Biologia wirusów. Co to są wirusy? Biologia: rodzaje i klasyfikacja wirusów Jakie wirusy istnieją w biologii

Rozmiary – od 15 do 2000 nm (niektóre wirusy roślinne). Największym wirusem zwierzęcym i ludzkim jest czynnik wywołujący ospę prawdziwą - do 450 nm.

Prosty wirusy mają otoczkę - kapsyd, który składa się wyłącznie z podjednostek białek ( kapsomery). Kapsomery większości wirusów mają symetrię helikalną lub sześcienną. Wiriony o symetrii helikalnej mają kształt pręta. Większość wirusów infekujących rośliny zbudowana jest według symetrii spiralnej. Większość wirusów infekujących komórki ludzkie i zwierzęce ma symetrię sześcienną.

Złożone wirusy

Złożony wirusy mogą być dodatkowo pokryte lipoproteinową błoną powierzchniową z glikoproteinami wchodzącymi w skład błony plazmatycznej komórki gospodarza (na przykład wirusy ospy, wirusowe zapalenie wątroby typu B), to znaczy mają superkapsyd. Za pomocą glikoprotein rozpoznawane są specyficzne receptory na powierzchni błony komórkowej gospodarza i przyłącza się do niej cząsteczka wirusa. Regiony węglowodanowe glikoprotein wystają ponad powierzchnię wirusa w postaci spiczastych pręcików. Dodatkowa otoczka może łączyć się z błoną plazmatyczną komórki gospodarza i ułatwiać przenikanie zawartości cząstki wirusa w głąb komórki. Dodatkowe otoczki mogą zawierać enzymy zapewniające syntezę wirusowych kwasów nukleinowych w komórce gospodarza i niektóre inne reakcje.

Bakteriofagi mają dość złożoną strukturę. Są one klasyfikowane jako wirusy złożone. Na przykład bakteriofag T4 składa się z rozwiniętej części - głowy, wyrostka i włókien ogonowych. Głowa składa się z kapsydu zawierającego kwas nukleinowy. Proces ten obejmuje kołnierz, wydrążony trzon otoczony kurczliwą osłoną przypominającą rozciągniętą sprężynę oraz płytkę podstawną z kolcami ogonowymi i włóknami.

Klasyfikacja wirusów

Klasyfikacja wirusów opiera się na symetrii wirusów oraz obecności lub braku zewnętrznej powłoki.

Wirusy wykazują żywotną aktywność tylko w komórkach organizmów żywych. Ich kwas nukleinowy może powodować syntezę cząstek wirusa w komórce gospodarza. Poza komórką wirusy nie wykazują oznak życia i nazywane są wiriony.

Cykl życiowy wirusa składa się z dwóch faz: zewnątrzkomórkowy(wirion), w którym nie wykazuje oznak aktywności życiowej, oraz wewnątrzkomórkowy. Cząsteczki wirusa znajdujące się na zewnątrz organizmu żywiciela przez pewien czas nie tracą swojej zdolności do zakażania. Na przykład wirus polio może pozostać zakaźny przez kilka dni, a ospa przez miesiące. Wirus zapalenia wątroby typu B zatrzymuje go nawet po krótkotrwałym gotowaniu.

Aktywne procesy niektórych wirusów zachodzą w jądrze, inne w cytoplazmie, a w niektórych zarówno w jądrze, jak i cytoplazmie.

Rodzaje interakcji pomiędzy komórkami a wirusami

Istnieje kilka rodzajów interakcji między komórkami a wirusami:

1. Produktywny – kwas nukleinowy wirusa indukuje syntezę własnych substancji w komórce gospodarza z utworzeniem nowego pokolenia.
2. Nieudany – reprodukcja zostaje na pewnym etapie przerwana i nie tworzy się nowe pokolenie.
3. Wirusogenne – kwas nukleinowy wirusa jest zintegrowany z genomem komórki gospodarza i nie jest zdolny do reprodukcji.

Wirusy (biologia rozszyfrowuje znaczenie tego terminu w następujący sposób) to czynniki zewnątrzkomórkowe, które mogą rozmnażać się jedynie przy pomocy żywych komórek. Co więcej, są w stanie zakażać nie tylko ludzi, rośliny i zwierzęta, ale także bakterie. Wirusy bakteryjne są powszechnie nazywane bakteriofagami. Nie tak dawno temu odkryto gatunki, które zakażają się nawzajem. Nazywa się je „wirusami satelitarnymi”.

Ogólna charakterystyka

Wirusy są bardzo liczną formą biologiczną, ponieważ występują w każdym ekosystemie na planecie Ziemia. Bada je nauka taka jak wirusologia - gałąź mikrobiologii.

Każda cząsteczka wirusa ma kilka składników:

Dane genetyczne (RNA lub DNA);

Kapsyd (otoczka białkowa) - pełni funkcję ochronną;

Wirusy mają dość zróżnicowany kształt, od najprostszej spirali po dwudziestościan. Standardowe rozmiary to około jedna setna wielkości małej bakterii. Jednak większość okazów jest tak mała, że ​​nie można ich dostrzec nawet pod mikroskopem świetlnym.

Rozprzestrzeniają się na kilka sposobów: wirusy żyjące w roślinach przemieszczają się za pomocą owadów żywiących się sokami z trawy; Wirusy zwierzęce przenoszone są przez owady wysysające krew. Są przenoszone na wiele sposobów: przez unoszące się w powietrzu kropelki, kontakt seksualny, a także poprzez transfuzję krwi.

Pochodzenie

Obecnie istnieją trzy hipotezy dotyczące pochodzenia wirusów.

O wirusach (nasza baza wiedzy na temat biologii tych organizmów jest niestety daleka od doskonałości) można przeczytać krótko w tym artykule. Każda z powyższych teorii ma swoje wady i niepotwierdzone hipotezy.

Wirusy jako forma życia

Istnieją dwie definicje form życia wirusów. Według pierwszego czynniki zewnątrzkomórkowe są kompleksem cząsteczek organicznych. Druga definicja stwierdza, że ​​wirusy są szczególną formą życia.

Wirusy (z biologii wynika pojawienie się wielu nowych typów wirusów) charakteryzują się organizmami na granicy życia. Są podobne do żywych komórek pod tym względem, że mają swój własny, unikalny zestaw genów i ewoluują w oparciu o metodę doboru naturalnego. Potrafią się także rozmnażać, tworząc swoje kopie. Ponieważ wirusy nie są uważane przez naukowców za materię żywą.

Aby syntetyzować własne cząsteczki, czynniki zewnątrzkomórkowe potrzebują komórki gospodarza. Brak własnego metabolizmu nie pozwala im na rozmnażanie się bez pomocy z zewnątrz.

Klasyfikacja wirusów w Baltimore

Biologia wystarczająco szczegółowo opisuje, czym są wirusy. David Baltimore (laureat Nagrody Nobla) opracował własną klasyfikację wirusów, która nadal cieszy się powodzeniem. Klasyfikacja ta opiera się na sposobie wytwarzania mRNA.

Wirusy muszą wytwarzać mRNA z własnych genomów. Proces ten jest niezbędny do replikacji własnego kwasu nukleinowego i tworzenia białek.

Klasyfikacja wirusów (biologia uwzględnia ich pochodzenie) według Baltimore'a jest następująca:

Wirusy z dwuniciowym DNA bez stadium RNA. Należą do nich mimiwirusy i herpewirusy.

Jednoniciowy DNA o dodatniej polarności (parwowirusy).

Dwuniciowy RNA (rotawirusy).

Jednoniciowy RNA o dodatniej polarności. Przedstawiciele: flawiwirusy, pikornawirusy.

Jednoniciowa cząsteczka RNA o podwójnej lub ujemnej polarności. Przykłady: filowirusy, ortomyksowirusy.

Jednoniciowy dodatni RNA, a także obecność syntezy DNA na matrycy RNA (HIV).

Dwuniciowy DNA i obecność syntezy DNA na matrycy RNA (wirusowe zapalenie wątroby typu B).

