Строение вирусов – биология

Строение и жизнедеятельность вирусов. Классификация вирусов | Биология

Строение вирусов - биологияСтроение и жизнедеятельность вирусов. Классификация вирусов

Размеры – от 15 до 2000 нм (некоторые вирусы растений). Наибольшим среди вирусов животных и человека является возбудитель естественной оспы – до 450 нм.

Состоят вирусы из одной молекулы нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК, как одноцепочечной, так и двухцепочечной (имеют собственный наследственный материал), которые образуют линейные или кольцевые формы, – и оболочки. В состав вирусов не входит вода.

В зависимости от вида нуклеиновой кислоты различают РНК- (рибовирусы) и ДНК- (дезоксивирусы) содержащие вирусы. Вирусы, паразитирующие в клетках животных и человека, содержат ДНК или РНК; паразитирующие в клетках растений – лишь ДНК.

В зависимости от структуры и химического состава оболочки вирусы делят на простые и сложные.

Простые вирусы

Простые вирусы имеют оболочку – капсид, которая состоит лишь из белковых субъединиц (капсомеров). Капсомеры большинства вирусов имеют спиральную или кубическую симметрию.

Вирионы со спиральной симметрией имеют палочкообразную форму. По спиральному типу симметрии построено большинство вирусов, поражающих растения.

Большая часть вирусов, поражающих клетки человека и животных, имеют кубический тип симметрии.

Сложные вирусы

Сложные вирусы могут быть дополнительно покрыты липопротеидной поверхностной мембраной с гликопротеидами, которые являются частью плазматической мембраны клетки хозяина (например, вирусы оспы, гепатита В), то есть имеют суперкапсид. С помощью гликопротеидов происходит распознавание специфических рецепторов на поверхности оболочки клетки хозяина и прикрепление вирусной частицы к ней.

Углеводные участки гликопротеидов выступают над поверхностью вируса в виде заостренных палочек. Дополнительная оболочка может сливаться с плазматической мембраной клетки хозяина и способствовать проникновению содержимого вирусной частицы вглубь клетки. Дополнительные оболочки могут включать ферменты, обеспечивающие синтез вирусных нуклеиновых кислот в клетке хозяина и некоторые другие реакции.

Бактериофаги имеют довольно сложное строение. Их относят к сложным вирусам. Например, бактериофаг Т4 состоит из расширенной части – головки, отростка и хвостовых нитей.

Головка состоит из капсида, в котором содержится нуклеиновая кислота.

Отросток включает воротничок, полый стержень, окруженный сокращающимся чехлом и напоминающий растянутую пружину, и базальную пластинку с хвостовыми шипами и нитями.

Классификация вирусов

Классификация вирусов основана на симметрии вирусов, наличии или отсутствии внешней оболочки.

Дезоксивирусы Рибовирусы
ДНКдвухцепочечная ДНКодноцепочечная РНКдвухцепочечная РНКодноцепочечная
Кубический тип симметрии:– без внешних оболочек (аденовирусы);– с внешними оболочками (герпес) Кубический тип симметрии:– без внешних оболочек (некоторые фаги) Кубический тип симметрии:– без внешних оболочек (ретровирусы, вирусы ранковых опухолей растений) Кубический тип симметрии:– без внешних оболочек (энтеровирусы, полиовирус)Спиральный тип симметрии:– без внешних оболочек (вирус табачной мозаики);– с внешними оболочками (гриппа, бешенства, онкогенные РНК-содержащие вирусы)
Смешанный тип симметрии (Т-парные бактериофаги)
Без определенного типа симметрии (оспы)

Проявляют жизнедеятельность вирусы только в клетках живых организмов. Их нуклеиновая кислота способна вызвать синтез вирусных частиц клетки хозяина. Вне клетки вирусы не проявляют признаков жизни и называются вирионами.

Жизненный цикл вируса состоит из двух фаз: внеклеточной (вирион), в которой он не проявляет признаков жизнедеятельности, и внутриклеточной.

Вирусные частицы вне организма хозяина некоторое время не теряют способности к заражению. Например, вирус полиомиелита может сохранять инфекционную активность на протяжении нескольких суток, оспы – месяцев.

