метаболизм).

• Неклеточное строение

Не имеют клеточной мембраны, ограничивающих их от внешней среды, и, соответственно, клеточного строения.

• Не делятся, не размножаются половым путем

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.

• Не растут

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.

НЕКЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ.
Вирусы и фаги (бактериофаги)

Ключевые слова конспекта: неклеточные формы жизни, царство вирусы, фаги (бактериофаги)

---

---

Вирусы являются неклеточной формой жизни и занимают пограничное положение между неживой и живой матерней. Вирусы — внутриклеточные паразиты и могут проявлять свойства живых opганизмов, только попав внутрь клетки.

Отличия вирусов от неживой природы:

1.  способность к размножению;
2.  наследственность и изменчивость

Отличия вирусов от клеточных организмов:

1.  не имеют клеточного строения;
2.  не проявляют обмена веществ и энергии (метаболизма);
3.  могут существовать только как внутриклеточные паразиты;
4.  не увеличиваются в размерах (не растут);
5.  имеют особый способ размножения;
6. имеют только одну нуклеиновую кислоту — либо ДНК, либо РНК.

Вирусы существуют в двух формах:

• покоящейся (внеклеточной), когда их свойства как живых систем не проявляются,
• внутриклеточной, когда осуществляется размножение вирусов.

Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки капсида. Некоторые более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.) помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.

В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.

Проникновение в клетку

При проникновении вируса внутрь клетки специальные белки вирусной частицы связываются с белками-рецепторами клеточной оболочки. В животную клетку вирус может проникать при процессах пино- и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки.

Вирус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нуклеиновой кислоты и белка, из которых собираются новые вирусы. После этого клеточные оболочки разрушаются и новообразованные вирусы покидают клетку, которая при этом погибает.

Бактериофаги (вирусы, паразитирующие на бактериях), как правило, не попадают внутрь клетки, так как этому препятствуют толстые клеточные стенки бактерий. Внутрь клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса.

Полагают, что происхождение вирусов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.

Вирусы — возбудители заболеваний

Вирусы способны поражать различные живые организмы. Первым открытым вирусом был вирус табачной мозаики, поражающий растения. Вирусную природу имеют такие заболевания животных и человека, как натуральная оспа, бешенство, энцефалиты, лихорадки, инфекционные гепатиты, грипп, корь, бородавки, многие злокачественные опухоли, СПИД и др. Кроме того, вирусы способны вызывать генные мутации.

Заболевания у животных	• Бруцеллез
• Лейкоз
• Ящур
• Инфекционная анемия лошадей
• Рак крови кур
• Чума у свиней и птиц. И другие
Заболевания у растений	• Табачная мозаика
• Карликовость
• Желтая сеть
• Пятнистая мозаика
Заболевания у человека	• Оспа
• Гепатит
• Энцефалит
• Краснуха
• Бешенство
• Грипп
• Корь
• Полиомиелит
• Паротит (свинка)
• СПИД и др.

Вирус, вызывающий заболевание СПИДом (синдром приобретённого иммунодефицита), поражает клетки крови, обеспечивающие иммунитет организма. В результате больной СПИДом может погибнуть от любой инфекции. Вирусы СПИДа могут проникнуть в организм человека во время половых сношений, во время инъекций или операций при несоблюдении условий стерилизации. Профилактика СПИДа заключается в избегании случайных половых связей, использовании презервативов, применении одноразовых шприцев.

---

Это конспект по теме «НЕКЛЕТОЧНЫЕ. Вирусы и фаги». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Прокариоты: ЦАРСТВО БАКТЕРИИ
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии.

ОПОРНАЯ СХЕМА: ВИРУСЫ

1. Вирусы – неклеточная форма жизни. Первооткрыватель Д.И. Ивановский. Размеры от 20 -300 нм. Вирусы – инфекционные агенты, попав в клетку, приводят к нарушению нормальных процессов в ней. Вирусы абсолютно не способны к нормальному существованию.

2. Строение вирусов: Генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку, могут содержать ферменты. Вне организма существуют в виде ВИРИОНА – симметричного тела, состоящие из повторяющихся элементов. Сердцевина содержит либо ДНК или РНК, которые могут быть одно цепочечными, двухцепочечными, кольцевыми или линейными. В сердцевине могут находиться ферменты. Капсид — белковая оболочка защищает вирус от ультрафиолета и нуклеаз – ферментов, разрушающих НК. Каждый вирус имеет свои набор белков (одного или нескольких) которые при сборке ВИРИОНА дают оптимальную в энергетическом смысле структуру. Большинство вирионов построены по одному из двух типов: Спиральный: форма палочек, содержат спирально закрученную НК. Такой симметрией обладает большинство вирусов, поражающих растения и некоторые вирусы бактерий. Кубический: капсид имеет форму икосаэдра (двадцатигранника, с 12 вершинами и гранями из равносторонних треугольников). Такой симметрией обладает большинство вирусов, вызывающих заболевания человека и животных. Могут быть и вирусы более сложного строения. Суперкапсид (для некоторых вирусов) содержит гликопротеиды и липиды, позаимствованные из плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирус гриппа – спиральный вирион в оболочке с кубическим типом симметрии.