Okres życia

Przykłady wirusów w biologii można znaleźć niemal na każdym kroku. Ale cykl życia każdego człowieka przebiega prawie tak samo. Bez struktury komórkowej nie mogą rozmnażać się przez podział. Dlatego korzystają z materiałów znajdujących się wewnątrz komórki żywiciela. W ten sposób reprodukują dużą liczbę swoich kopii.

Cykl wirusa składa się z kilku nakładających się na siebie etapów.

W pierwszym etapie wirus przyłącza się, czyli tworzy specyficzne wiązanie pomiędzy swoimi białkami a receptorami komórki gospodarza. Następnie musisz przeniknąć do samej komórki i przenieść do niej swój materiał genetyczny. Niektóre gatunki noszą także wiewiórki. Następnie następuje utrata kapsydu i uwolnienie genomowego kwasu nukleinowego.

Choroby ludzkie

Każdy wirus ma specyficzny mechanizm działania na gospodarza. Proces ten polega na lizie komórek, co prowadzi do śmierci komórki. Kiedy umiera duża liczba komórek, cały organizm zaczyna słabo funkcjonować. W wielu przypadkach wirusy nie mogą powodować szkód dla zdrowia ludzkiego. W medycynie nazywa się to latencją. Przykładem takiego wirusa jest opryszczka. Niektóre ukryte gatunki mogą być korzystne. Czasami ich obecność wyzwala odpowiedź immunologiczną przeciwko patogenom bakteryjnym.

Niektóre infekcje mogą być przewlekłe lub trwać przez całe życie. Oznacza to, że wirus rozwija się pomimo funkcji ochronnych organizmu.

Epidemie

Transmisja pozioma jest najczęstszym typem wirusa rozprzestrzeniającym się wśród ludzkości.

Szybkość przenoszenia wirusa zależy od kilku czynników: gęstości zaludnienia, liczby osób o słabej odporności, a także jakości leków i warunków pogodowych.

Ochrona ciała

Rodzaje wirusów występujących w biologii, które mogą mieć wpływ na zdrowie człowieka, są niezliczone. Pierwszą reakcją ochronną jest odporność wrodzona. Składa się ze specjalnych mechanizmów zapewniających niespecyficzną ochronę. Ten rodzaj odporności nie jest w stanie zapewnić niezawodnej i długotrwałej ochrony.

Kiedy u kręgowców rozwija się odporność nabyta, wytwarzają specjalne przeciwciała, które przyłączają się do wirusa i czynią go bezpiecznym.

Jednakże odporność nabyta nie powstaje przeciwko wszystkim istniejącym wirusom. Na przykład wirus HIV stale zmienia sekwencję aminokwasów, dzięki czemu wymyka się układowi odpornościowemu.

Leczenie i profilaktyka

Wirusy są zjawiskiem bardzo powszechnym w biologii, dlatego naukowcy opracowali specjalne szczepionki zawierające „substancje zabójcze” dla samych wirusów. Najpowszechniejszą i najskuteczniejszą metodą kontroli są szczepienia, które tworzą odporność na infekcje, a także leki przeciwwirusowe, które mogą selektywnie hamować replikację wirusa.

Biologia opisuje wirusy i bakterie głównie jako szkodliwych mieszkańców organizmu ludzkiego. Obecnie za pomocą szczepień można pokonać ponad trzydzieści wirusów, które zadomowiły się w organizmie człowieka, a jeszcze więcej w organizmie zwierząt.

Środki zapobiegawcze przeciwko chorobom wirusowym należy podejmować terminowo i skutecznie. Aby to zrobić, ludzkość musi prowadzić zdrowy tryb życia i starać się na wszelkie możliwe sposoby zwiększyć odporność. Państwo musi terminowo organizować kwarantanny i zapewniać dobrą opiekę medyczną.

Wirusy roślinne

Sztuczne wirusy

Możliwość tworzenia wirusów w sztucznych warunkach może mieć wiele konsekwencji. Wirus nie może całkowicie wymrzeć, dopóki istnieją organizmy na niego wrażliwe.

Wirusy to broń

Wirusy i biosfera

W tej chwili czynniki zewnątrzkomórkowe mogą „pochwalić się” największą liczbą osobników i gatunków żyjących na planecie Ziemia. Pełnią ważną funkcję regulując populacje organizmów żywych. Bardzo często tworzą symbiozę ze zwierzętami. Na przykład jad niektórych os zawiera składniki pochodzenia wirusowego. Jednak ich główną rolą w istnieniu biosfery jest życie w morzu i oceanie.

Jedna łyżeczka soli morskiej zawiera około miliona wirusów. Ich głównym celem jest regulacja życia w ekosystemach wodnych. Większość z nich jest całkowicie nieszkodliwa dla flory i fauny

Ale to nie wszystkie pozytywne cechy. Wirusy regulują proces fotosyntezy, zwiększając w ten sposób zawartość tlenu w atmosferze.

1.STRONA WSTĘPNA 1

2. POCHODZENIE EWOLUCYJNE STRONA 2

3. WŁAŚCIWOŚCI WIRUSÓW. CHARAKTER WIRUSÓW. STRONA 2

4. STRUKTURA I KLASYFIKACJA WIRUSÓW STRONA 3

5.DZIAŁANIE WIRUSA Z KOMÓRKĄ P.6

6. ZNACZENIE WIRUSÓW STRONA 7

7. CHOROBY WIRALNE STRONA 9

8. CECHY EWOLUCJI WIRUSÓW W NOWOCZESNYM

SCENA. STRONA 14

9.WNIOSEK. STRONA 15

10. WYKAZ WYKORZYSTANYCH BIBLIOGRAFII. STRONA 16

Wstęp

Pod koniec ubiegłego wieku nikt nie wątpił, że każdą chorobę zakaźną wywołuje własny drobnoustrój, z którym można skutecznie walczyć.

„Daj temu czas” – powiedzieli bakteriolodzy – „a wkrótce nie będzie już ani jednej choroby”. Ale lata mijały, a obietnice nie zostały spełnione. Ludzie zarażali się odrą, pryszczycą, polio, jaglicą, ospą, żółtą febrą i grypą. Miliony ludzi zmarło z powodu strasznych chorób, ale nie udało się znaleźć drobnoustrojów, które je spowodowały.

Wreszcie w 1892 r Rosyjski naukowiec D.I. Iwanowski był na dobrej drodze. Badając mozaikę tytoniową, chorobę liści tytoniu, doszedł do wniosku, że nie jest ona wywoływana przez drobnoustrój, ale przez coś mniejszego. To „coś” przenika przez najlepsze filtry zatrzymujące bakterie, nie rozmnaża się w sztucznych środowiskach, ginie po podgrzaniu i nie można go zobaczyć pod mikroskopem świetlnym. Filtrowalna trucizna!

Taki był wniosek naukowca. Ale trucizna jest substancją, a czynnikiem wywołującym chorobę tytoniową była istota. Dobrze rozmnaża się w liściach roślin. Duński botanik Martin Willem Beirinick nazwał to nowe „coś” wirusem, dodając, że wirus jest „płynną, żywą, zakaźną zasadą”. W tłumaczeniu z łaciny „wirus” oznacza „truciznę”

Kilka lat później F. Leffler i P. Frosch odkryli, że czynnik wywołujący pryszczycę, chorobę często występującą u zwierząt gospodarskich, również przechodzi przez filtry bakteryjne. Wreszcie w 1917 r. odkrył to kanadyjski bakteriolog F. de Herelle bakteriofag, wirus infekujący bakterie.

W ten sposób odkryto wirusy roślin, zwierząt i mikroorganizmów. Wydarzenia te zapoczątkowały nową naukę - wirusologia, badając niekomórkowe formy życia.

Ewolucyjne pochodzenie wirusów

Naturalne wirusy w dalszym ciągu wywołują gorące dyskusje wśród specjalistów. Powodem tego są w dużej mierze liczne i często bardzo sprzeczne hipotezy, które dotychczas formułowano i niestety nie zostały obiektywnie udowodnione.

Wydaje się to bardziej prawdopodobne hipoteza o endogennym pochodzeniu wirusów. Według niej wirusy są fragmentem niegdyś komórkowego kwasu nukleinowego, który przystosował się do oddzielnej replikacji. Tę wersję w pewnym stopniu potwierdza istnienie plazmidów w komórkach bakteryjnych, których zachowanie jest pod wieloma względami podobne do wirusów. Wraz z tym istnieje również hipoteza „kosmiczna”, zgodnie z którą wirusy w ogóle nie ewoluowały na Ziemi, ale zostały sprowadzone do nas z Wszechświata przez niektóre ciała kosmiczne.