Вирус гепатита В сохраняет ее даже при кратковременном кипячении.

Активные процессы одних вирусов протекают в ядре, других – в цитоплазме, у некоторых – и в ядре, и в цитоплазме.

Типы взаимодействия клеток и вирусов

Взаимодействие клеток и вирусов бывает нескольких типов:

  1. Продуктивного – нуклеиновая кислота вируса индуцирует в клетке хозяина синтез собственных веществ с образованием нового поколения.
  2. Абортивного – репродукция прерывается на какой-нибудь стадии, и новое поколение не образуется.
  3. Вирогенного – нуклеиновая кислота вируса встраивается в геном клетки хозяина и не способна к репродукции.

Молекулярный уровеньУровни организации живого

Источник: https://xn—-9sbecybtxb6o.xn--p1ai/obshchaya-biologiya/stroenie-i-zhiznedeyatelnost-virusov-klassifikatsiya-virusov/

Неклеточные формы жизни. Вирусы и бактериофаги. Видеоурок. Биология 10 Класс

В 1892 году Д.И. Ивановский (см. Рис. 1), изучая мозаичную болезнь табака (см. Рис. 2), установил, что причиной заболевания является некое инфекционное начало, содержащееся в листьях больных растений, которое проходит через фильтр, задерживающий обыкновенные бактерии. Если профильтрованный сок внести в листья здоровых растений, то они также заболевают мозаичной болезнью.

Рис. 1. Д.И. Ивановский

Рис. 2. Мозаичная болезнь табака

В 1898 году независимо от Ивановского аналогичные результаты получил голландский микробиолог М. Бейеринк. Однако он предположил, что мозаичную болезнь табака вызывают не мельчайшие бактерии, а некое жидкое заразное начало, которое он назвал фильтрующим вирусом.

Размеры вирусов определяются нанометрами (20-200 нм), поэтому их изучение началось после открытия электронного микроскопа. В настоящее время описаны вирусы практически всех групп живых организмов.

Вирусы – неклеточные формы жизни. Они состоят (см. Рис.

3) из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид.

У некоторых вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Рис. 3. Строение вируса

Вирусы не способны к самостоятельной жизнедеятельности. Они могут проявлять свойства живого, только попав в клетку-хозяина. Они используют потенциал и энергию этой клетки для создания своих новых вирусных частиц, следовательно, вирусы являются внутриклеточными паразитами.

Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. Каждый вирус ищет своего хозяина, то есть клетки строго определенного вида. Например, вирус – возбудитель гепатита (желтуха) проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита (свинка) – только в клетках околоушных слюнных желез человека.

Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК начинает взаимодействовать с ее генетическим аппаратом таким образом, что клетка начинает синтезировать белки, свойственные вирусу (см. Рис. 4).

Рис. 4. Схема репродукции вируса

В дальнейшем пораженная вирусами клетка может буквально «лопнуть», и из нее выйдет большое число вирусных частиц. Иногда вирусы выделяются из клетки постепенно, по одному, и зараженная клетка живет долго – такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется продуктивным.

При заражении ретровирусом (например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)), у которого в качестве генетического материала используется молекула РНК, наблюдается другая картина.

При попадании ретровируса в клетку-хозяина происходит обратная транскрипция. То есть на основе вирусной РНК синтезируется вирусная ДНК, которая встраивается в ДНК человека.

Такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется интегративным, а встроенная в состав хромосомы клетки ДНК вируса называется провирусом. Далее провирус реплицируется (удваивается) в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток.

Однако под влиянием некоторых физических и химических факторов провирус может выщепляться из хромосомы клетки и переходить к продуктивному типу взаимодействия, то есть синтезировать новые вирусные частицы.

При заражении ВИЧ человек чувствует себя здоровым, пока вирусный генетический материал встроен в хромосому человека. Однако при выщеплении этого вирусного генетического материала из клетки она начинает образовывать новые вирусные частицы, вследствие чего развивается смертельное заболевание – синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Вирусы являются возбудителями большого количества заболеваний человека: корь, грипп, оспа, краснуха, энцефалит, свинка, гепатиты, СПИД.

Известен также целый ряд заболеваний растений, вызываемых вирусами, например мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов или скручивание листьев картофеля.

