Строение вирусов

 

Вирусы - это паразитические неклеточные системы, способны размножаться в живых клетках. Изучение вирусов было начато в 1892 году Д. И. Ивановским, который выяснил, что возбудитель мозаики табака не растет на питательных средах и проходит сквозь бактериальные фильтры. Характерными особенностями вирусов является наличие у них только одного типа нуклеиновой кислоты (в зависимости от вида ви-руса это может быть ДНК или РНК) и отсутствие у них собственных систем синтеза белков и преобразования энергии. поэтому вирусы не могут размножаться самостоятельно и являются облигатными внутриклеточными паразитами. Сейчас описано уже более двух тысяч видов вирусов, поражающих представителей всех царств живой природы.

 

Вне клетки-хозяином вирусы существуют в форме вирионов. Их размер очень мал - от 20 до 400 нанометров. Вирион - это нуклеиновая кислота, упакованная в специальную белковую оболочку - капсид. если вирионы вируса имеют только белковую оболочку, то такой вирус относят к простым вирусов. В отличие от них группа сложных вирусов имеет еще одну оболочку - суперкапсид, которая формируется из фрагмента мембраны клетки-хозяина. В эту мембрану встраиваются белки и гликопротеиды самого вируса. Количество белков, из которых состоит капсид, невелика. Их характерной особенностью является способность к са-мозбирання. Морфологические формы капсида также не очень разнообразны. В большинстве случаев они имеют форму палочки, нитки, шарики или правильного многогранника. Однако, бывают вирусы, которые имеют и более сложную форму.

 

Небольшой размер и простота строения вирусов связана с небольшим количеством генов в их геноме. Некоторые вирусы кодируют только один белок (вирусы-сателлиты, которые могут размножаться только с помощью других вирусов), многие вирусы кодирует 5-10 белков, а некоторые, самые, вирусы могут кодировать до 200 белков. Рекордным является геном мимивируса (паразит амеб), содержащий более 900 генов. Это даже больше, чем количество генов в геноме некоторых маленьких клеточных организмов. Однако, как и все другие вирусы, мимивируса не имеет генов, кодирующих рибосомальные белки. Он способен самостоятельно расти и размножаться вне клетки-хозяином и поддерживать гомеостаз. Его компоненты синтезируются отдельно системами клетки-хозяина и самозбираються в целый вирус, тоже характерна для вирусов признаку.

 

Жизненный цикл вирусов

 

Жизни вируса можно разделить на две главные фазы. На одной из них он существует в виде вириона вне клеток живых организмов, а на второй - внутри живых клеток. В форме вириона вирусы не способны к росту и размножению и поддержания гомеостаза. Но в этом состоянии они способны образовывать кристаллы, не характерно для живых организмов. Главная задача вириона - найти нужную клетку и проникнуть в нее. Осуществляться это может как путем простого механического переноса (например, капельный путь передачи вируса гриппа), так и с помощью посредников (например, перенос вирусов растений с помощью тлей).

 

После обнаружения нужной клетки (вирус узнает ее за специфическими рецепторами, расположенными на мембране) вирус проникает в ее цитоплазму. Это может достигаться несколькими путями. Вирусы животных могут маскироваться под какую-то важную макромолекулу, и клетка сама их поглощает путем эндоцитоза. Вирусы растений проникают в клетки, используя механические повреждения клеточной стенки, а затем распространяются по цитоплазматическим мостикам между клетками. Некоторые бактериофаги с помощью специальных структур капсида просто протыкают клеточную стенку и мембрану клетки и впрыскивают внутрь свою нуклеиновую кислоту.

 

После попадания в цитоплазму вирус блокирует работу ДНК клетки-хозяина и начинает управлять работой систем клетки. Он использует ее ресурсы для синтеза собственных белков и нуклеиновых кислот. Из синтезированных белков и нуклеиновых кислот путем само-сборки образуются новые вирионы. Когда ресурсы клетки заканчиваются, она погибает, а вирионы выходят в окружающую среду.

 

Существует еще один вариант развития событий после попадания вируса в клетку. В этом случае ДНК вируса (или ДНК, синтезированная с вирусной РНК с помощью специального фермента обратной транс-криптазы) встраивается в ДНК клетки-хозяина. В таком состоянии она может оставаться неактивным очень долго. Интересно, что во время своего размножения клетка будет воспроизводить ДНК вируса, передавая его двум своим дочерним клеткам. Такое состояние клетки называется носительством. Если организм хозяина по каким-то причинам начинает ослабевать и уменьшает активность своей системы защиты, скрытая вирусная ДНК может начать активную деятельность и вызвать острую фазу вирусной инфекции.

 

Происхождение вирусов

 

Существует несколько версий происхождения вирусов. Согласно одной из гипотез, вирусы образовались путем упрощения бактерий, которые перешли к внутриклеточному паразитизму. В пользу этой теории свидетельствуют особенности строения мимивируса и других крупнейших ДНК-содержащих вирусов.

 

Согласно другой точке зрения, вирусы образовались из мобильных генетических элементов клетки-хозяина, которые приобрели способность перемещаться не только в пределах одного генома, но и вне родительской клетки. В пользу этой теории свидетельствуют особенности строения вирусов-сателлитов и вироиды. Вироиды являются паразитами растений. Фактически это маленькие молекулы РНК, которые не имеют клеточной оболочки, но ведут себя как вирусы. Они способны вызывать определенные симптомы заболевания и инфицировать незараженные растения. Вполне возможно, что различные вирусы имеют разное происхождение и правильными являются обе гипотезы.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+