Właściwości wirusów. Natura wirusów

2. Nie mają własnego metabolizmu i mają bardzo ograniczoną liczbę enzymów. Do rozmnażania wykorzystuje się metabolizm komórki gospodarza, jej enzymy i energię.

Wirusy nie rozmnażają się na sztucznych pożywkach- Są zbyt wybredni w kwestii jedzenia. Zwykły bulion mięsny, który odpowiada większości bakterii, nie jest odpowiedni dla wirusów . Potrzebują żywych komórek, a nie byle jakie, ściśle określone. Podobnie jak inne organizmy, wirusy mają zdolność do rozmnażania się. Wirusy mają dziedziczność.. Dziedziczną charakterystykę wirusów można uwzględnić na podstawie zakresu dotkniętych żywicieli i objawów powodowanych przez nie chorób, a także specyfiki reakcji immunologicznych żywicieli naturalnych lub sztucznie uodpornionych zwierząt doświadczalnych. Suma tych cech pozwala jednoznacznie określić dziedziczne właściwości dowolnego wirusa, a nawet więcej - jego odmian, które mają wyraźne markery genetyczne, na przykład: neurotropizm niektórych wirusów grypy itp. . Zmienność jest drugą stroną dziedziczności i pod tym względem wirusy są podobne do wszystkich innych organizmów zamieszkujących naszą planetę. Jednocześnie u wirusów można zaobserwować zarówno zmienność genetyczną związaną ze zmianami substancji dziedzicznej, jak i zmienność fenotypową związaną z manifestacją tego samego genotypu w różnych warunkach.

Struktura i klasyfikacja wirusów

Wirusów nie można zobaczyć pod mikroskopem optycznym, ponieważ ich rozmiary są mniejsze niż długość fali światła. Można je zobaczyć jedynie za pomocą mikroskopu elektronowego.

Wirusy składają się z następujących głównych składników :

1 . Rdzeń stanowi materiał genetyczny (DNA lub RNA), który niesie informację o kilku typach białek niezbędnych do powstania nowego wirusa.

2 . Otoczka białkowa, zwana kapsydem (od łacińskiego słowa capsa - pudełko). Często jest zbudowany z identycznych, powtarzających się podjednostek – kapsomerów. Kapsomery tworzą struktury o wysokim stopniu symetrii.

3 . Dodatkowa membrana lipoproteinowa. Powstaje z błony plazmatycznej komórki gospodarza i występuje tylko w stosunkowo dużych wirusach (grypa, opryszczka).

Kapsydy i dodatkowa otoczka pełnią funkcje ochronne, jakby chroniły kwas nukleinowy. Ponadto ułatwiają wnikanie wirusa do komórki. W pełni uformowany wirus nazywany jest wirionem.

Schematyczną strukturę wirusa zawierającego RNA o spiralnej symetrii i dodatkowej otoczce lipoproteinowej pokazano po lewej stronie na Figurze 2; powiększony przekrój pokazano po prawej stronie.

Ryc.2. Schematyczna struktura wirusa: 1 - rdzeń (jednoniciowy RNA); 2 - otoczka białkowa (kapsyd); 3 - dodatkowa błona lipoproteinowa; 4 - Kapsomery (części strukturalne kapsydu).

Liczba kapsomerów i sposób ich zwinięcia są ściśle stałe dla każdego typu wirusa. Na przykład wirus polio zawiera 32 kapsomery, a adenowirus zawiera 252.

Ponieważ podstawą wszystkich żywych istot są struktury genetyczne, wirusy są obecnie klasyfikowane według cech ich dziedzicznej substancji - kwasów nukleinowych. Wszystkie wirusy są podzielone na dwie duże grupy :Wirusy DNA(deoksywirusy) i Wirusy RNA(rybowirusy). Każdą z tych grup dzieli się następnie na wirusy posiadające dwuniciowe i jednoniciowe kwasy nukleinowe. Kolejnym kryterium jest rodzaj symetrii wirionów (w zależności od sposobu ułożenia kapsomerów), obecność lub brak osłon zewnętrznych, w zależności od komórek gospodarza. Oprócz tych klasyfikacji istnieje wiele innych. Na przykład według rodzaju przeniesienia infekcji z jednego organizmu na drugi.

Ryc.3. Schematyczne przedstawienie rozmieszczenia kapsomerów w kapsydzie wirusów Wirus grypy ma symetrię typu helikalnego - A. Typ symetrii sześciennej u wirusów: opryszczka - B, adenowirus - V, polio - G

OTOCZKADwuniciowy Materiał genetyczny wirusa (DNA lub RNA) jest otoczony otoczką białkową. Struktura DNA wirusów
/>wirusy ospy

/>opryszczka - wirusy

Jednoniciowy RNA
/>wirusy odry, świnki

/>Wirusy wścieklizny
/>wirusy białaczki i AIDS

BEZ SKORUPY

Dwuniciowy DNA
/>irido - wirusy
/>adeno - wirusy

Interakcja wirus-komórka

Wirusy mogą żyć i rozmnażać się tylko w komórkach innych organizmów. Poza komórkami organizmów nie wykazują żadnych oznak życia. Pod tym względem wirusy są albo zewnątrzkomórkową formą spoczynkową (warionem),

lub replikacja wewnątrzkomórkowa - odmiany wegetatywne wykazują doskonałą żywotność. W szczególności wytrzymują ciśnienie do 6000 atm i tolerują wysokie dawki promieniowania, ale giną pod wpływem wysokich temperatur, naświetlania promieniami UV oraz narażenia na działanie kwasów i środków dezynfekcyjnych.

Interakcja wirus-komórka przechodzi przez kilka etapów po kolei:

1. Pierwszy etap reprezentuje adsorpcja jonów na powierzchni komórki docelowej, która w tym celu musi posiadać odpowiednie receptory powierzchniowe. To z nimi cząsteczka wirusa specyficznie oddziałuje, po czym są mocno związane; z tego powodu komórki nie są podatne na wszystkie wirusy. To właśnie wyjaśnia ścisłą pewność dróg przenikania wirusów. Na przykład komórki błony śluzowej dróg oddechowych mają receptory dla wirusa grypy, ale komórki skóry nie. Dlatego grypy nie można zarazić się przez skórę - cząsteczki wirusa należy wdychać z powietrzem, wirus zapalenia wątroby typu A lub B przenika i rozmnaża się tylko w komórkach wątroby, a wirus świnki (świnki) - w komórkach ślinianek przyusznych itp.

2. Drugi etap składa się z penetracja całą odmianę lub jej kwas nukleinowy do komórki gospodarza.

3.Trzeci etap zwany deproteinizacja Podczas tego procesu uwalniany jest nośnik informacji genetycznej wirusa, jego kwas nukleinowy.

4. W trakcie czwarty etap opiera się na wirusowym kwasie nukleinowym synteza związków niezbędnych wirusowi.

5.B piąty etap dzieje się synteza składników cząstek wirusowych- białka kwasu nukleinowego i kapsydu, a wszystkie składniki są syntetyzowane wielokrotnie.

6. W trakcie szósty etap z wcześniej zsyntetyzowanych wielu kopii kwasów nukleinowych i białek nowe wiriony powstają w wyniku samoorganizacji

7.Ostatni- siódmy etap- reprezentuje wyjście nowo złożonych cząstek wirusa z komórki gospodarza. Proces ten przebiega inaczej w przypadku różnych wirusów. W przypadku niektórych wirusów towarzyszy temu śmierć komórki w wyniku uwolnienia enzymów litycznych lizosomów - liza komórek. W innych przypadkach odmiany wyłaniają się z żywej komórki poprzez pączkowanie, ale nawet w tym przypadku komórka z czasem umiera.

Czas, który upływa od momentu przedostania się wirusa do komórki do uwolnienia nowych wariantów, nazywany jest utajonym lub okres ukryty. Może się znacznie różnić: od kilku godzin (5-6 w przypadku wirusów ospy i grypy) do kilku dni (wirusy odry, adenowirusy itp.).

Innym sposobem wnikania wirusów bakteryjnych do komórek jest bakteriofagi Grube ściany komórkowe nie pozwalają białku receptorowemu wraz z przyłączonym do niego wirusem przedostać się do cytoplazmy, jak to ma miejsce w przypadku zakażenia komórek zwierzęcych. Dlatego bakteriofag wprowadza wgłębienie pręcik do komórki i przepycha przez nią znajdujące się w niej DNA (lub RNA). głowa Genom bakteriofaga wchodzi do cytoplazmy, a kapsyd pozostaje na zewnątrz. Do cytoplazmy bakteryjny komórki rozpoczynają reduplikację genomu bakteriofaga, syntezę jego białek i tworzenie kapsydu. Po pewnym czasie komórka bakteryjna umiera, a cząsteczki dojrzałych fagów uwalniane są do środowiska.

Bakteriofagi tworzące w zakażonych komórkach cząstki fagowe nowej generacji, co prowadzi do lizy (zniszczenia) komórki bakteryjnej, nazywane są bakteriofagami. zjadliwe fagi.

Niektóre bakteriofagi nie replikują się wewnątrz komórki gospodarza. Zamiast tego ich kwas nukleinowy jest włączany do DNA gospodarza, tworząc z nim pojedynczą cząsteczkę zdolną do replikacji. Te fagi mają swoją nazwę umiarkowane fagi,Lub profagi. Profag nie działa litycznie na komórkę gospodarza i podczas podziału replikuje się wraz z komórkowym DNA. Nazywa się bakterie zawierające profaga lizogenny. Wykazują oporność na zawarte w nich fagi, a także na inne fagi w ich pobliżu. Połączenie profaga z bakterią jest bardzo silne, ale może zostać przerwane przez czynniki indukujące (promieniowanie UV, promieniowanie jonizujące, mutageny chemiczne). Należy zauważyć, że bakterie lizygeniczne mogą zmieniać właściwości (na przykład uwalniać nowe toksyny).

Znaczenie wirusów

Wirusy bakterii, roślin, owadów, zwierząt i ludzi są naukowo znane. Jest ich ponad 1000. Procesy związane z reprodukcją wirusa najczęściej, ale nie zawsze, uszkadzają i niszczą komórkę gospodarza. Rozmnażanie się wirusów w połączeniu z niszczeniem komórek prowadzi do powstawania bolesnych schorzeń w organizmie. Wirusy powodują wiele chorób człowieka: odrę, świnkę, grypę, polio, wściekliznę, ospę, żółtą febrę, jaglicę, zapalenie mózgu, niektóre choroby onkologiczne (nowotworowe), AIDS. Nierzadko zdarza się, że u ludzi zaczynają rosnąć brodawki. Wszyscy wiedzą, jak po przeziębieniu często „zamiatają” usta i skrzydełka nosa. To także choroby wirusowe. Naukowcy odkryli, że w organizmie człowieka żyje wiele wirusów, ale nie zawsze się one objawiają. Tylko osłabiony organizm jest podatny na działanie patogennego wirusa. Wirusami można się zarazić na wiele sposobów: przez skórę, poprzez ukąszenia owadów i kleszczy; przez ślinę, śluz i inne wydzieliny pacjenta; przez powietrze; z jedzeniem; seksualnie i inne. Zakażenie drogą kropelkową jest najczęstszą drogą rozprzestrzeniania się chorób układu oddechowego. Kaszel i kichanie uwalniają do powietrza miliony drobnych kropelek płynu (śluzu i śliny). Krople te wraz z zawartymi w nich żywymi mikroorganizmami mogą być wdychane przez inne osoby, szczególnie w zatłoczonych miejscach. U zwierząt wirusy powodują pryszczycę, dżumę i wściekliznę; owady - poliedroza, ziarniniakowatość; u roślin - mozaika lub inne zmiany w kolorze liści lub kwiatów, zwijanie się liści i inne zmiany kształtu, karłowatość; wreszcie w bakteriach - ich rozkład. Idea wirusów jako „niszczycieli”, którzy nie cofną się przed niczym, została zachowana podczas badań specjalnej grupy wirusów infekujących bakterie. Mówimy o bakteriofagach. Zdolność fagów do niszczenia bakterii można wykorzystać w leczeniu niektórych chorób wywoływanych przez te bakterie. Fagi rzeczywiście stały się pierwszą grupą wirusów „oswojonych” przez człowieka. Szybko i bezlitośnie rozprawiły się z najbliższymi sąsiadami w mikroświecie. Dżuma, dur brzuszny, czerwonka i cholera vibrios dosłownie „stopiły się” na naszych oczach po spotkaniu z tymi wirusami. Zaczęto je stosować w profilaktyce i leczeniu wielu chorób zakaźnych, ale niestety po pierwszych sukcesach przyszły porażki. Wynikało to z faktu, że w organizmie człowieka fagi nie atakowały bakterii tak aktywnie, jak w probówce. Ponadto bakterie okazały się „przebiegłe” od swoich wrogów: bardzo szybko przystosowały się do fagów i stały się niewrażliwe na ich działanie.

Po odkryciu antybiotyków fagi zeszły na dalszy plan jako lek, ale nadal są z powodzeniem wykorzystywane do rozpoznawania bakterii. Faktem jest, że fagi potrafią bardzo dokładnie odnaleźć „swoje bakterie” i szybko je rozpuścić. Podobne właściwości fagów stanowią podstawę diagnostyki terapeutycznej. Zwykle odbywa się to w ten sposób: bakterie izolowane z ciała pacjenta hoduje się na stałej pożywce, po czym na powstały „trawnik” nakłada się różne fagi, na przykład czerwonkę, dur brzuszny, cholerę i inne. Po 24 godzinach płytki bada się pod światłem i określa, który fag spowodował rozpuszczenie bakterii. Jeśli fag czerwonki miał taki efekt, wówczas z organizmu pacjenta izolowano bakterie czerwonki, jeśli dur brzuszny, to izolowano bakterie duru brzusznego.

Czasami z pomocą ludziom przychodzą wirusy infekujące zwierzęta i owady. Ponad dwadzieścia lat temu w Australii problem zwalczania dzikich królików stał się poważny. Liczba tych gryzoni osiągnęła alarmujące rozmiary. Niszczyły plony szybciej niż szarańcza i stały się prawdziwą katastrofą narodową. Konwencjonalne metody radzenia sobie z nimi okazały się nieskuteczne. Następnie naukowcy wypuścili specjalny wirus do walki z królikami, zdolny zniszczyć prawie wszystkie zakażone zwierzęta. Ale jak rozprzestrzenić tę chorobę wśród nieśmiałych i ostrożnych królików? Pomogły komary. Pełniły rolę „latających igieł”, przenosząc wirusa z królika na królika. Jednocześnie komary pozostały całkowicie zdrowe.

Istnieją inne przykłady skutecznego wykorzystania wirusów do niszczenia szkodników. Szkody wyrządzane przez gąsienice i piłeczki znają wszyscy. Te pierwsze zjadają liście roślin pożytecznych, drugie infekują drzewa w ogrodach i lasach. Walczą z nimi tak zwane wirusy poliedrozy i ziarnicy, które są rozpylane na małych obszarach za pomocą atomizerów, a samoloty służą do leczenia dużych obszarów. Dokonano tego w USA (w Kalifornii) podczas zwalczania gąsienic infekujących pola lucerny oraz w Kanadzie podczas niszczenia piły sosnowej. Obiecujące jest także wykorzystanie wirusów do zwalczania gąsienic infekujących kapustę i buraki, a także do niszczenia moli domowych.

Co stanie się z komórką, jeśli zostanie zainfekowana nie jednym, ale dwoma wirusami? Jeśli uznałeś, że w tym przypadku choroba komórki ulegnie pogorszeniu, a jej śmierć przyspieszy, to się myliłeś. Okazuje się, że obecność jednego wirusa w komórce często niezawodnie chroni ją przed destrukcyjnym działaniem innego. Zjawisko to zostało nazwane przez naukowców ingerencją wirusów. Związany jest z wytwarzaniem specjalnego białka – interferonu, który w komórkach aktywuje mechanizm ochronny, pozwalający na odróżnienie wirusowego od niewirusowego i selektywną supresję wirusową. Interferon hamuje reprodukcję większości wirusów (jeśli nie wszystkich) w komórkach. Interferon, produkowany jako lek terapeutyczny, jest obecnie stosowany w leczeniu i zapobieganiu wielu chorobom wirusowym.

