Тема: 3.2.3. Вирусы

Тема: 3.2.3. Вирусы

Вирусы (лат. vims — яд) — мельчайшие неклеточные частицы состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновой кислоты (РНК) и белковой оболочки (капсида). Вирусы распознаются по последствиям своего развития и в клетках хозяина. Они разрушают целые комплексы клеток и вызывают поражения тканей. Способность вирусов вносить новую информацию в генетический аппарат клетки хозяина определяет их роль как важнейшего фактора изменчивости и биологической эволюции всего живого. С вирусами связывают возникновение опухолей, атеросклероза, диабета, разнообразных нервно-психических заболеваний и другой инфекционной патологии. Вирусы можно рассматривать как элементарную единицу жизни. С этой точки зрения они являются идеальным объектом изучения для молекулярных биологов и генетиков. Не случайно при изучении вирусов сделаны величайшие биологические открытия XX в. — расшифровка генетического кода и механизма синтеза белка и нуклеиновых кислот. Многие опухоли животных индуцированы вирусами. В 1960-х гг. известным советским вирусологом и иммунологом Л.А.Зильбером (1894-1966) впервые была выдвинута вирусогенетическая теория происхождения опухолей человека. В настоящее время вирусологи активно включились в изучение их природы. В последние десятилетия на фоне существенного снижения эпидемических бактериальных инфекции резко возросло количество вирусных инфекционных заболеваний человека (до 80 % всех инфекционных заболеваний). Грипп, аденовирусные инфекции вирусные гепатиты и другие инфекции вирусной природы продолжают наносить большой ущерб здоровью людей. Вирусы — автономные генетические структуры, которые способны функционировать и репродуцироваться в восприимчивых к ним клетках (бактерий, грибов, растений, простейших, животных и человека), используя генетический и белоксинтезирующий аппарат этих клеток. Основоположником вирусологии является российский ученый Д.И.Ивановский (1864-1920), открывший на рубеже XIX-XX вв. уникальный мир вирусов.

Существует несколько гипотез происхождения вирусов:

• вирусы — потомки доклеточных форм жизни;

• вирусы являются результатом регрессивной эволюции одноклеточных организмов в процессе углубления их паразитизма;

• вирусы произошли от определенных клеточных генов, которые приобрели способность покидать клетку, но сохранили свойство относительно легко в нее возвращаться. Провирусы можно сказать, что это форма жизни, которой присущи своеобразные атрибуты:

• способность к самовоспроизведению (вирусы лишены некоторых ферментов, необходимых для репродукции, и могут размножаться только внутри живой клетки, метаболизм которой после заражения перестраивается на воспроизводство вирусных, а не клеточных компонентов);

• способность передавать потомкам основное свойство — наследственность (отмечается консерватизм наследственности у возбудителя оспы и, наоборот, большая изменчивость у возбудителя гриппа и вирусов иммунодефицита человека);

• генетическая изменчивость;

• адаптация к определенной экологической нише, к определенному хозяину (бактериям, грибам, растениям, насекомым, земноводным, теплокровным животным и человеку);

• способность вызывать инфекцию, размножаться в клетке хозяина (внутрь чувствительной клетки проникает одна вирусная частица, а выходит из нее от 100 до 1 000 новых вирусных частиц);

• функционирование вирусного генома по общим законам генетического кода.

Относясь к представителям живого мира, вирусы имеют ряд принципиальных отличий:

• малые размеры;

• простейшее строение вириона (вируса, находящегося вне клетки);

• отсутствие клеточного строения (цитоплазмы, клеточных мембран, рибосом);

• наличие только одного вида нуклеиновых кислот — ДНК или РНК (по этому принципу вирусы подразделены на два подцарства);

• неспособность к росту и бинарному делению;

• паразитизм на молекулярном (генетическом) уровне, когда, проникая в клетку, вирус полностью разрушает ее;

• способность к объединению с геномом клетки;

Вирусы и фаги

• невозможность существовать без клетки хозяина, так как репродукция возможна только в клетке хозяина. Размеры вирусов колеблются от 20 нм до 400 нм (1 нм = 109м). Изменение размеров вирусов можно заметить на фотографиях, сделанных с помощью микроскопа при большом увеличении. Вирусы, поражающие бактерии, называются фагами. Фаги были открыты в 1917 г, французским ученым д'Эррелем. Название фага происходит от греч «фагос» — пожиратель. Фаги имеют корпускулярное строение и представляют собой шаровидные тела (головки) с отростком. Вирус покрыт белковой оболочкой. В головке фага заключены ДНК или РНК. Размеры фага составляют 45... 100 нм. По сравнению с вирусами фаги более устойчивы к внешней среде. Они хорошо переносят низкие температуры. При 70 С инактивируются, т.е. прекращают активность. Формалин инактивирует фаги через несколько минут. На фаги также губительно действуют ультрафиолетовое и ионизирующее излучения, однако в малых дозах они могут вызвать мутации фагов, а значит — приспособляемость. Фаги используют для усиления иммунитета животных и получения сывороток. В отдельных случаях их применяют для лечения некоторых заболеваний (фаготерапия). Фаги размножаются только внутри микробной клетки. Происходит это следующим образом. Фаги, окружив микробную клетку, проникают внутрь ее, размножаются там и разрушают клетку. Оболочка микробной клетки разрывается, и клетка перестает существовать. Если микробная клетка выжила, то она становится устойчивой к воздействию данного вида фага. Под воздействием фага микробы теряют болезнетворные свойства. Фаги находятся повсюду, где есть бактерии. Их можно обнаружить в сточных водах, речной воде, выделениях человека и животных и т.д.

Задания:

1.Законспектировать лекцию, зарисовать строение бактериофаги. Ответить письменно на вопросы.

1.Что такое вирусы и чем они характеризуются?

2.Что представляют собой фаги? Каковы их свойства?

⇐ Предыдущая 12