9 класс тема;Основні групи організмів: бактерії, археї, еукаріоти. Огляд основних еукаріотичних таксонів Неклітинні форми життя: віруси.

Неклеточные формы жизни. Прионы. Вироиды и Вирусы
ПРИОНЫ
Это белковые молекулы, способные паразитировать в клетках человека и животных. Открыты американским биологом С. Прюзинером в 1982 г., которому присудили за это Нобелевскую премию.

Могут находиться в двух разных конформациях: нормальной и патогенной (вызывают заболевание). Считается, что в нормальном состоянии они являются обычными белками нервных клеток, тормозят процессы старения. Но при определенных условиях под влиянием определенных факторов (недостаточно изученных) эти белки могут изменять конформацию. Следствием этого может быть ускорение процессов старения организма, преобразование белков в возбудителей прионовых заболеваний. В патогенной форме 43 % белковой молекулы находится в виде стойкого β-складчатого пласта.

Основные особенности прионов: все прионы очень инфекционные; их тяжело инактивировать, обезвредить; характерен продолжительный инкубационный период; для них не существует видового барьера. Инкубационный период, например, бешенства крупного рогатого скота (губчатой энцефалопатии) – до 6 лет. Болезнь возникает при поедании скотом мясо-костной муки, смеленной из остатков мертвых и убитых коров.

Прионы не разрушаются на протяжении 4 ч при высоких температурах и под влиянием пищеварительных ферментов. Могут проникать сквозь клеточные мембраны. При контактах с нормальными белками нервных клеток прионы изменяют их конформацию и превращают в патогенную форму (прионы). Вследствие этого нервная ткань становится губчатой формы, теряет способность выполнять свою функцию. Развивается при этом губчатая энцефалопатия.

Прионы в первую очередь разрушают нейроны, поэтому более повреждается нервная система, ее центральная часть. Заболевания очень тяжелые, заканчиваются смертью. Например, болезнь Клайтцфельда-Якоба сопровождается неадекватным поведением, разной степени амнезией, потерей внимания и т. п. Методы лечения не разработаны.

Прионовые заболевания могут наследоваться (по аутосомно-доминантному типу) или быть приобретенными. Пути заражения человека – при поедании мяса, при медицинских манипуляциях (прививках, операциях, пункциях). Возможно, прионы широко распространены и вызывают целый ряд заболеваний.

ВИРОИДЫ
Вызывают некоторые заболевания растений. По строению напоминают очень маленькие РНК-содержащие вирусы, которые не имеют белковой оболочки. Эта РНК белков не кодирует.

ВИРУСЫ
Открыты Д. И. Ивановским в 1892 г. Он исследовал мозаичное заболевание листьев табака. Ученый предполагал, что возбудитель должен был принадлежать к бактериям, и старался выделить его с помощью микробиологических фильтров. Но профильтрованный сок больного растения приводил к заражению здоровых.

Термин «вирус» (от лат. virus – яд) введен в 1899 г. М. Бейеринком. Настоящее изучение строения и жизнедеятельности вирусов стало возможным лишь в 30-е годы XX века после изобретения электронного микроскопа. Тогда были открыты вирусы, поражающие клетки животных. В 1917 году французский ученый Ф. Д’Эрелль открыл вирусы бактерий – бактериофаги, или фаги. Изучает вирусы наука вирусология. Описано свыше 1000 видов вирусов. Возможно, много видов еще не открыты.

Вирусы составляют отдельное царство живой природы – царство Вира (Vira). Они являются внутриклеточными (облигатными) паразитами и не имеют клеточного строения. Занимают промежуточное место между живым и неживым. Вне клетки хозяина вирусы не проявляют никаких свойств живого: в них отсутствуют рост, обмен веществ, размножение, раздражимость и т. п. Продолжительное время считали вирусы неживыми объектами, особенно вне клетки. Они проявляют свою жизнедеятельность, когда взаимодействуют с синтезирующими аппаратами клеток хозяев. У вирусов отсутствуют собственные белоксинтезирующие системы. Они не имеют органелл. В наше время вирусы определяют как своеобразные неклеточные формы жизни.
ификация вирусов. Типы взаимодействия клеток и вирусов
Вирусы. Строение и жизнедеятельность вирусов. Классификация вирусов. Типы взаимодействия клеток и вирусов
Вирусы

1Вирусы
1.1Простые
1.2Сложные
2Классификация вирусов
3Типы взаимодействия клеток и вирусов
ВИРУСЫ
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
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
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
ДНК
двухцепочечная

ДНК
одноцепочечная

РНК
двухцепочечная

РНК
одноцепочечная

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:

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

оникновения вируса в клетку хозяина
Механизмы проникновения вируса в клетку хозяина. Пути проникновения вирусов внутрь клетки. Размножение вирусов. Варианты пребывания и освобождения вирусов в клетке
Механизмы проникновения вируса в клетку хозяина

1Механизмы проникновения вируса в клетку хозяина
2Пути проникновения вирусов внутрь клетки
3Размножение вирусов и варианты пребывания вирусов в клетке
4Варианты освобождения вирусов из клеток хозяина
МЕХАНИЗМЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ ВИРУСА В КЛЕТКУ ХОЗЯИНА
Для воспроизведения себе подобных используется вирусом белоксинтезирующая система клетки хозяина, то есть ему необходимо проникнуть вглубь клетки. Сначала вирус взаимодействует с поверхностью, на которой есть особые рецепторные участки. На его оболочке есть соответствующие прикрепительные белки, которые с этими участками реагируют. Поэтому вирусы высокоспецифичны и поражают лишь определенный тип клеток определенного вида организмов. Наличие таких рецепторных участков определяет их чувствительность к тому или иному виду вирусов.