Jakich innych przydatnych rzeczy możemy oczekiwać od wirusów w przyszłości? Przejdźmy w sferę spekulacji. Przede wszystkim warto przypomnieć inżynierię genetyczną. Wirusy mogą zapewnić naukowcom nieocenione korzyści poprzez przechwytywanie niezbędnych genów w niektórych komórkach i przenoszenie ich do innych. Wreszcie istnieje inna możliwość wykorzystania wirusów. Naukowcy odkryli wirion zdolny do selektywnego niszczenia niektórych nowotworów myszy. Uzyskano także wirusy zabijające ludzkie komórki nowotworowe. Jeśli możliwe będzie pozbawienie tych wirusów ich właściwości chorobotwórczych, a jednocześnie utrzymanie ich zdolności do selektywnego niszczenia nowotworów złośliwych, być może w przyszłości zostanie uzyskane potężne narzędzie do zwalczania tych poważnych chorób. Trwają poszukiwania takich wirusów i teraz ta praca nie wydaje się już fantastyczna i beznadziejna.

Przyjrzyjmy się krótko niektórym chorobom wirusowym:

Ospa

Ospa - jedna z najstarszych chorób. W przeszłości była to najczęstsza i najniebezpieczniejsza choroba. Opis ospy prawdziwej znaleziono w egipskim papirusie Amenophisa I, sporządzonym około 4000 lat p.n.e. Zmiany ospy prawdziwej zachowały się na kozhemumii pochowanej w Egipcie 3000 lat p.n.e. W XVI – XVIII wieku w Europie Zachodniej w niektórych latach na ospę prawdziwą zachorowało nawet 12 milionów ludzi, z czego aż 1,5 miliona zmarło. Jej niszczycielska siła nie ustępowała sile zarazy. Problem zapobiegania ospie rozwiązał dopiero pod koniec XVIII wieku angielski lekarz wiejski Edward Jenner. Jenner jako pierwsza udowodniła, że ​​dzięki szczepieniom można zahamować rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych i wypędzić je z powierzchni Ziemi. Pierwsza wzmianka o ospie prawdziwej w Rosji pochodzi z XV wieku. W 1610 r. zaraza została sprowadzona na Syberię, gdzie wymarła jedna trzecia miejscowej ludności. Ludzie uciekali do lasów tundry i gór, wystawiali bożki, wypalali na twarzach blizny niczym ospy, aby oszukać tego złego ducha – wszystko na próżno, nic nie było w stanie powstrzymać bezwzględnego zabójcy. Ospa jest ostrą chorobą zakaźną charakteryzującą się ogólnym zatruciem, gorączką i wysypką na skórze i błonach śluzowych. Ospa jest infekcją kwarantannową. Źródłem zakażenia jest chory człowiek od pierwszych dni choroby aż do całkowitego odpadnięcia strupów. Przenoszenie patogenu następuje głównie drogą kropelkową unoszącą się w powietrzu, ale zakażenie możliwe jest również przez unoszący się w powietrzu pył. Ospa była szeroko rozpowszechniona w Azji, Afryce i Ameryce Południowej. W ZSRR ospę prawdziwą wykorzeniono w 1937 r. Obecnie został wyeliminowany na całym świecie.

GRYPA

Grypa naszym zdaniem nie jest aż tak poważną chorobą, ale pozostaje „królem” epidemii. Żadna ze znanych dziś chorób nie jest w stanie w krótkim czasie objąć setek milionów ludzi, a na grypę w ciągu jednej pandemii (powszechna epidemia) zachorowało ponad 2,5 miliarda ludzi.

Od końca XIX wieku. Ludzkość doświadczyła czterech poważnych pandemii grypy: w latach 1889–1890, 1918–1920, 1957–1959 i 1968–1969. Pandemia 1918-1920 („hiszpanka”) została porwana 20 milionów zyje . Nigdy od tamtej pory grypa nie spowodowała tak wysokiej śmiertelności w latach 1957-1959 („grypa azjatycka”), która spowodowała śmierć około 1 miliona ludzi.

Znanych jest kilka odmian wirusa grypy - A, B, C itp.; Wewnętrzna część wirusa grypy - nukleotyd (lub rdzeń) zawiera jednoniciowy RNA zamknięty w osłonce białkowej. Jest to najbardziej stabilna część wirionu, ponieważ jest taka sama we wszystkich wirusach grypy tego samego typu. Winowajcą pandemii jest grypa typu A. Grypa B występuje rzadziej i powoduje bardziej ograniczone epidemie; grypa C jest jeszcze rzadsza.

Ze względu na to, że odporność na grypę jest krótkotrwała i specyficzna, możliwe jest powtórne zachorowanie w ciągu jednego sezonu. Według statystyk na grypę choruje co roku średnio 20-35% populacji.

Źródłem zakażenia jest osoba chora; Najbardziej niebezpieczni jako roznosiciele wirusa są pacjenci z łagodną postacią wirusa, ponieważ nie izolują się na czas – chodzą do pracy, korzystają z transportu publicznego, odwiedzają miejsca rozrywki. Zakażenie przenoszone jest z osoby chorej na osobę zdrową drogą kropelkową unoszącą się w powietrzu podczas rozmowy, kichania, kaszlu lub przez przedmioty gospodarstwa domowego.

Ptasia grypa u ludzi:

Wirus grypy A może zakażać nie tylko ludzi, ale także niektóre gatunki drobiu, w tym kurczaki, kaczki, świnie, konie, fretki, foki i wieloryby. Wirusy grypy zakażające ptaki nazywane są wirusami „ptasiej grypy (kurzej)”. Wszystkie gatunki ptaków mogą zachorować na ptasią grypę, chociaż niektóre gatunki są mniej podatne niż inne. Ptasia grypa nie powoduje epidemii wśród dzikiego ptactwa i przebiega bezobjawowo, natomiast wśród ptaków domowych może powodować ciężką chorobę i śmierć.

Wirus ptasiej grypy z reguły nie zaraża ludzi, jednak zdarzały się przypadki zachorowań, a nawet zgonów wśród ludzi podczas epidemii w latach 1997-/>1999 oraz 2003-2004. W tym przypadku najprawdopodobniej ostatnim ogniwem w przenoszeniu wirusa grypy jest człowiek (można zachorować przez kontakt z żywym zakażonym drobiem lub poprzez zjedzenie surowego zakażonego mięsa), ponieważ Nadal nie ma odnotowanych przypadków niezawodnego przenoszenia tego wirusa z osoby na osobę.

I tak w 1997 r. w Hongkongu wyizolowano wirusa ptasiej grypy (H5N1), który zainfekował zarówno kurczęta, jak i ludzi. Po raz pierwszy odkryto, że wirus ptasiej grypy może przenosić się bezpośrednio z ptaków na ludzi. W czasie tej epidemii 18 osób trafiło do szpitala, a 6 z nich zmarło. Naukowcy ustalili, że wirus przeniósł się bezpośrednio z ptaków na ludzi.

Od końca 2003 roku, podczas epidemii ptasiej grypy, która przetoczyła się przez Azję Południowo-Wschodnią i Wschodnią, na tę chorobę zmarło 66 osób, głównie w wyniku bliskiego kontaktu z zakażonymi zwierzętami.

Również w 2003 r. wirusy ptasiej grypy (H7N7) i (H5N1) wykryto w Holandii u 86 osób opiekujących się zakażonymi ptakami. Choroba przebiegała bezobjawowo lub łagodnie. Najczęściej objawy choroby ograniczały się do infekcji oczu z pewnymi objawami chorób układu oddechowego.

Niedawno w Rosji i Kazachstanie odkryto ptasią grypę. Jednak w tych krajach nie odnotowano dotychczas ani jednego przypadku zarażenia się groźnym wirusem.