Всего описано около 500 видов вирусов, поражающих клетки позвоночных животных, и около 300 вирусов растений. Некоторые вирусы участвуют в злокачественном перерождении клеток и тем самым провоцируют онкологические заболевания.

В зависимости от содержащегося генетического материала вирусы подразделяются на ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

Читайте также:  Особенности внутреннего строения и жизнедеятельности рыб - биология

РНК-содержащие вирусы

Одноцепочные РНК-содержащие вирусы подразделяются на:

1. Плюс-нитевые (положительные). Плюс-нить РНК этих вирусов вы­полняет наследственную (геномную) функцию и функцию информационной РНК (иРНК).

2. Минус-нитевые (отрицательные). Минус-нить РНК этих вирусов выпол­няет только наследственную функцию.

К РНК-содержащим вирусам относятся более  вирусов, вызывающих респираторные заболевания, а также вирус гриппа, кори, краснухи, свинки, ВИЧ. Также существует специфическая группа вирусов – арбовирусы, которые переносятся членистоногими.

ДНК-содержащие вирусы

Двухцепочные ДНК-содержащие вирусы вызывают такие заболевания, как папиллома человека или герпес, гепатит В (гепатит А и гепатит С вызывается РНК-содержащими вирусами).

ДНК-содержащие вирусы поражают также растения. Они вызывают, например, золотую мозаику бобов или полосатость у кукурузы.

По своему строению вирус гепатита С – это РНК-содержащий вирус, имеющий сферическую форму, сложно устроенный (см. Рис. 5).

В качестве генетического материала такой вирус содержит линейную однонитчатую молекулу РНК.

Рис. 5. Гепатит С

Врачи называют гепатит С «ласковым убийцей», так как у этой болезни практически полностью отсутствуют симптомы. По причине бессимптомного течения болезни, диагностировать ее очень сложно: как правило, многие пациенты узнают о том, что заражены этим вирусом, совершенно случайно, к примеру, на плановых обследованиях.

Ласковый убийца умело маскируется под другие недуги, которые сопровождаются слабостью, быстрой утомляемостью или астенией. Коварный гепатит C может на протяжении нескольких лет разрушать печень человека, не давая ему при этом возможности начать эффективное своевременное лечение.

При переходе в хроническую стадию инфекции гепатит становится причиной цирроза или онкологических патологий печени.

Вопреки бытующим предрассудкам, подцепить вирус гепатита C невозможно через социальные контакты (поцелуи, объятия), через продукты или воду, через грудное молоко. Вы ничем не рискнете, если разделите с носителем вируса трапезу или напитки. Заразиться гепатитом C можно при контакте с кровью инфицированного человека либо половым путем.

В настоящее время для лечения гепатита С используют два препарата: Интерферон альфа и Рибавирин.

Рис. 6. Бактериофаг (Источник)

Особую группу вирусов составляют бактериофаги (или просто фаги), которые заражают бактериальные клетки (см. Рис. 6). Фаг укрепляется на поверхности бактерии при помощи специальных ножек и вводит в ее цитоплазму полый стержень, через который проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК.

Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь бактериальной клетки, а капсид остается снаружи. В цитоплазме начинается репликация генетического материала фага, синтез его белков, построение капсида и сборка новых фагов.

Уже через 10 мин после заражения в бактерии формируются новые фаги, а через полчаса бактериальная клетка разрушается, и из нее выходят около 200 заново сформированных вирусов – фагов, способных заражать другие бактериальные клетки (см. Рис. 7).

 Некоторые фаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.

Рис. 7. Схема размножения бактериофага (Источник)

Список литературы

  1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
  2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П.В. Ижевский, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.
  3. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
  4. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

  1. Вопросы в конце параграфа 20 (стр. 81) – Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. «Общая биология», 10-11 класс (Источник)
  2. Когда вирусы проявляют свойства живых организмов?
  3. Кто открыл вирусы?

Источник: https://interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/nekletochnye-formy-zhizni-virusy-i-bakteriofagi?testcases

Биология – Вирусы. Строение и размножение. Бактериофаги

Вирусы – доклеточные формы жизни, которые являются облигатными внутриклеточными паразитами, т. е. могут существовать и размножаться только внутри организма хозяина.