3. Различают три вида вирусной инфекции:

— литическая (образовавшиеся вирусы одновременно покидают клетку, приводя клетку к гибели)

— персистентная (образовавшиеся вирусы покидают клетку по одному, клетка продолжает жить и делиться, но ее функционирование может измениться)

— латентная (скрытая, материал вируса встраивается в хромосомы клетки и при ее делении воспроизводится и передается дочерним клеткам, но при определенных условиях вирус активизируется, начинается активная сборка его и инфекция развивается либо по персистентному, либо по литическому направлению)

1. Различают ДНК – геномные и РНК – геномные вирусы.

ПРИМЕРЫ

РНК — геномные	ДНК — геномные
Вирус табачной мозаики ВТМ Вирус гриппа Большинство онковирусов (ВСР) Вирус ВИЧ	Бактериофаг Обезьяний вирус SV40 Вирус оспы (самый крупный вирус)

1. Различают РНК вирусы с позитивным геномом (содержат м-РНК) и негативным геномом (например, вирус гриппа). РНК его является минус цепью и не кодирует белков. Комплементарная ей плюс цепь РНК несет информацию о создании новых вирусных частиц. Она же служит матрицей для образования большого количества вирусных минус цепей РНК.

2. Явление обратной транскрипции: Было открыто на примере ВСР (вирус саркомы Рауса). РНК (вируса) – одна из цепей ДНК – вторая цепь ДНК (образуется двухцепочечная ДНК) – встраивание в хромосому клетки – хозяина (этот процесс называется интеграцией). Вирусный геном в форме интегрированной ДНК, синтезированной на проникшей в клетку вирусной РНК с помощью обратной транскриптазы, называется ПРОВИРУСОМ. РНК содержащие вирусы помимо заболеваний являются и переносчиками генетической информации между видами.

3. Репродукция вируса. Стадии:

— осаждение

— проникновение (эндоцитоз, иньекция)

— разрушение вирусных оболочек

— синтез ДНК на РНК (если нужно)

— встраивание ДНК вируса в ДНК клетки – хозяина

— репликация НК вируса

— синтез белков капсида

— самосборка вирусов

— выход из клетки

Подготовка к ЕГЭ

Система и многообразие органического
мира

Империи
Доклеточная	Клеточная
Вирусы и фаги	надцарства
Прокариоты    (доядерные)	Эукариоты (ядерные)
Царство Бактерии (Дробянки) Царство Цианеи	Царство Протисты (Простейшие) Царство Грибы Царство Растения Царство Животные

Систематика – занимается описанием
и обозначением всех существующих и вымерших видов организмов, а также их
распределение по различным группам. Карл Линней (шведский ботаник) ввел
бинарную номенклатуру, т.е. двойные названия у вида (одуванчик лекарственный,
подорожник большой, человек разумный).

Систематические
категории растений: вид – род – семейство – порядок – класс – отдел – царство

Например: клевер
луговой – клевер – бобовые – бобовоцветные – двудольные – цветковые — растения

Систематические
категории животных: вид – род – семейство – отряд – класс – тип – царство

Например: медведь
бурый – медведь – медвежьи – хищные – млекопитающие – хордовые — животные

Таксон – группа
организмов, связанных определенной степенью родства. Вид, род, семейство, отряд
(порядок), класс, тип (отдел), царство – основные таксономические
(систематические) категории.

Вирусы

Вирусы открыты
русским ученым Д.И.Ивановским в 1882 году.  Предполагается, что
вирусы представляют собой фрагменты клеток, сохранившие только наследственный
аппарат и защитную белковую капсулу и приспособившиеся к паразитическому образу
жизни. Вирусы – облигатные (обязательные) паразиты.

Вирусы могут
содержать ДНК или РНК. ДНК-содержащие вирусы имеют двухцепочечную или
одноцепочечную ДНК. Это вирусы гепатита, герпеса, оспы, бородавок. РНК-содержащие
вирусы имеют линейную одноцепочечную или двухцепочечную РНК.  Это  вирусы
СПИДа, полиомиелита, гриппа, бешенства, паротита (свинки), кори.

Вирион – покоящаяся стадия вируса (сформированная вирусная частица). Вироиды
– короткие одноцепочечные молекулы РНК, лишенные капсида (возбудитель
раннего старческого слабоумия). Бактериофаги (фаги) – паразиты бактерий.
Вирулентные фаги образуют в бактериальной клетке новое поколение фагов,
приводя ее к разрушению. Умеренные фаги (профаги) включают свою ДНК в
ДНК клетки хозяина, которая способна реплицироваться с ДНК хозяина, не вызывая
гибель хозяина. Во внешней среде многие вирусы имеют форму кристаллов.
Вирулентность вируса – степень болезнетворности (патогенности) вируса.
Вирус имеет две формы: репродуцирующую и покоящуюся.

Строение: вирус содержит ДНК или РНК, не связанную с белками, заключенную в
белковую оболочку – капсид. Капсид состоит из повторяющихся субъединиц –
капсомеров. Некоторые вирусы (герпеса, гриппа) имеют липопротеидную оболочку,
образованную из плазматической мембраны клетки. Бактериофаги состоят из
головки, содержащей генетический аппарат, шейки, хвоста, базальной пластинки и
хвостовых нитей.

       

Процессы
жизнедеятельности проявляются у вирусов только при попадании в клетку, так как
они не имеют своих систем энергообеспечения. В клетку попадает ДНК или РНК
вирусов, которая реплицируется и использует рибосомы клетки хозяина для синтеза
специфических белков вируса. При этом клетка погибает, и образуются новые
вирусные частицы (литический цикл). В некоторых случаях вирусы и бактериофаги могут
встраивать свою ДНК в ДНК клетки хозяина, ИЗМЕНЯЯ ПРИ ЭТОМ ЕЕ СВОЙСТВА, НО, НЕ
ПРИВОДЯ К ГИБЕЛИ (ЛИЗОГЕНИЧЕСКИЙ ЦИКЛ).  Вирусам из свойств живого присущи
наследственность и изменчивость.

Значение вирусов. Возбудители болезней растений: табачная мозаика. Возбудители болезней
животных: бешенство. Возбудители заболеваний человека: ВИЧ, гриппа, гепатита,
кори. Бактериофаги иногда используются для лечения бактериальных инфекций
(дизентерии). В микробиологической промышленности бактериофаги могут подавлять
развитие полезных микроорганизмов (при производстве антибиотиков). Широко
используются в генной инженерии.

ВИЧ. Вирус
иммунодефицита человека – возбудитель СПИДа.
Его геном представлен двухцепочечной молекулой РНК. Вирус, проникнув в клетку,
высвобождает РНК и фермент обратную транскриптазу, которая на вирусной
РНК синтезирует комплементарную нить ДНК, способную удваиваться. Образуется
ДНК-копия вирусного генома. Она проникает в ядро инфицированной клетки и
встраивается в ее геном, где может храниться много лет. При СПИДе поражается
система клеточного иммунитета (лимфоциты), что приводит к снижению
сопротивляемости инфекционным заболеваниям и развитию злокачественных опухолей.
Заражение СПИДом чаще всего происходит при случайных половых контактах,
использовании нестерильных медицинских инструментов (шприц среди наркоманов).
Основные меры профилактики – избегать случайных половых контактов, не
пользоваться нестерильными медицинскими инструментами.

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:

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.

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? 

1. При проникновении вируса внутрь клетки, сначала происходит связывание белков вирусной частицы с белками оболочки клетки. 

1. Затем происходит слияние клеточной мембраны и вирусной оболочки. 

1. Вирус проникает в клетку. Здесь содержимое вируса (ДНК или РНК и различные ферменты) освобождается.

1. 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.

Разберем строение бактериофага подробнее.

1. Головка состоит из генетического материала и защитной оболочки – капсида. Эта часть примерно такая же, как классический вирион, изученный нами чуть раньше.

1. Нити (фибриллы), как шасси у лунохода, первыми контактируют с поверхностью посадки – живой клеткой. 

1. 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.

1. 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. 

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:

1. Встреча антигена (вредоносной частицы) с Т-лимфоцитами – клетками иммунной системы.
2. Обезвреживание антигена.
3. Передача информации Т-клеткам памяти.
4. 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…

1. сальмонеллез
2. дизентерия
3. СПИД
4. сифилис 

Задание 2. 
Какое свойство живого характерно для вириона?

1. размножение
2. дыхание
3. метаболизм
4. дискретность

Задание 3. 
Почему вирусы считаются представителями отдельной империи?

1. они имеют ядро
2. в клетке находится РНК
3. в клетке отсутствуют мембранные органоиды
4. они имеют неклеточное строение

Задание 4.
Бактериофаг – это…

1. вирус бактерий
2. вирус бешенства
3. вирус гриппа
4. вирус кори

Задание 5. 
Из перечисленных ниже заболеваний выберите те, которые вызывают вирусы.

1. сальмонеллез
2. дифтерия
3. паротит
4. тонзиллит

Ответы: 1 – 3; 2 – 4; 3 – 4; 4 – 1; 5 – 3.