Objawy ptasiej grypy u ludzi:

Objawy ptasiej grypy u ludzi wahają się od typowych objawów grypopodobnych (bardzo wysoka gorączka, trudności w oddychaniu, kaszel, ból gardła i ból mięśni) po infekcję oczu (zapalenie spojówek). Wirus ten jest niebezpieczny, ponieważ bardzo szybko może doprowadzić do zapalenia płuc, a w dodatku może powodować poważne powikłania ze strony serca i nerek.

2004 - Najbardziej rozpowszechniona epidemia ptasiej grypy (H5N1) u ludzi. Główne cechy charakterystyczne wirusa grypy 2004 można w skrócie sformułować w następujący sposób:

Wirus stał się bardziej zakaźny, co wskazuje, że wirus zmutował.

Wirus przekroczył barierę międzygatunkową z ptaków na ludzi, jednak jak dotąd nie ma dowodów na to, że wirus przenosi się bezpośrednio z człowieka na człowieka (wszystkie chore osoby miały bezpośredni kontakt z zakażonym ptakiem).

Wirus zakaża i zabija głównie dzieci. Nie ustalono źródła zakażenia ani drogi rozprzestrzeniania się wirusa, co sprawia, że ​​sytuacja z rozprzestrzenianiem się wirusa jest praktycznie niekontrolowana. Środki zapobiegające rozprzestrzenianiu się - całkowite zniszczenie całej populacji drobiu. Leczenie ptasiej grypy u ludzi:

Dotychczasowe badania sugerują, że leki opracowane dla ludzkich szczepów grypy będą skuteczne w walce z infekcjami ptasiej grypy u ludzi, jest jednak możliwe, że szczepy grypy mogą stać się oporne na takie leki, przez co leki te staną się nieskuteczne. Stwierdzono, że wyizolowany wirus jest wrażliwy na amantadynę i rymantadynę, które hamują reprodukcję wirusa grypy A i są stosowane w leczeniu grypy u ludzi.

Jaki jest powód, dla którego obecnie zwraca się szczególną uwagę na ptasią grypę:

Wszystkie wirusy grypy mają zdolność do zmian. Istnieje możliwość, że w przyszłości wirus ptasiej grypy zmieni się w taki sposób, że będzie mógł zarażać ludzi i łatwo przenosić się z człowieka na człowieka. Ponieważ wirusy te zazwyczaj nie zakażają ludzi, obrona immunologiczna przed takimi wirusami w populacji ludzkiej jest bardzo słaba lub nie ma jej wcale.

Jeśli wirus ptasiej grypy stanie się zdolny do zakażania ludzi, może rozpocząć się pandemia grypy. Eksperci Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) uważają, że pandemia ptasiej grypy może doprowadzić do śmierci 150 milionów ludzi na Ziemi.

Fakt ten potwierdzają naukowcy amerykańscy i brytyjscy: wyniki ich badań wskazują, że hiszpańska grypa (1918) była tak śmiertelna, ponieważ wyewoluowała z ptasiej grypy i zawierała unikalne białko, na które człowiek nie był odporny.

Obecnie istnieje hipoteza, że ​​wirus grypy pandemicznej powstał w wyniku przeniesienia genów ze rezerwuaru ptactwa wodnego na ludzi za pośrednictwem świń.

Ponadto wirus ptasiej grypy w odróżnieniu od ludzkiego jest bardzo stabilny w środowisku zewnętrznym – nawet w tuszach martwych ptaków może przeżyć nawet rok, co zwiększa ryzyko.

AIDS- Zespół nabytego niedoboru odporności to nowa choroba zakaźna, którą eksperci uznają za pierwszą prawdziwie globalną epidemię w znanej historii ludzkości. Ani dżuma, ani ospa, ani cholera nie są precedensami, ponieważ AIDS zdecydowanie nie różni się od żadnej z tych lub innych znanych chorób ludzkich. Zaraza pochłonęła dziesiątki tysięcy istnień ludzkich w regionach, w których wybuchła epidemia, ale nigdy nie ogarnęła całej planety na raz. Ponadto część osób, będąc chora, przeżyła, nabyła odporność i podjęła pracę opiekowania się chorymi i przywracaniem zniszczonej gospodarki. AIDS nie jest chorobą rzadką, która dotyka kilka osób przez przypadek. Czołowi eksperci obecnie definiują AIDS jako „globalny kryzys zdrowotny”, jako pierwszą prawdziwie ogólnoziemską i bezprecedensową epidemię choroby zakaźnej, która wciąż po pierwszej dekadzie epidemii nie jest kontrolowana przez medycynę i każda zarażona osoba umiera z powodu To.

Do 1991 roku AIDS zarejestrowano we wszystkich krajach świata z wyjątkiem Albanii. W najbardziej rozwiniętym kraju świata – Stanach Zjednoczonych – już wówczas zakażała się jedna na 100-200 osób, co 13 sekund zarażał się kolejny mieszkaniec USA, a do końca 1991 roku AIDS w tym kraju stał się trzecie pod względem śmiertelności, wyprzedzając raka. Obecnie liderem pod względem liczby osób zarażonych wirusem są kraje Afryki Subsaharyjskiej. Cały kraj w Afryce – Zimbabwe – może wyginąć w wyniku AIDS: każdego dnia z powodu tej choroby umiera tu nawet 300 osób! Wśród dorosłej populacji dużych miast Botswany zapadalność sięga 30%. Co dziesiąte niemowlę jest już zakażone wirusem HIV. Jak dotąd AIDS w 100% przypadków zmusza do uznania siebie za chorobę śmiertelną.

Pierwsze osoby chore na AIDS zostały zidentyfikowane w 1981 i 1983 r. Udało się wykazać, że przyczyną jest nieznany wcześniej ludzki wirus z rodziny retrowirusów. Wirus ten zawiera wyłącznie swój własny enzym - odwrotną transkryptazę (zależną od RNA pomerazę DNA), która jest częścią tylko tych wirusów. Jego odkrycie było prawdziwą rewolucją w biologii, ponieważ pokazało taką możliwość przekazywanie informacji genetycznej nie tylko według klasycznego schematu DNA – RNA – białko, ale także poprzez odwrotną transkrypcję z RNA na DNA. W ten sposób w komórce pojawia się „fałszywy program” (prowirus), który zmienia genom znacznie bardziej, niż jest to możliwe przy „normalnej” zmienności ewolucyjnej.

W ludzkim ciele retrowirus zakaża wirusem HIV tylko niektóre komórki – tzw Limfocyty T4 poprzez wiązanie się ze specjalnym białkiem błonowym. Niestety to właśnie te komórki odgrywają główną rolę rola V zarządzanie układem odpornościowym. Przedstawiając się, wirus wprowadza swój RNA, na matrycy którego syntetyzowany jest prowirusowy DNA, aby następnie zintegrować się z genomem komórki gospodarza. W tym charakterze wirus HIV może przebywać w organizmie przez okres do dziesięciu lat, nie objawiając się w żaden sposób.

Ale jeśli pod wpływem innych infekcji limfocyty zostaną aktywowane, wbudowany obszar „budzi się” i zaczyna aktywnie syntetyzować cząsteczki HIV. Następnie wirusy niszczą błonę i zabijają limfocyty, co prowadzi do zniszczenia układu odpornościowego, w wyniku czego organizm traci swoje właściwości ochronne i nie jest w stanie przeciwstawić się patogenom różnych infekcji i zabić komórki nowotworowe. Podstępność wirusa HIV w jego niezwykle wysoki potencjał mutacji- co uniemożliwia stworzenie skutecznej szczepionki i uniwersalnego leku.

Jak dochodzi do infekcji? ? Źródłem zakażenia jest osoba zakażona wirusem niedoboru odporności. Może to być pacjent z różnymi objawami choroby lub osoba, która jest nosicielem wirusa, ale nie ma objawów choroby (bezobjawowy nosiciel wirusa).

Drogi przenoszenia infekcji: drogą płciową,

AIDS jest przenoszony tylko od osoby do osoby:

1. seksualnie (droga pozioma)

2. pozajelitowe, polegające na wprowadzeniu czynnika wirusowego bezpośrednio do krwi wrażliwego organizmu (transfuzja krwi lub jej preparatów), przeszczepieniu narządu lub dożylnym podaniu leków (narkotyków) za pomocą wspólnych strzykawek lub igieł, dokonaniu obrzędów rytualnych związanych z upuszczaniem krwi, skaleczenia narzędziem zakażonym wirusem HIV.

