Вирусы - неклеточные формы жизни

Вирусные клетки

Открытие вирусов. Вирусы изучает наука вирусология. Открытие этих организмов принадлежит Д.И. Ивановскому - ученому, который долгое время работал в Украине, в частности в Никитском ботаническом саду (Крым). Исследуя мозаичное заболевания табака, он с помощью микробиологических фильтров пытался выделить его возбудителя, который, как предполагал ученый, должен принадлежать к бактериям. Но даже фильтры с мельчайшим диаметром пop не могли его задержать, и профильтрованный сок больного растения вызывал заражения здоровых. Таким образом, в 1892 году Д.И. Ивановский доказал существование новой, неизвестной доселе науке, группы возбудителей заболеваний, которые впоследствии назвали вирусы (от лат. Вирус - яд). Чуть позже были открыты вирусы, поражающие клетки животных, а впоследствии - и бактерий (так называемые бактериофаги). Но поскольку большинство вирусов невозможно заметить в световой микроскоп, настоящее изучение строения и жизнедеятельности вирусов стало возможным лишь в 30-е годы нашего столетия после изобретения электронного микроскопа.

Место вирусов в системе органического мира. По современным представлениям вирусы как внутриклеточные паразиты составляют отдельное царство живой природы-царство Вера. От представителей других царств (бактерий, растений, грибов и животных) вирусы отличаются тем, что не имеют клеточного строения. Долгое время шла дискуссия, можно ли вообще считать вирусы живыми объектами, поскольку вне клетки-хозяином они не проявляют никаких свойств живого: в них отсутствуют обмен веществ, рост, размножение, раздражимость подобное. Только взаимодействуя с синтезирующим аппаратами клеток-хозяев, вирусы способны проявлять свою жизнедеятельность.

У вирусов есть только один вид нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК, вследствие чего различают РНК-и ДНК-содержащие вирусы). В них отсутствуют собственные белоксинтезирующая системы: нуклеиновая кислота вирусов способна вызвать синтез вирусных частиц клеткой-хозяином. Итак, вирусы можно определить как своеобразные неклеточные формы жизни, способные проникать в живые клетки и только там осуществлять свои процессы жизнедеятельности. Подобно другим организмов вирусы имеют собственный наследственный материал, который кодирует синтез вирусных частиц из биохимического материала клетки-хозяина, используя ее биосинтетических аппарат и энергию. Особенности строения и процессов жизнедеятельности вирусов. Вирусные частицы имеют размеры от 15 до сотен нанометров (наибольший среди вирусов животных и человека возбудитель естественной оспы - до 450 нм), иногда - до 2 000 нм (некоторые вирусы растений).

Жизненный цикл вируса состоит из двух фаз: внеклеточной, на которой он не проявляет никаких признаков жизнедеятельности (фаза вирусных частиц) и внутриклеточной (образование комплекса вирус-клетка во время размножения вирусов).

Строение вирусных частиц. Вирусные частицы образуются в клетке-хозяине и попадают во внешнюю среду после ее гибели. Они состоят из молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и оболочки, которая его окружает (мал.37).

В зависимости от структуры и химического состава оболочки вирусы делятся на простые и сложные. Оболочка простых вирусов состоит только из белковых субъединиц, которые образуют упорядоченные спиральные или многогранные структуры (например, вирус табачной мозаики). Они могут иметь палочковидную, нитчатые или шаровидную форму подобное. Геометрическая конфигурация оболочки вирусной частицы является важным признаком при определении вирусов.

Сложные вирусы, в отличие от простых, могут быть дополнительно покрыты липопротеидной поверхностной мембраной, которая представляет собой часть плазматической мембраны клетки-хозяина, и кроме того включает также гликопротеиды (например, вирусы оспы, гепатита В). Основной функцией этих гликопротеидов является распознавание специфических рецепторов на поверхности оболочки клетки-хозяина и прикрепление вирусной частицы к ней. К тому же, эта дополнительная оболочка может сливаться с плазматической мембраной клетки-хозяина, обеспечивая проникновение содержимого вирусной частицы внутрь клетки. В состав дополнительных оболочек могут входить и ферменты, обеспечивающие синтез вирусных ДНК или РНК в кли-тыни-хозяина и некоторые другие реакции.

По строению вирусные нуклеиновые кислоты заметно отличаются от таких клеточных организмов. Вирусные ДНК или РНК могут иметь вид одноцепочечных или двухцепочечной спиралей, образующих удлиненные (линейные) или кольцевые формы; спирали могут скручиваться во вторичные витки подобное.

Вне организма хозяина вирусные частицы некоторое время не теряют способности к заражению. Например, вирус полиомиелита может сохранять инфекционную активность в течение нескольких суток, а оспы - месяцев; вирус гепатита В выдерживает даже кратковременное кипячение.