Многие вирусы являются возбудителями заболеваний, таких как СПИД, коревая краснуха, эпидемический паротит (свинка), ветряная и натуральная оспа.

Вирусы имеют микроскопические размеры, многие из них способны проходить через любые фильтры. В отличие от бактерий, вирусы нельзя выращивать на питательных средах, так как вне организма они не проявляют свойств живого. Вне живого организма (хозяина) вирусы представляют собой кристаллы веществ, не имеющих никаких свойств живых систем.

Строение вирусов

Зрелые вирусные частицы называются вирионами. Фактически они представляют собой геном, покрытый сверху белковой оболочкой. Эта оболочка – капсид. Она построена из белковых молекул, защищающих генетический материал вируса от воздействия нуклеаз – ферментов, разрушающих нуклеиновые кислоты.

У некоторых вирусов поверх капсида располагается суперкапсидная оболочка, также построенная из белка. Генетический материал представлен нуклеиновой кислотой. У одних вирусов это ДНК (так называемые ДНК-овые вирусы), у других – РНК (РНК-овые вирусы).

Размножение вирусов

При внедрении вируса внутрь клетки-хозяина происходит освобождение молекулы нуклеиновой кислоты от белка, поэтому в клетку попадает только чистый и незащищенный генетический материал. Если вирус ДНК, то молекула ДНК встраивается в молекулу ДНК хозяина и воспроизводится вместе с ней.

Так появляются новые вирусные ДНК. Все процессы, протекающие в клетке, замедляются, клетка начинает работать на воспроизводство вируса. Так как вирус является облигатным паразитом, то для его жизни необходима клетка-хозяин, поэтому она не погибает в процессе размножения вируса.

Гибель клетки происходит только после выхода из нее вирусных частиц.

Ретровирус, обеспечивающие обратную транскрипцию: на матрице РНК строится одноцепочечная молекула ДНК. Из свободных нуклеотидов достраивается комплементарная цепь, которая и встраивается в геном клетки-хозяина. С полученной ДНК информация переписывается на молекулу и-РНК, на матрице которой затем синтезируются белки ретровируса.

Бактериофаги

Это вирусы, паразитирующие на бактериях. Они играют большую роль в медицине и широко применяются при лечении гнойных заболеваний, вызванных стафилококками и др.

Генетический материал нахо-дитсяв головке бактериофага, которая сверху покрыта белковой оболочкой (капсидом). Их функция – узнавать свой вид бактерий, осуществлять прикрепление фага к клетке.

После прикрепления ДНК выдавливается в бактериальную клетку, а оболочки остаются снаружи.

Источник: https://cribs.me/biologiya/virusy-stroenie-i-razmnozhenie-bakteriofagi

Биология и медицина

Вирусные геномы содержат от нескольких до 200 генов и могут быть представлены:

– одноцепочечной ДНК ;

– двухцепочечной ДНК ;

– плюс-цепью РНК ;

– минус-цепью РНК ;

– сегментированной минус-цепью РНК ;

– сегментированной двухцепочечной РНК .

Плюс-цепь вирусной РНК может непосредственно служить матрицей для синтеза белка на рибосомах клетки-хозяина. На минус-цепи РНК синтезируется комплементарная ей цепь, которая и участвует в синтезе белка.

В состав сердцевины вирусов обычно входят белки одного или нескольких типов, связанные с нуклеиновой кислотой. Вирусная нуклеиновая кислота практически всегда окружена белковой оболочкой – капсидом .

Поскольку объем информации, закодированной в вирусном геноме, ограничен, капсид, как правило, строится из идентичных субъединиц – капсомеров, которые, в свою очередь, образованы белками одного или нескольких типов. Капсомеры укладываются в капсиды со спиральным или икосаэдрическим типом симметрии.

Капсиды со спиральным типом симметрии обычно имеют палочковидную или нитевидную форму. В основе капсидов с икосаэдрическим типом симметрии лежит фигура икосаэдра; форма таких капсидов приближается к сферической.

Капсид вместе с находящейся в нем нуклеиновой кислотой называют нуклеокапсидом .

Многие патогенные вирусы состоят только из нуклеокапсида ; другие, более сложно организованные вирусы содержат еще и внешнюю оболочку.

Последняя образуется из мембраны зараженной клетки; при этом в клеточную мембрану встраиваются вирусные гликопротеиды. Пространство между нуклеокапсидом и внешней оболочкой обычно заполнено белками матрикса.

Читайте также:  Организм — открытая система - биология

Разрушение внешней оболочки под действием растворителей и неионных детергентов инактивирует вирусы.

Вирусы, состоящие только из нуклеокапсида , обычно более устойчивы.

Строение имеющего внешнюю оболочку ДНК-содержащего вируса из семейства герпесвирусов представлено на рис. 182.1 . Сведения о вирусах, патогенных для человека, собраны в табл. 182.1 , а рис. 182.2 демонстрирует относительные размеры и строение этих вирусов.

Вне зависимости от типа инфекции и характера заболевания все вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую. Отдельные вирусные частицы – вирионы представляют собой симметричные тела, состоящие из повторяющихся элементов.

В сердцевине каждого вириона находится генетический материал, представленный молекулами ДНК или РНК. Велико разнообразие форм этих молекул: есть вирусы, содержащие двухцепочечную ДНК в кольцевой или линейной форме; вирусы с одноцепочечной кольцевой ДНК; одноцепочечной или двухцепочечной РНК; содержащие две идентичные одноцепочечные РНК.

Генетический материал вируса (геном) оружен капсидом – белковой оболочкой, защищающей его как от действия нуклеаз – ферментов, разрушающих нуклеиновые кислоты, так и от воздействия ультрафиолетового излучения. Капсиды состоят из многократно повторенных полипептидных цепей одного или нескольких типов белков.

В основе взаимодействия вирусных белков друг с другом и с нуклеиновой кислотой лежит закон термодинамики, гласящий, что устойчивость системы приобретается при достижении минимального уровня свободной энергии. Для каждого вируса существует свой набор белков, который при сборке вириона дает оптимальную в энергетическом плане форму капсида.

Большинство вирусов построены по одному из двух типов симметрии – спиральной или кубической.

Вирионы со спиральной симметрией имеют форму продолговатых палочек ( рис. 56 ). В центре находится спирально закрученная нуклеиновая кислота ( рис. 57 ). Капсид состоит из идентичных субъединиц белка, спирально расположенных вдоль молекулы нуклеиновой кислоты.

По спиральному типу симметрии построено большинство вирусов, поражающих растения, и некоторые вирусы бактерий, так называемые бактериофаги или просто фаги ( рис. 58 ). Большая часть вирусов, вызывающих инфекции у человека и животных, имеет кубический тип симметрии.

Капсид почти всегда имеет форму икосаэдра – правильного двадцатигранника с двенадцатью вершинами и с гранями из равносторонних треугольников ( рис. 59 ).

Существуют вирусы и с более сложным строением. Некоторые фаги помимо икосаэдрической головки содержащей генетический материал имеют полый цилиндрический отросток, окруженный чехлом из сократительных белков и заканчивающийся шестиугольной площадкой с шестью короткими выростами и шестью длинными фибриллами – нитями.

Такая сложная конструкция обеспечивает впрыскивание генетического материала фага внутрь бактериальной клетки. Многие вирусы помимо белкового капсида имеют внешнюю оболочку. Кроме вирусных белков и гликопротеинов (белков, ковалентно связанных с углеводными молекулами) она содержит еще и липиды, позаимствованные из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Вирус гриппа – пример спирального вириона в оболочке с кубическим типом симметрии.

Современная классификация вирусов основана на виде и форме их нуклеиновой кислоты, типе симметрии и наличии или отсутствии внешней оболочки.

Ссылки:

  • МЕДИЦИНСКАЯ ВИРУСОЛОГИЯ
  • ВИРУСЫ: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
  • ВИРУСЫ: ВВЕДЕНИЕ

Источник: http://medbiol.ru/medbiol/infect_har/00103f9f.htm

Урок 9. особенности клеточного строения организмов. вирусы – Биология – 9 класс – Российская электронная школа

УрокВ 1892 году Дмитрий Иванович Ивановский, изучая мозаичную болезнь табака. Он выжал сок из пораженных листьев табака, пропустил через пористый фильтр из обожженной глины. Отверстия в фильтре не пропускали бактерий, т.к. были меньше их размеров, однако этот сок не утратил заразных свойств.

Дмитрий Иванович Ивановский назвал болезнетворное начало «фильтрующимся вирусом».В 1898 году подобные результаты получил голландский микробиолог Мартин Бейеринк, который ввел термин «вирус» в научный обиход. Размеры вирусов определяются нанометрами (20-200 нм), поэтому их изучение началось после открытия электронного микроскопа.

В настоящее время описаны вирусы практически всех групп живых организмов.

Строение вирусов.

Вирусы – неклеточные формы жизни. Они состоят из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК) и защитной оболочки, которая называется капсид (у простых вирусов – вирус табачной мозаики). У сложных вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная оболочка из липидов, белков и углеводов, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.Вирусы не способны к самостоятельной жизнедеятельности и в природе существуют в виде кристаллов как неживое. Они могут проявлять свойства живого, только попав в клетку-хозяина, поэтому вирусы являются внутриклеточными паразитами.

Размножение вирусов.

Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. Каждый вирус ищет своего хозяина, то есть клетки строго определенного вида.

Например, вирус – возбудитель гепатита (желтуха) проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита (свинка) – только в клетках околоушных слюнных желез человека.

Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК начинает взаимодействовать с ее генетическим аппаратом таким образом, что клетка начинает синтезировать белки, свойственные вирусу.

В дальнейшем пораженная вирусами клетка может буквально «лопнуть», и из нее выйдет большое число вирусных частиц. Иногда вирусы выделяются из клетки постепенно, по одному, и зараженная клетка живет долго – такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется продуктивным.

При заражении ретровирусом (например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)), у которого в качестве генетического материала используется молекула РНК, наблюдается другая картина. При попадании ретровируса в клетку-хозяина происходит обратная транскрипция. То есть на основе вирусной РНК синтезируется вирусная ДНК, которая встраивается в ДНК человека. Такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется интегративным, а встроенная в состав хромосомы клетки ДНК вируса называется провирусом. Далее провирус реплицируется (удваивается) в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток. Однако под влиянием некоторых физических и химических факторов провирус может выщепляться из хромосомы клетки и переходить к продуктивному типу взаимодействия, то есть синтезировать новые вирусные частицы.При заражении ВИЧ человек чувствует себя здоровым, пока вирусный генетический материал встроен в хромосому человека. Однако при выщеплении этого вирусного генетического материала из клетки она начинает образовывать новые вирусные частицы, вследствие чего развивается смертельное заболевание – синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД).Вирусы являются возбудителями большого количества заболеваний человека: корь, грипп, оспа, краснуха, энцефалит, свинка, гепатиты, СПИД. Известен также целый ряд заболеваний растений, вызываемых вирусами, например мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов или скручивание листьев картофеля. Всего описано около 500 видов вирусов, поражающих клетки позвоночных животных, и около 300 вирусов растений. Некоторые вирусы участвуют в злокачественном перерождении клеток и тем самым провоцируют онкологические заболевания.

ДНК- и РНК-содержащие вирусы.

• В зависимости от содержащегося генетического материала вирусы подразделяются на ДНК-содержащие и РНК-содержащие. К одноцепочечным РНК-содержащим вирусам относятся более 1/3 вирусов, вызывающих респираторные заболевания, а также вирус гриппа, кори, краснухи, свинки, ВИЧ.
• Двухцепочные ДНК-содержащие вирусы вызывают такие заболевания, как папиллома человека или герпес, гепатит В (гепатит А и гепатит С вызывается РНК-содержащими вирусами). ДНК-содержащие вирусы поражают также растения, вызывая, например, золотую мозаику бобов или полосатость у кукурузы.
Бактериофаги.Особую группу вирусов составляют бактериофаги, которые заражают бактериальные клетки. Бактериофаг укрепляется на поверхности бактерии при помощи специальных ножек и вводит в ее цитоплазму полый стержень, через который проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Так, генетический материал вируса попадает внутрь бактериальной клетки, а капсид остается снаружи. В цитоплазме начинается редупликация генетического материала вируса, синтез его белков, построение капсида и сборка новых бактериофагов. Через 30 минут бактериальная клетка разрушается, и из нее выходят около 200 сформированных вирусов – бактериофагов, способных заражать другие бактериальные клетки. Такие вирусы человек стал использовать для борьбы с болезнетворными бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.

Читайте также:  Доказательства эволюции - биология

Список литературы:

1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.2. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.3. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с. 4. Большой справочник по биологии/под ред. Т.В. Ивановой, Г.Л. Свиридовой. – М.: «Издательство Астрель», «Олимп», «Фирма «Издательство АСТ», 2000. – 448 с.: ил.Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет:1. Biouroki.ru2. https://bio-ege.sdamgia.ru/test?a=catlistwstat

Источник: http://resh.edu.ru/subject/lesson/1589/main/

Структура и биология вирусов

Вирусы отличаются как от прокариотных, так и от эукариотных микроорганизмов, как в структурном, так и в функциональном отношении: вирусы не имеют клеточного строения; содержат только один тип нуклеиновой кислоты; не способны к росту и бинарному делению; не имеют собственных метаболических систем; воспроизводятся за счет одной нуклеиновой кислоты, а не за счет своих составных частей; используют рибосомы клетки хозяина для синтеза собственных белков. Вместе с тем вирусы содержат собственную генетическую информацию, которую они могут передавать своему потомству. Все перечисленные особенности ставят вирусы на грань между живой и неживой материей. В зависимости от круга хозяев (экологических особенностей) их делят на вирусы человека, животных, насекомых, растений, бактерий.

Структура и химический состав вирионов.Вирусы существуют в двух формах – покоящейся, или внеклеточной (вирусная частица, или вирион) и репродуцирующейся, или внутриклеточной.

Вирионы видны только в электронный микроскоп. Их размеры варьируют в широких пределах – от 10…12 нм (вирус ящура, полиомиелита) до 300…400 нм (вирус оспы, герпеса). Длина нитевидных вирусов может достигать 2000 нм. (рисунок 1.

14) Размеры вирионов определяют: фильтрованием через фильтры с известной величиной пор; ультрацентрифугированием: диффузией; фотографированием в электронном микроскопе.

Вирионы могут иметь разнообразную форму – палочковидную и цилиндрическую (вирус табачной мозаики и другие вирусы растений), нитевидную (вирусы растений и некоторых бактерий), сферическую, напоминающую многогранники (аденовирусы, пикорнавирусы), кубовидную (поксвирусы), сперматозойдную (вирусы бактерий).

Рисунок 1.14 – Форма и величина вирионов некоторых вирусов.

Б – эллиптическое белковое тело; О – оболочка.

Простые вирионы состоят из нуклеиновой кислоты, плотно упакованной в белковую оболочку – капсид (греч. kansa – ящик), имеющую. строго упорядочную структуру. По морфологической структуре это нуклеокапсиды(поэтому вирусную частицу также называют нуклеокапсидом), а по химическому составу это нуклеопротеиды.

Сложные вирионы помимо нуклеиновой кислоты и белков капсида имеют внешнюю оболочку – суперкапсид, который представляет собой липопротеидную мембрану. В суперкапсиде содержатся белки и углеводы клетки хозяина.

Вирусные капсиды состоят из субъединиц – капсомеров (одна или несколько белковых молекул, белок – глобулин).

Вирусные капсиды имеют упорядочную организацию, в основе которой лежит принцип спиральной или кубической симметрии.<\p>

Нуклеиновые кислоты вирусов могут быть однонитчатыми или двунитчатыми.

При этом молекулы нуклеиновых кислот могут быть непрерывными и фрагментированными, линейными и кольцевыми.

Количество вирусных белков даже у сложноорганизованных вирионов не превышает 30, а у простых вирионов вирусные белки представлены одной полипептидной цепью. Некоторые.наиболее сложно устроенные вирусы содержат ферменты.

Репродукция вирусов.Вирусы не размножаются бинарным делением. Их размножение происходит путем репродукции (англ. reproduce – воспроизводить, делать копию), т.е.

путем воспроизведения нуклеиновых кислот и синтеза белков с последующей сборкой вирионов. Эти процессы происходят в разных частях клетки хозяина (например, в ядре и цитоплазме).

Такой разобщенный способ репродукции получил название дизъюнктивного (раздельного).

Репродукция вирусов характеризуется последовательной сменой отдельных стадий:

1) Адсорбция. Проникновение вирусной частицы в клетку начинается с ее адсорбции на клеточной поверхности благодаря взаимодействию клеточных и вирусных рецепторов.

Рецепторы (лат. receptor– принимающий) – чувствительные специальные образования, воспринимающие раздражения. У сложных вирионов рецепторы располагаются на внешней оболочке.

На процесс адсорбции большое влияние оказывают условия среды: солевой состав, рН, температура, а также наличие в среде строго определенных веществ, являющихся кофакторами адсорбции (например, триптофана).

2) Проникновение вириона в клетку хозяина. Пути внедрения вирусов в чувствительные к ним клетки неодинаковы.

Многие вирионы могут проникать в клетку путем виропексиса – механизма, напоминающего пиноцитоз (греч. pino – пить, выпивать).

При этом в месте адсорбции вириона клеточная стенка втягивается внутрь клетки, образуется вакуоль, в которой и оказывается вирион. Вирионы могут попадать в клетку также прямым путем через ее оболочку.

3) Дезинтеграция(или “раздевание”) вириона – освобождение НК от внешней оболочки и капсида. После проникновения вириона в клетку капсид претерпевает изменения, приобретает чувствительность к клеточным протеазам, разрушается, освобождая НК.

4) Синтез вирусных белков и репликация НК. Синтез вирусоспецифичных белков происходит с участием информационных РНК (у одних вирусов они входят в состав вирионов, а у других синтезируются в зараженных клетках на матрице вирионной РНК или ДНК). Происходит репликация вирусных НК.

5) Сборка, или морфогенез вириона. Формирование вирионов возможно только при условии строго упорядоченного соединения вирусных структурных полипептидов и их НК, что обеспечивается самосборкой белковых молекул вокруг НК

6) Выход вириона из клетки хозяина. Из клетки вирусные частицы выходят одновременно (при разрушении клеток) или постепенно (без разрушения клеток).

Типы взаимодействия вируса с клеткой хозяина. Различают три основных типа взаимодействия вируса и клетки хозяина.

Продуктивная инфекция заключается в образовании новых вирионов.

Абортивная инфекция внезапно прерывается в стадии репликации вирусной НК, или синтеза вирусных белков, или морфогенеза вирионов.

Вирогения характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной НК в ДНК клетки хозяина, что обеспечивает синхронность репликации вирусной и клеточной ДНК. У фагов такой тип взаимодействия называется лизогенией.

Культивирование вирусов.Культивирование вирусов производится для их выделения и накопления с диагностическими целями, для последующего их изучения, для производства вакцин. Вирусы являются генетическими паразитами, которые не способны размножаться на искусственных питательных средах, для их культивирования применяют три метода.

1) Культивирование в организме восприимчивого животного. Лабораторные животные на первых этапах развития вирусологии оказались единственно пригодными для накопления вирусов.

В настоящее время они также используются для разных целей наряду с другими метолами культивирования вирусов.

Используют преимущественно новорожденных животных, так как они более чувствительны к вирусным инфекциям.

2) Культивирование в курином эмбрионе. Это культивирование введено в вирусологическую практику в 1931 г. А.Вудраффом и Э.Гудпасчером. Куриные эмбрионы применяются для культивирования целого ряда вирусов.

3) Культивирование в культуре клеток. Культура клеток прочно вошла в вирусологическую практику. Для выращивания культуры клеток необходимы питательные среды. Состав сред сложен.

О репродукции вирусов в культуре клеток судят по их цитопатологическому действию (дегенеративные морфологические изменения клеток), по цветной пробе (использование клеток, выращенных на питательной среде с индикатором), по образованию “стерильных пятен”, или бляшек, на клеточном монослое, покрытом тонким слоем агара

Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 513;

Источник: https://poznayka.org/s103848t1.html

Ссылка на основную публикацию