3. od matki do płodu i noworodka (ścieżka pionowa).

Do grup ryzyka zarażenia się AIDS zaliczają się homoseksualni mężczyźni, osoby zażywające narkotyki dożylnie, prostytutki, osoby posiadające dużą liczbę partnerów seksualnych, częsti dawcy, chorzy na hemofilię, dzieci urodzone przez osoby zakażone wirusem HIV.

Środki zapobiegawcze . Głównym warunkiem jest Twoje zachowanie!

Cechy ewolucji wirusów na obecnym etapie.

Ewolucja wirusów w dobie postępu naukowo-technicznego, w wyniku potężnej presji czynników, postępuje znacznie szybciej niż dotychczas. Jako przykłady tak intensywnie rozwijających się procesów we współczesnym świecie można wskazać zanieczyszczenie środowiska zewnętrznego odpadami przemysłowymi, powszechne stosowanie pestycydów, antybiotyków, szczepionek i innych produktów biologicznych, ogromną koncentrację ludności w miastach, rozwój nowoczesnych pojazdów, rozwój gospodarczy terenów wcześniej nieużytkowanych, utworzenie przemysłowej hodowli zwierząt z największą liczbą i gęstością zaludnienia gospodarstw hodowlanych. Wszystko to prowadzi do pojawienia się nieznanych wcześniej patogenów, zmian we właściwościach i drogach krążenia znanych wcześniej wirusów, a także znaczących zmian w podatności i odporności populacji ludzkich.

Wpływ zanieczyszczeń środowiska.

Obecny etap rozwoju społeczeństwa wiąże się z intensywnym zanieczyszczeniem środowiska zewnętrznego. Przy pewnym poziomie zanieczyszczenia powietrza określonymi substancjami chemicznymi i pyłami pochodzącymi z odpadów przemysłowych następuje zauważalna zmiana oporu całego organizmu, szczególnie w komórkach i tkankach dróg oddechowych. Istnieją dowody na to, że w takich warunkach niektóre infekcje wirusowe dróg oddechowych, takie jak grypa, mają zauważalnie cięższy przebieg.

Konsekwencje masowego stosowania pestycydów.

Może to doprowadzić do pojawienia się klonów i populacji wirusów o nowych właściwościach, a w efekcie nowych, niezbadanych epidemii.

Wniosek

Walka z infekcjami wirusowymi wiąże się z wieloma trudnościami, wśród których na szczególną uwagę zasługuje odporność wirusów na antybiotyki. Wirusy aktywnie mutują i regularnie pojawiają się nowe szczepy, przeciwko którym nie znaleziono jeszcze „broni”. Przede wszystkim dotyczy to wirusów RNA, których genom jest zwykle większy i przez to mniej stabilny. Dotychczas walka z wieloma infekcjami wirusowymi przebiega na korzyść człowieka, głównie dzięki powszechnym szczepieniom populacji w celach profilaktycznych. Takie wydarzenia ostatecznie doprowadziły do ​​​​tego, że zdaniem ekspertów wirus ospy prawdziwej zniknął z natury. W wyniku powszechnych szczepień w naszym kraju w 1961 r. Epidemia poliomyelitis została wyeliminowana. Jednak natura od czasu do czasu testuje ludzi, prezentując niespodzianki w postaci nowych wirusów powodujących straszne choroby. Najbardziej uderzającym przykładem jest ludzki wirus niedoboru odporności, z którym ludzie wciąż przegrywają walkę. Jego rozprzestrzenianie się jest już zgodne z pandemią.

Bibliografia:

1. N. Zielony. W. Stout. D. Taylora. „Biologia” w 3 tomach, tom 1. Tłumaczenie z języka angielskiego. Pod redakcją R. Sopera. Wydawnictwo „Mir”. Moskwa, 1996

2. EP Shuvalov „Choroby zakaźne”, 1990.

3. G.L.Bilich „Kompletny kurs biologii”, 2005

4.N.B. Czebyszew Biologia, 2005

5. Golubev D.B., Soloukhin V.Z. „Refleksje i debaty na temat wirusów”. Moskwa, wydawnictwo „Młoda Gwardia”, 1989.

7. Żdanow V.M., Gaidamovich S.Ya. „Wirusologia ogólna i specyficzna”. M.: „Medycyna”, 1982.

8. Golubev D.B., Soloukhin V.Z. „Refleksje i debaty na temat wirusów”. M.: „Młoda Gwardia”, 1982.

3. Żdanow V.M., Ershov F.I., Novokhatsky A.S. „Sekrety Trzeciego Królestwa”. Moskwa”, 1971.

5. Zuev V.A. „Tertiylik”. Moskwa, wydawnictwo „Wiedza”, 1985.

11. Cherkes F.K., Bogoyavlenskaya L.B., Belskaya N.A. "Mikrobiologia". Moskwa, wydawnictwo „Medycyna”, 1987.

12. Chumakow M.P., Lwów D.K. „Zagadnienia wirusologii”. Moskwa, wydawnictwo Akademii Nauk Medycznych ZSRR, 1964.

13. Wybór artykułów pod ogólnym tytułem „1 grudnia – Światowy Dzień AIDS”. Miesięcznik popularnonaukowy „Zdrowie” nr 12 (513) za rok 1997, s. 38-41.

Są wszędzie: w powietrzu, wodzie, glebie i na powierzchni przedmiotów. Są tak małe, że nie wszystkie ich typy można zobaczyć pod zwykłym mikroskopem. Są to wirusy, niesamowite formacje naturalne, nie do końca poznane i charakteryzujące się niesamowitym współczynnikiem przeżywalności.

Poznaj trujące i niebezpieczne

Wirus absolutnie zasługuje na swoją nazwę, w tłumaczeniu z łaciny: trucizna. Wcześniej tego słowa używano bezkrytycznie w odniesieniu do wszystkich patogenów. Jednak pod koniec XIX wieku sytuacja uległa zmianie.

Dwa wieki temu rosyjski naukowiec Iwanowski podczas eksperymentów z liśćmi tytoniu dotkniętymi określoną chorobą odkrył, że jeśli zawartość bakterii oddzieli się od wyciśniętego soku za pomocą filtra, powstały biomateriał nadal zachowuje zdolność infekowania zdrowych roślin. Następnie naukowcy za pomocą filtracji zaczęli izolować nowe typy agresywnych czynników, np. wirusa pryszczycy czy żółtej febry. Stopniowo zniknęło słowo „filtrowalny” i na tym etapie rozwoju nauki to, co powoduje większość chorób na całym świecie, nazywa się zwykle wirusami.

Ani żywy, ani martwy

To pytanie jest nadal przedmiotem debaty naukowej. Faktem jest, że odkąd zbadano strukturę wirusów (głównie tego, który powoduje mozaikę tytoniową) i ich wzorce zachowania, ujawniły się ważne szczegóły, które dają nam do myślenia: czy jest bardziej prawdopodobne, że jest żywy niż martwy, czy odwrotnie?

Argumenty dla:

• struktura molekularna;
• zawierają genom;
• wewnątrz komórek zachowują się dość aktywnie.

Argumenty przeciw:

• na zewnątrz jamy komórkowej są całkowicie obojętne;
• Nie syntetyzują samodzielnie białka, dlatego nie są w stanie dzielić się materiałem genetycznym bez obecności komórki gospodarza.

Cechy konstrukcyjne

Struktura wirusów wywołujących wiele chorób jest bardzo zróżnicowana, ale ma wiele cech wspólnych. Przede wszystkim zewnątrzkomórkowa postać wirusa nazywana jest wirionem. Składa się z następujących elementów:

• jądro zawierające od 1 do 3 cząsteczek kwasu nukleinowego;
• kapsyd - osłona wykonana z białka, która chroni kwas przed wpływami;
• otoczka składająca się ze związków białkowo-lipidowych (nie zawsze dostępna).