Механизмы проникновения вируса в клетку-хозяина. Проникновение вируса в клетку-хозяина начинается с взаимодействия вирусной частицы с поверхностью клетки, на которой есть особые рецепторные участки. Оболочка вируса имеет соответствующие прикрепительные белки, «узнают» эти участки. Именно этим обеспечивается высокая специфичность вирусов относительно клеток-хозяев: часто вирусы поражают только определенный тип клеток определенного вида организмов. Если вирус прикрепляется не к рецепторных участков, а в другие места поверхности клетки, то ее заражения может и не состояться. Следовательно, наличие рецепторных участков поверхности клетки определяет ее чувствительность к тому или иному виду вирусов. Прикрепительные белки вирусных частиц в простых вирусов содержатся в белковой оболочке, а в сложных - расположены на поверхности дополнительной мембраны в виде шипов, игл и т.д..

Внутрь клетки-хозяина вирус может проникнуть разными путями. В одних случаях вирусные оболочки сливаются с клеточной мембраной (как у вируса гриппа), в других - вирусная частица попадает в клетку путем пиноцитоза, после чего ферменты клетки-хозяина расщепляют ее оболочку, освобождая нуклеиновую кислоту (вирус полиомиелита животных). В растительные клетки вирусы могут проникать через поврежденные участки клеточной стенки.

Рассмотрим подробнее механизм проникновения вирусов в клети-на-хозяина на примере паразитов бактерий-бактериофагов. Так, бактериофаг Т4 имеет достаточно сложное строение. Он состоит из расширенной части - головки, в который содержится нуклеиновая кислота (ДНК), отростка в виде чехла, напоминающий растяжений пружину, внутри которого проходит полый стержень, и хвостовых нитей, с помощью которых вирус соединяется с рецепторными участками клетки-хозяина.

После прикрепления к поверхности бактериальной клетки бактериофаг Т4 вследствие сокращения чехла будто впрыскивает молекулу нуклеиновой кислоты через пустой стержень внутрь клетки. Пустая оболочка бактериофага остается снаружи клетки-хозяина.

Размножения вирусов - ПОСЛЕ проникновения вируса в клетку-хозяина его нуклеиновая кислота передает наследственную информацию о вирусных белки в белоксинтезирующая аппарат клетки.

В некоторых вирусов вирусная частица содержит иРНК, которая сразу же соединяется с рибосомами хозяина и вызывает синтез вирусных белков, в других иРНК синтезируется на РНК или ДНК вируса. Некоторые РНК-содержащие вирусы, например, ВИЧ (вирус иммунодефицита человека, который приводит к смертельно опасной болезни - СПИДа) в ядре клетки способны вызывать синтез ДНК (явление обратной репликации), а последняя, ??в свою очередь, синтезирует вирусную иРНК.

Особым случаем является встраивание вирусной ДНК в ДНК клетки-хозяина. При этом не происходит независимого синтеза вирусных белков, а только в комплексе с белками клетки. К таким вирусам относятся некоторые бактериофаги и вирусы, которые приводят к определенным раковых заболеваний. Их белки не убивают клетку, однако меняют ее свойства (например, раковые клетки приобретают способность неограниченного роста и частых разделений и т.д.).

В дальнейшем вирусы с помощью продуктов собственной жизнедеятельности подавляют синтез белков клетки-хозяина, т.е. трансляцию информации с ДНК на иРНК клетки и стимулируют синтез собственных белков, используя белоксинтезирующая аппарат клетки-хозяина и его энергетические ресурсы. Вместе молекулы нуклеиновой кислоты вируса удваиваются.

Завершается процесс размножения вирусов в клетке-хозяине составлением вирусных частиц, то есть вирусная нуклеиновая кислота «одевается» в оболочку из синтезированного клеткой вирусного белка. Освобождаются вирусные частицы из клетки-хозяина по-разному. Часто (например, под влиянием бактериофагов) клетка-хозяин разрушается, освобождая вирусные частицы, способные проникать в другие клетки. Во многих сложных вирусов их частицы могут выходить из клетки, «видбруньковуючись» от нее наружу. В последнем случае клетка-хозяин может длительное время сохранять свою жизнеспособность, продуцируя новые поколения вирусов, пока не будут исчерпаны ее энергетические и биохимические ресурсы.

выводы

Вирусы - неклеточные формы жизни, которые составляют отдельное царство органического мира - царство Вера. Это внутриклеточные паразиты, размножающиеся за счет белоксинтезирующая аппарата клетки-хозяина, а за ее пределами не проявляют никаких признаков жизни. Вирусные частицы состоят из оболочки и молекулы нуклеиновой кислоты: РНК (РНК-содержащие вирусы) или ДНК (ДНК-содержащие вирусы). Оболочка простых вирусов построена только из белков, сложные вирусы дополнительно окружены мембраной.

В клетке-хозяине вирус вызывает синтез вирусного белка. Вместе генетический материал вирусов удваивается, образуются новые вирусные частицы, которые освобождаются из клетки-хозяина.

 


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+