Вирус может прикрепляться к другим местам поверхности клетки, тогда заражения может и не произойти.

У простых вирусов прикрепительные белки содержатся в белковой оболочке. У сложных вирусов – на поверхности дополнительной мембраны и имеют форму шипов, игл и т. п.

ПУТИ ПРОНИКНОВЕНИЯ ВИРУСОВ ВНУТРЬ КЛЕТКИ
Существует несколько путей проникновения вирусов внутрь клетки:

Вирусные оболочки могут сливаться с клеточной мембраной (например, вирус гриппа).
Вирус попадает в клетку путем пиноцитоза. При этом ферменты клетки хозяина расщепляют его оболочку и высвобождают нуклеиновую кислоту (например, вирус полиомиелита животных).
Через поврежденные участки клеточной стенки растительных клеток. Потом переходят от одной клетки к другой по цитоплазматическим мостикам.
Бактериофаги имеют сложный механизм проникновения вирусов в клетку бактерий. С помощью хвостовых нитей они соединяются с рецепторными участками клеток бактерий. После прикрепления, например, бактериофаг Т4 вследствие сокращения чехла через полый стержень впрыскивает вглубь клетки молекулу нуклеиновой кислоты. Пустая оболочка бактериофага остается снаружи.

РАЗМНОЖЕНИЕ ВИРУСОВ И ВАРИАНТЫ ПРЕБЫВАНИЯ ВИРУСОВ В КЛЕТКЕ
Вирусы, которые попали в клетку могут сразу или позднее проявлять активность, то есть находиться определенное время в состоянии покоя. Возможны следующие варианты пребывания вирусов в клетке:

Литическая инфекция (от греч. лизис – разрушение, растворение) – образованные вирусы одновременно покидают клетку, разрывая ее. Клетка гибнет.
Персистентная (стойкая) – новые вирусы выходят постепенно. Клетка живет и делится, хотя ее функционирование может изменяться.
Латентная (скрытая) – генетический материал вируса встраивается в ДНК хромосом, и при делении клетки передается дочерним клеткам. Процесс встраивания нуклеиновой кислоты в ДНК хромосомы клетки хозяина называется интеграцией. Интегрированная нуклеиновая кислота вируса в геноме клетки хозяина, образованная из РНК благодаря ферментам, называется провирусом. Разные факторы (физической, биологической и химической природы) могут активировать провирус. Тогда развивается литическая или персистентная инфекция.
Размножение вирусов включает в себя три основных процесса: репликацию вирусной нуклеиновой кислоты, синтез вирусных белков и сбор вирионов. В клетке хозяина нуклеиновая кислота вируса передает наследственную информацию о вирусных белках в белоксинтезирующий аппарат клетки.

У вирусов, которые содержат иРНК, она сразу соединяется с рибосомами хозяина и обуславливает синтез вирусных белков. У других вирусов иРНК синтезируется на РНК или ДНК вируса.

Некоторые РНК-содержащие вирусы (например, ВИЧа – вируса иммунодефицита человека) способны вызвать синтез ДНК в ядре клетки. Из молекулы ДНК синтезируется вирусная иРНК. Это называется явлением обратной репликации.

Некоторые вирусы (например, некоторые бактериофаги и вирусы, приводящие к определенным раковым заболеваниям) встраивают вирусную ДНК в ДНК клеток хозяина. Если происходит синтез, то в комплексе с белками клетки. Белки вирусов изменяют свойства клеток и не убивают их. Так, раковые клетки часто делятся. Их количество неограниченно увеличивается.

С помощью продуктов собственной жизнедеятельности вирусы подавляют синтез белков клетки хозяина. Трансляция информации с ДНК на иРНК клетки прекращается, и стимулируется синтез собственных белков вируса. При этом используется белоксинтезирующий аппарат клетки хозяина, ее энергетические ресурсы. Молекулы нуклеиновой кислоты вируса удваиваются. Вирусная нуклеиновая кислота размещается в оболочке из синтезированного клеткой вирусного белка.

ВАРИАНТЫ ОСВОБОЖДЕНИЯ ВИРУСОВ ИЗ КЛЕТОК ХОЗЯИНА
Известно несколько вариантов освобождения вирусов из клеток хозяина:

Большей частью вирусы разрушают оболочки клетки хозяина, выходят и проникают в другие клетки (например, бактериофаги).
Сложные вирусы отпочковываются от клетки наружу.
Новые поколения вирусов продолжительное время находятся в клетке хозяина, которая остается живой, пока не будут исчерпаны ее энергетические и биохимические ресурсы.
Значение вирусов в природе и жизни человека
Значение вирусов в природе и жизни человека. Виды вирусной инфекции. Арбовирусы. Антитела и карантин

Вирусы вызывают ряд заболеваний растений, животных, бактерий. Проникновение вирусов в клетки организма обуславливает в нем инфекционные процессы.