Kwas nukleinowy to kod genetyczny wirusa. Co ciekawe, kwas deoksyrybonukleinowy i kwas rybonukleinowy nigdy nie występują razem. Natomiast mikroorganizmy, w których „żywotność” nikt nie wątpi, na przykład chlamydie, zawierają oba kwasy. Jeśli chodzi o informację genetyczną, może ona ograniczać się do 1-3 genów, a czasami zawiera nawet do 100 jednostek.

Wiriony pożyczyły dodatkową otoczkę od zajętego organizmu, dokonując zmian w strukturze komórki. Wirus posiadający taki dodatek interesuje się błoną cytoplazmatyczną lub jądrową, aby z jej fragmentów utworzyć wtórną warstwę ochronną. Co więcej, taka muszla jest charakterystyczna tylko dla stosunkowo dużych okazów, takich jak opryszczka lub wirus grypy.

Składniki wirionów pełnią nie tylko funkcje ochronne i magazynujące informacje, ale odpowiadają także za reprodukcję wirusa i niezbędne mutacje.

Wirus w kształcie

Cechy strukturalne wirusów są takie, że ich klasyfikacja zależy od kształtu kapsydu.

Najprostsze wirusy mają strukturę, która wyróżnia się obecnością jednego rodzaju cząsteczek białka w kapsydach. Są to tak zwane nagie wirusy, czyli całkowicie pozbawione otoczki.

Ale są wiriony pokryte kapsomerami - jest to połączenie kilku cząsteczek, które tworzą pewien kształt geometryczny. Struktura wirusów, a także ich kapsomerów odgrywa ważną rolę w identyfikacji czynnika agresywnego. Kształt jest bardzo zróżnicowany: głowa z ogonem, prostokąt (ospa), kula (grypa), kij (mozaika tytoniowa), nitka (choroby bulw ziemniaka), wielościan (poliomyelitis), kulisty (wścieklizna).

Nanorozmiar

Wirusy są tak małe, że większość z nich można szczegółowo zbadać jedynie za pomocą mikroskopu elektronowego. Niezależnie od kształtu i struktury wirusa, bakterie zawsze będą większe (około 50 razy). Rozmiar wirionów waha się od małych (20-30 nm) do dużych (400 nm).

Zajęcie komórkowe

Wirusowej inwazji komórki nie da się porównać z żadną inną – w przyrodzie podobny mechanizm nie występuje nigdzie indziej. Na zewnątrz komórki wirion znajduje się w stanie uśpionym, skrystalizowanym. Ale gdy tylko dostanie się do pożądanej jamy, rozpoczynają się aktywne działania.

1. Adsorpcja. Inaczej mówiąc, jest to przyłączenie wirionów (czasami setek) do ścianek wybranej komórki.
2. Wiropeksja. Proces bezpośredniego zanurzenia się w komórce, zachodzący przez miejsce przyczepienia się wirusa. Ciekawostka: komórka w żaden sposób nie zapobiega inwazji, ponieważ cząsteczka wirusa, a raczej jego białko, jest przez komórkę identyfikowana jako „własna”.
3. Podwojenie. Inwazja zakaźna rozpoczyna się, gdy wirusy namnażają się w komórce. Syntetyzują nowe, podobne do siebie cząsteczki, tworząc liczne kapsydy.
4. Wyjście. W momencie przesycenia struktura komórkowa zostaje zakłócona, wirusy nie są już powstrzymywane i wybuchają, infekując nowe komórki. Proces ten może przebiegać na kilka sposobów.

Co zaskakujące, mikroorganizmy setki razy mniejsze od komórki pewnie i szybko niszczą jej pracę, destrukcyjnie wpływając na procesy metaboliczne i często niszcząc ofiarę.

Rodzaje włamań wirusów

Taka klasyfikacja zależy od charakteru zniszczenia komórek, a także od czasu przebywania agresywnego czynnika. Pod tym względem wyróżnia się trzy rodzaje infekcji:

• destrukcyjny: ten rodzaj infekcji nazywany jest litycznym, w którym wirusy masowo wydostają się z przestrzeni komórkowej i niszcząc wszystko na swojej drodze, starają się podbić nowe komórki;
• trwały lub trwały: charakteryzuje się stopniowym wypływem mas wirusowych bez zakłócania funkcjonowania komórki;
• ukryty: typ utajony wyróżnia się integracją genomu wirusa z chromosomami komórkowymi, a później, podczas podziału, komórka przenosi wirusa do swoich struktur potomnych.

Podsumowując, warto zwrócić uwagę na niesamowitą różnorodność tych mikroskopijnych substancji, co wyjaśnia różnicę w obserwowanych objawach. Istnieją wirusy z DNA - opryszczka, ospa, a także zawierające RNA - pryszczyca, kilka bakteriofagów. Wiriony te zawierają między innymi lipidy.

Inne opcje: wirusy wolne od lipidów, takie jak adenowirusy i zdecydowana większość bakteriofagów.

To budujące, że prędzej czy później świat naukowy nauczy się ujarzmiać te formy życia i wykorzystywać je na korzyść ludzkości.

Przedstawicielami pozakomórkowych form życia są wirusy – maleńkie cząstki wnikające do wnętrza komórki. Dziedzina mikrobiologii zajmująca się badaniem wirusów nazywa się wirusologią.

1. ogólny opis
2. Klasyfikacja
3. Czego się nauczyliśmy?
4. Ocena raportu

Premia

• Testuj w temacie

ogólny opis

Wirusy występują w atmosferze, glebie i wodzie. Istnieją wirusy roślin, zwierząt, grzybów i bakterii. Wirusy infekujące bakterie nazywane są bakteriofagami. Istnieją satelity, które dostają się do komórki tylko wtedy, gdy znajduje się w niej dodatkowy wirus.

Ryż. 1. Bakteriofag.

Większość wirusów powoduje infekcje; niektóre typy nie powodują widocznych skutków. Jednym z interesujących faktów jest obecność reszt wirusowych w ludzkim DNA.

Wirusy mają różnorodne kształty (kulki, spirale, pręciki) i najmniejsze rozmiary – 20-300 nm (1 milion nm w 1 mm). Największe wirusy to mimiwirusy, które mają średnicę 500 nm. Naśladują budowę i działanie bakterii, a niektórzy naukowcy uważają mimiwirusy za formę przejściową od wirusów do bakterii.

Ryż. 2. Mimiwirusy.

Krótki opis wirusów i ich różnic w stosunku do materii ożywionej i nieożywionej przedstawiono w tabeli.

TOP 4 artykułyktórzy czytają razem z tym

Wirusy są podzielone na odrębne królestwo i podzielone na pięć taksonów. Większość wirusów nie została jeszcze zbadana i sklasyfikowana.
Nowoczesna klasyfikacja obejmuje:

• 9 drużyn;
• 127 rodzin;
• 44 podrodziny;
• 782 rodzaje;
• 4686 gatunków.

Biolog David Baltimore w 1971 roku opracował alternatywną klasyfikację wirusów w oparciu o charakterystykę informacji genetycznej. Baltimore rozróżnił rodzaje wirusów na podstawie zawartości RNA lub DNA.
Jego klasyfikację można połączyć w trzy duże grupy:

• wirusy DNA;
• wirusy RNA;
• Wirusy przekształcające RNA w DNA.

Główne typy wirusów w biologii według Baltimore przedstawiono w tabeli.

Wirusy to struktury zmieniające DNA komórki, powodując, że komórka wytwarza nowe wirusy. Kiedy wirusów jest zbyt wiele, rozrywają błonę komórkową, wydostają się i infekują nowe komórki. Czasami nie zabijają komórki, ale z niej pączkują.

Ryż. 3. Wirus atakujący komórkę.

Czego się nauczyliśmy?

Ze sprawozdania klas 5-6 dowiedzieliśmy się o budowie, cechach i klasyfikacji wirusów. Nie można ich zaliczyć ani do przyrody żywej, ani do materii nieożywionej. Pod względem struktury wirusy są białkami przenoszącymi informację dziedziczną zintegrowaną z żywą komórką. Biolog Baltimore zidentyfikował siedem klas wirusów w zależności od cech strukturalnych materiału genetycznego.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.6. Łączna liczba otrzymanych ocen: 653.