Вирусы и их значение в природе

Вирусы и их значение в природе

Вирусы и их значение в природе

Вирусы(лат.virus– яд) – субмикроскопическиенеклеточные организмы, способныеразмножаться только внутри живых клеток(облигатные паразиты).Они отно­сятся к отдельному царствуживых организмов – Царство Вирусы.

Вирусыоткрыты русским ботаником Д.И. Ивановским(1864 – 1920 гг.) в 1892 году при исследованиимозаичной болезни листьев табака. Термин«вирус» был впервые предложен в 1898 г.голландским учёным М. Бейеринком (1851 –1931 гг.).

В настоящее времяизвестно около 3000 различных видоввирусов.

Размерывирусов колеблются от 15 до 350 нм (длинанекоторых нитевидных достигает 3 000 нм;1 нм = 1·10–9м),т.е. большинство из них не видны в световоймикроскоп (субмикроскопические) и ихизучение стало возможным только послеизобрете­ния электронного микроскопа.

Вотличие от всех остальных организмоввирусы не имеют клеточного строения!

Зрелаявирусная частица (т.е. внеклеточная,покоящаяся – вирион)устроенаочень просто: она состоит из одной илинескольких молекул нуклеиновых кислот,составляющихсердцевинувируса,и белковой оболочки (капсид)– это так называемые простыевирусы.

Сложныевирусы(например, гер­­песаили гриппа)кроме, белков кап­сида и нуклеиновойкислоты|кислоты содержат до­полнительнуюлипо­проте­иднуюмем­бра­ну(оболочку, суперкапсид образуемый изплазматической мембраны клетки хозяина),раз­­­личные углеводыи фер­менты(рис.3.1).

Ферментыспособствуют проникно­ве­ниювирусной НК в клетку и выходуобра­зо­вавшихся вирионов в среду|среду(нейраминидазамиксовирусов, АТФ-азаи лизоцимнекоторых фагов и др.), а также участвуютв процессах транскрипции и репликациивирусной НК (различные транскриптазыи репликазы).

Белковаяоболочказащищает нуклеиновую кислоту от различныхфизических и химических воздействий,а также препятствует проникновению кней клеточных ферментов, предотвращаятем самым её расщепление (защитнаяфункция). Также, в составе капсида имеетсярецептор, комплементарный рецепторузаражаемой клетки – вирусы поражаютстрого определённый круг хозяев(определительная функция).

Вирионы многих вирусов растений и ряда фагов имеют спиральный капсид, в котором белковые субъединицы (капсомеры) уло­жены|жёны по спирали вокруг оси|оси. Например, ВТМ (вирус табачной мозаики)имеет форму палочек диаметром 15 – 17 нми длиной до 300 нм (рис. 3.2.). Внутри егокапсида имеется полый канал диаметром4 нм. Гене­ти­ческим материалом ВТМявляетсяодноцепочечная РНК, плотно уло­жён­ная в желобке спирального капсида. Длявирионовсо спиральным капси­дом характерновысокое содержание белка|белка (90 – 98%) по отношению к нуклеиновой кислоте.

Капсидывирионов многих вирусов (например,аденовирус,вирусгерпеса,вирусжёлтоймозаикитурнепса– ВЖМТ) имеют форму симметричногомно­гогранника, чаще всего икосаэдра(многогранник с 12 вершинами, 20 треугольнымигранями и 30 рёбрами). Такие капсидыназывают изометрическими(рис.3.3.). В таких вирионах содержание белка|белкасоставляет около 50% по отношению к НК.

Ввирусе присутствует всегда один типнуклеиновой кислоты|кислоты (либо ДНК, либоРНК), поэтому всё|все вирусы делят наДНК-содержащие и РНК-содержащие.Молекулы нуклеиновой кислоты|кислоты в вирионемогут быть линейными (РНК, ДНК) или иметьформу кольца|кольца (ДНК). Причём эти нуклеиновыекислоты|кислоты могут состоять из одной цепочкиили из двух. Вирусная НК имеет от 3 до200 генов.

ДНК-содержащиевирусы (роды|роды) – поксвирус,иридовирус, герпесвирус, аденовируси др. РНК-содержащиевирусы – парамиксовирус,ортомиксовирус, коронавирус, аренавирус,лейковирус, рабдовируси др.

Нуклеиноваякислота вируса совмещает в себе функцииобеих кислот (ДНК и РНК) – это хранениеи передача наследственной информации,а также управление синтезом белков.

В отличие отвирусов всё|все клеточные организмы содержатоба типа нуклеиновых кислот.

Болеесложное строение име­ют вирусы бактерий– бак­те­рио­фаги(рис. 3.4.). Они со­стоят|стоят из головки ихвоста (стёр­жня и чех­ла, базальнойплас­тинки и нитейотростка).Длин­ная молекула НК (РНК или ДНК)сложена в виде спирали внутри головкибактерио­фага (бел­ковой оболочки).

Квирусам относятся также и вироиды– ин­фек­ционные агенты, представляющиесобой низко­мо­ле­ку­лярные(короткие) одноцепо­чечные кольцевыеРНК, не ко­дирующие собственные белки|белки(ли­шены кап­сида). Являютсявозбу­дителями ряда заболеваний.

К ак уже было сказано выше, вне живойклеткивирусыраз­­мно­жаться не могут. Вируспо­падает в клетку, либо впрыскиваяв неё свою нуклеиновую кислоту остав­ляяпри этом белковую оболочку снаружиклетки (как этоделают бактериофаги),либо при фагоци­тозе (пиноцитозе)вместе с белковой оболочкой (вирусыжи­­вотных), либо через нарушен­нуюклеточную оболочку (вирусы растений).