Инфекция – это комплекс процессов, которые происходят при взаимодействии инфекционного агента (бактерии, грибы, вирусы) с организмом хозяина.

Инвазия – это комплекс процессов, которые происходят при взаимодействии паразитических животных (простейших, червей и т. п.) с организмом хозяина.

1Виды вирусной инфекции
2Арбовирусы
3Антитела
4Карантин
ВИДЫ ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ
Инфекции бывают острые и хронические. Различают несколько видов вирусной инфекции:

Острая инфекция вызывает гибель клетки после образования нового поколения вирусов.
Хроническая инфекция характеризуется тем, что на протяжении продолжительного времени в клетке образуются новые поколения вирусов. Процессы продуцирования вирусов могут чередоваться с торможением их. Вирусная инфекция может передаваться от материнской клетки дочерней.
Латентная (скрытая) инфекция характеризуется тем, что вирусы не выделяются в окружающую среду. Возбудителя тяжело обнаружить (например, вирусы герпеса). Латентная инфекция по действию определенных факторов может перейти или в ocтpyю, или в хроническую.
Смешанная – это такая инфекция, когда клетку поражают два или больше разных видов вирусов. Один из них может подавлять или усиливать размножение другого.
АРБОВИРУСЫ
Вирусы попадают в организм с пищей (например, вирус энтерита собак), через поврежденную или неповрежденную кожу (вирусы бешенства, герпеса, папилломы и т. п.), воздушно-капельным (через органы дыхания, например вирусы гриппа, кори и т. п.), половым путем (вирусы герпеса, СПИДа и т. п.), во время переливания крови или хирургических операций (вирусы СПИДа, гепатита В и т. п.), при участии переносчиков (например, насекомых, клещей – вирусы клещевого энцефалита, желтой лихорадки, вирусы растений и т. п.). Вирусы, которые передаются человеку и позвоночным животным членистоногими, называются арбовирусами.

Проникшие в организм вирусы распространяются по кровеносной, лимфатической (вирусы кори, ВИЧа и т. п.) и нервной системах (вирусы бешенства, полиомиелита) животных и человека, по ведущим тканям – у растений.

АНТИТЕЛА
В организме человека и животных в ответ на проникновение вирусов вырабатываются антитела – иммуноглобулины. Антитела изменяют структуру вирусной оболочки или блокируют ее прикрепительные белки. При этом вирусы не могут связываться с рецепторными участками плазматической мембраны клеток. В клетке могут вырабатываться защитные белки интерфероны, которые не имеют специфичности по отношению к определенным видам вирусов и подавляют их размножение. Их применяют в медицине против вирусных инфекций. Вирусы уничтожаются также при помощи определенных видов лейкоцитов.

КАРАНТИН
Вирусы могут обуславливать массовые эпидемические заболевания человека, животных и растений (например, вирусы гриппа, гепатита). Больных необходимо изолировать от здоровых до их выздоровления, лечить с помощью антивирусных препаратов. Такая изоляция называется карантином. Следует также уничтожать переносчиков вирусных заболеваний. Для профилактики вирусных заболеваний надо делать профилактические прививки. Профилактической прививкой удалось преодолеть такие опасные заболевания человека, как оспа и полиомиелит.

Вирусы, вызывающие заболевания человека: полиомиелита, гриппа, брюшного тифа, бешенства, ВИЧа, энцефалита, герпеса, ветряной.оспы, раковых заболеваний и др. У домашних животных – чуму кур, чумку собак, ящур и т. п. У культурных растений – мозаичность, пятнистость, некрозы, опухоли и т. п. Вирусы, стимулирующие образование опухолей, называются онкогенными (от греч. онкос – нарост, опухоль, генос – происхождение).

В природе вирусы способствуют регуляции численности хозяев. Значительное количество бактериофагов (всего насчитывается свыше 100) специализируется на уничтожении определенных микроорганизмов. Большинство из этих микроорганизмов являются возбудителями инфекционных заболеваний человека и животных (холеры, дизентерии, брюшного тифа и т. п.).

Человеком вирусы используются в биологическом методе борьбы с вредными видами насекомых, клещей и других животных, в генетической инженерии. Например, проблему массового размножения кролей в Австралии удалось решить с помощью вируса.

Возможно, вирусы играют определенную роль в эволюции прокариот, поскольку встраиваются в наследственный материал клетки хозяина. Они способны передавать наследственную информацию oт одних особей этих организмов к другим. Это возможно как в пределах одного вида, так и между разными.

Вирусы могут переносить гены между клетками одного организма, между клетками разных организмов, разных видов и классов.

В наше время вирусы рассматриваются не только как возбудители болезней, но и как переносчики генетической информации.

Подобається