Вирусы и их значение в природе

Нити отростка

ирусырастений распространя­ются, какправило, с помощью насекомых и нематод(круглые черви). Сосущие насекомые(например, цикады) переносят вирусывместе с соком, который они высасываютиз клеток флоэмы или эпидермиса. Такжевирусы могут передаваться потомствучерез семена|семёна и споры.

ВирусныеРНК или ДНК, попав в клетку-хозяина,начинают самовоспроизводиться(удваиваться). Вирус инактивирует ДНКхозяина, а ферменты совсем расщепляютеё. Затем по программе и-РНК вируса нарибосомах клетки синтезируютсяспецифические вирусные белки|белки, послечего осуществляется процесс самосборкиновых вирусных частиц (нуклеиновыекислоты|кислоты одеваются белковой оболочкой).Таким образом, вирус становитсявнутриклеточным паразитом на генетическомуров­не. После размножения новоепоколение вирионов(до 1000) выходит из клетки, разрушая её(иногда не разрушая) и заражает другие(здоровые) клетки. Вирусная ДНК можеттакже встраиваться в геном|геном клетки-хозяинаи размножаться дальше как составнаячасть хромосомы.

Учёныесчитают, что вирусы возникли около 3млрд. лет назад из нуклеино­вых кислоторганизмов (прокариотов)врезультате выделения из генома свободныхфрагментов, которые приобрели способностьсинтезировать белковую обо­лочку иделится (удваиваться, реплицироваться)внутри клеток. Высказывается мнение,что новые типы вирусов и сейчас образуютсяиз генома бактерий и эукариот(ядра|ядра,пластид, митохондрий).

Вприроде вирусы имеют большое значение,так как они распространены повсеместнои поражают всё|все группы живых организмов,часто вызывая различные заболе­вания.

Известноболее 1000 заболеваний растений,вызванных вирусами (РНК-со­дёр­жащие).Наиболее распространены различныенекрозы(участкимёртвой ткани), мозаики(пятна|пятна,крапинки, полосы|полосы на органах|органах растений),при которых повреждаются ткани паренхимы,уменьшается количество хлоропластов,разрушается флоэма и т.д.; наблюдаетсяморщинистость или карликовость листьев.Вирусы вызывают задержку роста|роста растений,что приводит к снижению урожаев.

ВЖМТ– вирусжёлтой мозаики турнепса,ВТМ – вирустабачной мозаики,ВККТ –вирускарликовой кустистости томатов.

Появлениеполосок на цветках некоторых сортовтюльпанов (пёстрые) также обусловленовирусом, а ведь цветоводы продают этитюльпаны, выдавая их за особый сорт.

Уживотныхвирусы (ДНК- и РНК-содержащие) вызываюттакие заболевания, как: ящур(укрупного рогатого скота), бешенство(усобак, лисиц, волков), миксоматоз(укрыс), саркома,лейкоз ичума|чума(у кур) и т.д. Очень часто за­ражаютсяэтими болезнями и люди (при контактахс заражёнными животными).

Учеловекавирусы вызывают такие заболевания, как:оспа(вирус натуральной оспы), свинка(парамиксовирус), грипп(миксовирус), респираторныезаболевания(ОРЗ; риновирусы РНК-), инфекционныйгепатит,полиомиелит(детский паралич; пикорнавирус), бешенство,герпес,СПИД(вирус иммунодефицита человека – ВИЧ).

Грипп– единственноеинфекционное заболевание, котороепроявляется в виде периодическихглобальных эпидемий, опасных для жизничеловека. Инфекционные свойства вирусагриппа (поражает слизистые оболочкидыхательных путей), как и других вирусов,зависят от специфических белков вируснойоболочки, которые постоянно изменяютсяв результате рекомбинаций или мутаций.Поэтому новые штаммы вируса гриппавызывают новые эпидемии, так как учеловека не выработался пока к нимиммунитет.

Так,зимой 1968/69 г. в США было зарегистрировано50 млн. случаев гонконгскогогриппа, приэтом 70 000 человек погибло. Эпидемия1918/19 г. охватила весь земной шар, проходилав виде трёх волн и унесла 20 млн. человеческихжизней.

Вирусныезаболевания с трудом поддаются лечению,поскольку вирусы не чувствительны кантибиотикам. К счастью, во многихслучаях иммунная система ограничиваетдальнейшее распространение инфекции.

Многочисленныевирусные заболевания человека и животныхвозможно предупредить путём иммунизации– проведения профилактических прививок,которые позволяют вырабатывать иммунитетпротив вирусов.

Человекомвирусы широко используются вмикробиологических исследова­ниях(биотехнология, генная инженерия).Возможно использование вирусов дляборьбы с вредителями сельскохозяйственныхкультур.

В СШАс хлопковойсовкойэффективно борются с помощью вируса.Данный метод|метод борь­бы практическибезвреден – вирус, как правило,видоспецифичен (т.е. поражает толькоопреде­ленный вид организма).

Такжеустановлено, что, например, вируснекротической мозаики рисаподавляет рост ри­са. А вот другиерастения, например, джут(источник грубых волокон для мешков иканатов), лучше растут, когда пораженыэтим вирусом, чем в здоровом состоянии.Этот феномен учёные пока объяснить немогут.

Бактериофагипоражают бактерии (проникают внутрь иактивно их разрушают), в том числе иболезнетворные. Поэтому возможно ихиспользование для предупреждения илечения многих инфекционных заболеваний,для борьбы с болезнетворными бактериями:чумой,брюшным тифом, холе­ройи др.

Видео по теме : Вирусы и их значение в природе


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector